BR112013030106B1 - Sistema de energia adaptado para suprir energia em um ambiente de alta temperatura - Google Patents

Sistema de energia adaptado para suprir energia em um ambiente de alta temperatura Download PDF

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John Cooley
Morris Green
Padmanaban Kuttipillai
Christopher Deane
Lindsay Wilhelmus
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Fastcap Systems Corporation
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Abstract

SISTEMA DE ENERGIA PARA APLICAÇÕES DE ALTA TEMPERATURA COM ARMAZENAMENTO DE ENERGIA RECARREGÁVEL. A invenção refere-se a um sistema de energia adaptado para suprir energia em um ambiente de alta temperatura. O sistema de energia inclui um armazenamento de energia recarregável que é operável em uma faixa de temperatura de aproximadamente setenta graus Celsius e aproximadamente duzentos e cinquenta graus Celsius acoplado a um circuito para pelo menos um de suprir energia do armazenamento de energia e carregar o armazenamento de energia; em que o armazenamento de energia está configurado para armazenar entre aproximadamente um centésimo (0,01) de um joule e aproximadamente cem megajoules de energia, e prover uma potência de pico entre aproximadamente um centésimo (0,01) de um watt e aproximadamente cem megawatts, por pelo menos dois ciclos de carga - descarga. Métodos de utilização e fabricação estão providos. Modalidades de características adicionais do suprimento de energia estão incluídas

Description

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO CAMPO DA INVENÇÃO
[0001] Esta invenção refere-se a métodos e aparelhos para prover energia em um ambiente de alta temperatura, especificamente, para instrumentação e ferramentas utilizadas em ambientes de subsuperfície geralmente na exploração de hidrocarbonetos.
DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELACIONADA
[0002] Conforme a humanidade continua a pesquisar e extrair óleo, a busca por hidrocarbonetos tornou-se crescentemente complexa. Esta complexidade deu origem a todos os tipos de instrumentação complicados. Consistente com outros segmentos de tecnologia, a complexidade crescente de instrumentação apresenta ao usuário demandas de energia crescentes.
[0003] Infelizmente, o ambiente de fundo de poço apresenta problemas reais e inevitáveis para proprietários e operadores de sistemas. Isto é, conforme a perfuração e a perfilagem mergulham cada vez mais profundamente na crosta da Terra, a exposição de ferramentas de fundo de poço a ambientes de alta temperatura continua a aumentar.
[0004] A temperatura aumentada pode frequentemente apresentar limitações técnicas quando os suprimentos de energia convencional falham. Por exemplo, quando um armazenamento de bateria baseado quimicamente é essencialmente degradado ao ponto de perder a funcionalidade.
[0005] Assim, o que é necessário é um sistema de energia para suprir energia em ambientes de alta temperatura, de preferência, o sistema de energia inclui um armazenamento de energia recarregável que provê os usuários com energia onde os dispositivos convencionais falharão em prover uma energia útil. Ainda, é preferido que o dispositivo de armazenamento de energia seja econômico de utilizar, manipular e disposição.
BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[0006] Em uma modalidade, um sistema de energia adaptado para suprir energia em um ambiente de alta temperatura está provido. O sistema de energia inclui um armazenamento de energia recarregável que é operável em uma faixa de temperatura entre aproximadamente menos quarenta graus Celsius e aproximadamente duzentos e dez graus Celsius acoplado a um circuito para pelo menos um de suprir energia do armazenamento de energia e carregar o armazenamento de energia, em que o armazenamento de energia está configurado para armazenar entre aproximadamente um centésimo (0,01) de um joule e aproximadamente cem megajoules de energia, e prover uma potência de pico entre aproximadamente um centésimo (0,01) de um watt e aproximadamente cem megawatts, para pelo menos dois ciclos de carga - descarga.
[0007] Em outra modalidade, um método para prover energia para um instrumento de perfilagem de fundo de poço está provido. O método inclui selecionar um instrumento de perfilagem que inclui um sistema de energia que inclui um armazenamento de energia recarregável que é operável em uma faixa de temperatura entre aproximadamente menos quarenta graus Celsius e aproximadamente duzentos e dez graus Celsius acoplado a um circuito para pelo menos um de suprir energia do armazenamento de energia e carregar o armazenamento de energia; e com o instrumento de perfilagem de fundo de poço, prover energia do sistema de energia para o instrumento de perfilagem.
[0008] Em outra modalidade, um método para fabricar um sistema de energia para um instrumento de perfilagem está provido. O método inclui selecionar um armazenamento de energia recarregável que é operável em uma faixa de temperatura entre aproximadamente menos quarenta graus Celsius e duzentos e dez graus Celsius acoplado a um circuito para pelo menos um de suprir energia do armazenamento de energia e carregar o armazenamento de energia; e configurando o armazenamento de energia para incorporação no instrumento de perfilagem.
[0009] Em outra modalidade, um sistema de energia adaptado para suprir energia em um ambiente de alta temperatura está provido. O sistema de energia inclui um armazenamento de energia recarregável que é operável em uma faixa de temperatura entre aproximadamente menos quarenta graus Celsius e duzentos e dez graus Celsius acoplado a um circuito para pelo menos um de suprir energia do armazenamento de energia e carregar o armazenamento de energia; em que o circuito inclui um subsistema para depassivação de uma bateria no armazenamento de energia.
[00010] Em outra modalidade, um sistema de energia adaptado para suprir energia em um ambiente de alta temperatura está provido. O sistema de energia inclui um armazenamento de energia recarregável que é operável em uma faixa de temperatura entre aproximadamente menos quarenta graus Celsius e duzentos e dez graus Celsius acoplado a um circuito para pelo menos um de suprir energia do armazenamento de energia e carregar o armazenamento de energia; em que o circuito inclui um subsistema para simular uma saída elétrica de um suprimento de energia.
[00011] Em outra modalidade, um sistema de energia adaptado para suprir energia em um ambiente de alta temperatura está provido. O sistema de energia incluindo um armazenamento de energia recarregável que é operável em uma faixa de temperatura entre aproximadamente menos quarenta graus Celsius e duzentos e dez graus Celsius acoplado a um circuito para pelo menos um de suprir energia do armazenamento de energia e carregar o armazenamento de energia; em que o circuito compreende um subsistema para monitorar um estado de carga do armazenamento de energia.
[00012] Em outra modalidade, um sistema de energia adaptado para suprir energia em um ambiente de alta temperatura está provido. O sistema de energia inclui um armazenamento de energia recarregável que é operável em uma faixa de temperatura entre aproximadamente menos quarenta graus Celsius e duzentos e dez graus Celsius acoplado a um circuito para pelo menos um de suprir energia do armazenamento de energia e carregar o armazenamento de energia; em que o circuito inclui um subsistema para comutar entre pelo menos duas fontes de energia.
[00013] Em outra modalidade, um sistema de energia adaptado para suprir energia em um ambiente de alta temperatura está provido. O sistema de energia inclui um armazenamento de energia recarregável que é operável em uma faixa de temperatura entre aproximadamente menos quarenta graus Celsius e duzentos e dez graus Celsius acoplado a um circuito para pelo menos um de suprir energia do armazenamento de energia e carregar o armazenamento de energia; em que o circuito inclui um subsistema para ajustar automaticamente uma saída de tensão do sistema de energia.
[00014] Em outra modalidade, um sistema de energia adaptado para suprir energia em um ambiente de alta temperatura está provido. O sistema de energia inclui um armazenamento de energia recarregável que é operável em uma faixa de temperatura entre aproximadamente menos quarenta graus Celsius e duzentos e dez graus Celsius acoplado a um circuito para pelo menos um de suprir energia do armazenamento de energia e carregar o armazenamento de energia; em que o circuito inclui um subsistema para comutar entre modos de operação.
[00015] Em outra modalidade, um sistema de energia adaptado para suprir energia em um ambiente de alta temperatura está provido. O sistema de energia inclui um armazenamento de energia recarregável que é operável em uma faixa de temperatura entre aproximadamente menos quarenta graus Celsius e duzentos e dez graus Celsius acoplado a um circuito para pelo menos um de suprir energia do armazenamento de energia e carregar o armazenamento de energia; em que o circuito inclui um subsistema para ajustar a operação de acordo com um fator ambiental.
[00016] Em outra modalidade, um sistema de energia adaptado para suprir energia em um ambiente de alta temperatura está provido. O sistema de energia inclui um armazenamento de energia recarregável que é operável em uma faixa de temperatura entre aproximadamente menos quarenta graus Celsius e duzentos e dez graus Celsius acoplado a um circuito para pelo menos um de suprir energia do armazenamento de energia e carregar o armazenamento de energia; em que o circuito inclui um subsistema para induzir uma operação de baixa energia.
[00017] Em outra modalidade, um sistema de energia adaptado para suprir energia em um ambiente de alta temperatura está provido. O sistema de energia inclui um armazenamento de energia recarregável que é operável em uma faixa de temperatura entre aproximadamente menos quarenta graus Celsius e duzentos e dez graus Celsius acoplado a um circuito para pelo menos um de suprir energia do armazenamento de energia e carregar o armazenamento de energia; em que o circuito inclui um subsistema para perfilagem de dados.
[00018] Em outra modalidade, um sistema de energia adaptado para suprir energia em um ambiente de alta temperatura está provido. O sistema de energia inclui um armazenamento de energia recarregável que é operável em uma faixa de temperatura entre aproximadamente menos quarenta graus Celsius e duzentos e dez graus Celsius acoplado a um circuito para pelo menos um de suprir energia do armazenamento de energia e carregar o armazenamento de energia; em que o circuito inclui um subsistema para gerenciar o desempenho do suprimento de energia.
[00019] Em outra modalidade, um sistema de energia adaptado para suprir energia em um ambiente de alta temperatura está provido. O sistema de energia inclui um armazenamento de energia recarregável que é operável em uma faixa de temperatura entre aproximadamente menos quarenta graus Celsius e duzentos e dez graus Celsius acoplado a um circuito para pelo menos um de suprir energia do armazenamento de energia e carregar o armazenamento de energia; em que o circuito inclui um subsistema para monitorar a saúde do sistema de energia.
[00020] Em outra modalidade, um sistema de energia adaptado para suprir energia em um ambiente de alta temperatura está provido. O sistema de energia inclui um armazenamento de energia recarregável que é operável em uma faixa de temperatura entre aproximadamente menos quarenta graus Celsius e duzentos e dez graus Celsius acoplado a um circuito para pelo menos um de suprir energia do armazenamento de energia e carregar o armazenamento de energia; em que o circuito inclui um subsistema para acessar elementos redundantes.
[00021] Em outra modalidade, um método que utiliza um suprimento de energia está provido. O método inclui selecionar um suprimento de energia que tem pelo menos um ultracapacitor; e operar o suprimento de energia dentro de uma faixa de temperatura entre aproximadamente menos quarenta graus Celsius e aproximadamente duzentos e dez graus Celsius enquanto mantendo uma tensão entre aproximadamente 0,1 volt e aproximadamente 4 volts no ultracapacitor por pelo menos uma hora; em que, no final da hora, o ultracapacitor exibe uma corrente de fuga menor do que 1.000 mA por litro de volume sobre a faixa de temperatura de operação.
[00022] Em ainda outra modalidade, um método de utilizar um suprimento de energia está provido. O método inclui acoplar um armazenamento de energia recarregável configurado para operação de alta temperatura com uma eletrônica configurada para operação de alta temperatura; e operar o sistema de energia retirando pulsos de potência de uma saída do sistema de energia, em que cada pulso compreende um valor de pico de pelo menos 0,01 W e um produto de tempo - potência total (energia) de pelo menos 0,01 J.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[00023] As características e vantagens da invenção são aparentes da descrição seguinte tomada em conjunto com os desenhos acompanhantes nos quais:
[00024] A figura 1 ilustra uma modalidade exemplar de uma coluna de perfuração que inclui um instrumento de perfilagem;
[00025] a figura 2 ilustra uma modalidade exemplar para perfilagem de poço com uma modalidade do instrumento de perfilagem posicionado por um cabo;
[00026] a figura 3 ilustra uma modalidade exemplar de um poço de produção com uma modalidade do instrumento de perfilagem posicionado no mesmo;
[00027] a figura 4 é uma vista esquemática de aspectos de um armazenamento de energia recarregável que inclui uma única célula de armazenamento, a célula sendo um capacitor eletrolítico de camada dupla, EDLC, e adequado para utilização como um armazenamento de energia de alta temperatura;
[00028] a figura 5 ilustra uma modalidade de uma topologia de um sistema de energia que inclui um armazenamento de energia recarregável de alta temperatura;
[00029] as figuras 6-8 ilustram aspectos da topologia da figura 5;
[00030] a figura 9 ilustra outra modalidade de uma topologia de um sistema de energia que inclui um armazenamento de energia recarregável de alta temperatura;
[00031] a figura 10 é um diagrama de blocos que apresenta uma modalidade de um simulador de tensão de bateria;
[00032] a figuras 11A e 11B, coletivamente referidas aqui como figura 11, são diagramas de blocos que apresentam uma modalidade em paralelo e uma modalidade em série de um simulador de tensão de bateria, respectivamente;
[00033] as figuras 12-14 são diagramas de blocos que apresentam modalidades de um conversor para o simulador de tensão das figuras 10 e 11;
[00034] a figura 15 é um diagrama de blocos que apresenta uma modalidade de um controlador de retorno para o simulador de tensão das figuras 10 e 11;
[00035] a figura 16 é um diagrama que apresenta aspectos de um monitor de estado de carga;
[00036] a figura 17 é um diagrama que apresenta aspectos de uma unidade de controle de mudança;
[00037] as figuras 18A, 18B e 18C, coletivamente referidas aqui como figura 18, são diagramas de blocos que apresentam modalidades de um controlador de desvio.
[00038] a figura 19 é uma vista em perspectiva de um suprimento de energia exemplar;
[00039] a figura 20 é uma vista explodida do suprimento de energia da figura 19;
[00040] a figura 21 é uma vista em perspectiva de um controlador para o suprimento de energia ilustrado nas figuras 19 e 20;
[00041] a figura 22 é uma vista lateral de circuitos que são montados utilizando conectores de barramento;
[00042] a figura 23 é uma vista isométrica de uma célula de armazenamento; e
[00043] as figuras 24A e 24B, coletivamente referidas aqui como figura 24, são vistas isométricas de duas das células de armazenamento da figura 23 em estágios de montagem no armazenamento de energia.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
[00044] Aqui descrito está um sistema de energia que provê energia elétrica em um ambiente de alta temperatura. Além de prover energia elétrica em um ambiente de alta temperatura, o sistema de energia pode ser configurado para prover os usuários com uma variedade de funções adicionais. Apesar de modalidades do sistema de energia aqui apresentadas serem configuradas para utilização em um ambiente de fundo de poço (isto é, subterrâneo), deve ser reconhecido que o sistema de energia pode ser utilizado igualmente bem em ambientes de alta temperatura que apresentam desafios para a provisão de uma energia confiável. Tais desafios podem incluir condições ambientalmente severas, espaço limitado disponível para conter o armazenamento de energia, uma localização substancialmente remota onde é difícil comunicar com suprimentos de energia externos e similares. Antes de introduzir o sistema de energia em maiores detalhes, algum contexto está provido.
[00045] Referir agora à figura 1, onde aspectos de um aparelho para perfurar um furo de poço 1 (também referido como "poço" estão mostrados. Como uma questão de convenção, uma profundidade do furo de poço 1 está descrito ao longo de um eixo geométrico Z, enquanto que uma seção transversal está provida sobre um plano descrito por um eixo geométrico X e um eixo geométrico Y.
[00046] Neste exemplo, o furo de poço 1 está perfurado na Terra 2 utilizando uma coluna de perfuração 11 acionada por uma sonda de perfuração (não mostrada) a qual, entre outras coisas, provê energia rotacional e força descendente. O furo de poço 1 geralmente atravessa materiais de subsuperfície, os quais podem incluir várias formações 3 (mostradas como formações 3A, 3B, 3C). Alguém versado na técnica reconhecerá que as várias características geológicas como podem ser encontradas em um ambiente de subsuperfície podem ser referidas como "formações", e que a gama de materiais dentro do osso (isto é, furo de poço) pode ser referida como "materiais de subsuperfície". Isto é, as formações 3 são formadas de materiais de subsuperfícies. Consequentemente, como aqui utilizado, deve ser considerado que apesar do termo "formação" geralmente referir a formações geológicas, e "material de subsuperfície" inclui qualquer material, e pode incluir materiais tais como sólidos, fluidos, gases, líquidos, e similares.
[00047] Neste exemplo, a coluna de perfuração 11 inclui comprimentos de tubo de perfuração 12 os quais acionam uma broca de perfuração 14. A broca de perfuração 14 também provê um fluxo de um fluido de perfuração 4, tal como lama de perfuração. O fluido de perfuração 4 é frequentemente bombeado para a broca de perfuração 14 através do tubo de perfuração 12, onde o fluido sai para dentro do furo de poço 1. Isto resulta em um fluxo ascendente, F, de fluido de perfuração 4 dentro do furo de poço 1. O fluxo ascendente geralmente resfria a coluna de perfuração 11 e seus componentes, carrega embora os fragmentos da broca de perfuração 14 e impede a explosão de hidrocarbonetos pressurizados 5.
[00048] O fluido de perfuração 4 (também referido "lama de perfuração") geralmente inclui uma mistura de líquidos tal como água, fluido de perfuração, lama, óleo, gases, e fluidos de formação que podem ser inerentes ao ambiente. Apesar do fluido de perfuração 4 poder ser introduzido para as operações de perfuração, a utilização ou a presença do fluido de perfuração 4 não é nem requerida nem necessariamente excluída das operações de perfilagem de poço. Geralmente, uma camada de materiais existirá entre uma superfície externa da coluna de perfuração 11 e uma parede do furo de poço 1. Esta camada é referida como uma "camada de reserva", e inclui uma espessura, referida como "reserva, S".
[00049] A coluna de perfuração 11 geralmente inclui equipamento para executar "medição durante a perfuração" (MWD), também referida como "perfilagem durante a perfuração" (LWD). Executar MWD ou LWD geralmente requer a operação de um instrumento de perfilagem 10 que está incorporado na coluna de perfuração 11 e projetado para operação durante a perfuração. Geralmente, o instrumento de perfilagem 10 para executar a MWD está acoplado a um pacote eletrônico o qual está também a bordo da coluna de perfuração 11, e, portanto, referido como "eletrônica de fundo de poço 13". Geralmente, a eletrônica de fundo de poço 13 provê pelo menos um de coletamento de dados, análise de dados, e controle operacional tal como atuação(ões) eletromecânica(s), comunicações, processamento de energia e similares. Um sistema de energia 16 pode estar incluído, geralmente, o sistema de energia 16 alimenta pelo menos um do instrumento de perfilagem 10, dos componentes de levantamento 15 e a eletrônica de fundo de poço 13. Frequentemente, o instrumento de perfilagem 10 e a eletrônica de fundo de poço 13 estão acoplados ao equipamento superior 7. O equipamento superior 7 pode ser incluído para controlar adicionalmente as operações, prover uma maior capacidade de análise assim como perfilagem de dados e similares. Um canal de comunicações (abaixo discutido) pode prover as comunicações para o equipamento superior 7, e pode operar através de lama pulsada, tubo com fio, telemetria de EM, fibra óptica e outras tecnologias como são conhecidas na técnica e são praticáveis para uma dada aplicação.
[00050] Referindo agora à figura 2, um instrumento de perfilagem exemplar 10 para perfilagem de cabo do furo de poço 1 está mostrado. Como uma questão de convenção, uma profundidade do furo de poço 1 está descrito ao longo de um eixo geométrico Z, enquanto que uma seção transversal está provida sobre um plano descrito por um eixo geométrico X e um eixo geométrico Y. Antes da perfilagem de poço com o instrumento de perfilagem 10, o furo de poço 1 é perfurado na Terra 2 utilizando um aparelho de perfuração, tal como aquele mostrado na figura 1.
[00051] Em algumas modalidades, o furo de poço 1 foi cheio, pelo menos a um certo grau, com o fluido de perfuração 4. O fluido de perfuração 4 (também referido como "lama de perfuração") geralmente inclui uma mistura de líquidos tal como água, fluido de perfuração, lama, óleo, gases, e fluidos de formação que podem ser inerentes ao ambiente. Apesar do fluido de perfuração 4 poder ser introduzido para as operações de perfuração, a utilização ou a presença do fluido de perfuração 4 não é nem requerida nem necessariamente excluída das operações de perfilagem de poço. Geralmente, uma camada de materiais existirá entre uma superfície externa do instrumento de perfilagem 10 e uma parede do furo de poço 1. Esta camada é referida como uma "camada de reserva", e inclui uma espessura, referida como "reserva, S".
[00052] Um revestimento 21 pode ser inserido no furo de poço 1 para assegurar a integridade física. O revestimento pode ser formado dentro do furo de poço 1, inserido no mesmo, ou de outro modo disposto dentro do furo de poço 1. O revestimento 21 pode ser segmentado ou contínuo. Para propósitos de discussão aqui, o revestimento 21 geralmente inclui várias instalações de revestimento externo de cimento 21, assim como uma tubulação de produção interna (tal como uma tubulação de produção).
[00053] Geralmente, em perfilagem de cabo, o instrumento de perfilagem 10 é abaixado para dentro do furo de poço 1 utilizando um cabo 8 posicionado por uma torre 6 ou equipamento similar. Geralmente, o cabo 8 inclui um aparelho de suspensão, tal como um cabo de suporte de carga, assim como outros aparelhos. Os outros aparelhos podem incluir um sistema de energia, uma conexão de comunicações (tal como com fio ou óptica) e outros tais equipamentos. Geralmente, o cabo 8 é transportado de um caminhão de serviço 9 ou outro aparelho similar (tal como uma estação de serviço, uma estação de base, etc., ...). Frequentemente, o cabo 8 está acoplado no equipamento superior 7. O equipamento superior 7 pode prover energia para o instrumento de perfilagem 10, assim como prover uma capacidade de computação e de processamento para pelo menos um de controle de operações e análise de dados.
[00054] Geralmente, o instrumento de perfilagem 10 inclui um aparelho para executar medições no "fundo de poço" ou dentro do furo de poço 1. Tal aparelho inclui, por exemplo, uma variedade de componentes de levantamento 15. Os componentes de levantamento 15 exemplares podem incluir detectores de radiação, blindagem, sensores, transdutores, e muitos dos outros vários componentes de levantamento 15 conhecidos na técnica. Os componentes 15 podem comunicar com a eletrônica de fundo de poço 13 conforme apropriado. O sistema de energia 16 pode estar incluído. Geralmente, o sistema de energia 16 alimenta pelo menos um do instrumento de perfilagem 10, componentes de levantamento 15 e eletrônica de fundo de poço 13. As medições e outras sequências como podem ser executadas utilizando o instrumento de perfilagem 10 são geralmente executadas para avaliar e qualificar a presença de hidrocarbonetos 5, mas podem ser utilizadas para outros propósitos, tal como identificar recursos geotérmicos.
[00055] Referindo agora à figura 3, está mostrado um instrumento de perfilagem 10 exemplar para perfilagem durante a produção. O instrumento de perfilagem de produção 10 pode ser depositado dentro do furo de poço 1, onde este residirá durante a extração de hidrocarbonetos 5. O instrumento de perfilagem de produção 10 pode ser depositado no fundo de poço pela utilização de outro equipamento, tal como um trator (não mostrado). Em algumas modalidades, o instrumento de perfilagem de produção 10 pode incluir elementos de um trator (tal como um motor e uma esteira). O sistema de energia 16 pode estar incluído. Geralmente, o sistema de energia 16 alimenta pelo menos um do instrumento de perfilagem 10, componentes de levantamento 15 e eletrônica de fundo de poço 13.
[00056] Uma vez que a produção é iniciada, o fluido de perfuração 4 é expelido do furo de poço 1. Um fluxo de hidrocarbonetos 5 é estabelecido. Durante o início de produção, uma cabeça de poço 19 é colocada sobre o furo de poço 1. A cabeça de poço 19 provê a regulação de fluxo do furo de poço 1 e acomoda extensos períodos de extração dos hidrocarbonetos 5. Como mostrado pela seta ascendente, quando o instrumento de perfilagem de produção 10 está no lugar, a produção (a retirada de hidrocarbonetos 5) pode continuar sem pausas. Geralmente, a cabeça de poço 19 inclui um controlador preventivo de erupção, como é conhecido na técnica.
[00057] Considere agora o sistema de energia 16 em mais detalhes. Em modalidades exemplares, o sistema de energia 16 inclui um armazenamento de energia interno. O armazenamento de energia pode incluir qualquer um ou mais de uma variedade de formas de armazenamento de energia recarregável. Por exemplo, o armazenamento de energia recarregável pode incluir pelo menos um tipo de bateria, um ultracapacitor e outros dispositivos similares. Os aspectos de armazenamento de energia exemplares serão agora discutidos em maiores detalhes.
