BR112016027402B1

BR112016027402B1 - Método e sistema para avaliação de sistema elétrico submersível e meios de armazenamento legíveis por computador não transitórios

Info

Publication number: BR112016027402B1
Application number: BR112016027402-4A
Authority: BR
Inventors: Dudi Rendusara; Andrew Meredith; Emmanuel Coste; Leo Steenson; Albert Hoefel
Original assignee: Schlumberger Technology B.V.
Priority date: 2014-05-23
Filing date: 2015-05-22
Publication date: 2022-08-09
Also published as: SA516380345B1; US20170089192A1; WO2015179775A1; US10876393B2; CA2949533A1; CA2949533C; BR112016027402A2

Abstract

MÉTODO, SISTEMA, E UM OU MAIS MEIOS DE ARMAZENAMENTO LEGÍVEIS POR COMPUTADOR Um método pode incluir o recebimento de informações do sensor a partir de pelo menos um sensor disposto num ambiente de fundo de poço, que inclui uma bomba elétrica submersível operativamente acoplada a uma unidade de energia através de um cabo; recebimento de informações elétricas associadas a transmissão de energia através do cabo; e identificação de um estado da bomba elétrica submersível através de um modelo adaptativo de, pelo menos, o cabo e a bomba elétrica submersível baseado, pelo menos em parte, sobre uma parte das informações do sensor e uma porção da informação elétrica.

Description

FUNDAMENTOS

[0001] Como exemplo, equipamentos de elevação artificial, como uma bomba elétrica submersível (na sigla em inglês para Electric Submersible Pump, ESP) pode incluir um motor elétrico multifase. Num tal exemplo, submersível pode referir a uma disposição de componentes de ESP que permitem que o seu funcionamento quando disposta numa posição numa formação geológica, tais como uma posição dentro de um reservatório de fluido. Por exemplo, um motor elétrico de fases múltiplas submersível pode ser um motor selado (por exemplo, hermeticamente selado, etc.) em que uma ou mais vedações (por exemplo, mecânicas, fluidas, etc.) atuam para preservar a integridade do motor quando disposto num ambiente. Como um exemplo, um sistema que é, pelo menos em parte submersível pode incluir um motor elétrico de fases múltiplas submersível, que pode operacionalmente acionar uma bomba e/ou outro equipamento.

RESUMO

[0002] Um método pode incluir o recebimento de informações do sensor a partir de pelo menos um sensor disposto num ambiente de fundo de poço, que inclui uma bomba elétrica submersível operativamente acoplada a uma unidade de energia através de um cabo; recebimento de informações elétricas associadas a transmissão de energia através do cabo; e identificação de um estado da bomba elétrica submersível através de um modelo adaptativo de, pelo menos, o cabo e a bomba elétrica submersível baseado, pelo menos em parte, sobre uma parte das informações do sensor e uma porção da informação elétrica. Um sistema pode incluir um processador; memória operativamente acoplada ao processador; e um ou mais módulos armazenados na memória que incluem instruções do processador executável, onde as instruções incluem instruções para instruir o sistema para receber informações do sensor a partir de pelo menos um sensor disposto num ambiente de fundo de poço, que inclui uma bomba elétrica submersível operativamente acoplada a uma unidade de energia através de um cabo; recebimento de informações elétricas associadas a transmissão de energia através do cabo; e identificação de um estado da bomba elétrica submersível através de um modelo adaptativo de, pelo menos, o cabo e a bomba elétrica submersível baseado, pelo menos em parte, sobre uma parte das informações do sensor e uma porção da informação elétrica. Um ou mais meios de armazenamento legíveis por computador podem incluir instruções executáveis por processador que podem incluir instruções para instruir um sistema de computação para: receber informações do sensor a partir de pelo menos um sensor disposto num ambiente de fundo de poço, que inclui uma bomba elétrica submersível operativamente acoplada a uma unidade de energia através de um cabo; recebimento de informações elétricas associadas a transmissão de energia através do cabo; e identificação de um estado da bomba elétrica submersível através de um modelo adaptativo de, pelo menos, o cabo e a bomba elétrica submersível baseado, pelo menos em parte, sobre uma parte das informações do sensor e uma porção da informação elétrica. São descritos também vários outros aparelhos, sistemas, métodos etc.

[0003] Este sumário é fornecido para apresentar uma seleção de conceitos que são mais bem descritos abaixo na descrição detalhada. Este sumário não se destina a identificar características chave ou essenciais do assunto reivindicado, nem se destina a ser utilizado como um auxílio para se limitar o assunto reivindicado.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0004] Características e vantagens das implementações descritas podem ser mais facilmente compreendidas através de referências à seguinte descrição tomada em conjunto com os desenhos anexos.

[0005] FIG. 1 ilustra exemplos de equipamentos em ambientes geológicos;

[0006] FIG. 2 ilustra um exemplo de um sistema de bomba submersível eléctrica;

[0007] FIG. 3 ilustra exemplos de equipamento;

[0008] FIG. 4 ilustra exemplos de equipamento;

[0009] FIG. 5 ilustra um exemplo de um sistema;

[00010] Fig. 6 ilustra um exemplo de um sistema;

[00011] Fig. 7 ilustra um exemplo de um sistema;

[00012] FIG. 8 ilustra um exemplo de um motor elétrico e exemplos de sensores;

[00013] FIG. 9 ilustra um exemplo de uma bomba e exemplos de sensores;

[00014] FIG. 10 ilustra um exemplo de um método e um exemplo de um cenário;

[00015] FIG. 11 ilustra exemplos de módulos, um exemplo de um sistema de ESP, um exemplo de um método e um exemplo de um sistema;

[00016] Fig. 12 ilustra um exemplo de um sistema;

[00017] Fig. 13 ilustra um exemplo de um modelo;

[00018] Fig. 14 ilustra um exemplo de um modelo;

[00019] Fig. 15 ilustra um exemplo de um sistema;

[00020] FIG. 16 ilustra um exemplo de um sistema;

[00021] Fig. 17 ilustra um exemplo de um sistema;

[00022] Fig. 18 ilustra um exemplo de um sistema;

[00023] FIG. 19 ilustra um exemplo de um método de; e

[00024] FIG. 20 ilustra exemplos de componentes de um sistema e de um sistema em rede.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[00025] A descrição a seguir inclui o melhor modo presentemente contemplado para praticar as implementações descritas. Esta descrição não deve ser tomada num sentido limitativo, mas é feita apenas com a finalidade de descrever os princípios gerais das implementações. O escopo das implementações descritas deve ser determinado com referência às reivindicações emitidas.

