大功率超聲間歇式控制信號及井下液位測量系統(tǒng)的研究.pdf

1、目前中國的油氣田已進(jìn)入開發(fā)的中后期,注水開發(fā)的油井中地層堵塞嚴(yán)重,解堵是增油的有效途徑之一。本文實現(xiàn)了大功率超聲間歇式采油設(shè)備,其振動沖擊力大,作用于地層時能夠在油層中的孔隙液體中產(chǎn)生大量的空化氣泡、對堵塞于孔隙喉道中的顆粒產(chǎn)生很大的加速度,提高地層的滲透性,增加注水井的注水能力或油井的產(chǎn)液量。為解堵提供了一種有效的手段。
　　本文基于STM32單片機(jī)實現(xiàn)了大功率超聲間歇式信號控制電路,該電路以STM32單片機(jī)為核心,產(chǎn)生兩路間歇

2、式PWM控制信號。這兩路信號的“死區(qū)時間”為3 s?,具有180°的相位差。將控制電路接入大功率超聲激發(fā)系統(tǒng)后,大功率超聲設(shè)備運行穩(wěn)定,能夠滿足工業(yè)的要求。
　　大功率超聲換能器采用壓電晶體實現(xiàn)電聲轉(zhuǎn)換,用壓電晶體制作的換能器具有多個振動模態(tài),每個模態(tài)對應(yīng)一個諧振頻率,在該頻率激發(fā)其聲-電或電-聲轉(zhuǎn)換效率最高。實際應(yīng)用中,為獲得大的超聲功率,需要多個壓電晶體配對使用。壓電晶體的一致性對換能器具有重要影響。本文利用壓電晶體的RLC等

3、效電路,借助于所測量的壓電晶體的導(dǎo)納曲線以及導(dǎo)納圓實現(xiàn)了壓電晶體的一致性篩選。即通過比較導(dǎo)納曲線上的諧振頻率、導(dǎo)納圓圓心、半徑、導(dǎo)納圓形狀等對換能器進(jìn)行篩選,并測量了其動態(tài)響應(yīng)特性。
　　壓電換能器在空氣中和液體中時,其輻射負(fù)載差別很大,即導(dǎo)納圓半徑差別明顯。利用這些特征,本文發(fā)明了井下液位測量儀,該系統(tǒng)發(fā)射一個正弦波于換能器,下井過程中,當(dāng)換能器從空氣進(jìn)入液體時,其輻射阻抗的變化被系統(tǒng)捕捉,即系統(tǒng)采集探頭兩端的電壓信號以及經(jīng)過探