[00058] Note que o sistema de energia 16 pode geralmente ser qualquer dispositivo que possa aceitar e suprir energia confiavelmente em alta temperatura. Outras formas exemplares de armazenamento de energia 30 incluem baterias químicas, por exemplo, capacitores eletrolíticos de alumínio, capacitores de tântalo, capacitores de cerâmica e filme metálico, capacitores híbridos de armazenamento de energia magnética, por exemplo, indutores de material de núcleo de ar ou núcleo de alta temperatura. Outros tipos que podem também ser adequados incluem, por exemplo, dispositivos de armazenamento de energia mecânica, tal como volantes, sistemas de mola, sistemas de mola - massa, sistemas de massa, sistemas de capacidade térmica (por exemplo, aqueles baseados em líquidos ou sólidos de alta capacidade térmica ou materiais de mudança de fase), sistemas hidráulicos ou pneumáticos. Um exemplo, é o capacitor híbrido de alta temperatura disponível da Evans Capacitor Company Providence, RI USA número de peça HC2D060122 DSCC10004-16 com capacidade de 125 graus Celsius. Outro exemplo é o capacitor de tântalo de alta temperatura disponível da Evans Capacitor Company Providence, RI USA número de peça HC2D050152HT com capacidade nominal de 200 graus Celsius. Ainda um exemplo é um capacitor eletrolítico de alumínio disponível da EPCOS Munich, Alemanha número de peça B41691A8107Q7, o qual tem uma capacidade nominal de 150 graus Celsius. Ainda outro exemplo é o indutor disponível da Panasonic Tokyo, Japão número de peça ETQ-P5M470YFM de capacidade nominal de 150 graus Celsius. Modalidades adicionais estão disponíveis da Saft, Bagnolet, França (número de peça Li-ion VL 32600-125) que opera a 125 graus Celsius com 30 ciclos de carga - descarga, assim como uma bateria de li-ion (experimental) operável até aproximadamente 250 graus Celsius, e em fase experimental com a Sadoway, Hu, of Solid Energy em Cambridge, Massachusetts.
[00059] O ambiente de fundo de poço é severo e, portanto, apresenta desafios consideráveis para a confiabilidade do equipamento. Por exemplo, as temperaturas ambientes podem variar daquelas na superfície até aproximadamente 300 graus Celsius e mais altas. Como será aqui discutido adicionalmente, em algumas modalidades, o sistema de energia 16 descrito está configurado para operar em ambientes onde as temperaturas ambientes estão na faixa de aproximadamente setenta (70) graus Celsius até aproximadamente 200 graus Celsius, e, em algumas modalidades, mais altas (por exemplo, até aproximadamente 250 graus Celsius). Em algumas modalidades, o sistema de energia 16 pode ser operado em ambientes onde as temperaturas ambientes são tão baixas quanto aproximadamente menos quarenta (-40) graus Celsius. No entanto, deve ser notado que o sistema de energia 16 pode operar em uma faixa de temperaturas mais ampla, e, portanto, esta faixa de temperatura não é limitante para os ensinamentos aqui.
[00060] Como uma questão de convenção, e para os propósitos dos ensinamentos aqui, o termo "armazenamento de energia" refere- se a um dispositivo de armazenamento de energia que operará em ambientes onde a temperatura aumentada fará com que um dispositivo de armazenamento de energia convencional geralmente falhe. Isto é, o armazenamento de energia superará qualquer dispositivo de armazenamento de energia convencional quando colocado em um ambiente equivalente e proverá pelo menos algum grau de utilidade como uma função de temperatura crescente.
[00061] Em geral, os ultracapacitores como providos e utilizados de acordo com os ensinamentos aqui proveem numerosas vantagens em relação à tecnologia de armazenamento de energia existente. Estas vantagens resultam em uma capacidade de prover e utilizar energia em temperaturas mais altas do que anteriormente conseguido. Consequentemente, como usuários de ferramentas de fundo de poço estão providos com uma maior faixa de operação, as áreas que estavam anteriormente fora de alcance como um resultado de limitações de energia tornaram-se acessíveis.
[00062] Um conjunto de vantagens origina na natureza recarregável de um ultracapacitor. Um ultracapacitor pode tanto liberar quanto aceitar energia. Um ultracapacitor pode ser utilizado como um dispositivo de armazenamento de energia recarregável para as aplicações de fundo de poço. Por exemplo, um ultracapacitor pode prover energia para a ferramenta em um modo pulsado ou intermitente, mas ser recarregado por um cabo, uma bateria de fundo de poço, ou um gerador de fundo de poço em um modo mais contínuo.
[00063] Outro conjunto de vantagens se origina na capacidade de manipulação de alta energia dos ultracapacitores. Um ultracapacitor é bem conhecido exibir menos resistência interna para volumes e pesos similares quando comparado com as tecnologias de armazenamento de energia de bateria químicos. Esta característica permite uma mais alta capacidade de fornecimento de energia quando comparada com as tecnologias de bateria química (primária não recarregável) e uma capacidade de recuperação de energia ainda mais alta quando comparada com as tecnologias de bateria química recarregável. O ultracapacitor pode ser utilizado para estender a capacidade de manipulação de energia de um sistema total. Por exemplo, um ultracapacitor pode prover grandes pulsos de energia não disponíveis diretamente de uma bateria de cabo, fundo de poço típica, ou sistemas de fornecimento de energia de gerador de fundo de poço.
[00064] Outro conjunto de vantagem se origina nos materiais utilizados para produzir um ultracapacitor. Como um ultracapacitor armazena energia em campos elétricos ao invés de através de reações químicas, os próprios materiais são menos tendentes a falhas catastróficas ou expondo estes materiais aos ambientes de ar ou utilizando o dispositivo de armazenamento de energia além de sua capacidade nominal. Por exemplo, um ultracapacitor pode ser utilizado com pouco ou nenhum aumento de manipulação, segurança e logísticas de descarte além dos procedimentos já no lugar para suportar as aplicações de fundo de poço. Além disso, a utilização de um ultracapacitor em aplicações de fundo de poço pode reduzir a necessidade para outra tecnologia de armazenamento de energia e neste caso reduziria realmente a manipulação, segurança e logísticas de descarte necessárias requeridas para suportar as aplicações de fundo de poço.
[00065] Outro conjunto de vantagens se origina na alta densidade de energia dos ultracapacitores. Um ultracapacitor pode armazenar aproximadamente 50 a aproximadamente 1.000 vezes mais energia que os capacitores de tamanho e volume comparáveis. Esta característica permite que o ultracapacitor provenha uma potência mais alta por uma duração mais longa em ferramentas de fundo de poço.
[00066] Os ultracapacitores nunca estiveram disponíveis, antes de agora, para utilizações em ferramentas de fundo de poço devido à sua incapacidade de operar a temperaturas maiores do que aproximadamente setenta graus Celsius. As modalidades de ultracapacitores adequados para os ensinamentos aqui resolvem os problemas associados com uma operação de alta temperatura sendo capazes de uma operação confiável e segura nos ambientes severos frequentemente encontrados no fundo de poço.
[00067] Mais detalhes sobre as modalidades exemplares de um ultracapacitor estão agora providas.
[00068] Como mostrado na figura 4, um armazenamento de energia exemplar 30 inclui pelo menos uma célula de armazenamento 42. Neste exemplo, o armazenamento de energia 30 inclui um capacitor eletroquímico de camada dupla (EDLC), também referido como um "ultracapacitor". O ultracapacitor inclui dois eletrodos (referidos, por convenção, como um "eletrodo negativo" 33 e um "eletrodo positivo" 34, no entanto, o ultracapacitor não precisa ter uma carga armazenada no mesmo para propósitos desta descrição), cada eletrodo 33, 34 tendo uma camada dupla de carga em uma interface de eletrólito. Em algumas modalidades, uma pluralidade de eletrodos está incluída. No entanto, para propósitos de discussão, somente dois eletrodos 33, 34 estão mostrados. Como uma questão de convenção aqui, cada um dos eletrodos 33, 34 utiliza um meio de armazenamento de energia baseado em carbono 31 (como aqui adicionalmente discutido) para prover armazenamento de energia.
[00069] Cada um dos eletrodos 33, 34 inclui um respectivo coletor de corrente 32. Os eletrodos 33, 34 estão separados por um separador 35. Em geral, o separador 35 é um material estrutural fino (usualmente uma folha) utilizado para separar os eletrodos 33, 34, em dois ou mais compartimentos.
[00070] Pelo menos uma forma de eletrólito 36 está incluída. O eletrólito 36 preenche os espaços vazios dentro e entre os eletrodos 33, 34 e o separador 35. Em geral, o eletrólito 36 é uma substância que inclui íons eletricamente carregados. Um solvente que dissolve a substância pode estar incluído em algumas modalidades. Uma solução eletrolítica resultante conduz eletricidade por transporte iônico.
[00071] Como uma questão de conveniência, uma combinação de eletrodos 33, 34, o separador 35 e o eletrólito 36 é referida como uma "célula de bateria 42". Em algumas modalidades, o termo "célula de armazenamento" meramente faz referência aos eletrodos 33, 34 e o separador 35 sem o eletrólito 36.
[00072] Geralmente, o EDLC exemplar é de uma forma enrolada o qual é então empacotado em um alojamento de fechamento cilíndrico 37 (o qual pode ser referido simplesmente como o "alojamento 37"). Outras formas, tal como formas prismáticas, podem ser utilizadas. O alojamento 37 pode ser hermeticamente vedado. Em vários exemplos, o pacote é hermeticamente vedado por técnicas que fazem uso de tecnologias de laser, ultrassônicas e/ou de soldagem. O alojamento 37 (também referido como uma "carcaça") inclui pelo menos um terminal 38. Cada terminal 38 provê acesso elétrico para a energia armazenada no meio de armazenamento de energia 31.
[00073] Em algumas modalidades, o alojamento 37 é fabricado de pelo menos um material que é selecionado para minimizar a reatividade com o eletrodo 36. Por exemplo, o alojamento 37 pode ser fabricado de alumínio assim como uma liga de alumínio. Em algumas modalidades, outros materiais tal como o tântalo podem ser utilizados, pelo menos em parte (por exemplo, como um terminal 38).
[00074] No EDLC exemplar, o meio armazenamento de energia 31 pode ser provido por e incluir carbono ativado, fibras de carbono, rayon, grafeno, aerogel, tecido de carbono, nanotubos de carbono (tal como de parede única e/ou múltiplas paredes) e/ou outras nanoformas de carbono. O eletrodo de carbono ativado pode ser fabricado, por exemplo, produzindo um material de base de carbono executando um primeiro tratamento de ativação em um material de carbono obtido por carbonização de um composto de carbono, produzindo um corpo formado adicionando um aglutinante ao material de base de carbono, carbonizando o corpo formado, e finalmente produzindo um eletrodo de carbono ativo executando um segundo tratamento de ativação no corpo formado carbonizado.
[00075] Os eletrodos de fibra de carbono podem ser produzidos, por exemplo, utilizando um pré-formado de papel ou tecido com fibras de carbono de alta área de superfície.
[00076] Em um exemplo específico, nanotubos de carbono de múltiplas paredes (MWNT) são fabricados sobre qualquer um de uma variedade de substratos utilizando deposição de vapor químico (CVD). Os MWNT assim fabricados são então úteis nos eletrodos 33, 34. Em uma modalidade, uma deposição de vapor químico de baixa pressão (LPCVD) é utilizada. O processo de fabricação pode utilizar uma mistura de gás de acetileno, argônio, e hidrogênio, e um catalisador de ferro depositado sobre o substrato utilizando uma deposição de feixe de elétrons e/ou deposição de crepitação.
[00077] Em algumas modalidades, o material utilizado para formar o meio de armazenamento de energia 31 pode incluir outro que carbono puro. Por exemplo, várias formulações de materiais para prover um aglutinante podem ser incluídas. Em geral, no entanto, o meio de armazenamento de energia 31 é substancialmente formado de carbono e é, portanto, referido como um "material carbonáceo".
[00078] Em resumo apesar de formado predominantemente de carbono, o meio de armazenamento de energia 31 pode incluir qualquer forma de carbono, e quaisquer aditivos ou impurezas como considerado apropriado ou aceitável, para prover a funcionalidade desejada como o meio de armazenamento de energia 31.
[00079] O eletrólito 36 inclui pares de uma pluralidade de cátions 39 e ânions 41, e, em algumas modalidades, pode incluir o solvente. Várias combinações de cada podem ser utilizadas. No EDLC exemplar, o cátion 39 pode incluir 1-(3-cianopropil)-3-metilimidazólio, 1,2-dimetil-3-propilimidazólio, 1,3-bis(3-cianopropil)imidazólio, 1,3- dietoxiimidazólio, 1-butil-1-metilpiperidínio, 1-butil-2,3-dimetilimidazólio, 1-butil-3-metilpirrolidinídio, 1-butil-4- metilpiridínio, 1-butilpiridínio, 1- decil-3-metilimidazólio, 1-etil-3-metilimidazólio, 3-metil-1-propilpiridínio e suas combinações assim como outros equivalentes como considerado apropriado.
[00080] No EDLC exemplar, o ânion 41 pode incluir bis(trifluorometanossulfonato)imida, tris(trifluorometanossulfonato)- metida, dicianamida, tetrafluoroborato, hexafluorofosfato, trifluorometanossulfonato, bis(pentafluoroetanossulfonato)imida, tiocianato, trifluoro(trifluorometil)borato e suas combinações assim como outros equivalentes como considerado apropriado.
[00081] O solvente pode incluir acetonitrila, amidas, benzonitrila, butirolactona, éter cíclico, carbonato de dibutila, carbonato de dietila, dietiléter, dimetoxietano, carbonato de dimetila, dimetilformamida, dimetilsulfona, dioxano, dioxolano, formiato de etila, carbonato de etileno, carbonato de etilmetila, lactona, éter linear, formiato de metila, propionato de metila, metiltetra-hidrofurano, nitrila, nitrobenzeno, nitrometano, n-metilpirrolidona, carbonato de propileno, sulfolano, sulfona, tetra-hidrofurano, tetrametileno sulfona, tiofeno, etileno glicol, dietileno glicol, trietileno glicol, polietileno glicol, éster de ácido carbônico, y-butirolactona, nitrila, triciano-hexano e suas combinações ou outro(s) material(is) que exiba(m) características de desempenho apropriadas.
[00082] Uma vez que o EDLC é fabricado, este pode ser utilizado em aplicações de alta temperatura com pouca ou nenhuma corrente de fuga. O EDLC aqui descrito pode operar eficientemente sobre uma ampla faixa de temperatura, com correntes de fuga normalizadas sobre o volume do dispositivo menores do que um 1 ampere por litro (A/L) de volume do dispositivo dentro da faixa de tensão e temperatura de operação inteira. Uma chave para este desempenho é o próprio processo de montagem, o qual produz um EDLC acabado que tem uma concentração de umidade no eletrólito menor do que 500 partes por milhão (ppm) sobre o peso e volume do eletrólito e uma quantidade de impurezas menor do que 1.000 ppm.
[00083] Em algumas modalidades, mais especificamente, o meio carbonáceo que compõe cada um dos eletrodos 33, 34 é seco em uma temperatura elevada em um ambiente a vácuo. O separador 35 é seco em uma temperatura elevada em um ambiente a vácuo. O eletrólito 36 é seco em uma temperatura elevada em um ambiente a vácuo. Uma vez que os eletrodos 33, 34, o separador 35, e o eletrólito 36 são secos sob vácuo, estes são empacotados sem uma vedação ou tampa final em uma atmosfera com menos de 50 partes por milhão (ppm) de água. O EDLC não tampado é seco sob vácuo sobre uma faixa de temperatura elevada. Uma vez que esta secagem final está completa, o EDLC é vedado em uma atmosfera com menos de 50 ppm de umidade.
[00084] Além disso, as impurezas no eletrólito são mantidas em um mínimo. Por exemplo, em algumas modalidades, uma concentração total de íons de haleto (cloro, bromo, flúor, iodo), é mantida abaixo de 1.000 ppm. Uma concentração total de espécies metálicas (por exemplo, Br, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, Li, Mo, Na, Ni, Pb, Zn, incluindo pelo menos um de uma sua liga e um óxido) é mantida abaixo de 1.000 ppm. Ainda, impurezas de solventes e precursores utilizados no processo de síntese são mantidas abaixo de 1.000 ppm e podem incluir, por exemplo, bromoetano, cloroetano, 1-bromobutano, 1- clorobutano, 1-metilimidazol, acetato de etila, cloreto de metileno e assim por diante.
[00085] Um exemplo de uma técnica para purificar o eletrólito está provido em uma referência intitulada "The oxidation of alcohols in substituted imidazolium ionic liquids using ruthenium catalysts", Farmer and Welton, The Royal Society of Chemistry, 2002, 4, 97-102.
[00086] As impurezas podem ser medidas utilizando uma variedade de técnicas, tal como, por exemplo, Espectrometria de Absorção Atômica (AAS), Espectrometria de Plasma - Massa Indutivamente Acoplada (ICPMS), ou solubilização simplificada e detecção eletroquímica de traços de particulados de óxido de metal pesado com base em um líquido iônico específico de tarefa.
[00087] A AAS é um procedimento espectroanalítico para a determinação qualitativa e quantitativa de elementos químicos que emprega a absorção de radiação óptica (luz) por átomos livres no estado gasoso. A técnica é utilizada para determinar a concentração de um elemento específico (o analito) em uma amostra a ser analisada. A AAS pode ser utilizada para determinar mais de 70 diferentes elementos em solução ou diretamente em amostras sólidas.
[00088] A ICPMS é um tipo de espectrometria de massa que é altamente sensível e capaz da determinação de uma gama de metais e diversos não metais em concentrações abaixo de uma parte em 1012 (parte por trilhão). Esta é baseada em acoplar juntos um plasma indutivamente acoplado como um método para produzir íons (ionização) com um espectrômetro de massa como um método para separar e detectar os íons. A ICPMS é também capaz de monitorar uma especiação isotópica para os íons de escolha.
[00089] Reduzindo o conteúdo de umidade no EDLC para menos de 500 partes por milhão (ppm) sobre o peso e volume do eletrólito e as impurezas para menos de 1.000 ppm, o EDLC pode eficientemente operar sobre uma ampla de faixa de temperatura adequada para utilização com os ensinamentos aqui, com uma corrente de fuga (I/L) que é menor do que 1.000 mA por litro dentro daquela faixa de temperatura e tensão.
[00090] Em uma modalidade, a corrente de fuga (I/L) em uma temperatura específica é medida mantendo a tensão do EDLC constante na tensão nominal (isto é, a tensão de operação máxima nominal) por setenta e cinco (75) horas. Durante este período a temperatura permanece constante na temperatura especificada. No final do intervalo de medição, a corrente de fuga do EDLC é medida.
[00091] Em algumas modalidades, uma classificação de tensão máxima do EDLC é 4 V na temperatura ambiente. Uma proposta para assegurar o desempenho do EDLC em temperaturas elevadas (por exemplo, acima der 210 graus Celsius), é diminuir (isto é, reduzir) a classificação de tensão do EDLC. Por exemplo, a classificação de tensão pode ser ajustada para baixo para aproximadamente 0,5 V, de modo que durações de operação estendidas em uma temperatura mais alta sejam conseguidas.
[00092] Um armazenamento de energia 30 pode ser incorporado em diversos diferentes fatores de forma (isto é, exibir uma certa aparência). Exemplos de fatores de forma potencialmente úteis incluem, uma célula cilíndrica, uma célula anular ou em forma de anel, uma célula prismática plana ou uma pilha de células prismáticas planas que compreende uma célula como caixa e uma célula prismática plana que é formada para acomodar uma geometria específica tal como um espaço curvo. Um fator de forma cilíndrico pode ser mais útil em conjunto com uma ferramenta cilíndrica ou uma ferramenta montada em um fator de forma cilíndrico. Um fator de forma anular ou em forma de anel pode ser mais útil em conjunto com uma ferramenta que é em forma de anel ou montada em um fator de forma em forma de anel. Uma célula prismática placa formada para acomodar uma geometria específica pode ser útil em conjunto com uma ferramenta cilíndrica, em forma de anel ou outras ferramentas montadas nestes fatores de forma.
[00093] Exemplos de ferramentas cilíndricas ou ferramentas montadas em fatores de forma cilíndricos incluem as ferramentas de cabo ou recuperáveis que são normalmente dispostas dentro do canal dentro de um aparelho de perfuração. Exemplos de ferramentas anulares ou em forma de anel ou ferramentas montadas em fatores de forma em forma de anel incluem as ferramentas montadas em colar dispostas sobre a parede ou colar de um aparelho de perfuração.
[00094] Algumas modalidades exemplares do sistema de energia 16 com detalhes adicionais serão agora apresentadas.
[00095] Geralmente, o sistema de energia 16 é projetado e configurado para operar em profundidades e temperaturas como podem ser encontradas no ambiente de fundo de poço. Geralmente, o sistema de energia 16 provê energia para pelo menos um dos componentes de levantamento 15 e a eletrônica de fundo de poço 13, e pode prover energia para qualquer componente no instrumento de perfilagem 10 ou que acompanha o instrumento de perfilagem 10 pelo furo de poço 1 abaixo, e que tem uma demanda por energia que o sistema de energia 16 pode prover.
[00096] Primeiro, note que o armazenamento de energia 30 pode descarregar uma carga inicial, e pode também ser recarregado por uma fonte de energia remota. Fontes de energia remotas exemplares incluem uma energia que é provida por pelo menos um de um cabo 8, uma bateria recarregável, uma bateria não recarregável, um gerador de fundo de poço, e por uma sua combinação. Em algumas modalidades, a fonte de energia de fundo de poço inclui uma bateria que está acoplada no armazenamento de energia 30, usualmente em proximidade de modo que a bateria deve também suportar as profundidades e as temperaturas apresentadas para o instrumento de perfilagem 10. O gerador de fundo de poço deve também suportar as profundidades e as temperaturas apresentadas para o instrumento de perfilagem 10. Geralmente, o gerador utiliza uma força motriz, tal como um fluxo de lama, ou vibração, para gerar energia.
[00097] Instrumentos de perfilagem 10 exemplares podem incluir uma variedade de ferramentas e componentes utilizados para o desenvolvimento de recursos geotérmicos ou exploração de óleo e gás, e podem incluir ferramentas de perfilagem durante a perfuração (LWD), ferramentas de medição durante a perfuração (MWD), ferramentas de cabo, ferramentas de produção e assim por diante. Exemplos destas ferramentas podem incluir ferramentas de testemunhagem, ferramentas de fechamento, ferramentas de MNR, ferramentas de telemetria de EM, ferramentas de telemetria de pulsador de lama, ferramentas de medição de resistividade, ferramentas de detecção de gama, ferramentas de sensor de pressão, ferramentas de sensor acústico, ferramentas sísmicas, ferramentas nucleares, ferramentas de nêutron pulsado, ferramentas de amostragem de formação, ferramentas de indução, e assim por diante.
[00098] É adicionalmente conhecido que uma variedade de componentes pode estar incluída em tais ferramentas. Os componentes extrairão energia para prover a funcionalidade desejada. Exemplos não limitantes destes componentes incluem um circuito eletrônico, um transformador, um amplificador, um servo, um processador, um armazenamento de dados, instruções executáveis por máquina armazenadas sobre ou em um meio legível por máquina (referido como "software"), uma bomba, um motor, um sensor (tal como um sensor termicamente sintonizável, um sensor ótico), um transdutor, fibra óptica, uma fonte de luz, um cintiliador, um pulsador, um atuador hidráulico, uma antena, um analisador de canal único e/ou de múltiplos canais, um detector de radiação, um acelerômetro, um magnetômetro e similares.
[00099] Em resumo, qualquer equipamento que possa ser posicionado em suporte dos e/ou como uma parte dos instrumentos de perfilagem 10 e que consome alguma energia elétrica ou é acionado por um componente que consome alguma energia elétrica, pode se beneficiar da utilização do sistema de energia 16 e do armazenamento de energia 30 acompanhante.
[000100] Ainda, o instrumento de perfilagem 10 pode incluir ou ter uma interface com qualquer tipo de fonte de energia remota para carregamento que seja considerada apropriada por um usuário de sistema, projetista e/ou operador. Exemplos incluem cabos de baixa energia acoplados a um suprimento de energia remoto, ou como considerado apropriado (por exemplo, como pode ser ditado pelo projeto de sistema). Outras modalidades podem necessitar o acoplamento do sistema de energia 16 com a geração de energia incorporada, tal como um gerador ou alternador acionado por lama. Descrições selecionadas de várias ferramentas de fundo de poço estão abaixo incluídas para perspectivas.
[000101] As ferramentas de testemunhagem são tipicamente projetadas para extrair amostras da rocha ou outro material de formação no ambiente de fundo de poço. Exemplos são as ferramentas de testemunhagem rotativas, as ferramentas de testemunhagem de perfuração as ferramentas de testemunhagem de parede lateral, e outras. Estas ferramentas tipicamente incluem um motor que pode demandar quantidades instantâneas de energia não facilmente disponíveis de fontes de energia de fundo de poço padrão (baterias, geradores, cabos). A energia disponível para uma ferramenta de testemunhagem no fundo de poço pode impactar a taxa de testemunhagem e/ou a quantidade de material de testemunhagem que pode ser extraído.