[00026] Uma bomba submersível elétrica (ESP) ou outro equipamento de fundo de poço pode incluir um ou mais motores elétricos. Um motor pode ser acionado, por exemplo, por meio de uma fonte de alimentação de múltiplas fases e de um cabo de energia ou cabos que fornecem, por exemplo, um sinal de energia de AC de 3 fases. Como um exemplo, um motor ESP pode ser acoplado a um sinal de potência de três fases através de uma rede indutora equilibrada que possui um nó neutro subterrâneo, que pode ser referido como um "nó wye" ou "ponto wye" do motor de ESP. Voltagem e níveis de corrente do sinal de energia de AC de 3 fases fornecidos por uma fonte de alimentação a um motor ESP podem ser, por exemplo, da ordem de vários kilovolts (por exemplo, ou mais), e dezenas de amperes e oscilar a uma frequência do ordem de cerca de 60 Hz.

[00027] Ajustes podem ser feitos a uma ESP, por exemplo, onde a ESP é equipada com uma unidade de velocidade variável (na sigla em inglês para Variable Speed Drive, VSD). Como um exemplo, uma unidade VSD pode incluir um controlador de ESP, tais como, por exemplo, o controlador UNICONNTM comercializado pela Schlumberger Limited (Houston, Texas). Em conjunto, uma unidade VSD com um controlador ESP permite variações na velocidade do motor, o que pode gerir melhor a energia, calor, etc.

[00028] Como um exemplo, uma ESP pode incluir um ou mais sensores (por exemplo, medidores) que medem qualquer um de uma variedade de fenômenos (por exemplo, temperatura, pressão, vibração, etc.). Um sensor comercialmente disponível é o PHOENIX MULTISENSORTM comercializado pela Schlumberger Limited (Houston, Texas), que monitora pressão de admissão e de descarga; as temperaturas de admissão, do motor e de descarga; e vibração e vazamento de corrente. Um sistema de monitoramento de ESP pode incluir um sistema de controle de supervisão e de aquisição de dados (na sigla em inglês para Supervisory Control and Data Acquisition, SCADA). Sistemas de vigilância comercialmente disponíveis incluem os sistemas de vigilância ESPWATCHERTM e o LIFTWATCHERTM comercializados pela Schlumberger Limited (Houston, Texas), que fornecem a comunicação de dados, por exemplo, entre uma equipe de produção e equipamento de dados de campo/ poço (por exemplo, com ou sem instalações SCADA). Tal sistema pode emitir instruções para, por exemplo, iniciar, parar ou controlar a velocidade ESP através de um controlador ESP.

[00029] Como exemplo, um cabo de alimentação pode fornecer entrega de energia a uma ESP, outros equipamentos no fundo do poço ou uma ESP e outros equipamentos de fundo do poço. Tal cabo de alimentação também pode fornecer transmissão de dados para equipamentos de fundo de poço, dos equipamentos de fundo de poço ou para e de equipamentos de fundo do poço.

[00030] Quando os dados são transmitidos através de um cabo de alimentação de uma localização "remota" para uma base ou outra localização "local", o processo de transmissão de dados pode ser parte de um processo de monitoramento remoto. Por exemplo, quando um motor elétrico no fundo do poço é alimentado com energia de 3 fases através de um cabo de energia, um sensor no fundo do poço pode tocar em um ponto wye do motor elétrico para transmitir dados através do cabo de alimentação. Um processo de monitoramento remoto pode, por exemplo, monitorar vários parâmetros associados com a operação do equipamento no fundo do poço, fenômenos físicos, etc. Tais monitoramentos podem facilitar a operação do equipamento de fundo de poço ou outros equipamentos (por exemplo, por um operador, um controlador, etc.). Por exemplo, assim como para uma ESP de fundo do poço, o monitoramento remoto pode fornecer conhecimento dos valores reais dos parâmetros do poço em relação ao reservatório circundante ou fluidos do poço de exploração. Uma ligação de comunicação de dados monitorados de fundo de poço para cima do poço pode economicamente ser implementada usando o mesmo cabo de potência que proporciona a energia eléctrica para um ou mais motores de ESP (por exemplo, notar que uma tal ligação pode ser utilizada de um modo inverso para transmitir dados (por exemplo, instruções de controle, etc.) para equipamentos de fundo de poço (por exemplo, uma ESP, um sensor, etc.)).

[00031] Quanto aos problemas associados às operações de ESP, uma fonte de alimentação pode experimentar fases desequilibradas, picos de tensão, presença de harmônicos, quedas de raios, etc., o que pode, por exemplo, aumentar a temperatura de um motor ESP, um cabo de alimentação, etc ; um controlador de motor pode enfrentar problemas quando submetido a condições extremas (por exemplo, temperaturas altas / baixas, alto nível de umidade, etc.); um motor ESP pode sofrer um curto-circuito devido a detritos no seu óleo lubrificante, avanço de água para o seu óleo lubrificante, o ruído de um transformador que resulta em desgaste (por exemplo, isolamento, etc.), o que pode levar à contaminação de óleo lubrificante; e um cabo de alimentação pode experimentar problemas (por exemplo, curto-circuito ou outros) devido à descarga elétrica no isolamento em torno de um ou mais condutores (por exemplo, mais provável em voltagens mais altas), má qualidade de fabricação (por exemplo, do isolamento, armadura, etc.) , avanço de água, o ruído de um transformador, dano físico direto (por exemplo, esmagamento, corte, etc.) durante operações de funcionamento ou arrasto), danos químicos (por exemplo, corrosão), a deterioração devido à alta temperatura, corrente acima de um limite projetado, resultando em aumento da temperatura, das tensões eléctricas, etc.

[00032] Para entender melhor como equipamentos de fundo de poço podem encaixar-se em uma operação global, alguns exemplos de processos são descritos a seguir, tal como aplicado a bacias e, por exemplo, a produção de um ou mais reservatórios em uma bacia.

[00033] Fig. 1 mostra exemplos de ambientes geológicos 120 e 140. Na Fig. 1, o ambiente geológico 120 pode ser uma bacia sedimentar que inclui camadas (por exemplo, estratificação), que incluem um reservatório 121 e que pode ser, por exemplo, intersectado por uma falha (por exemplo, 123 ou falhas). Por exemplo, o ambiente geológico 120 pode ser equipado com uma variedade de sensores, detectores, ativadores, etc. Por exemplo, o equipamento 122 pode incluir circuitos de comunicação para receber e transmitir informações a respeito de uma ou mais redes 125. Essas informações podem incluir informações associadas a equipamentos de fundo de poço 124, que podem ser um equipamento para adquirir informações, para ajudar na recuperação de recursos, etc. Outro equipamento 126 pode se situar remotamente em um local do poço e incluir a detecção, emissão ou outros circuitos. Esses equipamentos podem compreender armazenamento e circuitos de comunicação para armazenar e comunicar dados, instruções, etc. Por exemplo, um ou mais satélites podem ser fornecidos para fins de comunicação, aquisição de dados, etc. Por exemplo, a Fig. 1 mostra um satélite em comunicação com a rede 125, que pode ser configurada para comunicação, notando que o satélite pode adicionalmente ou alternativamente incluir circuitos para imagens (por exemplo, espacial, espectral, temporal, radiométrica, etc).

