大功率超声信号发生器

本发明所述的大功率超声信号发生器，是利用声波的物理特性，对油井内的油 层进行无损害处理解睹诱喷驱没增加地层的渗透率，从而提高油井测量的一种新型 设备。

目前，在对油田油井的开发过程中，由于种种因素的影响，如洗井、注水、注 气等施工原因而引起机械设备的污物及杂质对油层近井地带的污染，从而造成油层 渗透率急剧降低，阻碍了井筒周围的泄油通过道，使油井产油量显著下降。这样使 油井实现产油能力和潜在产油能力存着很大差距，故造成相当一部分油井成为低产 井、停产井或死井。对于此类油井处理所采用的现有技术是压裂法和酸化法，上述 方法虽然对油井的出油率有一定的效果，但存在着所采用的设备昂贵、工艺复杂、 选择性差，作用半径小处理油井强度差等问题；尤其重要的有时给井内油层带来污 染和损坏。针对现有技术中所存在的问题，研制一种新型的大功率超声信号发生器 以克服现在所存在的问题是十分必要的。

鉴于上述现有技术中所存在的问题，本发明的目的是研制一种结构新颖、技术 先进、工艺简单、选择性好、作用半径大、出油率高、无污染、成本低廉的大功率 超声信号发生器，从而为油田中低产井、停产井或死井的再生，恢复其出抽能力的 现代化新型设备。

本发明所述的功率超声信号发生器，其特征在于由主电路、控制电路、保护电 路、输出匹配电路四部分组成；主电路与控制电路中均具有全控桥整流电路QD及 单相逆变桥基极驱动电路ND；在主电路与控制电路的中间线路连接有保护电路； 主电路与输出匹配电路通过变压器T相连接；输出匹配电路由并联谐振电路、串联 谐振电路、铠装同轴电缆、压电陶瓷换能器R P及其连接线路所组成；超声信号发 生器的输出功率为0-50KW、工作频率为5KHZ-35KHZ、调制频率0 -50HZ，并且均可连续无级调节；其占空比为1∶1-1∶9、可连续可调； 其工作时间为8档可调的大功率超声电源，工作时间设定为0.5小时-4小时。 本发明所述的大功率超声信号发生器；其特征在于输出匹配电路中的并联谐振电路 由电感L2、电容C2所组成；串联谐振电路由电感L3和压电陶瓷换能器RP所 组成。本发明所述的大功率超声信号发生器；其特征在于主电路由三相SCR全控 桥式整流电路QD及电感L1和电容C1组成的滤波电路、单相逆变桥基极驱动电 路ND、反射能量自动吸收电路3及其连接线路所组成；反射能量自动吸收电路( 3)由过压保护集成电路块IC1、驱动集成电路块IC2、电阻、电容、稳压二 极管、二极管、三极管、阻尼三极管及其连接线路所组成。 本发明所述的大功率超声信号发生器；其特征在于控制电路由SCR移相触发电路 14、带有自动频率跟踪系统的单相逆变桥基极驱动电路ND、电压调节电路24、 声频调节电路25及中央处理器8031构成的控制显示电路所组成；控制电路为 自动频率跟踪系统的控制电路，其检测输出信号中电压、电流波形相称、并自动调 节工作频率，使此相移趋于0。本发明所述的大功率超声信号发生器；其特征在于 控制电路中的电压调节电路24由积分器11、电压给定电路12、直流放大电路 13及其连接线路所组成。本发明所述的大功率超声信号发生器；其特征在于控制 电路中的声频调节电路和25由积分器11、频率给定电路17、V/F变换电路 18、分频电路19、死区设定电路20、自动频率跟踪电路22及其连接线路组 成。本发明所述的大功率超声信号发生器；其特征在于中央处理器8031构成的 控制、显示电路由到时报警电路23、显示屏LED、总保护电路15、驱动电路 21、调节按钮及其连接线路所组成；调节按钮为调制频率调节按钮A1、占空比 调节按钮A2、工作时间调节按钮A3，并分别同中央处理器8031相连接。 本发明所述的大功率超声信号发生器，其特征在于保护电路由雷击保护电路1、零 电流检出保护电路2、过流检出保护电路4、过压检出保护电路5、过热检出保护 电路6、缺相、错相检出保护电路9、欠压检出保护电路10及其连接线路所组成。 本发明所述的大功率超声信号发生器；其特征在于主电路中的反射能量自动吸收电 路3中所具有的集成电路块IC1型号为MA1551，集成电路块IC2的型号 为DK470。

本发明所述的大功率超声信号发生器，可将现有的采油技术推向新的发展高度 ，采用本发明可以适用于采油工艺的全过程，如声波压裂造缝、提高油层渗透率、 提高泵效率、声波防垢、除垢、声波降粘、降凝、声波防蜡除蜡、声波脱水脱气、 声波乳化、声波破乳、声波诱喷、解睹等。特别是油田的中晚期用于二、三次采油 提高最终采收率，本发明是非常有效的。由于声波的物理特性更适于对油层进行无 损害处理，并且使用方法简便、造价低、效果显著，若充分发挥本发明的潜在优势， 必将使我国采油技术跨入世界采油的最新行列之中。本发明的广泛使用必将产生积 极的社会效益和显著的经济效益。