[000102] As ferramentas de fechamento podem ser utilizadas para isolar uma área no fundo de poço de modo a melhorar a fidelidade de medições feitas com outras ferramentas de medição nesta mesma área isolada. A ferramenta de fechamento para ou controla o fluxo de fluido que pode de outro modo fluir durante uma operação de perfuração de fundo de poço. A ferramenta de fechamento tipicamente inclui um motor que demanda um pulso de alta energia. A quantidade de energia disponível para a ferramenta de fechamento determina a velocidade na qual a ferramenta de fechamento pode parar o fluxo de fluido.
[000103] As ferramentas de RMN (ressonância magnética nuclear) podem ser utilizadas para determinar o conteúdo de hidrocarbonetos ou outros na rocha ou outras formações que circundam um furo perfurado. As ferramentas de RMN tipicamente requerem pulsos de energia rápidos < 1 s, potência muito alta > 1 kW para operar. A potência disponível para uma ferramenta de RMN pode impactar a eficiência desta ferramenta para medir as características salientes da formação.
[000104] As ferramentas de telemetria EM (eletromagnética) podem ser utilizadas para transmitir os dados da área de aplicação de subsuperfície para a superfície utilizando radiação eletromagnética de propagação. As ferramentas de telemetria de EM podem requerer pulsos de alta energia para conseguir uma transmissão útil através da rocha ou outra formação em distâncias comparáveis com as ditas profundidades de aplicação. A energia disponível para uma ferramenta de telemetria de EM pode impactar a faixa e a taxa de dados alcançáveis para transmissão para a superfície.
[000105] As ferramentas de telemetria de pulsador de lama podem ser utilizadas para transmitir os dados da área de aplicação de subsuperfície para a superfície utilizando pulsos de pressão de propagação no fluido ("lama") que normalmente flui dentro de um furo perfurado. As ferramentas de telemetria de pulsador de lama podem requerer uma energia pulsada para gerar as variações de pressão necessárias na lama. A energia disponível para uma ferramenta de telemetria de pulsador de lama pode impactar a fidelidade de sinal atingível.
[000106] As ferramentas de resistividade medem a resistividade elétrica da rocha ou outra formação que circunda um furo perfurado. Significativamente, a resistividade de hidrocarbonetos difere mensuravelmente daquela da rocha típica e outros materiais que são encontrados próximos dos furos perfurados. As ferramentas de resistividade podem medir a resistividade elétrica com um número de métodos. Um método é aplicar um potencial diferencial entre dois pontos fisicamente separados sobre a própria ferramenta. A corrente que flui de um ponto para o outro é então indicativa da resistividade da formação que circunda a ferramenta. A energia disponível para a ferramenta de resistividade pode impactar fidelidade ou a faixa da medição de resistividade atingível.
[000107] Aspectos de uma modalidade do sistema de energia 16 que inclui o armazenamento de energia recarregável 30 estão mostrados na figura 5. Nesta modalidade exemplar, um primeiro subsistema 52 inclui uma eletrônica de limitação de corrente e uma eletrônica de condicionamento de bateria. Devido à alta capacidade de energia do armazenamento de energia 30, o sistema de energia 16 pode fornecer rajadas de corrente de curta duração para o instrumento de perfilagem 10. Entrementes, um suplemento de energia externo 51 (também aqui referido como uma "fonte") pode suprir somente uma corrente relativamente pequena, mas consistente. Consequentemente, uma função do primeiro subsistema 52 é limitar a corrente extraída no suprimento de energia externa 51 durante cada rajada. Isto é, durante um intervalo no qual o sistema de energia 16 supre grandes correntes do armazenamento de energia 30 para o instrumento de perfilagem 10. Esta função pode ser especificamente crítica quando o suprimento de energia externa 51 se baseia em tecnologia de bateria. Isto é, as tecnologias de bateria típicas projetada para operação de fundo de poço têm uma capacidade de manipulação de corrente limitada e podem falhar catastroficamente se muito corrente for demandada destes. Consequentemente, o primeiro subsistema 52 pode estar configurado para limitar a corrente extraída do suprimento de energia externo 51. Ainda, como as tecnologias de bateria podem requerer condicionamento, por exemplo, depassivar os eletrodos de bateria antes da utilização, o primeiro subsistema 52 pode estar configurado para estabelecer as condições de terminal de bateria (corrente e tensão) necessárias para depassivar os eletrodos da bateria.
[000108] O primeiro subsistema 52 e o segundo subsistema 53 podem ser controlados por um primeiro controlador de subsistema 55 e um segundo controlador de subsistema 56, respectivamente. O primeiro controlador de subsistema 55 e o segundo controlador de subsistema 56 podem ser combinados para formar pelo menos uma parte de um circuito de controle 58 (o qual pode também ser referido como um "controlador" 58).
[000109] As baterias químicas, as quais podem incluir diversas células, podem precisar ser depassivadas antes da utilização de modo a reduzir a sua impedância de saída efetiva de modo que as correntes de operação não causem uma diminuição excessiva na tensão de saída de bateria. A depassivação pode ser executada em um de muitos modos. Um método exemplar, requer a extração de uma corrente de carga constante da célula por um curto período de tempo. As correntes exemplares podem variar de 10 mA a diversos amperes por célula e os tempos depassivação exemplares podem variar de uns poucos segundos até diversos dias. Os níveis de corrente podem ser mudados ou pulsados ou de outro modo durante o procedimento de depassivação, por exemplo, uma bateria pode ser carregada a 4 mA pode célula por três dias e então 150 mA por célula por trinta minutos. A depassivação deve ser executada dentro de um tempo máximo especificado antes da utilização real, por exemplo, vinte e quatro horas.
[000110] O primeiro subsistema 52 pode ser controlado de modo a prover a extração de corrente necessária da bateria para a depassivação. O primeiro subsistema 52 pode também incorporar um aparelho de medição para determinar a necessidade da depassivação. Uma implementação exemplar que inclui componentes para uma depassivação automática está abaixo descrita. Um sensor de tensão e/ou corrente (não mostrado) pode estar disposto entre o suprimento de energia externo 51 e o primeiro subsistema 52. O primeiro subsistema 52 pode ser controlado por meio do circuito de controle 58 ou por um circuito de controle separado (não mostrado) para extrair uma corrente especificada da bateria, por exemplo, 100 mA. Se a tensão resultante apresentada pelo suprimento de energia externo 51 sob a carga de corrente especificada cair abaixo de um limite de tensão especificado (o qual pode ser determinado a priori para representar as condições de passivação dentro da bateria) dentro de um tempo especificado (por exemplo, 100 ms), então o primeiro subsistema 52 pode determinar que a depassivação é requerida e de outro modo não requerida. Como exemplo, 26 V é um limite comum para um pacote de bateria de cloreto de Li-tionil de taxa moderada de oito células. Se o primeiro subsistema 52 determinar que a depassivação é requerida, este pode ser controlado para extrair uma corrente especificada para depassivação como acima exemplificado.
[000111] Uma bateria é geralmente efetivamente depassivada extraindo uma corrente de carga de depassivação especificada e monitorando a tensão de bateria até esta subir para um nível especificado. Em um exemplo, a passivação de bateria é determinada se uma tensão de bateria de taxa moderada de 28 V cair abaixo de 26 V enquanto extraindo aproximadamente 100 mA da bateria. Se acontecer, a bateria é então normalmente depassivada extraindo aproximadamente 200 mA até que a tensão de bateria suba acima de 26 V. Assim uma depassivação automática pode extrair aproximadamente 100 mA da fonte e monitorar a tensão. Se a tensão cair abaixo de 26 V para uma bateria de 28 V, o sistema pode então extrair 200 mA da bateria e monitorar a tensão. A depassivação pode ser interrompida, por exemplo, uma vez que o sistema de energia 16 meça uma tensão de bateria acima de 26 V.
[000112] A corrente de depassivação extraída da bateria pode gerar uma corrente correspondente nos terminais de saída do primeiro subsistema 52 a qual pode ser direcionada para o armazenamento de energia 30, em cujo caso o armazenamento de energia 30 será carregado durante a depassivação. Este método pode ser útil quando o armazenamento de energia 30 necessita de corrente de carregamento. A corrente pode também ser direcionada para um resistor fictício ou um diodo zener ou uma sua combinação (não mostrada), ou similar como uma alternativa. Estas alternativas podem ser úteis quando a tensão já está na ou próximo da tensão nominal do armazenamento de energia 30.
[000113] Como mostrado na figura 6, uma modalidade exemplar do primeiro subsistema 52 inclui um primeiro dispositivo de comutação 61, e um segundo dispositivo de comutação 62 assim como um indutor de filtro 63. O suprimento de energia externo 51 pode acoplar no primeiro subsistema 52 e no armazenamento de energia 30 (por exemplo, um ultracapacitor de alta temperatura). A ação do primeiro dispositivo de comutação 61 e do segundo dispositivo de comutação 62 pode ser controlada para conseguir as características de limitação de corrente e de condicionamento de bateria acima descritas. Especificamente, o tempo ligado relativo do primeiro dispositivo de comutação 61 e do segundo dispositivo de comutação 62 operando em um modo complementar (razão nominal) pode ser utilizado para ajustar a razão de conversão e o fluxo de corrente. O primeiro subsistema 52 exemplar mostrado na figura 6 pode ser útil quando a tensão do suprimento de energia externo 51 for maior em valor quando comparada com a tensão do armazenamento de energia 30. A limitação ou regulação de corrente pode ser conseguida por meio de um sistema de controle de retorno (não mostrado).
[000114] Uma modalidade exemplar do segundo subsistema 53 inclui conversores de energia ou CC-CC ou CC-CA dependendo dos requisitos de ferramentas. Uma função de um segundo subsistema 53 pode ser regular a tensão ou a corrente fornecida para o instrumento de perfilagem 10. Devido à natureza capacitiva do armazenamento de energia 30, quando implantado com um ultracapacitor, a tensão pode diminuir em um modo aproximadamente linear conforme a carga é retirada do armazenamento de energia 30. Uma função do segundo subsistema 53 então pode ser regular a tensão ou a corrente fornecida para o instrumento de perfilagem 10, apesar da tensão variável apresentada pelo armazenamento de energia 30. A limitação ou regulação de tensão pode ser conseguida por meio de um sistema de controle de retorno (não mostrado).
[000115] Como mostrado na figura 7, uma modalidade exemplar do segundo subsistema 53 pode incluir respectivas modalidades do primeiro dispositivo de comutação 61, do segundo dispositivo de comutação 62 assim como do indutor de filtro 63. O instrumento de perfilagem 10 pode acoplar o segundo subsistema 53 e o armazenamento de energia 30. A ação das respectivas modalidades do primeiro dispositivo de comutação 61 e do segundo dispositivo de comutação 62 pode ser controlada para conseguir as características de regulação de corrente ou tensão desejadas acima descritas. Especificamente, a razão nominal do tempo ligado relativo das respectivas modalidades do primeiro dispositivo de comutação 61 e do segundo dispositivo de comutação 62 pode ser utilizada para ajustar a razão de conversão e o fluxo de corrente ou a tensão apresentada. O segundo subsistema 53 exemplar mostrado na figura 7 pode ser útil quando a tensão requerida é maior em valor quando comparada com a tensão do armazenamento de energia 30. A limitação ou regulação de tensão pode ser conseguida por meio de sistema de controle de retorno (não mostrado).
[000116] Como mostrado na figura 8, o primeiro subsistema 52 e o segundo subsistema 53 podem ser acoplados juntos e no armazenamento de energia 30 assim como prover uma modalidade do sistema de energia 16. Nesta modalidade, o sistema de energia 16 exemplar pode ser especificamente vantajoso quando a tensão de terminal do suprimento de energia externo 51 for ou maior em valor ou menor em valor quando comparada com a tensão de terminal do instrumento de perfilagem 10 desde que a tensão de terminal do armazenamento de energia 30 seja menor em valor do que ambas.
[000117] Em algumas modalidades, o sistema de energia 16 pode estar configurado para um baixo consumo de energia de espera. Esta característica é vantajosa em ambientes remotos e severos onde a energia é escassa. Um baixo consumo de energia de espera pode ser conseguido incorporando um circuito de acionamento de porta de baixa energia ou microenergia e uma eletrônica de controle no circuito de controle 58. Além disso, um consumo de energia espera total pode ser reduzido significativamente incorporando um estado de repouso para o sistema de energia 16 (abaixo adicionalmente discutido). Em algumas modalidades, o baixo estado de energia de espera pode ser caracterizado por um desligamento do circuito para operação de somente o circuito que é requerido para o processamento de energia para fornecer energia para a carga ou instrumento de perfilagem 10 ou para qualquer aplicação que requeira somente um subconjunto de circuitos. Um circuito de detecção pode ser incorporado para determinar quando o instrumento de perfilagem 10 não está demandando energia (ativo) ou quando o armazenamento de energia 30 não necessita de corrente de recarregamento.
[000118] Em algumas modalidades, um sensor de corrente (não mostrado) pode estar disposto sobre uma interconexão entre o primeiro subsistema 52 e o armazenamento de energia 30. O sensor de corrente pode medir a corrente extraída do armazenamento de energia 30. Quando a corrente extraída cai abaixo de um certo limite, um circuito de controle lógico (tal como a lógica incluída no circuito de controle 58) pode desligar a maior parte do primeiro controlador de subsistema 55. O circuito de controle 58, no seu estado de repouso, pode então intermitentemente, mas em alguns casos, em uma escala de tempo muito mais rápida do que a corrente transiente demandada pelo armazenamento de energia 30, despertar o primeiro subsistema 52, e pesquisar o sensor de corrente para determinar se o armazenamento de energia 30 necessita recarregamento.
[000119] Como outro exemplo, um sensor de corrente separado pode estar disposto sobre uma interconexão entre o segundo subsistema 53 e o instrumento de perfilagem 10. Este último sensor de corrente pode ser utilizado para medir a corrente extraída pelo instrumento de perfilagem 10. Quando esta corrente extraída cai abaixo de um certo limite, um circuito de controle lógico que pode estar dentro do circuito de controle 58 pode desligar a maior parte do segundo controlador de subsistema 56. O circuito de controle 58, em seu estado de repouso, pode então intermitentemente, mas em alguns casos, em uma escala de tempo muito mais rápida do que a corrente transiente demandada pelo instrumento de perfilagem 10, despertar o segundo subsistema 53, e pesquisar o sensor de corrente para determinar se o instrumento de perfilagem 10 está ativo.
[000120] Como o armazenamento de energia 30 pode exibir um número de formas variáveis, o armazenamento de energia 30 pode estar configurado para integrar no instrumento de perfilagem 10. Por exemplo, o instrumento de perfilagem 10 pode incluir um armazenamento de energia 30 em forma anular, tal como um ultracapacitor de forma anular. Nesta modalidade, e como um exemplo não limitante, o armazenamento de energia 30 pode circundar um canal de lama ou outro equipamento na coluna de perfuração 11. O armazenamento de energia 30 pode ser segmentado ou de outro modo dividido para acomodar requisitos de forma e ser acoplado em série ou em paralelo conforme apropriado para as necessidades do usuário.
[000121] Em algumas modalidades, um desvio automático está incluído no sistema de energia 16. Isto é, muitas aplicações podem ser beneficiar de características à prova de falha. A característica de "desvio" pode ser útil quando qualquer um dos componentes do sistema de energia 16, tal como o primeiro subsistema 52, o armazenamento de energia 30, o segundo subsistema 53 ou o circuito de controle 58 ou qualquer outro componente crítico não conseguir operar apropriadamente. Neste caso, pode ser útil conectar o suprimento de energia externo 51 diretamente no instrumento de perfilagem 10 de modo que o suprimento de energia externo 51 possa ainda prover utilidade apesar dos componentes falhados. Em algumas modalidades, a característica de desvio automaticamente determina um estado falhado de um componente crítico e supre um percurso de corrente alternativo do suprimento de energia externo 51 para o instrumento de perfilagem 10. Como a característica de desvio é útil quando da ocorrência de componentes falhados e devido à inerente incerteza aqui, a característica de desvio pode, em algumas modalidades, prover uma operação automática. Isto é, o projeto pode prover que a característica de desvio seja desabilitada pelo funcionamento apropriado nos respectivos componentes críticos sujeitos ao desvio. Em algumas modalidades, tal como onde os componentes estão sujeitos a altos níveis de choque e vibração, a característica de desvio pode ser implementada com dispositivos de estado sólido os quais podem ser mais robustos no ambiente do que os comutadores eletromecânicos equivalentes, relés ou similares.
[000122] Um dispositivo de estado sólido exemplar que pode ser especificamente útil na implementação da característica de desvio automático de estado sólido é um dispositivo de semicondutor denominado um transistor de efeito de campo de junção (JFET). Um JFET é um dispositivo que tem pelo menos três terminais, normalmente denominados porta, dreno e fonte respectivamente, que está "normalmente ligado", significando que o dispositivo pode passar uma corrente razoavelmente a menos que uma tensão de controle seja imposta entre a porta e a fonte do JFET. Um método exemplar para explorar um JFET para desvio automático é conectar o dreno do JFET no terminal de saída de alto potencial do suprimento de energia externo 51 e a fonte do JFET no terminal de alto potencial do instrumento de perfilagem 10. Uma funcionalidade adicional pode ser incluída no circuito de controle 58 ou em um circuito de controle separado (não mostrado). A funcionalidade pode derivar uma tensão de acionamento de porta para fonte útil para desligar o JFET. Esta tensão de acionamento de porta para fonte pode ser derivada de uma tensão ou sinal dentro do circuito que representa um funcionamento apropriado de todos os componentes críticos. Muitos tais sinais ou agregados de tais sinais podem ser derivados de medições por meio do aparelho de medição para tensão e/ou corrente ou de outro modo. Um sinal indicativo e exemplar que pode ser especificamente útil para indicar um funcionamento apropriado do sistema de energia 16 é o terminal de tensão do armazenamento de energia 30. Por exemplo, se o armazenamento de energia 30 cair abaixo de um limite de tensão útil, isto pode ser considerado como uma falha do primeiro subsistema 52, assim indicando uma perda de corrente de carregamento do suprimento de energia externo 51. Esta condição pode também ser considerada como uma falha para o segundo subsistema 53 que indica um excesso de descarregamento do armazenamento de energia 30 para o instrumento de perfilagem 10. Qualquer destas condições pode também indiretamente representar uma falha do circuito de controle 58, e assim este sinal exemplar pode em alguns casos ser suficiente para determinar um funcionamento apropriado dos componentes de sistema. Este sinal então pode ser utilizado para acionar a tensão de porta para fonte do JFET diretamente ou em efeito diretamente, de modo que quando esta cai abaixo de um dado limite, o JFET automaticamente reverterá para um estado não acionado, que é um estado que permite que correntes razoáveis fluam de um dreno do JFET para os terminais de fonte do JFET.
[000123] Em modalidades adicionais pode ser desejado incluir uma característica de limitação de corrente. Considere que uma bateria química ou outra fonte de energia possa requerer um limite de corrente para impedir uma subtensão dos terminais de bateria, danos aos componentes internos da bateria, superaquecimento da bateria, uma descarga excessivamente rápida, um envelhecimento ou passivação acelerado da bateria, uma falha catastrófica da bateria e assim por diante. Um limite de corrente de segurança pode ser implementado no sistema de energia 16 em muitos modos. Dois métodos exemplares para implementar o limite de corrente de segurança aqui descritos podem ser utilizados sozinhos ou em combinação.
[000124] O primeiro método explora o circuito de controle, tal como o circuito mostrado nas figuras 5-8. Por exemplo, o circuito de controle 58 pode derivar uma medição da corrente de fonte de energia do sensor de corrente e um conhecimento de estado de qualquer razão de conversão de tensão e corrente conseguida pela conversão de energia no primeiro subsistema 52. Este pode também derivar uma medição da corrente de fonte de energia do sensor de corrente que pode estar disposto entre o suprimento de energia externo 51 e o primeiro subsistema 52.
[000125] O primeiro subsistema 52 então pode ser controlado, por exemplo, ajustando o tempo ligado relativo do primeiro dispositivo de comutação 61 e do segundo dispositivo de comutação 62 operando em um modo complementar (razão nominal) para ajustar e por meio disto limitar o fluxo de corrente para um valor predeterminado ou de outro modo determinado.
[000126] Referindo à figura 9, outra modalidade do sistema de energia 16 está mostrada. Na modalidade exemplar apresentada na figura 9, o controlador 45 pode estar em comunicação elétrica com um módulo de opções 99 opcional. Geralmente, o controlador 45 comunica com e controla o armazenamento de energia 30 através de um circuito de sistema de gerenciamento de eletrônica (EMS) 91. O circuito de sistema de gerenciamento de eletrônica (PEMS) 91 pode estar em comunicação com (ou, em algumas modalidades inclui dentro do EMS 91), pelo menos um supervisor 92 o qual pode incluir um respectivo módulo de eletrônica 93. O módulo de opções 99 opcional pode também inclui uma pluralidade de circuitos de supervisor 92, cada um dos quais pode também incluir respectivos módulos de eletrônica 93. Geralmente, o sistema de gerenciamento de eletrônica (EMS) 91 está em comunicação elétrica com cada um dos supervisores 92 através de um barramento interno 95.
[000127] Como uma questão de convenção, o barramento interno 95 pode comunicar energia dentro do sistema de energia 16, assim como sinais de controle e similares. Consequentemente, o barramento interno 95 pode incluir uma pluralidade de condutores, assim como elementos não condutivos (tal como fibra óptica e similares). Assim, deve ser considerado que a representação do barramento interno 95 é intencionalmente simplista, e não deve ser considerado limitante de comunicações internas dentro do sistema de energia 16.
[000128] Geralmente, a energia é suprida para o sistema de energia 16 de pelo menos um suprimento de energia externo 51. Fontes exemplares de energia externa incluem pelo menos uma bateria, uma fonte de energia remota (tal como através de um cabo 8), e pelo menos um gerador. Em algumas modalidades, o sistema de gerenciamento de eletrônica (EMS) 91 recebe energia do suprimento de energia externo 51, e armazena a energia no armazenamento de energia 30. Em geral o sistema de gerenciamento de eletrônica (EMS) 91 está configurado para gerenciar o carregamento e descarregamento de uma variedade de tipos de armazenamento de energia 30. Por exemplo, o sistema de gerenciamento de eletrônica (EMS) 91 pode estar configurado para gerenciar o carregamento e descarregamento de ultracapacitores assim como pelo menos um tipo de bateria. O sistema de gerenciamento de eletrônica (EMS) 91 pode extrair do armazenamento de energia 30 para prover uma variedade de formas de energia. Por exemplo, pulsos de energia mais altos do que aqueles anteriormente disponíveis pelo furo de poço 1 de um suprimento de energia externo 51 convencional podem ser providos. As propriedades elétricas para uma modalidade exemplar estão abaixo providas na Tabela 1. É claro, estas propriedades podem ser ajustadas com mudanças em projeto e/ou escala, ou outros tais parâmetros.
[000129] O pelo menos um gerador pode basear-se em qualquer uma ou mais de uma variedade de tecnologias. Geradores exemplares incluem geradores que podem ser classificados como um gerador acionado por fluxo (por exemplo, uma turbina); um gerador de deslocamento; um gerador termovoltaico; e similares.
[000130] Em uma modalidade, tal como a modalidade da figura 9, a eletrônica incluída no sistema de energia 16 é pelo menos parcialmente implementada utilizando uma lógica digital. Por exemplo, o circuito de sistema de gerenciamento de eletrônica (EMS) 91 pode incluir um circuito digital. Um exemplo de um circuito digital para o EMS 91 é um microprocessador, modelo PIC18F4680, disponível da Microchip Technology Inc. de Chandler AZ. O EMS 91 pode comunicar utilizando um protocolo digital com uma pluralidade de supervisores 92. Cada um dos supervisores 92 pode inclui um circuito digital. Um exemplo de um circuito digital para o supervisor 92 é um microprocessador, modelo PIC12F615, disponível da Microchip Technology Inc. de Chandler AZ. Geralmente, cada um dos supervisores 92 recebe dados sobre um barramento de dados 94. Quando uma instrução para um respectivo dos supervisores 92 é recebida, o respectivo supervisor 92 (A-n) executa uma função designada. Por exemplo, o supervisor 92A pode receber uma instrução do EMS 91 para extrair energia de uma bateria interna. Consequentemente, o supervisor 92A comanda um respectivo módulo de eletrônica 93 (neste caso, o módulo de eletrônica 93A) para utilizar a bateria interna que está contida no armazenamento de energia 30. Neste exemplo, o módulo de eletrônica 93A inclui um conversor de energia e uma comutação apropriada.