[00034] Fig. 1 também mostra o ambiente geológico 120 incluindo opcionalmente equipamentos 127 e 128 associados com um poço que inclui uma porção substancialmente horizontal que pode intersectar com uma ou mais fraturas 129. Por exemplo, considere um poço com a formação de xisto que pode incluir fraturas naturais, artificiais (por exemplo, fraturas hidráulicas) ou uma combinação de fraturas naturais e artificiais. Como um exemplo, um poço pode ser perfurado para um reservatório que é lateralmente extenso. Em tal exemplo, variações laterais nas propriedades, saliências, etc. podem existir onde uma avaliação de tais variações pode ajudar no planejamento, operações, etc, para desenvolver o reservatório (por exemplo, via fraturamento, injeção, extração, etc.). Por exemplo, o equipamento 127 e/ou 128 pode incluir componentes, um sistema, sistemas, etc. para fraturamento, detecção sísmica, análise de dados sísmicos, a avaliação de uma ou mais fraturas, etc.

[00035] Como para o ambiente geológico 140, mostrado na Fig. 1, que inclui dois poços 141 e 143 (por exemplo, orifícios), que podem ser, por exemplo, dispostos, pelo menos parcialmente, numa camada tal como uma camada de areia, disposto entre rocha de cobertura e de xisto. Como um exemplo, o ambiente geológico 140 pode ser dotado de equipamento 145, que pode ser, por exemplo, um equipamento de drenagem por gravidade assistida de vapor (na sigla em inglês para Steam Assisted Gravity Drainage, SAGD) para injeção de vapor para aumentar a extração de um recurso a partir de um reservatório. SAGD é uma técnica que envolve a administração subterrâneo de vapor para melhorar o fluxo de petróleo pesado, betume, etc. SAGD pode ser aplicado para a recuperação avançada de petróleo (na sigla em inglês para Enhanced Oil Recovery, EOR), que também é conhecida como recuperação terciária, pois muda as propriedades do petróleo in situ.

[00036] Como um exemplo, uma operação de SAGD no ambiente geológico 140 pode usar o poço 141 para injeção de vapor e o poço 143 para a produção de recursos. Em tal exemplo, o equipamento 145 pode ser um gerador de vapor de fundo do poço e o equipamento 147 pode ser uma bomba submersível elétrica (por exemplo, um ESP).

[00037] Como está representado na vista em corte transversal da Fig. 1, o vapor injetado através do poço 141 pode elevar-se em uma porção subterrânea do ambiente geológico e transferir o calor para um recurso desejável, tais como petróleo pesado. Por sua vez, na medida em que o recurso é aquecido, a sua viscosidade diminui, permitindo que ele flua mais facilmente para o poço 143 (por exemplo, um poço de produção de recursos). Em tal exemplo, o equipamento 147 (por exemplo, uma ESP) pode, em seguida, ajudar com o levantamento do recurso no poço 143 para, por exemplo, uma instalação de superfície (por exemplo, através de uma boca de poço, etc.). Por exemplo, quando um poço de produção inclui equipamento de elevação artificial, tal como um ESP, o funcionamento de tal equipamento pode ser afetado pela presença de vapor de água condensado (por exemplo, água adicionada a uma fonte desejada). Nesse exemplo, uma ESP pode experimentar condições que podem depender, em partes, da operação de um outro equipamento (por exemplo, injeção de vapor, operação de outra ESP, etc.).

[00038] Condições em um ambiente geológico podem ser transitórias e/ou persistentes. Quando o equipamento é colocado dentro de um ambiente geológico, a longevidade do equipamento pode depender de características do ambiente e, por exemplo, a duração de utilização do equipamento assim como o funcionamento do equipamento. Quando o equipamento deve suportar um ambiente ao longo de um extenso período de tempo, pode surgir incerteza em um ou mais fatores que podem afetar a integridade ou a vida útil prevista do equipamento. Como um exemplo, quando um período de tempo pode ser da ordem de décadas, o equipamento que se destina a durar tal período de tempo pode ser construído para suportar condições impostas sobre ele, quer impostas por um ambiente ou ambientes e/ou por uma ou mais funções do próprio equipamento.

[00039] Fig. 2 mostra um exemplo de um sistema ESP 200 que inclui um ESP 210 como um exemplo de equipamento que pode ser colocado em um ambiente geológico. Como um exemplo, pode-se esperar que um ESP funcione num ambiente durante um período de tempo prolongado (por exemplo, opcionalmente, da ordem de anos). Como um exemplo, ESPs disponíveis comercialmente (tais como o ESPs REDATM comercializadas pela Schlumberger Limited, Houston, Texas) podem ser utilizadas em várias aplicações.

[00040] No exemplo da Fig. 2, o sistema de ESP 200 pode ser acoplado a uma rede 201 e os vários componentes podem ser dispostos em um poço 203 num ambiente geológico (por exemplo, com equipamento de superfície, etc). Como mostrado, o sistema ESP pode incluir uma fonte de alimentação 205, a ESP 210, um controlador 230, um controlador de motor 250 e uma unidade de velocidade variável (VSD) 270. A fonte de alimentação 205 pode receber energia de uma rede de energia, um gerador no local (por exemplo, turbina a gás natural) e/ou outra fonte. A fonte de alimentação 205 pode fornecer uma voltagem de, por exemplo, cerca de 4,16 kV.

[00041] Como mostrado, o poço 203 inclui uma cabeça de poço, que pode incluir equipamento, tal como um afogador (por exemplo, uma válvula de afogador), etc. Por exemplo, o poço 203 pode incluir uma válvula de afogador para controlar várias operações, tais como para reduzir a pressão de um fluido de alta pressão em um poço de exploração fechado à pressão atmosférica. Válvulas de estrangulamento ajustáveis podem incluir válvulas construídas para resistir ao desgaste causado pela alta velocidade com que líquidos com sólidos fluem, através de restrição ou elementos de vedação. Uma cabeça de poço pode incluir um ou mais sensores, tais como um sensor de temperatura, um sensor de pressão, um sensor de sólidos, etc.

