松耦合技术在旋转导向钻井中的研究与应用

摘要

旋转导向钻井系统的核心是导向工具,导向工具由3个互成120°角的翼肋及其驱动液缸组成,目前液压动力来源于钻井液泥浆循环的环空压差。由于动力源受制于环空压差,所以采用电机泵作为液压动力,电机泵由井下涡轮发电机供电。电机泵安装在不旋转套上,发电机安装在旋转的主轴上,因此,这就涉及到了在相对转动的条件下电能的传输问题。本论文引入了松耦合电能传输,解决了相对转动时能量的传输问题。
　　 松耦合电能传输系统是一种新型的电能传输技术,通过感应电磁耦合向负载提供电能。本论文在国内外研究成果的基础上,从实际出发,设计了松耦合电能传输系统,包括逆变电源、松耦合变压器、稳压系统等关键部件。着重对松耦合变压器进行了ANSYS仿真,总结出了影响松耦合电能系统传输效率的因素,并且对电路补偿进行了详细的理论推导。最后通过实验,验证了该松耦合电能传输系统在原有基础上,电能传输效率得到了大幅提高。
　　 通过本课题的研究,搭建出了松耦合电能传输系统,并且总结出了提高系统的电能传输效率的方法,对解决用电机泵作为液压动力直接驱动翼肋的能量传输问题有很大的研究价值。