Введение
ГЛАВА 1 Анализ условий работы магнитоэлектрического генератора телеметрической системы с беспроводным электромагнитным каналом передачи данных 13
1.1 Классификация забойных телеметрических систем, применяемых при проводке горизонтальных и наклонно-направленных скважин .13
1.2 Системы питания забойной телеметрической аппаратуры .20
1.3 Требования, предъявляемые к первичному источнику питания телеметрической системы .23
1.4 Первичный источник питания телеметрической системы на основе синхронного генератора с высококоэрцитивными постоянными магнитами .27
1.5 Существующие конструкции магнитоэлектрических генераторов, применяемых в телеметрических системах 31
1.6 Сравнительный анализ конструктивного исполнения статора скважинного генератора .39
1.6.1 Беспазовая конструкция статора скважинного генератора 40
1.6.2 Пазовая конструкция статора скважинного генератора .41
1.7 Постановка задачи .42
ГЛАВА 2 Разработка математической модели синхронного генератора с высококоэрцитивными постоянными магнитами для питания забойной телеметрической системы 43
2.1 Аналитические методы расчёта магнитных полей магнитоэлектрических машин с беспазовым статором .43
2.2 Численные методы расчёта магнитных полей магнитоэлектрических машин с беспазовым статором с применением электронной вычислительной машины (ЭВМ) 47
2.2.1 Программные продукты для расчёта электромагнитных полей на основе метода конечных элементов .50
2.3 Математическое моделирование скважинного генератора. Общие условия 52
2.4 Моделирование скважинного генератора с числом полюсов ротора 2р=2 .56
2.5 Анализ конструкции скважинного генератора с числом полюсов ротора 2р=2 и уменьшенным радиальным размером магнитопровода статора .61
2.5.1 Учёт лобовых соединений статорной обмотки в наведении напряжения модернизированной конструкции скважинного генератора с числом полюсов ротора 2р=2 65
2.6 Моделирование скважинного генератора с числом полюсов ротора 2р=4 .68
2.7 Сравнительный анализ результатов моделирования .73
ГЛАВА 3 Исследование режимов работы синхронного генератора на нагрузку в телеметрической системе .75
3.1 Система телеизмерений с электромагнитным каналом связи .75
3.2 Моделирование телеметрической системы при совместной работе её электромеханической и силовой частей 79
3.3 Комплексный анализ связанной модели «синхронный генератор– преобразователь – нагрузка». Общие условия .82
3.4 Математическая модель скважинного генератора в программной среде Maxwell 2D. Исследование свойств скважинного генератора с использованием математической модели 83
3.4.1 Внешняя характеристика скважинного генератора 85
3.4.2 Формирование сигнала, передаваемого скважинным прибором комплекту наземной аппаратуры 87
3.4.3 Исследование переходных процессов в скважинном генераторе при работе на блок фильтров, автономный инвертор напряжения и нагрузку .90
3.4.4 Исследование переходных процессов в блоке фильтров скважинного прибора. Мероприятия по повышению надежности работы скважинного прибора телеметрической системы 97
3.4.5 Анализ и исследование выходного сигнала скважинного прибора 102
3.5 Выводы .106
4 Экспериментальные исследования скважинного генератора 108
4.1 Описание опытных образцов скважинных генераторов 108
4.2 Испытательная станция для стендовых испытаний скважинных генераторов 110
4.3 Цель и программа испытаний скважинных генераторов .113
4.4 Анализ полученных результатов испытаний 120
4.5 Модель скважинного генератора с пазовой конструкцией статора .121
Заключение 126
Список сокращений и условных обозначений 129
Библиографический список использованной литературы.. 130