[000131] O módulo de opções 99 pode estar incluído no controlador 45 (como em adição ao controlador 45, fisicamente separado deste). Geralmente, o módulo de opções 99 inclui componentes que podem ser benéficos para um gerenciamento de energia eficiente e/ou prover os usuários com informações úteis. Em algumas modalidades, cada opção do módulo de opções 99 inclui um respectivo supervisor 92n e módulo de eletrônica 93n. Nestas modalidades, cada um dos supervisores 92 pode incluir um circuito digital. Um exemplo de um circuito digital para o supervisor 92 é um microprocessador, modelo PIC12F615, disponível da Microchip Technology Inc. de Chandler AZ. Geralmente, cada um dos supervisores 92 recebe dados sobre um barramento de dados 94 o qual pode ser compartilhado com o sistema de gerenciamento de eletrônica (EMS) 91. Quando uma instrução para um respectivo dos supervisores 92 é recebida, o respectivo supervisor 92 (A-n) executa uma função designada. Por exemplo, o supervisor 92D pode receber uma solicitação do EMS 91 para uma leitura de temperatura. Consequentemente, o supervisor 92D comanda um respectivo módulo de eletrônica 93 (neste caso, o módulo de eletrônica de energia 93D), para avaliar a temperatura de, por exemplo, um elemento resistivo. Como outro exemplo, o EMS 91 pode comandar o supervisor 92C para armazenar dados. Consequentemente, o respectivo supervisor 92C provê dados, instruções de perfilagem e similares para o respectivo módulo de eletrônica 93C.
[000132] Cada um dos módulos de eletrônica 93n pode incluir dispositivos conforme apropriado para executar a funcionalidade pretendida. Por exemplo, pelo menos um conversor de energia pode estar incluído, assim como um circuito integrado, um chip de IC, um microcontrolador, um capacitor, um resistor, um indutor e outros componentes similares e conjuntos de componentes.
[000133] O módulo de opções 99 pode ser fabricado e provido como uma unidade customizada e modular. Isto é, cada módulo de opções 99 pode ser construído com uma certa funcionalidade em mente enquanto fazendo uso de um protocolo de comunicações comum.
[000134] O controlador 45 pode incluir uma interface para um barramento de comunicações externo 97. O barramento de comunicações externo (ECB) 97 pode estar configurado para comunicação com outras ferramentas incorporadas ou em comunicação com o instrumento de perfilagem 10. Outras ferramentas exemplares incluem um pulsador de lama, outros microcontroladores, circuitos digitais e/ou analógicos e similares. O ECB 97 pode utilizar um protocolo de propriedade ou pode utilizar protocolo(s) comercialmente disponível(is). Utilizando o ECB 97, um usuário pode, por exemplo, enviar pelo menos um comando para o EMS 91 do equipamento superior 7. O pelo menos um comando pode solicitar como exemplo, mudanças em tensão, atuação de qualquer opção, leitura de dados armazenados, e similares. O SCB 97 pode também prover uma comunicação periódica, tal como uma comunicação de perfilagem de dados de rotina para o equipamento superior 7.
[000135] Antes de discutir características opcionais em geral, e especificamente seus aspectos elétricos, deve ser notado que as modalidades providas não são limitantes e meramente ilustrativas. Por exemplo, os componentes e/ou características podem ser movimentados (isto é, relacionados em diferentes modos) dentro do sistema de energia 16, e alguns componentes e/ou características podem ser providos fora do sistema de energia 16. Algumas combinações de aspectos das várias características aqui descritas podem ser realizadas em outras formas ou apresenta outra funcionalidade aqui não discutida. Alguns aspectos das características aqui descritas podem ser omitidos, enquanto outros aspectos das características podem ser suplementados com uma tecnologia aqui não apresentada. Deve também ser notado que a visão geral aqui provida está apresentada como uma abstração das tecnologias e capacidades do sistema de energia 16, e é, portanto, meramente ilustrativa dos aspectos do sistema de energia 16. Isto é, por exemplo, os desenhos e as discussões relativas de modalidades do sistema de energia 16 assim como suas características, componentes e funções, meramente apresentam relações e capacidades não limitantes e não pretendem ser considerados como diagramas elétricos e similares.
[000136] Uma variedade de componentes e características adicionais pode estar incluída no módulo de opções 99. Exemplos de componentes adicionais (os quais não estão aqui ilustrados) incluem, sem limitação uma memória, pelo menos um acelerômetro, um magnetômetro, um dispositivo de medição de tensão, um giroscópio, um sensor de temperatura, um dispositivo de detecção e medição de vibração, um dispositivo de detecção e medição de choque, um dispositivo de detecção e medição de fluxo, dispositivo de detecção e medição de corrente, pelo menos uma interface e circuito programável, qualquer uma ou mais de uma pluralidade de soluções customizadas (algumas das quais estão abaixo introduzidas) e similares. Estes e outros componentes podem prover, entre outras coisas, registro de dados, transmissão de dados, medir e/ou controlar tensão, medir e/ou controlar corrente, assim como o monitoramento de temperatura, choque, vibração, fluxo, orientação, trajetória, posição e similares. Em algumas modalidades, os componentes adicionais estão providos em um módulo adicional (não mostrado), o qual pode estar acoplado no sistema de energia 16 através de, por exemplo, um barramento comum. O módulo pode estar disposto, por exemplo, entre o controlador 45 e uma interface.
[000137] Em geral, o sistema de energia 16 aqui descrito está adaptado para operação no ambiente severo encontrado no fundo de poço. Por exemplo, o armazenamento de energia 30 e o sistema de energia 16 como um todo estão, em algumas modalidades, adaptados para operação em uma faixa de temperatura de temperaturas ambientes no lado superior (apesar do suprimento de energia 16 pode estar configurado para operação em temperaturas tão baixas quanto aproximadamente menos quarenta graus Celsius) até aproximadamente cento e setenta e cinco graus Celsius, ou até aproximadamente duzentos graus Celsius. Em algumas modalidades, o armazenamento de energia 30 está adaptado para operação a temperaturas de até aproximadamente duzentos e cinquenta graus Celsius.
[000138] Algumas funções e aspectos elétricos adicionais de implementação destas funções serão agora apresentados. Em geral, e como exemplo somente, estas características podem ser implementadas como subordinadas a (isto é, controladas por) um respectivo supervisor 92 e módulo de eletrônica 93. Apesar destas características serem apresentadas no contexto da figura 9, estas características não estão limitadas à prática com a modalidade ali apresentada.
[000139] Funções adicionais exemplares que podem ser incluídas no sistema de energia 16 incluem simulação de tensão; monitoramento de estado de carga; controle de comutação; otimização de tensão de saída; controle de modo duplo; proteção de temperatura; modo de repouso; registro de memória; desvio de componente; e controle de tensão adaptável, entre outros. Deve ser notado que algumas destas características adicionais não são mutuamente exclusivas. Isto é, é previsto que pelo menos uma característica adicional pode estar em uso a qualquer dado momento, e que a implementação daquela característica adicional não conflitará com a operação de outras características. Alguns destes aspectos e funcionalidades adicionais são agora apresentados.
[000140] Uma primeira de uma variedade de características que podem ser incluídas no sistema de energia 16 é aquela de simulação de tensão. Por exemplo, um simulador de tensão pode estar incluído como uma opção dentro do módulo de opções 99 (ou incorporada no sistema de energia 16 em outros modos, onde nenhum módulo de opções 99 é empregado). Em geral, o simulador de tensão simula (ou "imita") as propriedades elétricas de outros tipos de suprimento de energia.
[000141] Referindo agora à figura 10, está mostrado um exemplo de um simulador 80 o qual inclui um sistema de energia principal (PPS) 85. O sistema de energia principal 85 está apresentado como estando acoplado a uma fonte assim como uma carga. A fonte pode ser, por exemplo, um armazenamento de energia 30 tal como um ultracapacitor. A carga pode ser qualquer equipamento que apresenta uma demanda por energia. Exemplos não limitantes de cargas incluem bombas, motores e similares, assim como uma eletrônica tal como sensores, componentes de computação e similares. A(s) carga(s) pode(m) estar disposta(s) dentro de outras ferramentas, tal como o instrumento de perfilagem 10.
[000142] Nesta modalidade exemplar do sistema de energia principal 85, um conversor de energia 81, um controlador de retorno 82 e um mapa de simulador 84 estão incluídos. Em geral, os componentes utilizados no sistema de energia principal 85 são conhecidos da técnica de sistemas de controle de energia. Cada um do conversor de energia 81, do controle de retorno 82 e do mapa de simulador 84 estão abaixo descritos em maiores detalhes. Em geral, o conversor de energia 81 recebe energia da fonte e converte a energia. A conversão é governada pelo controlador de retorno 82, o qual por sua vez controla um sinal de saída do conversor de energia 81 de acordo com o mapa de simulador 84.
[000143] A figura 11 apresenta algumas configurações de sistema exemplares que incluem o simulador de bateria 80. A figura 11A representa uma modalidade de uma conexão paralela entre uma saída do simulador de bateria 80 e outra fonte. A figura 11B representa uma modalidade de uma conexão em série entre uma saída do simulador de bateria 80 e outra fonte. Conversores de energia opcionais (o segundo conversor de energia 81B e o terceiro conversor de energia 81C) podem estar incluídos. Os conversores de energia 81B, 81C opcionais podem estar incluídos, por exemplo, para harmonizar a saída do simulador de bateria 80 e a fonte adicional ou a carga. Outras combinações são possíveis. Por exemplo, uma pluralidade de simuladores de bateria 80 poderia estar acoplada, muitas fontes secundárias poderiam estar acopladas, e uma combinação de configurações paralelas e em série poderia ser realizada. Em resumo, uma variedade de configurações pode ser realizada, e podem geralmente incluir tantas fontes, cargas, conversores de energia e similares conforme necessário.
[000144] Cada um dos conversores de energia 81 (A, B, C, ...n) pode ser de qualquer topologia. Exemplos não limitantes incluem os conversores comumente referidos como "redução", "intensificação", "redução - intensificação", "retorno", "direto", "capacitor comutado", e outras versões isoladas de conversores não isolados (por exemplo, Cúk, redução - intensificação), assim como cascatas de quaisquer tais conversores (por exemplo, redução + intensificação).
[000145] Em algumas modalidades, cada um dos conversores de energia 81 (A, B, C, ...n) pode suportar um fluxo de energia bidirecional, especialmente quando a fonte ou pelo menos uma fonte adicional são recarregáveis.
[000146] Um conversor de energia 81 exemplar está mostrado na figura 12. Neste exemplo, o conversor 81 é um conversor de redução bidirecional. Esta modalidade é adequada para, entre outras coisas, utilizar um conversor de energia quando a tensão de saída é requerida ser menor do que a tensão de entrada.
[000147] Outro conversor 81 exemplar está mostrado na figura 13. Neste exemplo, o conversor 81 é um conversor de intensificação bidirecional. Um conversor 81 exemplar adicional está mostrado na figura 14. Neste exemplo, o conversor 81 é um conversor de redução - intensificação bidirecional misturado.
[000148] Uma modalidade exemplar do controlador de retorno 82 está provida na figura 15. Os componentes mostrados aqui podem ser implementados em domínios analógicos ou digitais, ou em uma combinação, como determinado apropriado por um projetista, fabricante ou usuário. O controlador de retorno 82 pode incluir elementos para monitorar e controlar várias propriedades. Por exemplo, o controlador de retorno 82 pode incluir componentes para compensação de frequência, modulação de largura de pulso, proteção de tempo morto, limitação de ciclo ativo, prover uma partida suave (isto é, tensão em rampa) e similares.
[000149] O mapa de simulador 84 pode ser implementado em uma variedade de modos. Por exemplo, em modalidades "analógicas", o mapa de simulador 84 pode ser implementado através da utilização de uma réplica real da fonte simulada (por exemplo, com uma menor versão da fonte simulada). Em algumas destas modalidades, a réplica pode ser carregada e descarregada com componentes de réplica associados.
[000150] Em outras modalidades, referidas como modalidades "digitais", um microcontrolador (acoplado na memória, conversores analógico para digital, conversores digital para analógico e similares) detecta um estado da fonte e mapeia (isto é, correlaciona) a conversão de saída para características conhecidas. Mais especificamente, e como exemplo, o microcontrolador detecta o estado de carga da fonte através de uma interface analógica para digital (por exemplo, através de um conversor analógico para digital), avalia a saída desejada (esperada) de uma bateria de acordo com uma tabela de dados, curva um algoritmo, ou outro conjunto de dados que é recuperado da memória, e então governa uma saída do conversor de energia 81 consequentemente. O resultado é emitido do microcontrolador através de uma interface digital para analógica (por exemplo, um conversor digital para analógico). A saída analógica assim influencia a tensão de "comando" para o controlador de retorno 82.
[000151] A separação entre analógico e digital pode ser realizada em vários locais no sistema de energia principal 85. Por exemplo, o controlador de retorno 82 pode ser totalmente implementado em um microcontrolador, onde o comando não é passado como um sinal analógico, mas ao invés internamente para o microcontrolador (ou sobre um barramento se, por exemplo, uma pluralidade de microcontroladores for utilizada). Geralmente, a conversão de analógico para digital e de volta pode ser realizada em qualquer lugar no sistema de energia principal 85 que seja considerado apropriado por um projetista de sistema, fabricante ou usuário.
[000152] O aspecto comandado ou regulado do conversor de energia 81 (por exemplo, a tensão de saída) pode geralmente incluir qualquer propriedade ou característica como é praticável. Por exemplo, a corrente de saída, a tensão de saída, a potência de saída ou uma mistura de tensão, corrente e potência de saída podem ser controladas. Outros aspectos incluem impedância, resistência de saída, e outros tais parâmetros. Geralmente, a saída inclui corrente contínua (CC). No entanto, em algumas modalidades, uma corrente alternada (CA) é provida.
[000153] A propriedade detectada da fonte (o capacitor nos exemplos acima) pode geralmente considerar qualquer aspecto considerado apropriado. Por exemplo, a(s) propriedade(s) detectada(s) pode(m) incluir tensão, carga, impedância, corrente, temperatura, e similares.
[000154] Referindo agora à figura 16, estão mostrados aspectos de um estado exemplar de monitor de carga 170. Na figura 16, a corrente de uma bateria é medida (Ibatt) por meio de uma medição de tensão (Vsense) através de um resistor de detecção em linha, Rsense. A corrente pode ser deduzida da medição de tensão através do conhecimento do valor de resistência, Rsense (em Ohms). Por exemplo, pela utilizada da relação dada na Eq. (1): Ibatt = Vsense / Rsense (1).
[000155] A corrente pode também ser detectada por outras técnicas. Por exemplo, em algumas modalidades, a corrente pode ser detectada por meio de um sensor de efeito hall ou um sensor indutivo.
[000156] Geralmente, a fonte de energia (por exemplo, bateria) é inicialmente carregada para um estado de carga total. O monitor mede a tensão em uma base periódica, tal como uma vez por milissegundo. A medição pode ser executada, por exemplo, em um conversor analógico para digital (ADC). Ainda, pode-se utilizar este método para atualizar uma variável de estado de carga na memória, ao invés de armazenar um registro total de corrente ao longo do tempo. Assim, calculando o estado de carga, não há necessidade de armazenar uma quantidade substancial de dados de medições. Isto pode ser especificamente útil para transmitir as condições de estado de carga do monitor para um receptor remoto, tal como de um monitor de fundo de poço para um receptor superior, ou quando a memória disponível do fundo de poço está em suprimento limitado.
[000157] Outro aspecto do sistema de energia 16 que pode ser incluído como uma característica opcional é aquele do controle de comutação. Em uma variedade de modalidades, o armazenamento de energia 30 pode incluir uma pluralidade de fontes de energia. Quando provido com a pluralidade de fontes de energia, o sistema de energia 16 pode precisar selecionar algumas específicas das fontes de energia para prover energia. Por exemplo, em alguns casos, o sistema de energia 16 pode extrair de duas baterias. Em um estado, o sistema de energia 16 pode extrair de uma primeira das baterias. Uma vez que a primeira bateria atingiu um estado prescrito (por exemplo, uma vez que a primeira bateria foi substancialmente esgotada, o sistema de energia 16 pode extrair energia de outra fonte, tal como uma segunda das baterias. Assim, uma comutação de fontes é necessitada.
[000158] Note, no entanto, que a comutação não é necessariamente tão simples como a mudança entre fontes. Por exemplo, o sistema de energia 16 pode extrair energia de outra fonte sozinha ou o sistema de energia 16 pode extrair energia de uma combinação de fontes que inclui a primeira fonte e outra fonte. Em um exemplo, o sistema de energia 16 monitora a tensão apresentada por uma bateria durante a descarga. O sistema de energia 16 medirá a tensão sob carga, a tensão de circuito aberto, ou uma combinação das duas. Em alguns casos, o sistema de energia 16 fará uma média de tempo de tensão de bateria ao longo de períodos que incluem os estados tanto sob carga quanto descarregado. O sistema de energia 16 utilizará a tensão de fonte como uma indicação de vida restante para a fonte. Em algumas modalidades, o sistema de energia 16 também utilizará (em conjunto ou separadamente) um esquema de monitor de estado de carga que mede a corrente suprida pelo armazenamento de energia 30 e registra o produto de corrente e tempo e compara-o com um valor conhecido a priori de um estado total de capacidade de carga como uma indicação de vida restante e controla a comutação consequentemente. O sistema de energia 16 pode também utilizar qualquer outro método ou qualquer combinação de métodos considerados úteis ou apropriados pelo projetista para determinar a vida restante de uma respectiva fonte ou para indicar uma comutação necessária. A comutação pode ser implementada entre baterias, cabos, geradores, ultracapacitores, e qualquer outra forma de fonte de energia ou suas combinações como considerado apropriado ou necessário pelo projetista, usuário, fabricante ou outra parte interessada.
[000159] A comutação pode ser implementada em qualquer número de modos. Um exemplo emprega dispositivos ativos (por exemplo, MOSFETs) no percurso de corrente para as várias fontes de energia a serem selecionados pelo controlador de comutação. Para os MOSFETs de entrada de nível lógico referenciado em terra, o sistema PEMS 91 ou o respectivo supervisor 92 pode prover sinais de controle de nível lógico entre as portas e fontes dos MOSFETs para ativá-los. Por exemplo, para ativar uma fonte e desativar outra, o MOSFET de comutação para a primeira fonte pode ser ativado fazendo uma conexão de circuito fechado entre a primeira fonte e o sistema de energia 16 e o MOSFET de comutação para a segunda fonte desativado interrompendo uma conexão de circuito fechado entre a primeira fonte e o sistema de energia 16. Se os MOSFETs referenciado em terra não forem adequados por qualquer razão, os MOSFETs podem ser similarmente colocados em um percurso de corrente de alto potencial. Neste caso, a tensão de porta para fonte do MOSFET pode requerer um circuito de troca de nível para confinar a tensão de porta para fonte apresentada nos terminais de MOSFETs em uma faixa segura. Em qualquer caso, o projetista deve considerar a direção de diodos de corpo inerentes em dispositivos ativos de modo a efetivamente bloquear a corrente quando um circuito é pretendido ser interrompido. Relés, comutadores analógicos, fusíveis, fusíveis reiniciáveis, transistores, acionamentos de porta isolados ou dispositivos ativos isolados, e qualquer número de dispositivos podem todos ser úteis na implementação de controle de comutação. O controle de comutação pode também ser implementado em um modo mais linear. Por exemplo, a quantidade de energia extraída de uma fonte pode ser controlada sobre um continuum por exemplo, controlando uma resistência colocada no percurso de corrente daquela fonte. Isto pode também ser implementado com transistores. O sinal de controle neste caso deve assemelhar a um sinal analógico ao invés de digital ou binário.
[000160] Um sinal de controle que comanda uma mudança entre fontes (referido como um "comando de comutação", e por outros termos similares) pode ser gerado dentro do EMS 91 ou do respectivo supervisor 92. O comando de comutação pode ser gerado digitalmente, analogicamente, ou com uma mistura de sinais, e pode ser gerado fora do EMS 91 ou do supervisor 92, tal como por qualquer técnica considerada apropriada.
[000161] A comutação pode ser manifestada em qualquer número de modos. Por exemplo, a comutação pode comutar entre baterias, esta pode comutar de uma bateria para uma combinação de duas ou diversas baterias ou de uma combinação para outra combinação, esta pode comutar qualquer número de vezes em um dado período de tempo, esta pode comutar repetidamente de volta para um estado ou entre diversos estados, deste modo esta pode modular entre os estados para conseguir um comportamento de média de tempo efetivo, esta pode comutar entre qualquer combinação de tipos de fontes de energia, por exemplo, cabo, gerador, baterias, capacitores, volantes ou qualquer outra fonte considerada útil. O controle de comutação pode ser informado por qualquer informação tal como o estado de carga de uma fonte de energia, a tensão apresentada por uma fonte, a impedância apresentada por uma fonte de energia, a temperatura ambiente, vibração ou outras medições, sinais recebidos de uma localização remota tal como a superfície em uma aplicação de perfuração de óleo e gás ou qualquer outra fonte de informações.
[000162] Na figura 17, aspectos de uma topologia para uma unidade de controle de comutação 180 exemplar estão mostrados.
[000163] Dadas as condições ambientais variáveis e extremas nas quais o sistema de energia 16 operará, uma característica de controle de tensão autoajustável pode estar incluída para assegurar a operabilidade do sistema de energia 16.
[000164] Um circuito de adaptação de tensão pode estar incluído em alguns casos para controlar uma tensão máxima do armazenamento de energia 30. O controle pode ser de acordo com a temperatura ou alguma outra medição externa (por exemplo, outra medição ambiental), por exemplo. Mais especificamente, em algumas modalidades, o armazenamento de energia 30 se tornará crescentemente instável com a temperatura crescente. Frequentemente, a instabilidade é melhorada limitando a tensão suprida pelo armazenamento de energia 30. Para um ultracapacitor de alta temperatura, conforme a temperatura aumenta assim também pode a capacidade de potência e a capacidade de energia (como um resultado da diminuição efetiva de resistência em série e capacitância crescente em temperaturas elevadas). Entrementes tanto a capacidade de potência quanto a capacidade de energia aumentam com (o quadrado) da tensão de ultracapacitor. Assim em temperaturas elevadas, as tensões podem ser reduzidas enquanto que pelo menos parcialmente preservando a capacidade de potência e a capacidade de energia como um resultado de diminuição efetiva de resistência em série e aumento de capacitância nestas temperaturas. Diminuindo as tensões em temperaturas elevadas, a estabilidade do armazenamento de energia 30 pode ser aperfeiçoada nestas temperaturas elevadas. Isto resulta em um aumento consequente em um tempo de vida do armazenamento de energia 30. Isto adicionalmente permite a extensão de uma classificação de temperatura máxima do armazenamento de energia 30 e portanto, em algumas modalidades onde a classificação de temperatura do armazenamento de energia 30 é determinante, uma extensão da classificação de temperatura máxima para o sistema de energia 16. Como um exemplo de adaptação de tensão, o gerenciamento de tensão de coluna de acordo com a temperatura pode ser implementado, por exemplo, provendo um ponto de ajuste de tensão variável para conversão de energia, onde o ponto de ajuste variável varia de acordo com as medições de temperatura. Em uma modalidade, a temperatura é medida por um termopar acoplado no EMS 91, o PEMS 91 por sua vez envia um comando de ponto de ajuste de tensão para um respectivo supervisor 92. Quando do recebimento do comando de ajuste de tensão, o respectivo supervisor 92 pode controlar um circuito de controle de conversor de energia o qual ajusta a saída de tensão nominal ou máxima do circuito de controle de conversor de energia.
[000165] Outra característica exemplar do sistema de energia 16 é aquele de controle de múltiplos modos. O controle de múltiplos modos (MMC) pode ser implementado para controlar múltiplos conjuntos de aspectos do sistema de energia 16. Por exemplo, em um modo, um usuário pode desejar conseguir um certo aspecto de desempenho o qual proverá perdas de energia reduzidas internas ao armazenamento de energia 30 (neste exemplo, uma bateria), por meio disto estendendo o tempo de vida utilizável da bateria. Neste modo, por exemplo, o sistema de energia 16 pode ser configurado para prover uma tensão relativamente baixa. Em outro modo, o usuário pode desejar conseguir um certo aspecto de desempenho que leva a uma energia de saída aumentada para aperfeiçoar a eficiência de comunicação para um local remoto. Neste modo, por exemplo, o sistema de energia 16 pode ser configurado para prover uma tensão relativamente mais alta. Em certos modos, o sistema de energia 16 pode ser configurado para prover uma tensão substancialmente mais alta. Outros aspectos de desempenho podem incluir, como exemplo, uma corrente de saída máxima ou uma corrente de saída média, ou qualquer outro aspecto considerado apropriado. Outros modos podem ser desejados. Qualquer número de modos pode ser tornado disponível.
