【摘要】：針對(duì)不需要實(shí)時(shí)讀取數(shù)據(jù),也不需要經(jīng)常調(diào)節(jié)井下流量的油藏開(kāi)采工藝,可以采用無(wú)纜的電子工具測(cè)量地層參數(shù),以提高系統(tǒng)安全性、降低開(kāi)采成本。但是無(wú)纜的電子工具在井下工作一段時(shí)間后,需要對(duì)其補(bǔ)充電能,采用非接觸式電能傳輸技術(shù)是一種可能的技術(shù)方法。由于油氣井下高溫、高壓及油水介質(zhì)的特殊環(huán)境,建立井下非接觸式電能傳輸系統(tǒng)模型,研究金屬保護(hù)筒和油水介質(zhì)對(duì)非接觸式電能傳輸?shù)挠绊?是井下非接觸式電能傳輸技術(shù)研究必須解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。本文主要研究工作和階段性成果如下:1.對(duì)比分析常用的非接觸式電能傳輸方法,針對(duì)井下電子工具的非接觸式電能傳輸系統(tǒng)的特殊性,提出了互套式螺旋結(jié)構(gòu)的井下非接觸式電能傳輸系統(tǒng)方案。2.考慮井下油水介質(zhì)、發(fā)射線圈保護(hù)筒和接收線圈保護(hù)筒的電磁特性,建立了井下非接觸式電能傳輸系統(tǒng)的改進(jìn)螺線管模型、改進(jìn)互感模型和損耗模型,提出了串-串型諧振補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò),以提高電能傳輸效率。3.基于建立的井下非接觸式電能傳輸系統(tǒng)模型,搭建了仿真平臺(tái),研究了主要結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對(duì)系統(tǒng)傳輸性能的影響,提出了最優(yōu)的機(jī)械結(jié)構(gòu)參數(shù);設(shè)計(jì)、制成了一套井下非接觸式電能傳輸原理樣機(jī),并進(jìn)行了驗(yàn)證性測(cè)試實(shí)驗(yàn)。測(cè)試結(jié)果驗(yàn)證了改進(jìn)螺線管模型、改進(jìn)互感模型和損耗模型的正確性,以及工作參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)的合理性。本文完成的研究工作和取得的成果對(duì)設(shè)計(jì)井下非接觸式電能傳輸系統(tǒng)的工程樣機(jī)、優(yōu)化工作參數(shù)具有指導(dǎo)性意義,所建立的模型還可為水下運(yùn)載工具、海洋鉆井工具等具有類似工作環(huán)境的非接觸式電能傳輸系統(tǒng)研究提供參考與借鑒。
【圖文】：

非接觸式電能傳輸技術(shù)做同樣的實(shí)驗(yàn)，雖然失敗了，但是開(kāi)啟了人類對(duì)非接觸輸技術(shù)的研究[5]。對(duì)推動(dòng)非接觸式電能傳輸技術(shù)的研究有重要作用的還有新西蘭奧克蘭大學(xué)的 領(lǐng)導(dǎo)的研究小組，他們從上世紀(jì)九十年代開(kāi)始對(duì)該技術(shù)展開(kāi)了大量的研究，不對(duì)非接觸式電能傳輸技術(shù)的基本原理、補(bǔ)償電路特性分析等理論研究，而且努術(shù)推向產(chǎn)業(yè)化，應(yīng)用于商業(yè)。他們?cè)谟?guó)倫敦成立了 HaloIPT 公司，并于 201了應(yīng)用于電動(dòng)汽車的感應(yīng)式非接觸式電能傳輸技術(shù)。2012 年 10 月，高通公司收購(gòu)了 HaloIPT 公司。在對(duì) HaloIPT 公司研發(fā)的電動(dòng)式非接觸式電能傳輸技術(shù)改進(jìn)后，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)充電效率高達(dá) 90%，充電功率高 的無(wú)線充電裝置，采用該裝置為特斯拉電動(dòng)汽車電池組充滿電僅需 5 小時(shí)。該技術(shù)應(yīng)用于首屆電動(dòng)方程式錦標(biāo)賽中，用于對(duì)電動(dòng)或混動(dòng)汽車充電。韓國(guó)高等科學(xué)技術(shù)院對(duì)動(dòng)態(tài)無(wú)線充電技術(shù)進(jìn)行了研究，采用粒子群優(yōu)化算法確端的數(shù)量及位置關(guān)系，優(yōu)化了該系統(tǒng)的充電效率。2013 年，韓國(guó)高等科學(xué)技術(shù)采用動(dòng)態(tài)無(wú)線充電技術(shù)的電動(dòng)公交車在韓國(guó)慶尚北道龜尾市投入試運(yùn)行，如圖。投入運(yùn)行的充電公交車道總長(zhǎng) 24 公里，電能傳輸效率和功率都較高。

非接觸式電能傳輸技術(shù)做同樣的實(shí)驗(yàn)，，雖然失敗了，但是開(kāi)啟了人類對(duì)非接觸輸技術(shù)的研究[5]。對(duì)推動(dòng)非接觸式電能傳輸技術(shù)的研究有重要作用的還有新西蘭奧克蘭大學(xué)的 領(lǐng)導(dǎo)的研究小組，他們從上世紀(jì)九十年代開(kāi)始對(duì)該技術(shù)展開(kāi)了大量的研究，不對(duì)非接觸式電能傳輸技術(shù)的基本原理、補(bǔ)償電路特性分析等理論研究，而且努術(shù)推向產(chǎn)業(yè)化，應(yīng)用于商業(yè)。他們?cè)谟?guó)倫敦成立了 HaloIPT 公司，并于 201了應(yīng)用于電動(dòng)汽車的感應(yīng)式非接觸式電能傳輸技術(shù)。2012 年 10 月，高通公司收購(gòu)了 HaloIPT 公司。在對(duì) HaloIPT 公司研發(fā)的電動(dòng)式非接觸式電能傳輸技術(shù)改進(jìn)后，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)充電效率高達(dá) 90%，充電功率高 的無(wú)線充電裝置，采用該裝置為特斯拉電動(dòng)汽車電池組充滿電僅需 5 小時(shí)。該技術(shù)應(yīng)用于首屆電動(dòng)方程式錦標(biāo)賽中，用于對(duì)電動(dòng)或混動(dòng)汽車充電。韓國(guó)高等科學(xué)技術(shù)院對(duì)動(dòng)態(tài)無(wú)線充電技術(shù)進(jìn)行了研究，采用粒子群優(yōu)化算法確端的數(shù)量及位置關(guān)系，優(yōu)化了該系統(tǒng)的充電效率。2013 年，韓國(guó)高等科學(xué)技術(shù)采用動(dòng)態(tài)無(wú)線充電技術(shù)的電動(dòng)公交車在韓國(guó)慶尚北道龜尾市投入試運(yùn)行，如圖。投入運(yùn)行的充電公交車道總長(zhǎng) 24 公里，電能傳輸效率和功率都較高。
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TE931.2;TM724

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本文編號(hào)：2700404