[00042] No caso do ESP 210, este é mostrado como incluindo cabos 211 (por exemplo, ou um cabo), uma bomba 212, elementos de manipulação de gás 213, uma entrada de bomba 214, um motor 215, um ou mais sensores 216 (por exemplo, de temperatura, pressão, tensão, fuga de corrente, vibração, etc.) e, opcionalmente, um protetor 217.

[00043] Como um exemplo, uma ESP pode incluir um motor ESP de alta temperatura REDATM HotlineTM. Um tal motor pode ser adequado para implementação num sistema de produção de óleo pesado de recuperação térmica, tal como, por exemplo, o sistema SAGD ou outro sistema de alagamento por vapor.

[00044] Como um exemplo, um motor ESP pode incluir uma gaiola de esquilo trifásica com a indução de dois pólos. Como um exemplo, um motor de ESP pode incluir lâminas de estator de aço que podem ajudar a concentrar as forças magnéticas nos rotores, por exemplo, para ajudar a reduzir a perda de energia. Por exemplo, os enrolamentos do estator podem incluir cobre e isolamento. Como um exemplo, um motor ESP pode incluir um ou mais imãs permanentes.

[00045] No exemplo da Fig. 2, o poço 203 pode incluir um ou mais sensores de poço 220, por exemplo, tais como os sensores OPTICLINETM disponíveis comercialmente ou sensores WELLWATCHER BRITEBLUETM comercializados pela Schlumberger Limited (Houston, Texas). Tais sensores são baseados em uma ou mais fibras ópticas para detecção em tempo real da temperatura, por exemplo, em SAGD ou outras operações. Como exemplo, tal informação pode ser recebida por um ou mais do controlador 230, o controlador de motor ESP 250, a unidade VSD 270, etc. Como mostrado no exemplo da Fig. 1, um poço pode incluir uma parte relativamente horizontal. Essa parte pode recolher petróleo pesado e aquecido sensível a injeção de vapor. As medições de temperatura ao longo do comprimento do poço podem fornecer feedback, por exemplo, para compreender condições de fundo de poço de um ESP, junto da ESP ou a jusante da ESP. Sensores de poço podem se estender milhares de pés para dentro de um poço (por exemplo, considere distâncias de cerca de 4.000 pés ou 1.220 m ou mais) e, opcionalmente, para além da posição de uma ESP.

[00046] No exemplo da Fig. 2, o controlador 230 pode incluir uma ou mais interfaces, por exemplo, para a recepção, transmissão ou recepção e transmissão de informação para o controlador de motor 250, uma unidade VSD 270, a fonte de alimentação 205 (por exemplo, um gerador de turbina alimentado a gás, uma companhia de energia, etc.), a rede 201, equipamento no poço 203, equipamento em outro poço, etc.

[00047] Como mostrado na Fig. 2, o controlador 230 pode incluir ou fornecer acesso a um ou mais módulos ou estruturas. Além disso, o controlador 230 pode incluir características de um controlador do motor de ESP e, opcionalmente, substituir o controlador do motor de ESP 250. Por exemplo, o controlador 230 pode incluir o controlador do motor 282 UNICONNTM comercializado pela Schlumberger Limited (Houston, Texas). No exemplo da Fig. 2, o controlador 230 pode acessar um ou mais dos quadros 284 PIPESIMTM , quadro 286 ECLIPSETM comercializado pela Schlumberger Limited (Houston, Texas) e o quadro 288 PETRELTM comercializado pela Schlumberger Limited (Houston, Texas) (por exemplo, e, opcionalmente, o quadro OCEANTM comercializado pela Schlumberger Limited (Houston, Texas)).

[00048] Como um exemplo, os um ou mais sensores 216 da ESP 210 podem ser parte de um sistema de controle de fundo do poço digital. Por exemplo, considere o, disponível comercialmente, sistema PHOENIXTM MULTISENSOR XT150TM comercializado pela Schlumberger Limited (Houston, Texas). Um sistema de controle pode incluir uma unidade de base que se acopla operativamente a um motor de ESP (ver, por exemplo, o motor 215), por exemplo, diretamente, através de uma extensão para fundeio a de motor, etc. Como exemplo, uma tal unidade de base (por exemplo, medidor de base) pode medir a pressão de admissão, temperatura de admissão, temperatura do óleo do motor, temperatura do enrolamento do motor, vibração, vazamento de corrente, etc. Como explicado em relação á Fig. 4, uma unidade de base pode transmitir as informações através de um cabo de alimentação que fornece energia a um motor de ESP e pode receber o a energia através de um cabo deste tipo também.

[00049] Como um exemplo, pode-se fornecer uma unidade remota que pode ser localizada em uma bomba de descarga (por exemplo, localizado numa extremidade oposta a entrada da bomba 214). Como um exemplo, uma unidade de base e uma unidade remota podem, em combinação, medir as pressões de admissão e de descarga através de uma bomba (ver, por exemplo, a bomba 212), por exemplo, por análise de curva de uma bomba. Como um exemplo, os alarmes podem ser definidos para um ou mais parâmetros (por exemplo, medições, parâmetros com base nas medições, etc.).

[00050] No caso de um sistema incluir uma unidade de base e uma unidade remota, tais como aquelas de sistema PHOENIXTM MULTISENSOR X150TM, as unidades podem ser ligadas por meio de fios. Tal arranjo fornecer energia a partir da unidade de base para a unidade remota e permite a comunicação entre a unidade de base e a unidade remota (por exemplo, pelo menos, transmissão de informação a partir da unidade remota para a unidade de base). Como um exemplo, uma unidade remota é alimentada através de uma interface com fios a uma unidade de base, de tal modo que um ou mais sensores da unidade remota podem ser sensíveis a fenômenos físicos. Em um tal exemplo, a unidade remota pode então transmitir informação detectada na unidade de base, o que, por sua vez, pode transmitir esta informação a uma unidade de superfície por meio de um cabo de energia configurado para fornecer energia a um motor de ESP.

[00051] No exemplo da Fig. 2, o controlador de motor 250 pode ser um controlador do motor disponível comercialmente, tal como o controlador do motor UNICONNTM . O controlador de motor UNICONNTM pode se conectar a um sistema SCADA, sistema de vigilância ESPWATCHERTM, etc. O controlador de motor UNICONNTM pode executar algumas tarefas de controle e aquisição de dados para ESPs, bombas de superfície ou outros poços monitorados. O controlador do motor UNICONNTM pode ter interface com o sistema de monitoramento PhoenixTM, por exemplo, para acessar pressão, temperatura e vibração de dados e vários parâmetros de proteção, bem como para fornecer energia de corrente contínua para sensores de fundo de poço (por exemplo, os sensores 216). O controlador de motor UNICONNTM pode fazer interface com os controladores de velocidade fixa (na sigla em inglês para Fixed Speed Drive, FSD) ou uma unidade VSD, por exemplo, tais como a unidade VSD 270.

