油井被開發(fā)一段時間后,泥漿顆�；蛴袡C污垢等雜質(zhì)將孔隙通道堵塞,使油層滲透率減小,產(chǎn)液量及注入量降低,嚴重制約了油田開發(fā)利用率。傳統(tǒng)的強酸、炸藥、壓力等解堵方法對環(huán)境危害較大�；诟吖β拭}沖技術(shù)原理的低頻脈沖強沖擊波技術(shù)可以部分替代原有解堵方法。該技術(shù)利用液電效應(yīng),將電能轉(zhuǎn)換為沖擊波機械能,通過多次重復(fù)作用對井下儲層解堵作業(yè)。因油井尺寸、井下高壓高溫環(huán)境和井用電纜規(guī)格等因素的限制,井下電脈沖解堵裝置的設(shè)計受到很多條件的約束。本文詳細研究了充放電過程及其關(guān)鍵技術(shù),結(jié)合現(xiàn)有條件,設(shè)計了一臺25kV/40mA,儲能5kJ的油井解堵用沖擊放電裝置。全文主要工作如下:（1）通過對等離子放電通道的物理過程仿真研究,結(jié)合設(shè)備工作環(huán)境,確定了沖擊放電設(shè)備的電氣性能、使用環(huán)境要求。（2）設(shè)計了設(shè)備充電主電路圖。對LC諧振恒流充電電路進行了詳細分析、仿真,選用開關(guān)頻率小于諧振頻率一半的軟開關(guān)方案;對該電路進行仿真,達到了用時10s,將16μF的儲能電容器,從0kV“等臺階”恒流充電到25kV的設(shè)計要求。（3）設(shè)計了高頻變壓器。選取TDK公司的N27PM87/70型磁芯;單個變壓器直徑87mm,高70mm,變... 

【文章來源】：哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖3-7串聯(lián)諧振恒流電路仿真示意圖

表 3-1 三種諧振電流模式仿真參數(shù)Table 3-1 Three resonant current mode simulation parameters諧振電流模式 Lr(μH) Cr(μF) fr(kHz)fs<0.5fr，電流斷續(xù) 15 2.5 260.5fr<fs<fr，電流連續(xù) 19.15 2.5 23fr<fs，電流連續(xù) 101.32 2.5 10截取仿真結(jié)果兩個開關(guān)周期，分析如下。（1）fs<0.5fr，電流斷續(xù)仿真結(jié)果如圖 3-8 所示，Q1，Q4導(dǎo)通時刻，諧振電流在零點，因此為零電流開通，經(jīng)過半個諧振周期時（t=0.02ms），諧振電流減小到零；之后通過 D1，D4兩個續(xù)流二極管繼續(xù)反向?qū)�，這一段時間 Q1，Q4電壓為零，可以零電壓/零電流關(guān)斷，經(jīng)過半個諧振周期，諧振電流減小到零，D1，D4自然關(guān)斷；此后，所有開關(guān)管處于關(guān)斷狀態(tài)；第二個諧振周期，是 Q2，Q3，D2，D3導(dǎo)通工作的階段，與前述周期基本相似。

圖 3-9 0.5fr<fs<fr，串聯(lián)諧振電路電流連續(xù)模式Fig 3-9 0.5fr<fs<fr ，Series resonant circuit current continuous mode綜上，開關(guān)管存在開關(guān)損耗，但可以零電流/零電壓關(guān)斷。二極管自然開通，但關(guān)斷時存在反恢復(fù)電流。（3）fr<fs，電流連續(xù)由圖 3-10 所示，工作在電流連續(xù)模式。開關(guān)管 Q1，Q4導(dǎo)通前，諧振流過D1，D4，將 Q1，Q4兩端電壓鉗制為零，諧振電流過零時，D1，D4自然關(guān)斷，Q1，Q4導(dǎo)通，因此 Q1，Q4零電壓/零電流導(dǎo)通；一段時間后，諧振電流為正時，Q1，Q4關(guān)斷，為硬關(guān)斷；之后的過程與前述類似。綜上，開關(guān)管為零電壓/零電流開通，但是存在關(guān)斷損耗，二極管為自然關(guān)斷。根據(jù)以上對串聯(lián)諧振充電電路，諧振電流的五種工作狀態(tài)分析，以及對三種工作模式的仿真與分析。本文將使用工作模式一作為恒流充電電源的設(shè)計方案。該方案既無開通損耗，也無關(guān)斷損耗，有利于能量傳遞效率提高，延長器件壽命，避免因開關(guān)產(chǎn)生的噪聲。

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：3534921