本发明共有两线附图，其中：

附图1是大功率超声信号发生器电路原理图

附图2是附图1中反向能量自动吸收电路原理图 图中：1、雷击保护电路2、零电流检出保护电路3、反向能量自动吸收电路 4、过流检出保护电路5、过压检出保护电路6、过热检出保护电路7、 控制电源8、三相同步电压电路9、缺相、借相检出保护电路10、欠压检 出保护电路11、积分器12、电压给定电路13、直流放大电路14、 移相电路15、总保护电路16、积分器17、频率给定电路18、V/F 变换电路19、分频电路20、死区设定电路21、驱动电路22、自动 频率跟踪电路23、到时报警电路24、电压调节电路25、声频调节电路 26、铠装同轴电缆A1-调制频率调节按钮A2-占空比调节按钮A3- 工作时间调节按钮QD-全控桥式整流电路ND-单相逆变桥基报驱动电路

本发明的具体实施例如附图所示；其结构由主电路、控制电路、保护电路、输 出匹配电路四部分组成。主电路由三相SCR全控桥整流电路QD、电感L1和电 容C1组成的滤波电路、IGBT组成的单相逆变桥基极驱动电路ND、反向能量 自动吸收电路3及其连接线路所组成。控制电路由SCR移相触发电路14、带有 自动频率跟踪系统的单相逆变桥基极驱动电路ND、电压调节电路24、声频调节 电路25及中央处理器8031构成的控制、显示电路所组成。电压调节电路24 由积分器11、电压给定电路12、直流放大电路13及其连接线路所组成，声频 调节电路25由积分器11频率给定电路17、V/F换电路18、分频电路19、 死区设定电路20、自动频率跟踪电路22及其连接线路所组成。主电路中的反向 能量自动吸收电路3由过压保护集成电路块ICI、驱动集成电路块IC2、电阻 R1-R18、电容C1-C9、二级管D1-D7、稳压二极管W1-W2、三 极管BG1-BG3、可变电阻RP1及其连接线路所组成，集成电路块IC1型 号为MA1551、IC2的型号为DK470,IC1的5脚同IC2的10脚 相连接，IC1的1脚同可变电阻RP1相连接、2脚同稳压二极管W2和电阻R 9-端相连接。4脚同电阻R9的另一端相连接、10脚同电源的0线相连接。由 D4-D7组成的整流装置负端同IC2的6脚相连接，正端同IC2的9脚相连 接、5脚同电阻R17相连接4脚、7脚同BG2基极相连接、7脚同9脚中间连 接着电容C9、1脚、2脚同BG2的发射极和BG1的基极相连、3脚同BG2 的集电极和二极管D3的正端相连接。输出匹配电路由电感L2、电容C2组成并 联谐振电路、由电感L3和压电陶瓷换能器RP组成串联谐振电路，电感L3的一 端同并联谐振电路的一端相连接，其另一端通过铠装同轴电缆26同压电陶瓷换能 器RP的一端相连接。并联谐振电路的另一端通过电阻R5和铠装同轴电缆26同 压电陶瓷换能器RP的另一端相连接。电阻R3的一端同电感L3相连接，另一端 同电阻R4的一端和自动频率跟踪电路22相连接。电阻R4的另一端同并联谐振 电阻R5的一端相连接。电阻R5的另一端同自动频率跟踪电路22相连接。中央 处理器8031分别同专用集成电路块74LS373、EPROM、总保护电路 15、到时到警电路23、显示屏LED及调节按钮相连接。调节按钮分别为调制 频率调节按钮A1占空比调节按钮A2、工作时间调节按钮A3。保护电路由雷击 保护电路1、零电流检出保护电路2、过流检出保护电路4、过压检出保护电路5、 过热检出保护电路6、缺相、错相检出保护电路9、欠压检出保护电路10及其连 接线路所组成；并且上述各保护电路均同总保护电路15相连接。

本发明的工作原理是在电源的输入端接有雷击保护电路1、零电流检出电路2 及其保护电路以控制电源的三相同步电压，并将检出结果送至总，保护电路15， 从而防止出现缺相、断相、过流、过热、过压等问题。总保护电路输出端同803 1相连接，在5实现调制频率调节、占空比调节、工作时间调节、到时报警、LE D显示等五种功能。通过主电路、控制电路、保护电路及输出匹配电路在中央处理 器8031的控制下可以实现输出功率0-50KW连续无级调节、工作频率由5 KHZ-35KHZ连续无级调节、调制频率0-50HZ连续无级调节、占空比 1∶1-1∶9连续可调、并具有工作时间设定0.5H-4H共8档可调的用于 超声采油的大功率超声电源。