[000166] Vários métodos para selecionar os modos podem ser implementados. Por exemplo, um usuário pode configurar o sistema de energia 16 na superfície programando o sistema de energia 16 (tal como programando o sistema de gerenciamento de eletrônica (EMS) 91 sobre o barramento de comunicações externo (ECB) 97). O usuário pode configurar remotamente o sistema de energia 16 comunicando sobre uma conexão de dados tal como uma conexão de EM ou uma conexão de pulso de lama ou uma conexão criada controlando um fluxo de fluido de fundo de poço ou qualquer outra conexão. O sistema de energia 16 pode ser programado para reconfigurar a si mesmo em tempo de execução. Modos de operação distintos podem ser conseguidos em qualquer número de modos. Por exemplo, o sistema de gerenciamento de eletrônica (EMS) 91 pode mudar um ponto de ajuste para a tensão de saída ou corrente de saída de um conversor de energia regulado por retorno em tempo de execução, assim mudando a tensão ou corrente de saída nominal apresentada pelo conversor. O sistema de gerenciamento de eletrônica (EMS) 91 pode conseguir isto aplicando, por exemplo, sinais de controle analógicos ou digitais a um respectivo supervisor 92, ou ativando um dispositivo que muda as entradas de controle, ou por qualquer outro meio considerado apropriado. Em conversor projetado com um controle de retorno digital, a mudança entre os modos pode ser feita digitalmente. Em alguns casos, outros parâmetros de circuito podem ser efetivamente mudados quando mudando entre os modos. Por exemplo, componentes passivos que ditam a estabilidade de loops de retorno podem ser mudados quando uma tensão de saída nominal é mudada. Estes componentes podem ser ativamente desligados e outros componentes ligados conforme necessário utilizando transistores ou outros dispositivos de comutação controlados. No caso de controle de retorno digital, a estabilidade de loops de retorno pode ser mantida comutando entre diferentes segmentos de código pré-programado em um controlador digital.
[000167] Outra característica exemplar do sistema de energia 16 é aquela de controle de baixa temperatura. O controle de baixa temperatura pode ser desejado em certos ambientes. Isto é, o desempenho de uma fonte de energia (por exemplo, o suprimento de energia externo 51) pode deteriorar temporariamente abaixo de uma certa faixa de temperatura (um "limite de baixa temperatura", o qual pode ser um valor aproximado, ou uma faixa de valores). Abaixo do limite de baixa temperatura, a fonte de energia pode ser danificada se uma energia substancial for extraída desta. Considere, por exemplo, uma bateria de fundo de poço disponível da Electrochem Solutions of Clarence, NY (USA número de peça 33-127-150MR SERIES: 4422 DD com um tamanho classificado para 200 mA de corrente de saída até menos 40 graus Celsius, o "limite de baixa temperatura"). Abaixo do limite de baixa temperatura, esta bateria pode somente ser capaz de suprir 1-50 mA sem causar danos de célula permanentes.
[000168] Assim, o sistema de energia 16 pode ser configurado com um circuito de controle de baixa temperatura. O circuito de controle de baixa temperatura está configurado para detectar temperaturas na faixa de baixa temperatura e então limitar a energia extraída da fonte de energia apropriadamente. A energia extraída abaixo do limite de baixa temperatura pode ser alocada para certas funções, tal como manter a operação do sistema de energia 16 assim como um sistema de controle para a detecção de temperatura e controle da extração de energia. Assim, em algumas modalidades, um ponto de ajuste de limite de energia é ajustado acima de um nível de energia necessário para implementar a detecção e controle de baixa temperatura. Quando uma temperatura ambiente para o ambiente sobe acima do limite de baixa temperatura, o circuito de controle de baixa temperatura pode então progressivamente restaurar a energia para componentes selecionados dentro do sistema de energia 16.
[000169] O sistema de energia 16 pode estar equipado para monitorar a temperatura com uma variedade de dispositivos. Em algumas modalidades, o circuito de controle de baixa temperatura está equipado com pelo menos um de um termopar, um circuito de referência de folga de banda e um detector de temperatura de resistência (RTD). Outras técnicas para medição podem ser empregadas, e podem incluir, por exemplo, a utilização de outros componentes dentro do sistema de energia 16 que exibam características de dependência de temperatura.
[000170] A extração de energia pode ser limitada simplesmente desabilitando certos componentes de sistema de energia, por exemplo, conversores de energia e sistemas de sensor. A extração de energia pode também ser limitada controlando a extração de energia de componentes de sistema de energia, por exemplo, regulando a corrente ou tensão de saída de um circuito de conversor de energia. O sistema pode ser configurado para reiniciar a operação normal uma vez que as temperaturas subam acima da faixa de baixa temperatura.
[000171] Apesar de discutido em termos de proteção de baixa temperatura, deve também ser reconhecido que aspectos do acima podem ser úteis na provisão de proteções de alta temperatura também. Apesar da proteção de temperatura prover uma funcionalidade reduzida do sistema de energia 16, em alguns casos, é benéfico induzir um "modo de desligamento de sobretemperatura" onde o sistema de energia 16 é virtualmente desligado.
[000172] Outra característica do sistema de energia 16 é um "modo de repouso". Um modo de repouso pode prover os usuários com proteção do sistema de energia 16. Tal proteção pode ser benéfica para períodos onde o sistema de energia 16 não está em uso. Por exemplo, para períodos de armazenamento e transporte onde é desejado manter o sistema de energia 16 conectado na fonte de energia 30. Entre outras coisas, o modo de repouso limitará um esgotamento prematuro do armazenamento de energia 30. Mais especificamente, um certo nível de "energia de espera" normalmente será requerido para manter os componentes do sistema de energia 16 ativos. Se um dado sistema de energia 16 estiver conectado no armazenamento de energia 30 e deixado em armazenamento ou em transporte por diversas semanas ou meses, é possível que o armazenamento de energia 30 estivesse substancialmente ou completamento esgotado. Considere o seguinte exemplo.
[000173] Em um exemplo, o armazenamento de energia 30 inclui um pacote de bateria que tem quatro células (por exemplo, número de peça 33-127-150MR SERIES: 4422 disponível da Electrochem Solutions of Clarence, NY). O pacote de bateria tem uma capacidade de aproximadamente 4 células x 3,67 V x 29 Ah = 425 Wh. Uma energia de espera de 200 mW extraídos por um sistema de energia conectado em tal pacote de bateria por quatro semanas esgotará o pacote de bateria aproximadamente 67 Wh ou aproximadamente 16 % da capacidade total. Se o sistema de energia 16 for enviado para armazenamento com menos do que uma carga total, ou por um período de tempo estendido, o impacto seria significativo.
[000174] Em algumas modalidades, o modo de repouso é ativado detectando um efetivo estado de não operação. Diversos métodos podem ser empregados. Em um exemplo, o sistema de energia 16 está provido com pelo menos uma capa. Uma respectiva das capas está equipada para acoplar eletricamente com o sistema de energia 16. Por exemplo, a capa pode incluir um jumper que está configurado para conectar em pinos em um conector do sistema de energia 16. O EMS 91 reconhecerá quando certos pinos no conector foram conectados e comanda o modo de repouso.
[000175] Em uma modalidade, a conexão requer fazer com que os pinos (neste exemplo, dois pinos) que estão conectados pela tampa correspondam a pinos no EMS 91. O EMS 91 está configurado para reconhecer um primeiro dos pinos como uma saída digital e o outro pino como uma entrada digital. O pino configurado como uma saída digital pode ser ajustado para um nível lógico para alto, por exemplo, 5 V. Então, se 5 V forem detectado sobre o pino configurado como uma entrada, o EMS 91 interpretará isto como uma indicação de uma capa e assim um estado de não operação. Diversas combinações de configurações de pino podem ser utilizadas para detectar múltiplos estados ou para detectar estados equivalentes causados por múltiplos casos distintos. Outros métodos para detectar uma conexão entre os pinos podem ser utilizados.
[000176] Uma capa (qualquer tipo de cobertura, proteção ou embalagem (todas as quais são referidas como uma "cobertura" por conveniência) pode ser utilizado) pode também ser configurada para impor outras condições sobre o sistema de energia 16. Por exemplo, a cobertura pode apresentar uma certa resistência elétrica através de pinos ou qualquer outro tipo de impedância, esta pode apresentar uma tensão, por exemplo, de uma bateria primária embutida na capa, esta pode apresentar um sinal de CA ou um sinal digital criado por um circuito separado ou qualquer outro meio, esta pode apresentar um efeito não linear tal como aquele provido por um diodo. Uma conexão a pinos sobre um conector pode requerer um conector rotativo embutido na cobertura como uma capa normalmente aparafusada por sobre um tambor de pressão. Assim uma conexão pode casar com um receptáculo e uma porção externa de uma capa pode girar ao redor da dita conexão. Uma conexão pode ser implementada sem uma capa, esta pode ser colocada explicitamente para colocar o sistema em modo de repouso, esta pode ser conectada a um sistema de energia em um conector outro que aquele presente no exterior de um tambor de pressão. Um modo de repouso pode ser implementado pela detecção de não operação sem uma conexão externa para indicar a não operação. Por exemplo, o sistema de energia 16 pode medir a corrente fornecida para uma carga e após algum tempo de corrente fornecida menor do que um valor prescrito, determinar um estado de não operação e controlar o sistema de energia para entrar em um modo de repouso. O sistema de energia pode medir a tensão sobre um capacitor ou outro elemento de armazenamento de energia e determinar que após algum tempo de desvio de tensão menor do que uma quantidade prescrita determinar um estado de não operação e controlar o sistema de energia 16 para entrar no modo de repouso. Outros métodos podem ser empregados como considerados apropriados ou úteis pelo projetista.
[000177] Em algumas modalidades, a cobertura inclui um componente, tal como pelo menos um de um resistor, uma bateria, um diodo e similares. Isto é, a cobertura pode incluir qualquer componente que proverá um sinal elétrico único para o sistema de energia 16, quando a cobertura é instalada. Quando o sistema de energia 16 detecta um sinal elétrico único associado, o sistema de energia 16 entrará no modo de repouso.
[000178] O modo de repouso pode consistir em desabilitar ou desligar componentes de sistema desnecessários tal como conversor de energia ou componente de sensor requeridos somente durante a operação. Este pode também mudar um parâmetro de sistema tal como a tensão de saída temporariamente para, por exemplo, reduzir a energia de espera consumida na autodescarga de armazenamento de energia ou em outros elementos resistivos.
[000179] Outra característica que pode ser incluída em modalidades do sistema de energia 16 permite a classificação de dados. Isto é, um circuito de classificação de memória (isto é, um módulo) pode ser incluído no sistema de energia 16. O circuito de classificação de memória pode incluir uma memória e uma interface para receber dados de eventos. Estes dados podem ser úteis para controlar a operação de sistema, enviar status de sistema para uma localização remota, ou depuração ou avaliação do sistema após operação entre outros usos. Alguns exemplos de dados que o sistema pode registrar incluem tensões de bateria, correntes de bateria, estados de carga de bateria, temperatura, vibração, eventos de choque, sinais de nível lógico que indicam o fluxo de fluido medido, atuação de pulso de lama para um pulsador de lama MWD, estado de comutação de bateria, etc. O circuito de classificação de memória pode ainda incluir uma capacidade de processamento (isto é, um processador de registro de memória) como apropriado para receber e armazenar os dados de eventos. O processador de registro de memória pode também recuperar dados de eventos da memória e comunicar os dados de eventos para transmissão para o usuário.
[000180] Geralmente, uma taxa de amostragem de dados e parametrização de dados deve ser cuidadosamente selecionada para assegurar o armazenamento de uma quantidade útil de informações. Isto é, uma memória classificada para operar em altas temperaturas é geralmente menos densa do que uma memória classificada para operar em temperaturas mais baixas. Consequentemente, em algumas modalidades, a amostragem e o registro de dados são executados em taxas que são proporcionais a uma taxa de mudança. Em algumas modalidades, os dados amostrados são parametrizados (isto é, utilizados para atualizar variáveis de ajuste que representam um parâmetro agregado, tal como um estado de carga ou fração de dano). Alguns exemplos estão providos por exemplo, em algumas modalidades, os sinais de mudança lenta são somente amostrados a cada poucos minutos. Os dados de vibração são parametrizados como uma média de tempo de aceleração de rms medida de um acelerômetro sobre uma janela de tempo especificada (por exemplo, 10 segundos). O estado de carga de bateria é armazenado como o único ponto de dados que é atualizado conforme a corrente de bateria é medida ao longo do tempo (em oposição a manter um registro total de corrente de bateria). Os eventos de choque são estampados no tempo e gravados como eventos únicos durante os quais a aceleração excedeu um limite especificado (por exemplo, 35 Gs). Uma combinação de memória volátil e não volátil pode também mitigar a escassez de memória de alta densidade operando em altas temperaturas. Isto é, uma memória não volátil (memória que retém o seu estado apesar da perda de energia), é geralmente menos densa, mas não perderá os seus dados no caso de uma falha em uma fonte de energia, assim é benéfico reter dados em uma memória não volátil especialmente em aplicações de ambiente hostil. Entrementes a memória volátil é geralmente mais densa, mas não necessariamente reterá os seus dados no caso de uma falha em uma fonte de energia. Em algumas modalidades, um projeto de compromisso é utilizado que geralmente armazena todos os dados em memória volátil, de modo que um registro mais longo possa ser feito, enquanto que periodicamente arquivando os dados na memória não volátil.
[000181] Como exemplo, no projeto de compromisso para gerenciamento de memória, o usuário pode ter acesso a 100 horas recentes ou tanto de registro de dados no caso de uma falha em uma fonte de energia. Os dados mais recentes desde o último arquivo podem ser perdidos. Este efeito pode ser mitigado arquivando mais frequentemente, no entanto, a memória não volátil está geralmente classificada para um número especificado de ciclos de escrita. Assim, um compromisso pode ser feito. Por exemplo, se o sistema precisa durar 2.000 horas e uma ROM (memória não volátil) está classificada para 10.000 ciclos de escrita, podemos arquivar dados a cada 2.000 horas / 10.000 ciclos x 60 minutos = 12 minutos. Assim, o usuário pode perder em um pior caso 12 minutos dos dados mais recentes, e estatisticamente esperará perder 6 minutos dos dados mais recentes. Este efeito pode ser adicionalmente mitigado adicionando diversas ROMs ao sistema de energia 16 de modo que uma ROM possa ser escrita por um número de vezes (por exemplo, 10,000 vezes) e então ser considerada estar no fim da vida, então uma segunda ROM pode ser escrita 10.000 vezes e assim por diante, de modo que mais de 10.000 ciclos de escritas estão disponíveis para o sistema de energia 16 e o arquivamento pode acontecer mais frequentemente. Entrementes, se não existir nenhuma falha em uma fonte de energia, um registro total de dados pode estar disponível na RAM (memória volátil). Consequentemente, deve ser reconhecido que uma variedade de esquemas de gerenciamento de memória pode ser empregada.
[000182] Um componente de memória exemplar é uma ROM (EEPROM) de alta temperatura de um megabit disponível da TT semiconductor Anaheim, CA USA (número de peça TT28HT010). Este componente exemplar está classificado para operação até aproximadamente 200 graus Celsius. Outro exemplo está disponível do mesmo fabricante é uma RAM (SRAM) de 16 Mbytes, (número de peça TTS2MWV8) está classificada para operação até aproximadamente 220 graus Celsius.
[000183] Como acima discutido, uma das características que pode ser incluídas em modalidades do sistema de energia 16 é a característica de desvio. Alguns aspectos adicionais da característica de desvio são agora discutidos.
[000184] Em algumas modalidades, a característica de desvio é implementada com pelo menos um de um conversor de energia separado e um redundante (referido como "conversor de desvio"). Neste caso, pode ser desejável bloquear o fluxo de corrente para dentro ou para fora da saída de componentes que são desviados. Assim, uma rede de comutação pode ser incluída no sistema de energia 16. Em algumas modalidades, a rede de comutação inclui um diodo com a saída de um primeiro conversor de modo que o diodo bloqueará o fluxo de corrente apropriadamente. Em algumas modalidades, o diodo não será apropriado (tal como onde o diodo causa uma excessiva perda de energia ou bloqueio de fluxo de corrente em um projeto bidimensional) de modo que um MOSFET ou outro dispositivo ativo pode ser empregado. Em modalidades que fazem uso de pelo menos um MOSFET ou pelo menos um outro tipo de transistor como o comutador, o dispositivo de comutação está acoplado a uma porta apropriada ou base ou outro circuito de acionamento para ativar seguramente o dispositivo de comutação. No caso de um MOSFET, o diodo de corpo inerente deve ser considerado bloquear o fluxo de corrente em ambas as direções. Um diodo em série oposto à direção do diodo de corpo pode ser empregado para bloquear a corrente em ambas as direções. Combinações de MOSFETs podem também ser empregadas. Combinações de MOSFETs e diodos podem ser empregadas também. Em algumas topologias, a funcionalidade da rede de comutação pode ser inerente ao circuito e assim uma rede de comutação adicional não é necessária. Por exemplo, em um conversor de intensificação que tem um comutador de lado alto assíncrono (um diodo), o conversor somente conduzirá uma corrente substancial da fonte para a carga no percurso de alto potencial. Assim, se a funcionalidade requerida da rede de comutação for que a corrente não pode fluir da carga para a fonte no percurso de alto potencial, então nenhuma rede de comutação adicional é necessária.
[000185] A característica de desvio pode ser especificamente útil quando um componente do sistema de energia 16 não está em um estado que é adequado para prover energia. Por exemplo, a característica de desvio pode ser útil quando um subsistema ou o armazenamento de energia 30 falhou. A característica de desvio pode também ser útil quando o armazenamento de energia está em um baixo estado de carga ou quando o sistema de energia 16 entrou em um modo de operação que o proíbe de utilizar o armazenamento de energia 30 ou outro componente de sistema. Outras utilizações da característica de desvio podem ser apresentar conforme o projetista considera-as apropriadas.
[000186] Algumas modalidades de um controlador de desvio estão apresentadas na figura 18 nas figuras 18A, 18B e 18C, um controlador de desvio 190 está apresentado em várias relações com os componentes do sistema de energia 16.
[000187] Ainda outra característica que pode ser incluída no sistema de energia 16 é um módulo de otimização. Em modalidades que incluem uma característica de otimização, o sistema de energia 16 pode ajustar a operação para otimizar um aspecto de desempenho geral. Este ajuste pode ocorrer no tempo de execução. Por exemplo, o sistema de energia 16 pode visar uma eficiência de energia de sistema geral otimizada. O sistema de energia 16 pode estar configurado para considerar a soma de todas as perdas de energia. Por exemplo, o sistema de energia 16 pode estar configurado para monitorar as perdas na carga conforme as perdas variam com a tensão de carga, as perdas na fonte de energia conforme estas variam com os níveis de corrente de rms, perdas de energia de espera em manter o controlador de conversor de energia ativo, perdas de energia de fuga na fonte de energia s similares. Utilizando estas informações, a característica de otimização tem a tarefa de reduzir a perda de energia geral.
[000188] De modo a prover otimização, o módulo de otimização pode empregar qualquer uma ou mais de uma variedade de técnicas. Por exemplo, o módulo de otimização pode computar parâmetros ótimos tais como aqueles ajustam a extração de corrente rms da fonte de energia, tempo ligado relativo de um circuito de controle de conversor de energia, tensão de saída apresentada a uma carga, tensão apresentada ao armazenamento de energia 30 e similares. O circuito de otimização pode também empregar um método de "perturbar e observar", perturbando um parâmetro e remedindo a eficiência de sistema, então tentando ajustar as perturbações em uma direção que diminui a perda de energia total. Um ótimo ou um ótimo local pode ser identificado quando as perturbações em qualquer direção resultam em um aumento em perda de energia medida. O evitamento de ótimos locais que são substancialmente subótimos em um sentido global pode ser ajudada combinando o algoritmo de busca de perturbar e observar com uma primeira computação. A primeira computação deve localizar o conjunto de parâmetro de sistema relativamente próximos do ótimo (de sistema) global. Este pode tentar fazer isto primeiro considerando uma soma estimada de todas as perdas no sistema de energia 16. A soma pode incluir termos de perda derivados de medições de tempo de execução, termos de perda derivados de valores a priori ou pré- programados, termos de perda derivados de computação, e termos de perda derivados de uma combinação dos acima. A primeira computação pode tentar localizar um ótimo global computando a soma para vários conjuntos de parâmetros de sistema e escolhendo o conjunto de parâmetros de sistema que gera a perda de energia computada mínima entre todos os conjuntos de parâmetros de sistema. A primeira computação pode também tentar computar uma derivada da soma para localizar um conjunto de ótimos locais e então substituir de volta os parâmetros de sistema na expressão de soma original para chegar a um conjunto de ótimos locais de modo a escolher o ótimo global.
[000189] Ainda, o módulo de otimização pode ajustar a otimização em tempo de execução conforme os parâmetros de sistema mudam, por exemplo, como corrente de carga média de tempo ou mudanças de energia, conforme o armazenamento de energia 30 envelhece conforme a temperatura aumenta a corrente de fuga do armazenamento de energia 30 aumenta, etc. O sistema de energia pode ser auxiliado para este fim pela capacidade de medir as tensões e correntes, por exemplo, tensões e correntes de fonte, tensões e correntes de carga, suas próprias correntes de espera, correntes que fluem para o armazenamento de energia 30, etc. O módulo de otimização pode ainda combinar medições para determinar outros aspectos tais como a resistência interna de bateria como esta pode ser derivada de dois pares distintos de medição de tensão e corrente de bateria. Uma resistência interna da fonte de energia pode ser tomada como uma entrada para uma otimização.
[000190] Em alguns casos, uma tensão de saída otimizada leva a uma eficiência mais alta (menos perda) em algumas modalidades do sistema de energia 16. Considere o seguinte exemplo. Em um sistema de pulsador de lama de MWD, uma tensão mais baixa pode produzir uma atuação de motor suficiente com menos dissipação. Normalmente, uma bateria de alta tensão é necessária para acionar um pulsador de MWD porque quedas de tensões instantâneas durante os pulsos de energia de saída e o limite de tensão de operação mais baixa do sistema de MWD devem ser levados em conta quando escolhendo a tensão de bateria. Isto é, alguma reserva deve ser incluída na tensão de bateria por conta de quedas que resultam de sua resistência interna. De outro modo, estas quedas podem romper um limite de tensão inferior que poderia causar o desligamento do sistema de energia 16 de outro comportamento indesejado. No entanto, tal tensão de bateria pode não ser ótima para a eficiência de pulsador de lama e assim para a vida da bateria. Consequentemente, o sistema de energia 16 pode estar configurado para armazenar a tensão de bateria e a energia presente para o pulsador MWD. Neste caso, o sistema de energia 16 pode prover uma tensão de saída substancialmente mais fixa comparado com uma bateria como um resultado de regulação de retorno e/ou baixa resistência em série de saída do armazenamento de energia 30, um conversor de energia ou ambos. Assim a consideração para reserva que é típica com um projeto somente de bateria é significativamente relaxada. Uma tensão mais baixa pode ser apresentada para o pulsador de MWD sem preocupação de exceder um limite de tensão inferior. Entrementes o pulsador de MWD operando sobre uma tensão mais baixa pode ser mais eficiente. Finalmente, esta eficiência leva a uma vida mais longa de uma bateria no armazenamento de energia 30 porque existe menos energia de bateria desperdiçada em ineficiência. Em um exemplo, o pulsador de lama de MWD pode aceitar tensões de 15 a 29 V. Uma bateria de 7 ou 8 células é normalmente escolhida para conseguir tensões de aproximadamente 25 a 28 V. Durante a operação e conforme a bateria degrada ao longo de seu tempo de vida levando a um aumento de resistência interna, tensões instantâneas podem cair da tensão de bateria de circuito aberto para 20 V ou menos durante o fornecimento de energia pulsada para o pulsador de MWD. Uma vez que a tensão de bateria alcança um limite inferior medido ou em um modo instantâneo ou um modo de média de tempo ou de outro modo, o sistema pode cessar de funcionar apropriadamente ou pode intencionalmente desligar. Entrementes um pulso de MWD acionado de uma bateria de 28 V pode consumir aproximadamente 15 J de energia. Ao invés, o sistema de energia 16 pode estar acoplado na bateria e no pulsador de MWD. O sistema de energia 16 pode prover 20 V relativamente fixos para o pulsador de MWD ao longo da vida da bateria. Entrementes, um pulso de MWD acionado por uma saída de sistema de energia de 20 V pode consumir aproximadamente 11 J de energia representando uma economia de energia de aproximadamente 26%. Um exemplo de um sistema de pulsador de MWD que exibe este comportamento é um pulsador de lama de acionamento de motor Benchtree MWD (número de peça 900370) disponível da Benchtree, Georgetown TX USA.
[000191] Um monitor de saúde de sistema pode estar provido como ainda outra característica. Uma saúde de sistema pode ser derivada de medições e registros de temperatura, vibração e choque e durações correspondentes. Uma fração de dano pode ser pré-definida com base em testes empíricos e estatísticos.