[00052] Para controladores de FSD, o controlador de motorUNICONNTM pode monitorar correntes trifásicas do sistema ESP, voltagens trifásicas de superfície, voltagens de alimentação e frequência, frequência de rotação ESP e aterramento, fator de potência e carga do motor.

[00053] No caso das unidades VSD, o controlador do motor UNICONNTM, pode monitorar corrente de saída de VSD, corrente contínua de ESP, tensão de saída de VSD, tensão de alimentação, potência de entrada VSD e de saída VSD, a frequência de saída de VSD, carregamento de acionamento, carga do motor, corrente contínua de três fases de ESP, tensão de entrada ou saída de VSD de três fases, frequência de giro de ESP e base central.

[00054] No exemplo da Fig. 2, o controlador de motor ESP 250 inclui vários módulos para lidar com, por exemplo, rotação contrária de um ESP, lixamento de um ESP, fluxo de um ESP e bloqueio de gás de um ESP. O controlador de motor 250 pode incluir qualquer uma de uma variedade de características, adicionalmente, alternativamente, etc.

[00055] No exemplo da Fig. 2, a unidade VSD 270 pode ser uma unidade de baixa tensão (na sigla em inglês para low voltage drive, LVD) uma unidade de média tensão (na sigla em inglês para medium voltage drive, MVD) outro tipo de unidade, (por exemplo, uma unidade de alta tensão, o que pode proporcionar uma tensão em excesso de cerca de 4,16 kV). Como um exemplo, a unidade VSD 270 pode receber energia com uma tensão de cerca de 4,16 kV e controlar um motor como uma carga com uma tensão de cerca de 0 V até cerca de 4,16 kV. A unidade VSD 270 pode incluir um circuito de controle comercialmente disponível, como o circuito de controle SPEEDSTARTM MVD comercializado pela Schlumberger Limited (Houston, Texas).

[00056] Fig. 3 ilustra vistas em corte de exemplos de equipamentos, tais como, por exemplo, uma parte de uma bomba 320, um protetor 370 e um motor 350 de uma ESP. A bomba 320, o protetor 370 e o motor 350 são mostrados em relação aos sistemas de coordenadas cilíndricos (por exemplo, r, z, θ) . Várias características de equipamento podem ser descritas, definidas, etc, com respeito a um sistema de coordenadas cilíndricas. Como um exemplo, uma extremidade inferior da bomba 320 pode ser acoplada a uma extremidade superior do protetor 370 e uma extremidade inferior do protetor 370 pode ser acoplada a uma extremidade superior do motor 350. Como mostrado na Fig. 3, um segmento da haste da bomba 320 pode ser acoplado, através de um conector a um segmento de haste do protetor 370 e o segmento de haste do protetor 370 pode ser acoplado, através de um conector a um segmento de haste do motor 350. Como um exemplo, uma ESP pode ser orientada numa direção desejada, que pode ser vertical, horizontal ou outro ângulo.

[00057] Fig. 4 mostra um diagrama de blocos de um exemplo de um sistema 400 que inclui uma fonte de alimentação 401, bem como dados 402. A fonte de alimentação 401 fornece energia para um bloco VSD 470 enquanto os dados 402 podem ser fornecidos a um bloco de comunicação 430. Os dados 402 podem incluir instruções, por exemplo, para instruir os circuitos do bloco de circuitos 450, um ou mais sensores do bloco de sensores 460, etc. Os dados 402 podem ser ou incluir dados comunicados, por exemplo, a partir do bloco de circuitos 450, do bloco do sensor 460, etc. No exemplo da Fig. 4, um bloco de afogador 440 pode fornecer para a transmissão de sinais de dados através de um cabo de energia 411 (por exemplo, incluindo extensões de cabos de motor "MLEs"). Um cabo de energia pode ser fornecido num formato, tal como um formato circular ou um formato achatado, com vários condutores. MLES podem ser unidos a um cabo de alimentação para permitir que cada um dos condutores se ligue fisicamente a um conector correspondente apropriado de um motor eléctrico.

[00058] Como mostrado, o cabo de energia 411 conecta-se a um bloco de motor 415, que pode ser um motor (ou motores) de um ESP e ser controlável através do bloco VSD 470. No exemplo da Fig. 4, os condutores do cabo de alimentação 411 se conectam eletricamente em um ponto wye 425. O bloco de circuito 450 pode derivar energia através do ponto WYE 425 e pode, opcionalmente, transmitir, receber ou transmitir e receber dados através do ponto wye 425. Como mostrado, o bloco de circuito 450 pode ser aterrado. Embora o ponto wye 425 seja mostrado com três ligações, que podem corresponder a três fases, um ponto de ligação wye multifásico pode, como um exemplo, incluir mais do que três fases.

[00059] Como um exemplo, os cabos de alimentação e MLEs que podem, pelo menos em parte, resistir a forças prejudiciais, quer mecânicas, elétricas ou químicas, podem ajudar a assegurar o funcionamento adequado de um motor, os circuitos, os sensores, etc.; observando que um cabo de alimentação com defeito (ou MLE) podem danificar um motor, circuitos, sensores, etc. Além disso, como mencionado, uma ESP pode estar localizada um km ou mais para dentro de um poço. Por conseguinte, o tempo e custo para substituir um cabo ESP, de energia, MLE, etc. defeituoso pode ser substancial (por exemplo, o tempo para retirar, tempo de inatividade para o bombeamento de fluidos, o tempo para instalar, etc).

[00060] Comercialmente cabos de alimentação disponíveis incluem os cabos de energia ESP REDAMAXTM HOTLINETM (por exemplo, bem como extensões de cabo do motor "MLES"), que são comercializados pela Schlumberger Limited (Houston, Texas). Como um exemplo, um cabo de energia REDAMAXTM HOTLINETM ESP pode incluir combinações de um ou mais fitas de poliimida, chumbo (Pb), EPDM e PEEK, por exemplo, para proporcionar um isolamento e um revestimento. Como um exemplo, paredes de chumbo (Pb) podem fornecer compatibilidade com alta proporção gás/óleo (na sigla em inglês para gas/oil ratio, GOR) e condições altamente corrosivas. Armadura pode proteger mecanicamente o cabo e pode ser de aço galvanizado, aço galvanizado pesado, aço inoxidável, ou Liga de MONELTM. Como um exemplo, um terminal de cabo é um conector elétrico entre um cabo e um motor ESP que pode ser, por exemplo, construído com selos de metal-a-metal. Como um exemplo, um terminal de cabo pode proporcionar uma barreira mecânica para entrada de fluidos em aplicações de alta temperatura.

