随钻地层测试器中电机精密控制系统的设计与应用

在随钻地层测试器中,电动机是随钻地层测试仪的动力核心。对预测试直流无刷电机进行高精密的控制是实现随钻地层测试中流量调控、压力可控等技术的关键,决定了整个随钻地层测试器测压功能的实现和作业质量。详细论述了电机精密控制系统硬件、软件的实现方法,以数字信号处理器TMS320F2812为控制中心,由IR2133驱动金属-氧化物半导体场效应管(MOSFET)构成的逆变器来实现直流无刷电机的高精度伺服控制,从而实现随钻测压要求的恒流抽吸技术。该设计硬件简单,功耗低,软件功能强大,集成度和精度高。大量精度测试表明,整个系统的定位精度可达1.401°,随钻地层测试仪器抽吸精度可达0.0012 mL。并且该电机控制驱动系统启动电流小,电机运行平稳可靠。

宽频调速液压动力模块的设计及在超低渗地层测试器中的应用

在电缆地层测试仪器中,泵抽速度的精确控制是决定作业成败的主要因素。小压差慢速抽吸是解决超低渗、稠油出砂地层测压取样问题的关键。针对常规液压动力测试仪器泵抽速度范围只有3.75~11.65 mL/s的弱点,采用超低速精密调速和小排量泵抽相结合的宽频调速液压动力技术实现对地层的低速抽吸。详细介绍了电机超低速精密调速稳速控制电路软硬件的设计和一机带双泵的宽频调速液压动力模块的工作原理、构成及应用。大量试验测试和现场应用表明,采用宽频调速液压动力可以使仪器的泵抽速度降至0.1 mL/s,实现了恒流低速抽吸的技术难点,并使整机抽吸速度范围扩展到0.1~15.5 mL/s,很好地解决了严重出砂、稠油、超低渗等特殊地层的测压取样难题。