[000192] O suprimento de energia 16 pode incluir características redundantes na sua arquitetura. Por exemplo, circuitos de eletrônica de energia adicionais podem ser incluídos. Uma capacidade adicional no armazenamento de energia 30 pode ser incluída. O sistema de energia 16 pode ser configurado para desativar um componente quando da detecção de uma falha naquele componente e então ativar um componente redundante. Um circuito pode ser desativado por pelo menos um de circuitos de controle de desabilitação, interrompendo as conexões de energia para este, e desconectando-o de entradas e saídas utilizando dispositivos ativos tal como transistores ou relés. O armazenamento de energia 30 pode do mesmo modo ser desativado desconectando-o de entradas e saídas utilizando dispositivos ativos.
[000193] Uma falha pode ser identificada em qualquer número de modos e dependerá do tipo de falha a ser identificada e do tipo de componente que pode ter falhado. Por exemplo, uma falha de conversor de energia pode ser indicada por uma incapacidade do conversor de manter uma tensão de saída dentro de limites típicos por mais tempo do que uma quantidade de tempo especificada desde que a extração de energia de saída esteja dentro de limites típicos. Uma falha de ultracapacitor pode ser identificada como uma tensão baixa ou quase zero apesar de tensões normais presentes nos ultracapacitores conectados em série. Isto pode especificamente indicar uma falha do tipo de curto circuito. A detecção de falha pode ser auxiliada empregando dispositivos de medição de tensão tais como divisores de resistor acoplados a conversores de analógico para digital adicionalmente acoplados ao PEMS 91 ou outro tipo de controlador. Frações de falhas e danos podem ser registradas na memória (tal como pelas técnicas aqui providas) e, entre outras coisas reportadas para o usuário.
[000194] Tendo assim descrito os aspectos de desempenho elétrico do sistema de energia 16, alguns aspectos adicionais são agora providos. Em geral, estes aspectos adicionais referem-se à construção e fabricação do sistema de energia 16.
[000195] Referindo agora às figuras 19 até 24, aspectos adicionais do sistema de energia 16 estão mostrados. Na figura 19, uma modalidade do sistema de energia 16 adequada para incorporação no instrumento de perfilagem 10 está mostrada. Neste exemplo, o sistema de energia 16 tem um fator de forma que simplifica a incorporação em uma coluna de perfuração 11 ou um cabo 8. Mais especificamente, neste exemplo, o sistema de energia 16 está provido como um contentor cilíndrico, alongado 47 e inclui uma interface 46 (nesta modalidade) em cada extremidade. Dentro do contentor 47 está uma pluralidade de ultracapacitores como o armazenamento de energia 30. O carregamento e descarregamento do armazenamento de energia 30 pode ser controlado pelo controlador 45, o qual comunica energia através da interface 46. A figura 20 provê uma vista explodida da modalidade do sistema de energia 16 apresentada na figura 19.
[000196] O sistema de energia 16 e os seus componentes podem ser montados em um modo "modular". Isto é, uma arquitetura modular do sistema de energia 16 proporciona customizar cada sistema de energia 16 e prover uma fabricação mais conveniente. Os aspectos da construção modular ficarão mais aparentes quando considerando os aspectos abaixo introduzidos.
[000197] Referindo à figura 21, está mostrada uma modalidade do controlador 45. Neste exemplo, o controlador 45 exibe um fator de forma adequado para disposição dentro do contentor cilíndrico 47. Consequentemente, o controlador 45 pode incluir pelo menos um isolador 65. Neste exemplo, o controlador 45 está geralmente limitado por um isolador 65 disposto em cada extremidade, e ainda inclui um isolador intermediário 65. Cada um dos isoladores 65 geralmente provê uma separação física do controlador 45 de outras porções do sistema de energia 16, e pode ser utilizados para incorporação de outras características tal como uma âncora para uma pluralidade de suportes de separador 64. Os isoladores 65 podem ser fabricados de qualquer material isolante adequado tal como politetrafluoroetileno (PTFE) ou um equivalente. Os isoladores 65 podem ser montados ajustados dentro do contentor 47, de modo que os componentes intermediários sejam fisicamente mantidos no lugar dentro do contentor 47. Geralmente, cada um dos isoladores 65 pode incluir pelo menos uma característica física, tal como pelo menos um entalhe ou furo, para prover pelo menos uma via de acesso. A pelo menos uma via de acesso pode prover acesso para, por exemplo, passagem de fios, encapsulamento e similares.
[000198] Os suportes de separador 64 coletivamente proveem a montagem de separação de uma pluralidade de circuitos 62. Os circuitos 62 podem incluir componentes dispostos, por exemplo, sobre uma placa de circuito. Os circuitos 62 podem incluir componentes tais como, por exemplo, uma pluralidade de capacitores. Em algumas modalidades, pelo menos um indutor 63 está incluído. Em algumas modalidades, uma pluralidade de indutores 66 está incluída. A pluralidade de indutores 66 pode ser enrolada com um único condutor. O único condutor pode ser utilizado em algumas modalidades, para prover a pluralidade de indutores 63 com uma resistência física robusta em ambientes severos (tal como onde uma vibração excessiva será encontrada).
[000199] Geralmente, os suportes de separador 64 proveem um suporte rígido que mantém o espaçamento entre cada circuito 62. Cada um dos suportes de separador 64 pode ser fabricado de materiais conforme apropriado, tais como os materiais metálicos e/ou materiais isolantes, tal como formas de polímeros.
[000200] Na ilustração da figura 21, cada uma das placas de circuito está geralmente disposta perpendicular ao eixo geométrico Z quando em serviço. Assim, cada um dos circuitos 62 geralmente absorve e distribui a tensão uniformemente através do circuito 62, e experimenta uma perturbação mínima de qualquer tensão mecânica. Em resumo, cada um dos circuitos 62 pode incluir um projeto que provê a minimização de pelo menos um de tensão e esforço experimentados (isto é, as forças axiais são compressivas ao invés de cisalhantes). Geralmente, cada um dos circuitos 62 pode incluir características, tal como pelo menos um entalhe ou furo, para prover pelo menos uma via de acesso. A pelo menos uma via de acesso pode prover acesso para, por exemplo, passagem de fios, encapsulamento e similares. Um fator de forma (isto é, uma aparência física) de cada circuito 62 pode estar adaptado em qualquer modo desejado para prover tais acomodações. Por exemplo, ao invés de uma placa de circuito circular, a placa de circuito pode ter dois até muitos lados (n-gonal).
[000201] Pelo menos duas das células de armazenamento 42 podem incluir pelo menos um isolador 65 disposto entre estas. Cada uma das células de armazenamento 42 pode incluir outras formas de materiais isolantes, tal como, por exemplo, um filme de poliimida tal como a KAPTON, provido pela Dupont Chemical Corp. de Delaware. Geralmente, KAPTON é utilizado já que este permanece estável em uma ampla faixa de temperaturas. Cada uma das células de armazenamento 42 pode estar enrolada no filme isolante, o qual entre outras coisas, pode ser utilizado para prover uma prevenção de curto elétrico.
[000202] Uma vez que os vários componentes modulares foram montados (isto é, interconectados), estes são instados dentro do contentor 47. Por exemplo, o conjunto pode ser inserido no contentor 47. De modo a assegurar um sistema de energia 16 mecanicamente robusto, assim como a prevenção de interferência elétrica e similares, em algumas modalidades, um encapsulante pode ser entornado dentro do contentor 47. Geralmente, o encapsulante preenche todos os espaços vazios dentro do contentor 47.
[000203] As modalidades dos encapsulantes podem incluir, por exemplo, SYLGARD 170 (disponível da Dow Corning de Midland Michigan), o qual é um elastômero de silicone de cura rápida que exibe uma baixa viscosidade antes da cura, uma constante dielétrica a 100 kHz de 2,9, uma resistência dielétrica de 20 kv/mm (530 volts por mil v/mil), e um fator de dissipação a 100 Hz de 0,005, e uma faixa de temperatura de aproximadamente menos quarenta e cinco graus Celsius a aproximadamente duzentos graus Celsius. Outros encapsulantes podem ser utilizados. Um encapsulante pode ser selecionado, por exemplo, de acordo com as propriedades elétricas, faixa de temperatura, viscosidade, dureza e similares.
[000204] Em geral, cada um dos circuitos 62 pode representar pelo menos uma característica de valor agregado para um usuário (tal como algumas das características acima, incluindo, por exemplo, aquelas características descritas com opções no módulo de opções 99), e podem ser incluídas no sistema de energia 16 conforme necessário. Como uma questão de convenção, uma "característica de valor agregado" pode ser considerada como uma característica que é útil no controle do sistema de energia 16. Por exemplo, uma característica de valor agregado pode incluir capacidades para registro de dados, telemetria, um monitor de estado de carga, um controle de comutação de bateria, conversão de energia, um supervisor digital, pelo menos uma interface (tal como uma interface serial), um monitor de saúde e similares.
[000205] Consequentemente, pode existir um barramento elétrico comum para a conexão dos vários circuitos 62. O barramento elétrico pode incluir conjuntos com fio (tal como um barramento que inclui uma pluralidade de condutores soldados ou de outro modo conectados entre os circuitos 62). O barramento elétrico pode incluir outras tecnologias também.
[000206] Isto é, o barramento elétrico pode incluir outras formas de conexões no lugar ou em adição ao conjunto com fio. Por exemplo, o barramento pode incluir pelo menos um conector de barramento. O conector de barramento pode incluir, por exemplo, um componente macho encaixável e um componente fêmea encaixável, onde cada componente pode ser preso a um respectivo dos circuitos 62. Nestas modalidades, o conector de barramento pode, além disso, prover algum grau de suporte físico dentro do controlador 45. O conector de barramento pode inclui um a muitos condutores, e pode ser selecionado para, entre outras coisas, uma faixa de temperatura de operação aceitável, propriedades mecânicas (tal como rigidez). Cada um do componente macho encaixável e do componente fêmea encaixável pode ser pré-fabricado por sobre um respectivo dos circuitos 62, ou posteriormente adicionado ao respectivo circuito 62 conforme os vários circuitos a serem utilizados no sistema de energia 16 são identificados. Uma variedade de conectores de barramento pode ser utilizada. Ver, por exemplo, a figura 22.
[000207] Na figura 22, uma vista simplificada de um conector de barramento 70 está mostrada. Neste exemplo, um componente fêmea 71 inclui um dispositivo de engate para engatar um componente macho 72. Quando montados, o componente fêmea 71 e o componente macho 72 proveem uma comunicação elétrica assim como um suporte estrutural entre os dois circuitos 62. Conectores de barramento 70 adicionais podem ser dispostos em um lado oposto dos circuitos 62 para prover uma resistência estrutural aumentada.
[000208] O conector de barramento 70 pode ser montado em superfícies pode ser montado em pelo menos um furo vazado, montado em série (ou paralelo), ou em qualquer modo considerado apropriado. Em algumas modalidades, o conector de barramento 70 está adaptado para incorporação de um dispositivo intermediário, tal como um cabo de fita (não mostrado). O cabo de fita pode incluir, por exemplo, um material flexível de poli-imida adequado para operação de alta temperatura.
[000209] Como apresentado na figura 20, o armazenamento de energia 30 pode incluir uma pluralidade de células de armazenamento 42. As células de armazenamento 42 podem estar eletricamente acopladas em uma variedade de configurações. Referência pode ser feita às figuras 23 e 24 para mais detalhes e construção do armazenamento de energia 30 de uma pluralidade de células de armazenamento 42 singulares.
[000210] Referindo à figura 23, a célula de armazenamento 42 inclui um catodo 83 disposto em um topo. O alojamento 37 da célula de armazenamento 42 provê um anodo 87. O catodo 83 e o anodo 87 são eletricamente separados por um isolador integrado 63. Por exemplo, o catodo 83 pode ser um eletrodo incluído em uma vedação de vidro para metal incorporado no alojamento 37. De modo a proteger a célula de armazenamento 42 de interferência elétrica indesejada, o alojamento 37 pode ser envolvido em um envoltório 74 de um material isolante, tal como um filme de KAPTON acima discutido. O KAPTON pode incluir um adesivo de alta temperatura disposto no mesmo para assegurar a aderência ao alojamento 37. Geralmente, em algumas modalidades, o envoltório 74 provê isolamento elétrico sobre o alojamento 37 inteiro, com exceções para o catodo 83 e uma superfície inferior do alojamento 37.
[000211] Em algumas modalidades, o catodo 83 é fabricado de aço inoxidável, no entanto, este não é um requisito.
[000212] Em algumas modalidades, uma arruela 75 pode estar disposta sobre o envoltório 74. A arruela 75 pode ser fabricada de materiais similares ao envoltório 74 (por exemplo, um filme KAPTON). Em geral, a arruela 75 está dimensionada de modo a montar ajustadamente ao redor do catodo 83 e prover uma cobertura para o topo inteiro do alojamento 37. Subsequente à colocação da arruela 75, uma aba pode ser afixada no catodo 83.
[000213] Entre outras coisas, a arruela 75 provê um isolamento elétrico adicional no armazenamento de energia 30. É claro, apesar da arruela 75 poder ser colocada ao redor do catodo 83 (como mostrado e descrito) a arruela 75 pode ser colocada ao redor do anodo 87 (por exemplo, considere o conjunto da figura 23 com polaridade invertida). Consequentemente, a arruela 75 pode ser colocada ao redor de pelo menos um eletrodo (isto é, anodo e/ou catodo) como considerado apropriado.
[000214] Referindo agora às figuras 24A e 24B, coletivamente aqui referidas como figura 24, aspectos de montagem do armazenamento de energia 30 estão mostrados. Na figura 24A, duas células de armazenamento 42 estão colocadas lado a lado. Uma aba 88 está afixada no catodo 83 de uma primeira das células de armazenamento de energia 42, e também afixada na superfície inferior de uma segunda das células de armazenamento de energia 42. Uma vez que a aba 88 está adequadamente afixada (tal como por soldagem a laser, de ponto, tig, resistência, ultrassônica ou outra forma de soldagem) a segunda das células de armazenamento de energia é girada em uma posição vertical, como apresentado na figura 24B.
[000215] Em uma modalidade, níquel é utilizado para fabricar a aba 88. No entanto, o material utilizado para a aba 88 pode incluir qualquer material considerado exibir propriedades adequadas (tal como soldabilidade, resistência, condutividade e similares).
[000216] A conexão em série das células de armazenamento 42 é um aspecto exemplar do armazenamento de energia 30. Em outras modalidades, o armazenamento de energia 30 pode incluir células de armazenamento 42 que são conectadas em paralelo, ou em alguma combinação de série e paralelo.
[000217] Quando uma pluralidade de células de armazenamento 42 está montada em uma pilha (isto é, em série), como mostrado na figura 24B, uma folga 86 é realizada entre cada uma das células de armazenamento 42. Um inserto (mostrado na figura 20),pode estar disposto entre cada uma das células de armazenamento 42. Em algumas modalidades, o inserto 49 é fabricado de um material isolante de alta temperatura, tal como, por exemplo, politetrafluoroetileno (PTFE). O inserto 49 provê entre outras coisas, uma distribuição de forças mecânicas, e assegura uma separação elétrica de respectivos anodos 87 durante a operação.
[000218] Uma vez que o armazenamento de energia 30 está montado em uma forma final, então o sistema de energia pode ser "encapsulado". Isto é, uma vez que o sistema de energia 16 é inserido no contentor 47, o contentor 47 pode ser preenchido com encapsulante. Entre outras coisas, o encapsulante provê amortecimento de choque mecânico assim como uma proteção de interferências elétricas e ambientais dentro do sistema de energia 16. Em uma modalidade, o sistema de energia 16 foi cheio com elastômero de silicone SYLGARD® 170 (disponível da Dow Corning de Midland, Michigan) como o encapsulante. O encapsulante pode também prover uma condução térmica de modo a dissipar o excesso de calor afastando, por exemplo, de um componente de circuito.
[000219] Tendo assim descrito aspectos do sistema de energia 16, deve ser reconhecido que uma variedade de modalidades pode ser executada. Por exemplo, o sistema de energia 16 pode incluir circuitos que proveem um monitor de estado de carga para monitorar a carga em pelo menos uma das células de armazenamento 42 ou uma bateria acoplada no sistema de energia 16 (não mostrado); o sistema de energia 16 pode incluir um circuito de controle para extrair energia de um ou mais de diversos pacotes de baterias dispostos, por exemplo, em uma configuração redundante. O sistema de energia 16 pode prover um acionamento de motor; pode incluir vários sensores, tal como de pressão, temperatura e vibração (os quais podem prover uma saída para o circuito de controle para controlar o sistema de energia 16 conforme apropriado); e similares.
[000220] Em geral, o sistema de energia 16 aqui descrito está adaptado para operação no ambiente severo encontrado no fundo de poço. Por exemplo, o armazenamento de energia 30 e o sistema de energia 16 como um todo estão, em algumas modalidades, adaptados para operação em uma faixa de temperatura de temperaturas ambientes até aproximadamente cento e setenta e cinco graus Celsius.
[000221] Alguns componentes de prateleira exemplares e técnicas que podem ser utilizados no sistema de energia 16 incluem: (1) dispositivos ativos de silício de matriz nua e silício sobre isolador, (2) dispositivos de energia ativos de carbureto de silício, (3) passivos de cerâmica de classificação de alta temperatura e coeficiente de baixa temperatura (dielétricos de COG ou NPO), e (4) passivos magnéticos de alta temperatura. Uma cerâmica de AlN (nitreto de alumínio) pode ser utilizada como um material de substrato de circuito para excelente estabilidade térmica e condutividade térmica. Interconexões de circuito podem ser formadas de trilhas de Au resistentes à oxidação. As estratégias de ligação podem empregar flip chip ou ligação de fio de Au ou Al para componentes ativos de matriz nua utilizando por exemplo, uma solda de alta temperatura de AuGe. Em algumas modalidades, a ligação de fio é esperada ser vantajosa em relação à ligação de flip chip devido à conformidade mecânica adicionada, especialmente na presença de expansão térmica e choque e vibração.
[000222] Técnicas de circuito de alta temperatura podem ser empregadas, por exemplo, para assegurar a estabilidade de circuitos de regulação de retorno apesar de oscilações de temperatura muito amplas já que os componentes de circuito passivo utilizados para compensação de frequência podem variar em valor. Projetos de circuito de coeficiente de temperatura baixo ou essencialmente zero podem ser conseguidos acoplando resistores de coeficiente de temperatura negativo com resistores convencionais, casando ajustadamente dispositivos ativos e baseando-se em detecção e controle proporcional (relativo) ao invés de absoluto. Como um exemplo, referências de tensões derivadas por folga de banda podem ser empregadas para cancelar o efeito de variações de temperatura muito amplas sobre pontos de ajuste em circuitos de regulação de retorno. Seleções de componentes estratégicos de coeficiente de temperatura mitigam estes problemas também, por exemplo, os capacitores de cerâmica dielétrica CGO ou NPO têm uma resposta relativamente uniforme à temperatura através desta faixa. Variações de desempenho de dispositivo ativo podem ser significativamente mitigadas pela utilização de tecnologia de silício sobre isolante (SOI) e carbureto de silício (SiC) amplamente disponível tanto em forma hermética quanto de matriz nua.
[000223] Outros materiais de alta temperatura, componentes e arquiteturas como são conhecidos na técnica podem ser empregados para prover operabilidade em uma temperatura (alta) especificada.
[000224] Silício sobre isolante (SOI) e carbureto de silício (SiC), componentes de matriz nua, PCBs de cerâmica, passivos de coeficiente de baixa temperatura e alta temperatura, soldas de alta resolução serão todos obtidos para completar os sistemas eletrônicos. Uma lista não exaustiva de fornecedores comercias para cada um dos componentes acima está incluído na Tabela I abaixo TABELA I
Figure img0001
[000225] Como aqui utilizado o termo "controle" com referência ao sistema de energia 16 geralmente refere-se a governar o desempenho do sistema de energia 16. No entanto, em algumas modalidades, "controle" pode ser considerado prover o monitoramento de desempenho do suprimento de energia. O monitoramento pode ser útil, por exemplo, para de outro modo controlar os aspectos de utilização do suprimento de energia (por exemplo, retirar o suprimento de energia quando um estado de carga indica que uma carga útil foi gasta). Consequentemente, os termos "controle", "controlar" e similares devem ser considerados amplamente e em um modo que cobriria tais interpretações adicionais como pode ser pretendido ou de outro modo indicado.
[000226] Em geral, a utilização de certas medidas e componentes (tal como a utilização do envoltório 74, da arruela 75, do encapsulante e similares) pode prover certos benefícios profiláticos e assegurar o desempenho do sistema de energia 16 no ambiente severo encontrado no fundo de poço. Consequentemente, apesar de algumas destas medidas e componentes poderem prover benefícios adicionais, preparar o sistema de energia 16 para operação de fundo de poço por incorporação destas medidas e componentes, onde um benefício profilático é realizado, pode ser, em pelo menos alguns contextos, referido como "endurecimento" do sistema de energia 16.
[000227] Algumas vantagens do sistema de energia 16 aqui provido inclui um nível de segurança aumentado provido, por exemplo, pela utilização de baterias de classificação baixa ou moderada onde baterias de classificação alta costumavam ser necessárias. O armazenamento de energia 30 não contém quantidades substanciais de chumbo ou lítio. O sistema de energia 16 inclui uma extensão de vida de bateria utilizável limitando as quedas de tensão temporárias normalmente vistas durante a alta extração de corrente. Ainda, o suprimento de energia adiciona flexibilidade com conversão de energia inerente de modo que as baterias podem ser mais facilmente interfaceadas com ferramentas e instrumentos de fundo de poço. Além disso, o sistema de energia 16 pode prover uma energia intensificada enquanto suavizando e limitando a extração de corrente de bateria utilizando ultracapacitores recarregáveis de alta temperatura. Estes efeitos geralmente estenderão a vida útil de baterias incluídas no sistema de energia 16.
[000228] O sistema de energia 16 pode também eliminar os efeitos de variações de tensão sobre um barramento de corrente contínua (CC) que pode de outro modo levar a problemas tais como "ligação cruzada" ou acoplamento indesejado através de fios de sinal, reduzindo os desvios de tensão grandes, rápidos de circuitos elétricos dentro do sistema de energia 16.
[000229] Tendo apresentado muitos aspectos do sistema de energia 16 que inclui um armazenamento de energia recarregável 30, vários parâmetros de desempenho de uma modalidade exemplar estão providos na Tabela II. TABELA II
Figure img0002
[000230] Note que na 1 abela I, a potência de pico de sistema é calculada utilizando a potência de pico de cada célula, Vw2/(4Rdc), multiplicada pelo número de células no sistema, N. A corrente de saída máxima é calculada dividindo a potência de pico por uma tensão de sistema nominal 20 V. A energia de sistema é calculada utilizando a energia por célula, ^ CVw2/3.600, multiplicada pelo número de células no sistema, N.
[000231] As características chave que resultam de modalidades do sistema exemplar incluem temperaturas de operação de até aproximadamente duzentos e cinquenta graus Celsius, com temperaturas de sobrevivência acima destas; uso substancial de componentes não tóxicos; regulação de corrente e limite de corrente de segurança customizáveis; ajuste de tensão de saída customizável; eletrônica redundante; depassivação de bateria automática; operação de desvio para assegurar segurança contra falhas; e construção hermética assim como outras.
[000232] Consequentemente, o sistema é altamente posicionável em aplicações tais como MWD e LWD de fundo de poço incluindo aquelas onde uma alta energia e uma energia pulsada são necessárias. Entre outras coisas, em exploração de óleo e gás ou geotérmica ("fundo de poço"), exemplos de benefícios incluem: vida de bateria primária aperfeiçoada no fundo de poço reduzindo as perdas internas a uma bateria acoplando um sistema de energia a uma bateria primária e uma carga que conduz a uma corrente de bateria (uniformizada) que cria menos perda de energia comparado com uma corrente de "pico" devido à relação ao quadrado entre a corrente e as perdas ôhmicas na resistência em série efetiva interna à bateria primária; uma capacidade de energia de rajada de sistema aumentada acoplando o sistema de energia a uma fonte de energia relativamente baixa (por exemplo, a fonte de energia externa 51) e uma carga, o que resulta em uma capacidade de prover rajadas de energia relativamente alta de um armazenamento de energia e recarregar o armazenamento de energia ao longo de um quadro de tempo mais longo; e mitigação de intermitência em algumas fontes de energia tal como geradores acoplando o sistema de energia 16 a una fonte relativamente intermitente e uma carga.
[000233] Assim, os ensinamentos aqui resultam, em um sistema de fundo de poço que pode intensificar a energia de fundo de poço e estender as horas de tempo de operação de 20% a 40% ou mais em relação a sistemas convencionais. Ainda, isto pode permitir a utilização de baterias de classificação baixa ou classificação moderada ao invés de classificação alta enquanto, provendo uma confiabilidade melhorada através da colocação de características de segurança contra falhas e redundância para minimizar o potencial de falhas de fundo de poço, o que resulta em uma operação de superfície simplificada.