[00061] Como um exemplo de um cabo de energia ESP REDAMAXTM HOTLINETM, um cabo ELBE G5R de 5 kV redondo pode incluir tamanhos de condutores sólidos de 1 AWG /2 AWG/1 e 4 AWG/1. Como outro exemplo, um cabo EHLTB G5F plano de 5 kV pode incluir um condutor sólido de tamanho 4 AWG / 1. Como para alguns exemplos, as dimensões podem ser, por configurações redondas, cerca de 1 polegada a cerca de 2 polegadas (por exemplo, cerca de 25 mm a cerca de 50 mm) de diâmetro e, para as configurações planas, cerca de meia polegada (por exemplo, cerca de 12 mm) por cerca de 1 polegada a cerca de 2 polegadas (por exemplo, cerca de 25 mM a cerca de 50 mm).

[00062] Fig. 5 mostra um exemplo de um sistema 500 que inclui uma unidade 510, um cabo 540 e um sistema de ESP 580 (por exemplo, observe que o cabo 540 pode ser parte de um sistema de ESP). Como um exemplo, o cabo 540 pode ser um único cabo ou cabos múltiplos em série. Como um exemplo, um cabo ou cabos podem ter um comprimento da ordem de centenas ou milhares de metros (por exemplo, um cabo para uma aplicação de fundo de poço pode ser cerca de 100 metros ou mais de comprimento). Tal como para a unidade 510, que pode incluir, por exemplo, circuitos de PWM fixados de forma neutra, circuito em cascata, etc.

[00063] Como um exemplo, a unidade 510 pode incluir um retificador 512, uma ligação DC 514, um controlador 515 e um conversor 516, que podem incluir transistores bipolares de porta insulada (IGBTs). Tal como indicado no exemplo da Fig. 5, um filtro de carga opcional 518 (por exemplo, ou um filtro de linha) pode estar operativamente acoplado à saída do inversor 516, por exemplo, para ajudar a proteger o equipamento, tal como um motor 584 do sistema de ESP 580 (por exemplo, tal como operativamente acoplado através de um cabo ou cabos). Como mostrado no exemplo da Fig. 5, uma unidade pode incluir o retificador 512 como um díodo retificador de extremidade dianteira (por exemplo, fonte de energia AC para DC) e o inversor 516 como uma extremidade traseira controlada por PWM do inversor IGBT (por exemplo, DC para "AC"), onde o filtro de carga 518 conecta-se à saída da extremidade traseira controlada por PWM do inversor de IGBT 516 para amortecer harmônicos que podem, por exemplo, resultar de comutação dos IGBTs.

[00064] Como distúrbios de energia podem afetar a vida útil de um sistema (por exemplo, o tempo médio entre a falha "MTBF", etc), como um exemplo, um filtro de carga pode ser aplicado para fornecer uma onda sinosoidal de harmônicos mitigados mais limpa (por exemplo, "mais suave") que, por sua vez, pode diminuir a tensão do sistema. Como um exemplo, um filtro de carga pode incluir circuitos que podem variar dentro de limites ao serem submetidos a várias condições. Por exemplo, mudanças na temperatura podem causar algumas variações no desempenho de um filtro de carga (por exemplo, sobre o quão "suave" a saída pode ser a partir do filtro de carga, etc.). Como um exemplo, um filtro de carga pode operar, até certo ponto, de uma maneira não linear, por exemplo, quando sujeito a certas condições operacionais. Como um filtro de carga pode ser disposto entre uma unidade e um motor elétrico, não-linearidades de um filtro de carga pode ter um efeito sobre o funcionamento de um motor elétrico. Além disso, quando existem não linearidades, estas podem se manifestar de uma forma que faz com que alguma assimetria entre as fases (por exemplo, considerar um motor eléctrico trifásico alimentado por um cabo de três fases). No caso em que o cabo é de comprimento considerável (por exemplo, mais de cerca de 100 metros, mais do que cerca de 1 km, etc.), tal assimetria de fase em uma extremidade de alimentação de um cabo multifásico pode tornar-se mais assimétrica em uma extremidade do motor do cabo multifásico. Assimetria de fase pode ter um efeito sobre a saúde de um ou mais pedaços de esquipamentos (por exemplo, um motor elétrico, etc.). Como um exemplo, a assimetria de fase pode levar ao desequilíbrio num ponto Y de um motor eléctrico. Num tal exemplo, onde o circuito é alimentado ao ser acoplado operativamente ao ponto em Y (por exemplo, um sensor, uma bitola, etc.), o circuito pode experimentar correntes, tensões, etc. prejudiciais, que podem, por sua vez, impactar a saúde e/ou tempo de vida dos circuitos.

[00065] Fig. 6 mostra um exemplo de um sistema 600 que inclui um controlador 610, um inversor 630 e um cabo de ESP e sistema ESP 650. Em tal exemplo, a ESP 650 pode incluir um motor de indução. Como um exemplo, o sistema 600 pode incluir um filtro de carga.

[00066] Como um exemplo, o controlador 610 do sistema 600 pode ser um controlador de unidade de velocidade variável (VSD), onde, por exemplo, tensão (vs*) e/ou frequência (us*) podem ser controladas (por exemplo, para controlar a operação de um motor do sistema ESP 650). Por exemplo, o controlador 610 pode ser um controlador de volts por Hertz (V/f). Como mostrado no exemplo da Fig. 6, o inversor 630 do sistema 600 pode ser um inversor de fonte de tensão e tensão controlada (VC VSI). Tal inversor 630 pode ser operacionalmente acoplado a condutores do cabo ESP do cabo ESP e sistema ESP 650, por exemplo, para fornecer tensões (por exemplo, o fornecimento de tensões vsa, vsb, vsc) a várias fases (por exemplo, fases A, B e C) de um motor elétrico do sistema ESP 650.

[00067] Como um exemplo, num sistema de motor de superfície, um motor de indução de superfície pode ser facilmente acessível e, por exemplo, próximo, fisicamente, de sua unidade correspondente, operativamente acoplado por um cabo relativamente curto (por exemplo, da ordem de dezenas de metros). Em tal exemplo, sensores de tensão prontamente acessíveis podem ser incluídos para a detecção de tensão e para fornecer feedback. Além disso, a temperatura de um ou mais equipamentos de superfície pode ser facilmente detectada e/ou estimada, por exemplo, através da temperatura ambiente, taxa de eficiência, etc.

