一种双源多模式直驱电源控制系统及方法与流程

本发明涉及石油钻探，具体地说，涉及一种双源多模式直驱电源控制系统及方法。

背景技术：

1、精细控压钻井技术是现代油气开发中的一项关键技术，其主要功能是通过精确控制钻井过程中的环空压力，以适应复杂地层压力体系，从而提高钻井作业的安全性和效率。随着油气勘探开发的不断深入，对钻井技术的要求也越来越高，精细控压钻井技术因此得到了广泛关注和发展。

2、电驱控压钻井装备通过提升钻井作业的精确度、效率和安全性，在精细控压钻井技术的发展趋势中扮演着至关重要的角色，主要表现在：(1)提升精细控压的精确度：电驱控压钻井装备采用先进的电驱动系统，能够实现毫秒级的响应速度和微兆帕级别的压力控制精度。这种高精度的压力控制是精细控压钻井技术发展的关键，能够有效应对复杂地层压力体系，减少钻井风险。(2)提升连续作业能力。

3、油气井一般位于野外、偏远山区或海上，如何保证控压钻井设备的可靠供电是控压钻井技术的难点之一。

4、因此，针对现有控压钻井设备存在的供电不足或断电风险，本发明提供了一种双源多模式直驱电源控制系统及方法。

技术实现思路

1、针对目前现有技术的问题，本发明目的在于提出一种双源多模式直驱电源控制系统及方法，针对野外的电力供应不稳定的工况，实现多种供电方式切换，保证钻采设备的稳定运行。

2、本发明提供了一种双源多模式直驱电源控制系统，所述直驱电源控制系统包含：电池管理控制系统(2)、交直流伺服驱动器(3)、控制信号电源(4)以及直流动力电池包(61)；

3、当所述直驱电源控制系统处于交直流并联控制模式：所述电池管理控制系统(2)、所述交直流伺服驱动器(3)依次连接；所述电池管理控制系统(2)、所述交直流伺服驱动器(3)还分别与所述控制信号电源(4)以及直流动力电池包(61)连接；

4、当所述直驱电源控制系统处于串联充电控制模式：所述电池管理控制系统(2)、所述控制信号电源(4)、所述交直流伺服驱动器(3)依次连接；所述电池管理控制系统(2)还与所述直流动力电池包(61)连接；所述直流动力电池包(61)还与所述交直流伺服驱动器(3)连接。

5、根据本发明的一个实施例，当现场电力以及电压满足钻采设备使用需求时，所述直驱电源控制系统处于所述交直流并联控制模式；当现场电力或者电压不满足钻采设备使用需求时，所述直驱电源控制系统处于所述串联充电控制模式。

6、根据本发明的一个实施例，所述直驱电源控制系统还具备纯电池控制模式，在所述纯电池控制模式：

7、所述直流动力电池包(61)、所述交直流伺服驱动器(3)依次连接；

8、所述交直流伺服驱动器(3)还与所述电池管理控制系统(2)连接；

9、所述电池管理控制系统(2)还与所述直流动力电池包(61)连接。

10、根据本发明的一个实施例，当现场电力故障时，所述直驱电源控制系统处于所述纯电池控制模式。

11、根据本发明的一个实施例，所述直驱电源控制系统还具备低压超动控制模式；在所述低压超动控制模式，所述直驱电源控制系统还包含超控电池包(62)；当现场电力故障且所述直流动力电池包(61)的电量不满足钻采设备使用需求时，所述直驱电源控制系统处于所述低压超动控制模式。

12、根据本发明的一个实施例，当所述直驱电源控制系统处于所述低压超动控制模式：

13、所述超控电池包(62)、所述交直流伺服驱动器(3)依次连接；

14、所述交直流伺服驱动器(3)还与所述电池管理控制系统(2)连接；

15、所述电池管理控制系统(2)还与所述控制信号电源(4)、所述超控电池包(62)连接；

16、所述控制信号电源(4)还与所述交直流伺服驱动器(3)连接。

17、根据本发明的另一个方面，还提供了一种双源多模式直驱电源控制方法，通过如上任一项所述的直驱电源控制系统执行，所述方法包含：

18、当所述直驱电源控制系统处于交直流并联控制模式：电池管理控制系统(2)给交直流伺服驱动器(3)供电，同时电池管理控制系统(2)给控制信号电源(4)供电，电池管理控制系统(2)检测直流动力电池包(61)的电压，当直流动力电池包(61)的电压低于预设值时，对直流动力电池包(61)进行充电，直至直流动力电池包(61)处于满电量状态。

19、当所述直驱电源控制系统处于串联充电控制模式：电池管理控制系统(2)检测直流动力电池包(61)的电压低于所述预设值时给直流动力电池包(61)充电，直流动力电池包(61)给交直流伺服驱动器(3)供电，同时电池管理控制系统(2)给控制信号电源(4)供电。

20、根据本发明的另一个方面，还提供了一种存储介质，其包含用于执行如上所述方法的指令。

21、根据本发明的另一个方面，还提供了一种控压钻井系统，所述控压钻井系统包含如上任一项所述的直驱电源控制系统。

22、根据本发明的一个实施例，所述控压钻井系统还包含：

23、高压交流动力源(1)，其用于为所述电池管理控制系统(2)供电；

24、被控机构，其用于接收所述交直流伺服驱动器(3)的驱动指令。

25、本发明提供了一种双源多模式直驱电源控制系统及方法，与现有技术相比，具备以下优势：

26、1)本发明提供的直驱电源控制系统适应性强，能根据现场的不同电力供应情况，保持工作稳定性。

27、2)本发明提供的直驱电源控制系统能够回收电机制动过程中的能量。

28、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

1.一种双源多模式直驱电源控制系统，其特征在于，所述直驱电源控制系统包含：电池管理控制系统(2)、交直流伺服驱动器(3)、控制信号电源(4)以及直流动力电池包(61)；

2.如权利要求1所述的一种双源多模式直驱电源控制系统，其特征在于，当现场电力以及电压满足钻采设备使用需求时，所述直驱电源控制系统处于所述交直流并联控制模式；当现场电力或者电压不满足钻采设备使用需求时，所述直驱电源控制系统处于所述串联充电控制模式。

3.如权利要求1或2所述的一种双源多模式直驱电源控制系统，其特征在于，所述直驱电源控制系统还具备纯电池控制模式，在所述纯电池控制模式：

4.如权利要求3所述的一种双源多模式直驱电源控制系统，其特征在于，当现场电力故障时，所述直驱电源控制系统处于所述纯电池控制模式。

5.如权利要求1-4中任一项所述的一种双源多模式直驱电源控制系统，其特征在于，所述直驱电源控制系统还具备低压超动控制模式；在所述低压超动控制模式，所述直驱电源控制系统还包含超控电池包(62)；当现场电力故障且所述直流动力电池包(61)的电量不满足钻采设备使用需求时，所述直驱电源控制系统处于所述低压超动控制模式。

6.如权利要求5所述的一种双源多模式直驱电源控制系统，其特征在于，当所述直驱电源控制系统处于所述低压超动控制模式：

7.一种双源多模式直驱电源控制方法，其特征在于，通过如权利要求1-6中任一项所述的直驱电源控制系统执行，所述方法包含：

8.一种存储介质，其特征在于，其包含用于执行如权利要求7所述方法的指令。

9.一种控压钻井系统，其特征在于，所述控压钻井系统包含如权利要求1-6中任一项所述的直驱电源控制系统。

10.如权利要求9所述的一种控压钻井系统，其特征在于，所述控压钻井系统还包含：