[000234] Deve ser reconhecido que os ensinamentos aqui são meramente ilustrativos e não limitantes da invenção. Ainda, alguém versado na técnica reconhecerá que componentes, configurações, disposições adicionais e similares podem ser realizados enquanto permanecendo dentro do escopo desta invenção. Por exemplo, um usuário poderia desejar retirar o armazenamento de energia 30 e fazê- lo permanecer na superfície em algumas evoluções, enquanto suprindo energia para o instrumento de perfilagem 10 através de cabeação, tal como através do cabo 8. Geralmente, o projeto e/ou aplicações de sistema de energia 16 em um ambiente de fundo de poço, ou de outro modo, são limitados somente pelas necessidades de um projetista de sistema, fabricante, operador e/ou usuário e demandas apresentadas em qualquer situação específica.
[000235] Ainda, vários outros componentes podem estar incluídos e solicitados para prover aspectos dos ensinamentos aqui. Por exemplo, uma fonte de energia adicional (por exemplo, pelo menos um de um gerador, um cabo, um suprimento remoto e uma bateria química), componente de resfriamento, componente de aquecimento, componente de retenção de pressão, isolamento, atuador, sensor, eletrodos, transmissor, receptor, transceptor, antena, controlador, unidade elétrica ou unidade eletromecânica podem estar incluídos em suporte dos vários aspectos aqui discutidos ou em suporte de outras funções além desta descrição.
[000236] Em geral, o sistema de energia 16 pode incluir um a uma pluralidade de tipos de conversores de energia. Tipos exemplares de conversores de energia incluem, sem limitação, "redução", "intensificação", "redução - intensificação", "retorno", "direto", "capacitor comutado", e outras versões isoladas de conversores não isolados (por exemplo, Cúk, redução - intensificação), assim como cascatas de quaisquer tais conversores (por exemplo, redução + intensificação). Os conversores podem também ser CC-CA (inversores), CA-CC (retificadores) CA-CA. Tipos exemplares de circuitos de capacitor comutado incluem, sem limitação, tipo Marx, redes em escada, série - paralelo, bombas de carga e similares. Em geral, os conversores podem ser tipos de conversores de modo comutado ou regulação linear. Os conversores de modo comutado podem inclui transistores, diodos, retificadores controlados de silício, ou qualquer outro tipo de comutador que é considerado apropriado para a parte interessada.
[000237] Quando introduzindo os elementos da presente invenção ou a(s) sua(s) modalidade(s), os artigos "um", "uma", e "o" pretendem significar que existe um ou mais dos elementos. Similarmente, o adjetivo "outro", quando utilizado para introduzir um elemento, pretende significar um ou mais elementos. Os termos "incluindo" e "tendo" pretendem ser inclusivos de modo que podem existir elementos adicionais outros que os elementos listados.
[000238] Onde apropriado, a tecnologia pode ser aqui apresentada como um "circuito", um "módulo", um "componente", e por outros termos similares (geralmente intercambiáveis). Deve ser reconhecido que a forma da tecnologia apresentada não está limitada pelas modalidades aqui discutidas. Isto é, deve ser reconhecido que muitos aspectos, tal como circuitos, podem ser implementados como instruções executáveis por máquina armazenados em um meio legível por máquina (isto é, como software), e vice-versa. Consequentemente, onde apropriado, circuitos podem ser incluídos, ou podem ser deslocados por processadores capazes e similares (e vice versa).
[000239] Onde aqui utilizado, o termo "automático" e termos similares devem ser considerados como o desempenho de um processo ou técnica que geralmente prossegue, pelo menos em parte, não assistido ou sem interação, e pode continuar em uma base continuada de uma duração definida ou indefinida. Por exemplo, um circuito de controle ou software pode receber uma entrada, e automaticamente fazer ajustes de controle. Os ajustes e outros processos, controles ou técnicas podem ser executados em uma base em "tempo real" ou "substancialmente em tempo real". No entanto, a terminologia relativa a "tempo real" deve ser considerada como o desempenho do processo, controle ou técnica específico dentro de um período de tempo que seja satisfatório para atender as necessidades de um usuário, projetista, fabricante ou outra parte similarmente interessada, e não pretende ser limitado a uma resposta ou desempenho instantâneo.
[000240] No presente pedido uma variedade de variáveis está descrita, incluindo mas não limitado a componentes (por exemplo, materiais de eletrodo, eletrólitos, etc.), condições (por exemplo, temperatura, liberdade de várias impurezas em vários níveis), e características de desempenho (por exemplo, capacidade de pós- ciclagem se comparada com capacidade inicial, corrente de baixa fuga, etc.). Deve ser compreendido que qualquer combinação de qualquer destas variáveis pode definir uma modalidade da invenção. Por exemplo, a combinação de um material de eletrodo específico, com um eletrólito específico, sob uma faixa de temperatura específica e com impurezas menores do que uma quantidade específica, operando com capacidade de pós-ciclagem e corrente de fuga de valores específicos, onde estas variáveis são incluídas como possibilidades, mas a combinação específica poderia não ser expressamente declarada, é uma modalidade da invenção. Outras combinações de artigos, componentes, condições, e/ou métodos podem também ser especificamente selecionadas entre as variáveis aqui listadas para definir outras modalidades, como seria aparente para aqueles versados na técnica.
[000241] Será reconhecido que os vários componentes ou tecnologias podem prover certas funcionalidades ou características necessárias ou benéficas. Consequentemente, estas funções e características como podem ser necessárias em suporte das reivindicações anexas e suas variações, são reconhecidas como sendo inerentemente incluídas como uma parte dos ensinamentos aqui e uma parte da invenção descrita.
[000242] Apesar da invenção ter sido descrita com referência a modalidades exemplares, será compreendido que várias mudanças podem ser feitas e equivalentes podem ser substituídos por seus elementos sem afastar do escopo da invenção. Além disso, muitas modificações serão apreciadas para adaptar um instrumento, situação ou material específico aos ensinamentos da invenção sem afastar do seu escopo essencial. Portanto, é pretendido que a invenção não seja limitada à modalidade específica descrita como o melhor modo contemplado para executar esta invenção, mas seja considerada pelas reivindicações aqui anexas.

Claims (10)

1. Sistema de energia (16) adaptado para suprir energia em um ambiente de alta temperatura, que compreende: um armazenamento de energia recarregável (30) que é operável em uma faixa de temperatura entre menos quarenta graus Celsius e duzentos e dez graus Celsius acoplado a um circuito para pelo menos um dentre fornecer energia a partir do armazenamento de energia e carregar o armazenamento de energia; em que o armazenamento de energia é configurado para armazenar entre um centésimo (0,01) de um joule e cem mil joules de energia, e para proporcionar uma potência de pico entre um watt e cem mil watts, para pelo menos dois ciclos de carga-descarga; caracterizado pelo fato de que o armazenamento de energia recarregável (30) compreende: um armazenamento de energia; uma fonte de alimentação; onde a fonte de alimentação é configurada para fornecer energia de um armazenamento de energia para um instrumento de perfilagem; um primeiro controlador de subsistema (55); e um primeiro subsistema que é operativo para fornecer uma extração de corrente para a despassivação da bateria, onde o primeiro controlador de subsistema (55) é configurado para controlar o primeiro subsistema.
2. Sistema de energia (16), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o armazenamento de energia recarregável (30) é configurado para: receber entrada elétrica de potência constante e baixa a partir de uma fonte de energia; emitir uma saída elétrica pulsada de alta potência e menos constante para um instrumento de fundo de poço, em que o instrumento de fundo de poço é definido por um requisito de energia e operação maior do que o qual pode ser fornecido pela fonte de energia.
3. Sistema de energia (16), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que: o armazenamento de energia recarregável (30) está configurado para proporcionar uma saída elétrica pulsada de alta potência a temperaturas mais altas do que cento e setenta e cinco graus Celsius, a saída elétrica pulsada de alta potência é definida por uma potência de pico maior do que 100 W, o armazenamento de energia recarregável (30) é configurado para carregar e descarregar por pelo menos 1000 ciclos; e a saída elétrica pulsada de alta potência tem uma tensão de pico de pelo menos de 0,5V.
4. Sistema de energia (16), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a saída elétrica pulsada de alta potência é definida por uma potência de pico de mais do que 1kW.
5. Sistema de energia (16), de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, caracterizado pelo fato de que o instrumento compreende um dispositivo de telemetria eletromagnética.
6. Sistema de energia (16), de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, caracterizado pelo fato de que o instrumento compreende um dispositivo de telemetria de pulso de lama.
7. Sistema de energia (16), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o sistema de energia (16) é configurado para suportar choques de até 35 vezes a aceleração gravitacional da Terra e permanecer operacional.
8. Sistema de energia (16), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a faixa operacional de temperaturas compreende entre oitenta graus Celsius e duzentos e dez graus Celsius.
9. Sistema de energia (16), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a faixa operacional de temperaturas compreende entre menos quarenta graus Celsius e duzentos e dez graus Celsius.
10. Sistema de energia (16), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o armazenamento de energia recarregável (30) compreende um ultracapacitor compreendendo capacitor eletroquímico de dupla camada que compreende: dois eletrodos (3, 34) encharcados com um eletrólito, cada eletrodo sendo anexado a ou em contato com ou revestido por um coletor de corrente e separados um do outro por um poro separador no eletrólito, em que os eletrodos, eletrólitos e coletor de corrente contêm menos do que 1000 partes por milhão (ppm) de impurezas, e em que o ultracapacitor exibe um curto de corrente inferior a 1 AMP por litro de volume sobre a faixa de temperaturas operacionais e em uma tenção acima de uma tensão nominal.
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Families Citing this family (140)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8599534B2 (en) * 2008-12-12 2013-12-03 Cambis Joseph Farahmandi Active electrolyte electrochemical capacitor
US8829905B2 (en) * 2010-05-25 2014-09-09 General Electric Company Magnetic resonance imaging compatible switched mode power supply
CN104271880A (zh) 2011-05-24 2015-01-07 快帽系统公司 用于高温应用的具有可再充电能量存储器的电力系统
CN104221110B (zh) 2011-07-08 2019-04-05 快帽系统公司 高温能量储存装置
US9558894B2 (en) 2011-07-08 2017-01-31 Fastcap Systems Corporation Advanced electrolyte systems and their use in energy storage devices
US20130026978A1 (en) * 2011-07-27 2013-01-31 Fastcap Systems Corporation Power supply for downhole instruments
CA2854404C (en) 2011-11-03 2021-05-25 Fastcap Systems Corporation Production logging instrument
JP6042148B2 (ja) * 2011-11-22 2016-12-14 東芝メディカルシステムズ株式会社 磁気共鳴イメージング装置
US20130266825A1 (en) * 2012-03-13 2013-10-10 Maxwell Technologies, Inc. Ultracapacitor and battery device with standard form factor
ITCO20120015A1 (it) 2012-04-12 2013-10-13 Nuovo Pignone Srl Metodo per la prevenzione della corrosione e componente ottenuto mediante tale metodo
TWI467885B (zh) * 2012-10-19 2015-01-01 廣達電腦股份有限公司 電子裝置以及電子系統
FR3000264B1 (fr) * 2012-12-20 2015-02-27 Commissariat Energie Atomique Gestion de batteries haute temperature
US20150346752A1 (en) * 2012-12-21 2015-12-03 Shell Oil Company Combination power source for instrumented sensor subsystems
JP6098179B2 (ja) * 2013-01-17 2017-03-22 住友電気工業株式会社 坑井用電源システム
JP2014137938A (ja) * 2013-01-17 2014-07-28 Sumitomo Electric Ind Ltd 溶融塩電池、及び電源システム
US9631484B2 (en) * 2013-02-17 2017-04-25 R&B Industrial Supply Co. Drilling system having a super-capacitor amplifier and a method for transmitting signals
CN104008882B (zh) * 2013-02-22 2018-03-27 王海 高压脉冲放电电容器及其制作方法
EP2965439A1 (en) 2013-03-05 2016-01-13 Evolution Engineering Inc. System and method for regulating an electromagnetic telemetry signal sent from downhole to surface
CA2903085C (en) 2013-03-07 2017-04-04 Evolution Engineering Inc. System and method for charging a capacitor used to power measurement-while-drilling equipment
US20190218894A9 (en) * 2013-03-15 2019-07-18 Fastcap Systems Corporation Power system for downhole toolstring
EP2973935B1 (en) * 2013-03-15 2018-10-31 GLX Power Systems Inc. Method and apparatus for creating a dynamically reconfigurable energy storage device
MX2015013139A (es) * 2013-03-15 2016-06-24 Fastcap Systems Corp Dispositivos de interfaz de señal modulares y sistemas de potencia y datos de fondo de pozo relacionados.
US9816325B2 (en) * 2013-04-19 2017-11-14 Schlumberger Technology Corporation Isolation adapter for using multiple power sources in a bottom hole assembly
CN103236569A (zh) * 2013-05-02 2013-08-07 哈尔滨市德昌电气有限公司 电动汽车动力系统及其控制方法
EP2808883A1 (en) * 2013-05-30 2014-12-03 Services Pétroliers Schlumberger Thermal switch for downhole device
US9461469B2 (en) * 2013-05-31 2016-10-04 Schlumberger Technology Corporation Electrical power grid for a downhole BHA
US10145210B2 (en) * 2013-06-19 2018-12-04 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Hybrid battery for high temperature applications
KR101500358B1 (ko) * 2013-07-08 2015-03-18 현대자동차 주식회사 차량의 배터리 충전 상태 제어 시스템 및 방법
JP2015065795A (ja) * 2013-09-26 2015-04-09 ソニー株式会社 蓄電装置、蓄電制御装置および蓄電制御方法
WO2015054432A1 (en) * 2013-10-08 2015-04-16 Fastcap Systems Corporation Dynamics monitoring system with rotational sensor
US10872737B2 (en) 2013-10-09 2020-12-22 Fastcap Systems Corporation Advanced electrolytes for high temperature energy storage device
WO2015069216A1 (en) * 2013-11-05 2015-05-14 Halliburton Energy Services Inc. Bulk capacitor charging circuit for mud pulse telemetry device
US9553336B2 (en) 2013-11-15 2017-01-24 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Power supply system for well
WO2015095858A2 (en) * 2013-12-20 2015-06-25 Fastcap Systems Corporation Electromagnetic telemetry device
US11270850B2 (en) 2013-12-20 2022-03-08 Fastcap Systems Corporation Ultracapacitors with high frequency response
CN103716002A (zh) * 2013-12-20 2014-04-09 中国北方车辆研究所 一种实现无线传输调谐天线匹配的装置
CN106063077B (zh) * 2014-01-28 2018-09-04 广东欧珀移动通信有限公司 电源适配器和终端
SG11201606219XA (en) * 2014-01-28 2016-09-29 Guang Dong Oppo Mobile Telecomm Corp Ltd Terminal, power adapter and method for handling charging anomaly
ES2717477T3 (es) 2014-01-28 2019-06-21 Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd Adaptador de corriente, terminal y método para gestionar anomalías de impedancia en bucle de carga
US9856722B2 (en) 2014-03-14 2018-01-02 General Electric Company Methods and systems for controlling voltage switching
DE102014206470A1 (de) * 2014-04-03 2015-10-08 Msa Europe Gmbh Verfahren zur Depassivierung einer Lithium-Thionyl-Batterie, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und eine Batterievorrichtung
US10340082B2 (en) 2015-05-12 2019-07-02 Capacitor Sciences Incorporated Capacitor and method of production thereof
US20170301477A1 (en) 2016-04-04 2017-10-19 Capacitor Sciences Incorporated Electro-polarizable compound and capacitor
US10319523B2 (en) 2014-05-12 2019-06-11 Capacitor Sciences Incorporated Yanli dielectric materials and capacitor thereof
US10347423B2 (en) 2014-05-12 2019-07-09 Capacitor Sciences Incorporated Solid multilayer structure as semiproduct for meta-capacitor
EP3143630A4 (en) 2014-05-12 2018-01-10 Capacitor Sciences Incorporated Energy storage device and method of production thereof
WO2015192011A1 (en) * 2014-06-13 2015-12-17 Greenfire Energy Inc Geothermal loop energy production systems
JP6090265B2 (ja) * 2014-08-29 2017-03-08 トヨタ自動車株式会社 車両
CA2961002C (en) * 2014-09-12 2023-12-05 Quantum Energy Storage Corporation Energy storage management system
EP3191683A1 (en) * 2014-09-12 2017-07-19 Exxonmobil Upstream Research Company Discrete wellbore devices, hydrocarbon wells including a downhole communication network and the discrete wellbore devices and systems and methods including the same
US9593557B2 (en) * 2014-09-25 2017-03-14 Chevron U.S.A. Inc System and method for autonomous downhole power generation
CN107533925B (zh) 2014-10-09 2021-06-29 快帽系统公司 用于储能装置的纳米结构化电极
SG11201703441YA (en) 2014-11-04 2017-05-30 Capacitor Sciences Inc Energy storage devices and methods of production thereof
US9927274B2 (en) * 2014-11-24 2018-03-27 Jabil Inc. Non-invasive fluid flow detection using digital accelerometers
CN107533919A (zh) 2015-01-27 2018-01-02 快帽系统公司 宽温度范围超级电容器
US10431858B2 (en) 2015-02-04 2019-10-01 Global Web Horizons, Llc Systems, structures and materials for electrochemical device thermal management
US10215621B2 (en) * 2015-04-17 2019-02-26 Micatu Inc. Enhanced optical condition monitoring system for power transformer and method for operating power transformer
US9932358B2 (en) 2015-05-21 2018-04-03 Capacitor Science Incorporated Energy storage molecular material, crystal dielectric layer and capacitor
CN106329898B (zh) 2015-06-19 2021-09-14 康普技术有限责任公司 一种用于软启动电路的快速放电电路及放电方法
US20160380247A1 (en) * 2015-06-25 2016-12-29 Iontensity, LLC Battery Packs Having Single Stacks of Battery Cells
US9941051B2 (en) 2015-06-26 2018-04-10 Capactor Sciences Incorporated Coiled capacitor
JP6401668B2 (ja) * 2015-06-29 2018-10-10 Ｋｙｂ株式会社 ハイブリッド建設機械の制御システム及び制御方法
AU2016312960B2 (en) * 2015-08-26 2020-07-23 David Stuckey Investments Pty Ltd Solid-state relay
US10026553B2 (en) 2015-10-21 2018-07-17 Capacitor Sciences Incorporated Organic compound, crystal dielectric layer and capacitor
US10090766B2 (en) * 2015-11-11 2018-10-02 Halliburton Energy Services, Inc. Reusing electromagnetic energy from a voltage converter downhole
US10983246B2 (en) * 2015-12-21 2021-04-20 Schlumberger Technology Corporation Thermal maturity estimation via logs
US10224579B2 (en) * 2015-12-31 2019-03-05 Robert Bosch Gmbh Evaluating capacity fade in dual insertion batteries using potential and temperature measurements
DE102016100341A1 (de) * 2016-01-11 2017-07-13 Wincor Nixdorf International Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Depassivierung einer Batterie eines Wertbehälters
JP6569540B2 (ja) * 2016-01-13 2019-09-04 株式会社Ｇｓユアサ 車載電源システムおよびこれに含まれるバッテリの状態検知方法
US10263447B2 (en) 2016-01-29 2019-04-16 Robert Bosch Gmbh Secondary battery management system
US10686321B2 (en) 2016-01-29 2020-06-16 Robert Bosch Gmbh Secondary battery management
US10305295B2 (en) 2016-02-12 2019-05-28 Capacitor Sciences Incorporated Energy storage cell, capacitive energy storage module, and capacitive energy storage system
CA3052242A1 (en) * 2016-02-12 2017-08-17 Capacitor Sciences Incorporated Capacitive energy storage cell, capacitive energy storage module, and capacitive energy storage system
US10636575B2 (en) 2016-02-12 2020-04-28 Capacitor Sciences Incorporated Furuta and para-Furuta polymer formulations and capacitors
WO2017139692A2 (en) * 2016-02-12 2017-08-17 Capacitor Sciences Incorporated Capacitive energy storage system
DE102016202443B3 (de) * 2016-02-17 2017-05-18 Siemens Healthcare Gmbh Schaltungsanordnung, Gradientenverstärker und Verfahren zur Kompensation von Nichtlinearitäten einer Verstärker-Endstufe
US10118696B1 (en) 2016-03-31 2018-11-06 Steven M. Hoffberg Steerable rotating projectile
US10153087B2 (en) 2016-04-04 2018-12-11 Capacitor Sciences Incorporated Electro-polarizable compound and capacitor
US9978517B2 (en) 2016-04-04 2018-05-22 Capacitor Sciences Incorporated Electro-polarizable compound and capacitor
US10424916B2 (en) * 2016-05-12 2019-09-24 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Downhole component communication and power management
KR20190000388A (ko) * 2016-05-20 2019-01-02 에이브이엑스 코포레이션 커패시터 충전 시스템 및 방법
EP3252268A1 (en) * 2016-06-02 2017-12-06 Welltec A/S Downhole power supply device
US10753191B2 (en) 2016-06-28 2020-08-25 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Downhole tools with power utilization apparatus during flow-off state
US11635537B2 (en) 2016-06-30 2023-04-25 Westerngeco, L.L.C. Seismic sensor assembly overvoltage protection circuitry
CN107617806B (zh) * 2016-07-15 2020-08-04 上海沪工焊接集团股份有限公司 焊机控制电路
US10954005B1 (en) * 2016-07-25 2021-03-23 Space Systems/Loral, Llc Power train for deep space solar electric propulsion
MX2019000256A (es) * 2016-08-09 2019-05-27 Halliburton Energy Services Inc Despasivacion de baterias de herramientas de terminacion.
