大功率超聲采油設備的完善與改進.pdf

1、超聲波采油使用連續(xù)的大功率超聲處理油層,使油層的孔隙結構和流體的物性、狀態(tài)發(fā)生改變,從而改善油層的滲透性和流通條件,提高原油產量和采收率。超聲波采油裝備包括大功率超聲電信號的產生、長距離傳輸以及電能量與聲能量的轉換。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,實現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時采集、顯示和儲存,實現儀器工作狀態(tài)的監(jiān)測。
　　傳輸電纜與壓電換能器匹配時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設計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載,在電纜的另一端接4294A測量電纜的輸入阻抗或導納隨頻率的變化曲線。改變負載進行測量可獲得一組曲線。當負載與電纜的特征阻抗有差別時,傳輸電纜的輸入阻抗或者導納隨頻率變化的曲線具有多個極大值。在阻抗曲線取極大值的頻率,電纜的傳輸效率最低;在導

3、納曲線取極大值的頻率,電纜的傳輸效率最高;導納和阻抗曲線的極大值是交替出現的;當負載與電纜的特征阻抗相等或者接近時,電纜輸入阻抗或導納曲線接近于直線,隨頻率變化比較小。這時,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,本文對上述實驗結果進行了分析與討論,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:硬件實現電壓、電流信號的采集,具體電路包