[00068] Conforme explicado, uma bomba submersível elétrica (ESP) pode ser disposta em um orifício, o qual pode ser, por exemplo, da ordem de centenas de metros ou mil metros ou mais de distância (por exemplo, a profundidade, vertical ou desviada, etc.). Num tal cenário, um cabo ou cabos que medem a distância entre a ESP e uma unidade de superfície podem, do mesmo modo, ser da ordem de centenas de metros ou mil metros ou mais de comprimento. Além disso, as condições em um furo podem ser desconhecidas ou incertas; notar que um ou mais sensores podem ser empregues opcionalmente em alguns tipos de aplicações para fornecer informação detectada (por exemplo, temperatura, taxa de fluxo, pressão, etc.). No entanto, um sensor ao longo do furo pode estar sujeito a condições relativamente severas (por exemplo, alta temperatura, alta pressão, corrosão, etc.) e a substituição de uma falha ou falha do sensor pode ser impraticável e/ou antieconômico (por exemplo, quando comparado com a substituição de um sensor num sistema acima do solo).

[00069] Em várias aplicações de ESP que incluem um motor de indução, um cabo ou cabos podem contribuir consideravelmente para a resistência e indutância em parâmetros do circuito de fase de um sistema de acionamento do motor. Um cabo ou cabos podem resultar em parâmetros de circuito de sistema multifásico ficarem desequilibrados (por exemplo, assimétrico em relação às várias fases).

[00070] Um sistema que pode ser baseado em fases "simétricas", por exemplo, quando um cabo não contribui significativamente para a resistência e a indutância de um modo que pode causar diferenças entre os circuitos de fase individuais de fases múltiplas (por exemplo, diferenças que resultam em assimetria), pode não lidar ou levar em conta adequadamente assimetria. Por exemplo, condições pressupostas sobre correntes do estator podem não ser mais válidas devido à assimetria.

[00071] Para várias aplicações, sentir fase terminal do motor para tensões neutras pode não ser prático ou possível através de sensores de voltagem padrão e, igualmente, o envio de tais informações de maneira confiável de volta para uma unidade de superfície para a operação de feedback pode ser problemático (por exemplo, cheia de ruído, problemas de separação de sinal, etc).

[00072] Fig. 7 mostra um exemplo de um sistema 700 que inclui uma porção de superfície 710 e uma porção de sub-superfície 750. Como um exemplo, a porção de superfície 710 pode incluir uma unidade de velocidade variável (VSD) 712, opcionalmente, um filtro de entrada 714, opcionalmente, um transformador de isolamento 716 e um ou mais sensores e/ou um ou mais medidores 718. A porção de superfície 710 pode também incluir um sistema de computação 780, que pode incluir um sistema e/ou modelo de planta 782 e um ou mais módulos de análise 784. Como exemplo, a porção de sub-superfície 750 pode incluir um cabo de três fases 752, um motor elétrico 754, uma haste 756, equipamento 758 (por exemplo, uma bomba, etc) e um ou mais sensores de fundo de poço e/ou uma ou mais bitolas de fundo de poço 760.

[00073] No sistema 700, a unidade de velocidade variável 712 pode ser, por exemplo, uma unidade de frequência fixa ou uma unidade de frequência variável (por exemplo, tensão (vs*) e/ou de frequência (ws*) pode ser controlada para controlar um motor elétrico). No sistema 700, o cabo de três fases 752 pode estender-se para a porção de superfície 710 e pode incluir uma porção de superfície 710. No sistema 700, o motor elétrico 754, a haste 756 e o equipamento 758 podem ser dispostos junto de e/ou em uma das extremidades do cabo de três fases 752.

[00074] Como um exemplo, o filtro de entrada 714 pode ser um filtro de carga implementado num esforço para diminuir o risco de reflexões quanto ao conteúdo de alta frequência acionado por PWM. Por exemplo, o filtro de entrada 714 pode agir para filtrar as frequências acima de uma frequência limite. Como foi explicado em relação à Fig. 5, o filtro de carga 518 pode ser aplicado para fornecer uma onda sinosoidal de harmônicos mitigados mais limpa (por exemplo, "mais suave") que, por sua vez, pode diminuir o stress do sistema. Como um exemplo, um filtro de linha ou um filtro de carga podem atuar para "limpar" sinais em um sistema, por exemplo, em ou perto de uma extremidade de alimentação de um cabo ou cabos que estão operativamente acoplados a um motor elétrico que pode ser posicionado no fundo de poço para operativamente conduzir equipamentos de fundo de poço (por exemplo, uma bomba, etc).

[00075] Como um exemplo, o cabo de três fases 752 pode ser um cabo contínuo que inclui condutores para cada uma das três fases ou vários cabos (por exemplo, cabos de fase individuais) e/ou segmentos emendados. Como um exemplo, o cabo de três fases 752 pode ser construído com uma integridade suficiente para suportar o peso de, pelo menos, motor elétrico 754, haste 756 e equipamento 758. Por exemplo, o cabo de três fases 752 pode ser utilizado para implementar e dar suporte a, pelo menos, o motor elétrico 754, haste 756 e equipamento 758 em um orifício (por exemplo, um poço, etc.).

[00076] Como um exemplo, o cabo de três fases 752 pode enfrentar tensões devido à transmissão de energia, devido à temperatura, devido à pressão, devido às forças de tração, devido a forças de compressão, etc. Em tal exemplo, uma ou mais de tais tensões podem atuar de uma maneira que faz com que o cabo de três fases 752 seja assimétrico (por exemplo, falte simetria). Tal assimetria pode afetar a transmissão de energia de tal modo que, por exemplo, a entrada para o cabo em uma extremidade de alimentação através de equipamento de superfície possa ser diferente da saída do cabo numa extremidade no fundo do poço.

[00077] Como um exemplo, o motor elétrico 754 pode ser um motor de indução em que as fases individuais podem ser representadas como a, b e c, que são unidas a um ponto em Y "N" em ou perto do motor elétrico 754.

