井下过套管超声波无线能量传输系统研究

摘要

针对中国石油行业数字化油田需求,可将传感器永久埋入井中,用于长期监测生产井中井下流体和套管附近地层状态,但井下永久传感器供电电池的电量会随时间推移而消耗殆尽.如果能够周期性地通过套管给电池充电,将能够较好地解决电池的充电问题.提出了井下过套管超声波无线能量传输系统模型,论述了金属厚度、超声波频率和声压透射率三者之间的关系.设计了井下过套管超声波无线能量传输系统的发射能量模块和接收能量模块,搭建了无线能量传输系统实验装置,并开展了4组不同厚度下能量传输实验.实验结果表明,该系统能够实现井下过套管无线能量传递,在接收端可获得瞬时最大接收功率0.984 W,为井下永久电子测量设备的供电提供了一种解决方案.