大功率超聲采油設(shè)備的完善與改進(jìn).pdf

1、超聲波采油使用連續(xù)的大功率超聲處理油層,使油層的孔隙結(jié)構(gòu)和流體的物性、狀態(tài)發(fā)生改變,從而改善油層的滲透性和流通條件,提高原油產(chǎn)量和采收率。超聲波采油裝備包括大功率超聲電信號的產(chǎn)生、長距離傳輸以及電能量與聲能量的轉(zhuǎn)換。本文從兩方面完善超聲波采油裝備:傳輸電纜與壓電換能器的匹配,實(shí)現(xiàn)電能量長距離的有效傳輸;超聲處理過程中電壓和電流的實(shí)時(shí)采集、顯示和儲存,實(shí)現(xiàn)儀器工作狀態(tài)的監(jiān)測。
　　傳輸電纜與壓電換能器匹配時(shí)傳輸電纜的特征阻抗與換能器

2、的等效阻抗需要一致。換能器的等效阻抗可以通過4294A阻抗分析儀測量,傳輸電纜的特征阻抗則需要一種方法有效地測量。本文利用4294A設(shè)計(jì)了一種測量電纜特征阻抗的方法:在電纜的一端接滑動變阻器模擬負(fù)載,在電纜的另一端接4294A測量電纜的輸入阻抗或?qū)Ъ{隨頻率的變化曲線。改變負(fù)載進(jìn)行測量可獲得一組曲線。當(dāng)負(fù)載與電纜的特征阻抗有差別時(shí),傳輸電纜的輸入阻抗或者導(dǎo)納隨頻率變化的曲線具有多個(gè)極大值。在阻抗曲線取極大值的頻率,電纜的傳輸效率最低;在導(dǎo)

3、納曲線取極大值的頻率,電纜的傳輸效率最高;導(dǎo)納和阻抗曲線的極大值是交替出現(xiàn)的;當(dāng)負(fù)載與電纜的特征阻抗相等或者接近時(shí),電纜輸入阻抗或?qū)Ъ{曲線接近于直線,隨頻率變化比較小。這時(shí),不同頻率電信號的傳輸效率差別比較小。借助于傳輸線模型和電磁波在其中的反射和透射特征,本文對上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析與討論,給出了其在大功率超聲換能器與傳輸電纜匹配方面的應(yīng)用。
　　對儀器工作狀態(tài)的監(jiān)測包含硬件和軟件兩部分:硬件實(shí)現(xiàn)電壓、電流信號的采集,具體電路包