CN109997304B (zh) 2016-08-26 2021-11-09 通用电气公司 功率转换系统及其相关方法
US10428625B2 (en) 2016-09-28 2019-10-01 Halliburton Energy Services, Inc. Extended power system for downhole tools
US11830672B2 (en) 2016-11-23 2023-11-28 KYOCERA AVX Components Corporation Ultracapacitor for use in a solder reflow process
US10395841B2 (en) 2016-12-02 2019-08-27 Capacitor Sciences Incorporated Multilayered electrode and film energy storage device
CA3045460A1 (en) 2016-12-02 2018-06-07 Fastcap Systems Corporation Composite electrode
CN106655440B (zh) * 2016-12-06 2019-06-11 武汉工程大学 两级串联的超级电容与蓄电池混合储能系统及能量吸收与释放的方法
US10072495B1 (en) * 2017-03-13 2018-09-11 Saudi Arabian Oil Company Systems and methods for wirelessly monitoring well conditions
US10914777B2 (en) * 2017-03-24 2021-02-09 Rosemount Aerospace Inc. Probe heater remaining useful life determination
US11060992B2 (en) 2017-03-24 2021-07-13 Rosemount Aerospace Inc. Probe heater remaining useful life determination
US10895592B2 (en) 2017-03-24 2021-01-19 Rosemount Aerospace Inc. Probe heater remaining useful life determination
US10564203B2 (en) 2017-03-24 2020-02-18 Rosemount Aerospace Inc. Probe heater remaining useful life determination
CN108736463A (zh) * 2017-04-24 2018-11-02 通用电气公司 井下发电系统及方法
CN107159068B (zh) * 2017-06-21 2020-05-22 北京石油化工学院 一种石墨烯复合气凝胶的制备方法
CN109281661B (zh) * 2017-07-19 2021-09-14 中国石油化工股份有限公司 一种双侧向测井定量评价方法及装置
US10620229B2 (en) * 2017-08-25 2020-04-14 Nxp B.V. Magnetic field sensor systems and method of determining operability of same
KR20230094195A (ko) * 2017-09-07 2023-06-27 교세라 에이브이엑스 컴포넌츠 코포레이션 매칭되는 슈퍼캐패시터들을 갖는 슈퍼캐패시터 모듈
US10749373B2 (en) * 2017-09-29 2020-08-18 Fisher Controls International Llc Systems and methods for situation-dependent supercapacitor voltage control
KR20230170825A (ko) 2017-10-03 2023-12-19 패스트캡 시스템즈 코포레이션 칩형 울트라캐패시터
TWI668562B (zh) * 2017-11-09 2019-08-11 新唐科技股份有限公司 系統晶片
CA3084625A1 (en) * 2017-12-13 2019-06-20 Mwdplanet And Lumen Corporation Electromagnetic telemetry transmitter apparatus and mud pulse-electromagnetic telemetry assembly
CN108386168B (zh) * 2018-03-02 2023-10-31 浙江聚能电气科技有限公司 一种利用聚能脉冲进行稠油开采的设备及其使用方法
JP6984498B2 (ja) 2018-03-09 2021-12-22 トヨタ自動車株式会社 車両運転システム
US11712637B1 (en) 2018-03-23 2023-08-01 Steven M. Hoffberg Steerable disk or ball
US10677620B2 (en) 2018-05-01 2020-06-09 Nxp B.V. System and method for sensor diagnostics during functional operation
CN109083623B (zh) * 2018-08-23 2021-01-05 东北石油大学 井下分层注水流量智能调节系统
US11228190B2 (en) 2018-12-04 2022-01-18 Cohelios, Llc Mobile power system with bidirectional AC-DC converter and related platforms and methods
US10962580B2 (en) 2018-12-14 2021-03-30 Rosemount Aerospace Inc. Electric arc detection for probe heater PHM and prediction of remaining useful life
US11061080B2 (en) 2018-12-14 2021-07-13 Rosemount Aerospace Inc. Real time operational leakage current measurement for probe heater PHM and prediction of remaining useful life
CN109659634B (zh) * 2018-12-18 2021-03-09 安徽江淮汽车集团股份有限公司 一种紧凑型电池切断单元
CN109541285B (zh) * 2018-12-26 2020-12-08 东莞市长工微电子有限公司 BuckBoost电路输出电流检测方法及其检测电路
EP4343271A2 (en) * 2019-02-28 2024-03-27 Halliburton Energy Services, Inc. Power bottom hole assembly via a powered drill string
WO2020180317A1 (en) * 2019-03-06 2020-09-10 Johnson Controls Fire Protection LP Lithium battery passivation detection
CN110011411A (zh) * 2019-03-08 2019-07-12 国网浙江省电力有限公司 低压配电台区的智能配变终端
US11316217B2 (en) * 2019-05-09 2022-04-26 GM Global Technology Operations LLC Configurable thermal conditioning of battery cells
US11639954B2 (en) 2019-05-29 2023-05-02 Rosemount Aerospace Inc. Differential leakage current measurement for heater health monitoring
US11472562B2 (en) 2019-06-14 2022-10-18 Rosemount Aerospace Inc. Health monitoring of an electrical heater of an air data probe
GB201908929D0 (en) * 2019-06-21 2019-08-07 Expro North Sea Ltd Power and telemetry systems for a downhole instrument
US11557765B2 (en) 2019-07-05 2023-01-17 Fastcap Systems Corporation Electrodes for energy storage devices
US11930563B2 (en) 2019-09-16 2024-03-12 Rosemount Aerospace Inc. Monitoring and extending heater life through power supply polarity switching
US11349191B1 (en) * 2019-09-17 2022-05-31 Amazon Technologies, Inc. Ring-shaped devices with combined battery and antenna assemblies
CN110630253B (zh) * 2019-09-18 2020-11-06 中国科学院地质与地球物理研究所 近钻头无线短传恒电流发射方法及装置
CN110907042B (zh) * 2019-11-21 2021-02-23 深圳供电局有限公司 变压器温升监控装置及系统
CN110867965A (zh) * 2019-11-27 2020-03-06 黄河科技学院 一种用于变电站计算机监控系统的智能检测系统
CN110952425B (zh) * 2019-12-19 2021-06-01 长沙理工大学 一种摊铺碾压施工监控装置的工作方法
CN110994993B (zh) * 2019-12-30 2021-01-29 施耐德电气（中国）有限公司 一种多通道双向升降压电路
CN111293753B (zh) * 2020-03-19 2021-07-27 上海度普新能源科技有限公司 一种充电枪的故障处理方法及系统
US11293995B2 (en) 2020-03-23 2022-04-05 Rosemount Aerospace Inc. Differential leakage current measurement for heater health monitoring
US11630140B2 (en) 2020-04-22 2023-04-18 Rosemount Aerospace Inc. Prognostic health monitoring for heater
CN111613743A (zh) * 2020-04-27 2020-09-01 中国石油天然气集团有限公司 耐高温高压存储式测井仪器可充电电源短节及充放电方法
CN112580289B (zh) * 2020-12-04 2024-03-19 华中科技大学 一种混合电容器功率状态在线估计方法及系统
US11905799B2 (en) * 2021-07-18 2024-02-20 Cnpc Usa Corporation Hybrid battery pack system
WO2023239270A1 (en) * 2022-06-10 2023-12-14 Epiroc Rock Drills Aktiebolag Control system, control unit and method therein for handling a condition of an energy storage
CN115345208B (zh) * 2022-10-19 2023-02-03 成都理工大学 基于顶帽变换的中子-伽马脉冲堆积甄别方法

Family Cites Families (144)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3982182A (en) 1973-08-13 1976-09-21 Coulter Electronics, Inc. Conductivity cell for particle study device
US4408259A (en) 1979-02-09 1983-10-04 Matsushita Electric Industrial Company, Limited Electrochemical double-layer capacitor
US4349910A (en) 1979-09-28 1982-09-14 Union Carbide Corporation Method and apparatus for orientation of electrode joint threads
US4839248A (en) * 1988-01-15 1989-06-13 Rainin Instrument Co., Inc. System and method for depassivating a passivated lithium battery in a battery powered microprocessor controlled device
US4934366A (en) 1988-09-01 1990-06-19 Siemens-Pacesetter, Inc. Feedthrough connector for implantable medical device
NL9001976A (nl) 1990-09-07 1992-04-01 Kinetron Bv Generator.
JPH05234814A (ja) * 1992-02-24 1993-09-10 Murata Mfg Co Ltd 電気二重層コンデンサ
CH686206A5 (it) 1992-03-26 1996-01-31 Asulab Sa Cellule photoelectrochimique regeneratrice transparente.
US5476709A (en) 1992-06-15 1995-12-19 Mitsui Toatsu Chemicals, Inc. Polymeric insulating material and formed article making use of the material
US5711988A (en) 1992-09-18 1998-01-27 Pinnacle Research Institute, Inc. Energy storage device and its methods of manufacture
EP0662248A4 (en) * 1992-09-18 2000-10-25 Pinnacle Research Inst Inc ENERGY ACCUMULATION DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF
US5440447A (en) 1993-07-02 1995-08-08 The Morgan Crucible Company, Plc High temperature feed-through system and method for making same
US5621607A (en) 1994-10-07 1997-04-15 Maxwell Laboratories, Inc. High performance double layer capacitors including aluminum carbon composite electrodes
US6031711A (en) 1996-05-15 2000-02-29 Hyperion Catalysis International, Inc. Graphitic nanofibers in electrochemical capacitors
ATE201939T1 (de) * 1996-08-19 2001-06-15 Siemens Ag Oesterreich Verfahren und schaltungsanordnung zum depassivieren einer batterie
US6193779B1 (en) 1997-02-19 2001-02-27 H. C. Starck Gmbh & Co. Kg Tantalum powder, method for producing same powder and sintered anodes obtained from it
US6683783B1 (en) 1997-03-07 2004-01-27 William Marsh Rice University Carbon fibers formed from single-wall carbon nanotubes
US6205016B1 (en) 1997-06-04 2001-03-20 Hyperion Catalysis International, Inc. Fibril composite electrode for electrochemical capacitors
US6045941A (en) * 1997-07-08 2000-04-04 Schlumberger Technology Corporation Method to determine the state of charge and remaining life of lithium batteries used in oilfield services applications
US6843119B2 (en) 1997-09-18 2005-01-18 Solinst Canada Limited Apparatus for measuring and recording data from boreholes
US6511760B1 (en) 1998-02-27 2003-01-28 Restek Corporation Method of passivating a gas vessel or component of a gas transfer system using a silicon overlay coating
US6247533B1 (en) 1998-03-09 2001-06-19 Seismic Recovery, Llc Utilization of energy from flowing fluids
US6141205A (en) 1998-04-03 2000-10-31 Medtronic, Inc. Implantable medical device having flat electrolytic capacitor with consolidated electrode tabs and corresponding feedthroughs
JP2000100672A (ja) 1998-09-22 2000-04-07 Okamura Kenkyusho:Kk 電気二重層コンデンサの製造方法
US6201685B1 (en) 1998-10-05 2001-03-13 General Electric Company Ultracapacitor current collector
US6232706B1 (en) 1998-11-12 2001-05-15 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Self-oriented bundles of carbon nanotubes and method of making same
US6118251A (en) * 1999-01-27 2000-09-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Battery depassivation and conditioning method and apparatus
US6444326B1 (en) 1999-03-05 2002-09-03 Restek Corporation Surface modification of solid supports through the thermal decomposition and functionalization of silanes
US6716554B2 (en) 1999-04-08 2004-04-06 Quallion Llc Battery case, cover, and feedthrough
EP1059266A3 (en) 1999-06-11 2000-12-20 Iljin Nanotech Co., Ltd. Mass synthesis method of high purity carbon nanotubes vertically aligned over large-size substrate using thermal chemical vapor deposition
EP1061554A1 (en) 1999-06-15 2000-12-20 Iljin Nanotech Co., Ltd. White light source using carbon nanotubes and fabrication method thereof
US6449139B1 (en) 1999-08-18 2002-09-10 Maxwell Electronic Components Group, Inc. Multi-electrode double layer capacitor having hermetic electrolyte seal
US6257332B1 (en) 1999-09-14 2001-07-10 Halliburton Energy Services, Inc. Well management system
JP2001160525A (ja) 1999-09-24 2001-06-12 Honda Motor Co Ltd 分極性電極用活性炭の前処理方法
TW497286B (en) 1999-09-30 2002-08-01 Canon Kk Rechargeable lithium battery and process for the production thereof
US6413285B1 (en) 1999-11-01 2002-07-02 Polyplus Battery Company Layered arrangements of lithium electrodes
US6304427B1 (en) 2000-01-07 2001-10-16 Kemet Electronics Corporation Combinations of materials to minimize ESR and maximize ESR stability of surface mount valve-metal capacitors after exposure to heat and/or humidity
US6679332B2 (en) 2000-01-24 2004-01-20 Shell Oil Company Petroleum well having downhole sensors, communication and power
KR100487069B1 (ko) 2000-04-12 2005-05-03 일진나노텍 주식회사 새로운 물질로 이루어진 전극을 이용하는 수퍼 커패시터 및 그 제조 방법
US6388423B1 (en) * 2001-02-23 2002-05-14 John W. Schilleci, Jr. Battery monitor and open circuit protector
JP2002270235A (ja) 2001-03-07 2002-09-20 Nisshinbo Ind Inc 高分子ゲル電解質用プレゲル組成物及びその脱水方法並びに二次電池及び電気二重層キャパシタ
US6872681B2 (en) 2001-05-18 2005-03-29 Hyperion Catalysis International, Inc. Modification of nanotubes oxidation with peroxygen compounds
US6497974B2 (en) * 2001-05-23 2002-12-24 Avista Laboratories, Inc. Fuel cell power system, method of distributing power, and method of operating a fuel cell power system
JP2003045759A (ja) 2001-07-30 2003-02-14 Meidensha Corp 電気二重層キャパシタの自己放電特性改善方法
JP2003089371A (ja) 2001-09-17 2003-03-25 Honda Motor Co Ltd 車両用発光装置
JP2003173936A (ja) 2001-09-28 2003-06-20 Sanyo Chem Ind Ltd 電気化学キャパシタ用電解液およびそれを用いた電気化学キャパシタ
US20080068801A1 (en) 2001-10-04 2008-03-20 Ise Corporation High-Power Ultracapacitor Energy Storage Cell Pack and Coupling Method
JP2003115422A (ja) * 2001-10-05 2003-04-18 Nissan Diesel Motor Co Ltd 電気二重層キャパシタの製造方法
JP3941917B2 (ja) 2001-10-19 2007-07-11 Ｎｅｃトーキン株式会社 電気二重層コンデンサの製造方法及び電気二重層コンデンサ
ATE502414T1 (de) 2002-01-09 2011-04-15 Eco Bat Indiana Llc Verfahren zum entfernen eines elektrolyts aus einer energiespeicherung und/oder einer umsetzungseinrichtung mit einem superkritischen fluid
CA2367290A1 (fr) 2002-01-16 2003-07-16 Hydro Quebec Electrolyte polymere a haute stabilite > 4 volts comme electrolyte pour supercondensateur hybride et generateur electrochimique
US6872645B2 (en) 2002-04-02 2005-03-29 Nanosys, Inc. Methods of positioning and/or orienting nanostructures
EP1498389A4 (en) * 2002-04-22 2010-10-20 Kuraray Chemical Kk PROCESS FOR PRODUCING ACTIVE CHARCOAL, POLARIZABLE ELECTRODE AND CAPACITOR WITH DOUBLE ELECTRIC LAYER
US7335395B2 (en) 2002-04-23 2008-02-26 Nantero, Inc. Methods of using pre-formed nanotubes to make carbon nanotube films, layers, fabrics, ribbons, elements and articles
US7452452B2 (en) 2002-04-29 2008-11-18 The Trustees Of Boston College Carbon nanotube nanoelectrode arrays
JP4439797B2 (ja) * 2002-10-03 2010-03-24 株式会社日本触媒 イオン伝導体用材料
EP1411533A1 (en) 2002-10-09 2004-04-21 Asahi Glass Company, Limited Electric double layer capacitor and process for its production
EP2323145A1 (en) 2002-10-31 2011-05-18 Mitsubishi Chemical Corporation Electrolytic solution for electrolytic capacitor and electrolytic capacitor as well as method for preparing an organic onium tetrafluoroaluminate
DE10250808B3 (de) 2002-10-31 2004-04-08 Honeywell Specialty Chemicals Seelze Gmbh Tetraalkylammoniumtetrafluoroborat-haltige Elektrolytzusammensetzung, Verfahren zur Herstellung dieser Tetraalkylammoniumtetrafluoroborathaltiger Elektrolytzusammensetzungen sowie deren Verwendung
JP2004207451A (ja) * 2002-12-25 2004-07-22 Sanyo Chem Ind Ltd 電解液
KR100675366B1 (ko) 2002-12-30 2007-01-29 주식회사 네스캡 전기에너지 저장장치 및 이의 충방전 방법
TWI236778B (en) 2003-01-06 2005-07-21 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Lithium ion battery
US6764874B1 (en) 2003-01-30 2004-07-20 Motorola, Inc. Method for chemical vapor deposition of single walled carbon nanotubes
AU2003900633A0 (en) 2003-02-13 2003-02-27 Energy Storage Systems Pty Ltd A resistive balance for an energy storage device
US7070833B2 (en) 2003-03-05 2006-07-04 Restek Corporation Method for chemical vapor deposition of silicon on to substrates for use in corrosive and vacuum environments
DE10313207A1 (de) 2003-03-25 2004-10-07 Basf Ag Reinigung oder Aufarbeitung von Ionischen Flüssigkeiten mit adsorptiven Trennverfahren
US7009363B2 (en) * 2003-03-26 2006-03-07 Pathfinder Energy Services, Inc. Optimized battery life in multiple battery applications
JPWO2004088690A1 (ja) 2003-03-31 2006-07-06 東洋アルミニウム株式会社 コンデンサ陰極用箔およびその製造方法
US20040229117A1 (en) 2003-05-14 2004-11-18 Masaya Mitani Electrochemical cell stack
US6914341B1 (en) 2003-07-29 2005-07-05 Mcintyre Stephen Rotational inertia aided electric generator
US7201627B2 (en) 2003-07-31 2007-04-10 Semiconductor Energy Laboratory, Co., Ltd. Method for manufacturing ultrafine carbon fiber and field emission element
CN100399480C (zh) * 2003-09-30 2008-07-02 清华大学深圳研究生院 层叠式超级电容器的制造方法
JP4415673B2 (ja) 2003-12-26 2010-02-17 Ｔｄｋ株式会社 キャパシタ用電極の製造方法
CN100468856C (zh) 2003-12-29 2009-03-11 国际壳牌研究有限公司 在高温下使用的电化学元件
US7017417B2 (en) * 2004-02-10 2006-03-28 Weatherford/Lamb, Inc. Pressure sensor assembly suitable for use in harsh environments
JP2005234814A (ja) * 2004-02-18 2005-09-02 Fujitsu Ltd プログラム、プログラム構築方法、記憶媒体、プログラム構築システム、端末装置
US7999695B2 (en) 2004-03-03 2011-08-16 Halliburton Energy Services, Inc. Surface real-time processing of downhole data
US7521153B2 (en) 2004-03-16 2009-04-21 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Corrosion protection using protected electron collector
US20050231893A1 (en) 2004-04-19 2005-10-20 Harvey Troy A Electric double layer capacitor enclosed in polymer housing
JP4379247B2 (ja) 2004-04-23 2009-12-09 住友電気工業株式会社 カーボンナノ構造体の製造方法
US20050238810A1 (en) 2004-04-26 2005-10-27 Mainstream Engineering Corp. Nanotube/metal substrate composites and methods for producing such composites
GB0412314D0 (en) * 2004-06-02 2004-07-07 Glaxo Group Ltd Compounds
US8277984B2 (en) 2006-05-02 2012-10-02 The Penn State Research Foundation Substrate-enhanced microbial fuel cells
US7245478B2 (en) 2004-08-16 2007-07-17 Maxwell Technologies, Inc. Enhanced breakdown voltage electrode
US20080090183A1 (en) 2004-10-22 2008-04-17 Lingbo Zhu Aligned Carbon Nanotubes And Method For Construction Thereof
KR100627313B1 (ko) 2004-11-30 2006-09-25 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
WO2006060708A1 (en) * 2004-12-03 2006-06-08 Halliburton Energy Services, Inc. Switchable power allocation in a downhole operation
US7699102B2 (en) * 2004-12-03 2010-04-20 Halliburton Energy Services, Inc. Rechargeable energy storage device in a downhole operation
DE102004058907A1 (de) 2004-12-07 2006-06-08 Basf Ag Reinigung von ionischen Flüssigkeiten
US7667942B2 (en) * 2004-12-13 2010-02-23 Schlumberger Technology Corporation Battery switch for downhole tools
US7381367B1 (en) 2005-03-21 2008-06-03 Catalytic Materials, Llc Aluminum electrolytic capacitor having an anode having a uniform array of micron-sized pores
US7126207B2 (en) 2005-03-24 2006-10-24 Intel Corporation Capacitor with carbon nanotubes
US7800886B2 (en) 2005-04-12 2010-09-21 Sumitomo Chemical Company, Limited Electric double layer capacitor
WO2006115111A1 (ja) 2005-04-20 2006-11-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. コンデンサ及びその製造方法
US20060256506A1 (en) 2005-04-27 2006-11-16 Showa Denko K.K. Solid electrolyte capacitor and process for producing same
US8164307B2 (en) * 2005-05-27 2012-04-24 Savi Technology, Inc. Method and apparatus for monitoring the voltage of a battery
WO2006130511A1 (en) 2005-05-31 2006-12-07 Corning Incorporated Cellular honeycomb ultracapacitors and hybrid capacitors and methods for producing
US7511941B1 (en) 2005-06-08 2009-03-31 Maxwell Technologies, Inc. Ultrasonic sealed fill hole
US7271994B2 (en) 2005-06-08 2007-09-18 Greatbatch Ltd. Energy dense electrolytic capacitor
TWI367511B (en) 2005-06-10 2012-07-01 Japan Gore Tex Inc Electrode for electric double layer capacitor and electric double layer capacitor
US7475593B2 (en) * 2005-06-24 2009-01-13 Precision Energy Services, Inc. High temperature near infrared for measurements and telemetry in well boreholes
CN101142643B (zh) 2005-07-29 2011-06-22 精工电子有限公司 电化学电池
US7466539B2 (en) 2005-09-30 2008-12-16 Wisconsin Alumni Research Foundation Electrochemical double-layer capacitor using organosilicon electrolytes
WO2007062125A1 (en) 2005-11-22 2007-05-31 Maxwell Technologies, Inc. Ultracapacitor pressure control system
JP5179015B2 (ja) * 2005-12-13 2013-04-10 パナソニック株式会社 コンデンサ
US7692411B2 (en) 2006-01-05 2010-04-06 Tpl, Inc. System for energy harvesting and/or generation, storage, and delivery
JP4817296B2 (ja) 2006-01-06 2011-11-16 独立行政法人産業技術総合研究所 配向カーボンナノチューブ・バルク集合体ならびにその製造方法および用途
JP5112885B2 (ja) 2006-01-30 2013-01-09 京セラ株式会社 蓄電体用容器ならびにそれを用いた電池および電気二重層キャパシタ
WO2008054839A2 (en) 2006-03-03 2008-05-08 William Marsh Rice University Carbon nanotube diameter selection by pretreatment of metal catalysts on surfaces
WO2007101303A1 (en) 2006-03-08 2007-09-13 Cap-Xx Limited Electrolyte
US20070258192A1 (en) 2006-05-05 2007-11-08 Joel Schindall Engineered structure for charge storage and method of making
US7990679B2 (en) 2006-07-14 2011-08-02 Dais Analytic Corporation Nanoparticle ultracapacitor
KR101375675B1 (ko) 2006-07-27 2014-03-19 니치콘 가부시키가이샤 이온성 화합물
US8284539B2 (en) 2006-08-02 2012-10-09 Ada Technologies, Inc. High performance ultracapacitors with carbon nanomaterials and ionic liquids
US7658247B2 (en) * 2006-09-20 2010-02-09 Gatekeeper Systems, Inc. Systems and methods for power storage and management from intermittent power sources
JP2008088135A (ja) * 2006-10-05 2008-04-17 Japan Carlit Co Ltd:The 第四級イミダゾリウムテトラフルオロボレートの精製方法及び該方法により精製した第四級イミダゾリウムテトラフルオロボレートを用いた電気二重層キャパシタ
US7399102B2 (en) * 2006-11-27 2008-07-15 Sullivan James E Portable self contained light generating device powered by a flow of falling granular material
EP2669469A3 (en) * 2007-01-08 2016-07-20 Baker Hughes Incorporated Drilling components and systems to dynamically control drilling dysfunctions
JP4895028B2 (ja) 2007-03-31 2012-03-14 日本ケミコン株式会社 電気二重層キャパシタ
US7834622B2 (en) * 2007-10-18 2010-11-16 Baker Hughes Incorporated Configurable magnet assembly for using in NMR well logging instrument
US7983022B2 (en) 2008-03-05 2011-07-19 Greatbatch Ltd. Electrically connecting multiple cathodes in a case negative multi-anode capacitor
JP4472785B2 (ja) 2008-04-16 2010-06-02 日東電工株式会社 繊維状柱状構造体集合体およびそれを用いた粘着部材
US7897209B2 (en) 2008-04-16 2011-03-01 Zeon Corporation Apparatus and method for producing aligned carbon-nanotube aggregates
WO2009137508A1 (en) * 2008-05-05 2009-11-12 Ada Technologies, Inc. High performance carbon nanocomposites for ultracapacitors
US8789791B2 (en) * 2008-06-10 2014-07-29 Lockheed Martin Corporation Electrical system and electrical accumulator for electrical actuation and related methods
FR2933814B1 (fr) 2008-07-11 2011-03-25 Commissariat Energie Atomique Electrolytes liquides ioniques comprenant un surfactant et dispositifs electrochimiques tels que des accumulateurs les comprenant
US9243013B2 (en) 2008-08-22 2016-01-26 Nippon Shokubai Co., Ltd. Ionic compound, method for producing the same, and ion-conductive material comprising the same
US8531818B2 (en) 2008-12-08 2013-09-10 Panasonic Corporation Electric double layer capacitor and method for manufacturing the same
JP2010283309A (ja) 2009-06-08 2010-12-16 Mitsubishi Chemicals Corp 電気化学キャパシタ用電解液およびそれを用いた電気化学キャパシタ
WO2011029006A2 (en) * 2009-09-04 2011-03-10 Board Of Regents, The University Of Texas System Ionic liquids for use in ultracapacitor and graphene-based ultracapacitor
US8194395B2 (en) 2009-10-08 2012-06-05 Avx Corporation Hermetically sealed capacitor assembly
US8373971B2 (en) 2010-01-13 2013-02-12 Karl S. YOUNG Supercapacitors using nanotube fibers and methods of making the same
US8102642B2 (en) 2010-08-06 2012-01-24 International Battery, Inc. Large format ultracapacitors and method of assembly
US8760851B2 (en) 2010-12-21 2014-06-24 Fastcap Systems Corporation Electrochemical double-layer capacitor for high temperature applications
US9001495B2 (en) 2011-02-23 2015-04-07 Fastcap Systems Corporation High power and high energy electrodes using carbon nanotubes
CN104271880A (zh) 2011-05-24 2015-01-07 快帽系统公司 用于高温应用的具有可再充电能量存储器的电力系统
US20120313586A1 (en) 2011-06-09 2012-12-13 Fastcap Systems Corporation Automotive electrified drive train systems with high temperature rechargeable energy storage device
US9558894B2 (en) 2011-07-08 2017-01-31 Fastcap Systems Corporation Advanced electrolyte systems and their use in energy storage devices
US8932750B2 (en) 2011-07-27 2015-01-13 Fastcap Systems Corporation Aluminum housing with a hermetic seal
US9017634B2 (en) 2011-08-19 2015-04-28 Fastcap Systems Corporation In-line manufacture of carbon nanotubes
US20130141840A1 (en) 2011-12-05 2013-06-06 Fastcap Systems Corporation On-board power supply
US20140057164A1 (en) 2012-05-02 2014-02-27 Fastcap Systems Corporation Enhanced carbon based electrode for use in energy storage devices
US9206672B2 (en) 2013-03-15 2015-12-08 Fastcap Systems Corporation Inertial energy generator for supplying power to a downhole tool
US20140265565A1 (en) 2013-03-15 2014-09-18 Fastcap Systems Corporation Modular signal interface devices and related downhole power and data systems

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