[00078] Como um exemplo, um cabo de energia, tal como, por exemplo, o cabo de três fases 752, pode ser sujeito a uma falha, tal como uma falha de aterramento (por exemplo, considerar um estado de falha de aterramento para um cabo). Dependendo da natureza da falha, um defeito pode ser classificado, por exemplo, como uma falha de cima do poço ou uma falha de fundo de poço (por exemplo, um estado de falha de cima do poço ou um estado de falha de fundo de poço). Além disso, uma falha pode resultar de equipamentos e não de um cabo de alimentação em si (por exemplo, um estado de falha de equipamento de terra). Em relação a uma falha "de terra", que é um tipo de falha que ocorre quando um ou mais condutores são inadvertidamente ligado ao solo (por exemplo, temporariamente ou permanentemente). Para um cabo de alimentação, a erosão do isolamento sobre um condutor pode dar origem a uma falha de terra. Para equipamento ao qual um cabo de alimentação está ligado eletricamente, danos mecânicos ao equipamento podem fazer com que um condutor ou um componente condutor torne-se inadvertidamente aterrado (por exemplo, temporária ou permanentemente).

[00079] Quanto a alguns exemplos de problemas associados às operações de ESP (por exemplo, problemas associados a expectativa de saúde e/ou de vida), uma fonte de alimentação pode experimentar fases desequilibradas, picos de tensão, presença de harmônicos, quedas de raios, etc., o que pode, por exemplo, aumentar a temperatura de um motor ESP, um cabo de alimentação, etc; um controlador de motor pode enfrentar problemas quando submetido a condições extremas (por exemplo, temperaturas altas/baixas, alto nível de umidade, etc.); um motor ESP pode sofrer um curto-circuito devido a detritos no seu óleo lubrificante, avanço de água para o seu óleo lubrificante, o ruído de um transformador que resulta em desgaste (por exemplo, isolamento, etc.), o que pode levar à contaminação de óleo lubrificante; e um cabo de alimentação pode experimentar um ou mais problemas (por exemplo, curto- circuito ou outros) devido à descarga elétrica no isolamento em torno de um ou mais condutores (por exemplo, mais provável em voltagens mais altas), má qualidade de fabricação (por exemplo, do isolamento, armadura, etc.), avanço de água, o ruído de um transformador, dano físico direto (por exemplo, esmagamento, corte, etc.) durante operações de funcionamento ou arrasto), danos químicos (por exemplo, corrosão), a deterioração devido à alta temperatura, corrente acima de um limite projetado, resultando em aumento da temperatura, das tensões eléctricas, etc. Como exemplo, um método pode produzir uma avaliação da saúde como para um ou mais dos problemas precedentes exemplares, o que pode afetar a vida útil (por exemplo, a expectativa de vida) de um ou mais componentes de um sistema de ESP, etc.

[00080] Como um exemplo, onde um cabo de energia multifásico ESP desenvolve uma falha (por exemplo, temporariamente ou permanentemente) na forma de um caminho de fuga de corrente para o solo por um dos condutores de energia, a corrente transportada pelo referido condutor é conduzida ao solo através desse caminho. Num tal cenário, uma corrente transportada ao longo dos outros condutores do cabo de energia pode ser conduzida para o solo através do caminho de fuga de corrente, bem como, por exemplo, passar através dos enrolamentos do motor e para o condutor associado com o trajeto de fuga de corrente. No entanto, como a impedância dos enrolamentos do motor é diferente de zero (por exemplo, da ordem de centenas de ohms ou mais), a corrente que flui através dos enrolamentos do motor para o condutor associada com o caminho de corrente de fuga pode ser limitada.

[00081] Conforme mencionado em relação à Fig. 4, o circuito pode ser operativamente acoplado a um ponto em Y de um motor elétrico em que tais circuitos podem também ser operativamente acoplados a um ou mais sensores (por exemplo, um ou mais manômetros). Tal circuito pode derivar energia através do ponto Y e pode, opcionalmente, transmitir, receber ou transmitir e receber dados através do ponto Y. Como um exemplo, um sinal de alimentação DC pode ser fornecido através de um cabo de alimentação e disponível em um ponto Y de um motor elétrico. Onde existe equilíbrio o suficiente entre as fases de alimentação AC fornecida a um cabo de energia multifásico (por exemplo, um nível aceitável de simetria), um sinal de alimentação DC pode ser suficiente para as demandas de um ou mais sensores, circuitos associados, etc. No entanto, quando o desequilíbrio não intencional exceder algum nível razoável (por exemplo, um nível inaceitável de assimetria), um sinal de potência DC pode tornar-se "contaminado" (por exemplo, alternando em uma ou mais frequências) e pode se tornar inadequado para alimentar um ou mais sensores, circuitos associados, etc. Embora um sensor, circuitos associados, etc., possam incluir um regulador de tensão integral para regulação de um sinal de alimentação DC, onde existe desequilíbrio não intencional, a natureza do sinal que alcança o regulador de tensão integral pode ser insuficiente para produzir tensão DC sustentável. Como um exemplo, desequilíbrio num ponto em Y pode existir, pelo menos em parte, devido a uma ou mais assimetrias em um sistema de fornecimento de energia. Por exemplo, a assimetria de um cabo de energia pode dar origem a desequilíbrio em um ponto em Y de um motor elétrico. Tal como mencionado, tais assimetrias podem ser agravadas pela qualidade do circuito que fornece, filtros, etc, para os sinais de uma extremidade de alimentação de um cabo de alimentação.

[00082] Como exemplo, quando um circuito de alimentação de três fases para um motor elétrico experimenta uma falha de solo ou fase, um ponto de Y pode transportar uma tensão AC substancial devido ao desequilíbrio. Por exemplo, pressupondo- se um desequilíbrio de fase normal de 3 por cento, um ponto Y de um motor elétrico pode ser de cerca de 45 VAC para um motor de 1,5 kV e 120 VACpara um motor de 4 kV. A 70 Hz um afogador nominal de 500 H tem cerca de 250 kohms de impedância subindo para cerca de 1 Mohm a 30 Hz (por exemplo, um afogador com capacitores de bypass de alta frequência). Pressupondo-se uma conexão resistiva ou indutiva de 250 ohm para o solo através de uma unidade ligada eletricamente ao ponto Y do motor elétrico, esta unidade pode ver uma tensão nominal de cerca de 100 VDC e quase nenhum componente AC (por exemplo, 0 VAC). O exemplo anterior demonstra como o afogador acima mencionado pode prever um sinal de alimentação DC através de uma torneira a um ponto Y de um motor ESP, onde existe algum desequilíbrio de fase "normal". No entanto, quando existe uma condição de falha de solo ou de fase, o ponto em Y pode subir a uma fração grande (por exemplo, considere tanto quanto cerca de 70 por cento ou mais) da tensão de fase. Por exemplo, em um cenário de pior caso, um ponto Y pode transportar vários RMS de quilovolts (por exemplo, em cerca de 30 Hz) para um motor de aproximadamente 4 kV. Em tal exemplo, uma unidade ligada eletricamente ao ponto Y do motor de ESP pode ver cerca de 0 VDC, pressupondo-se que o abastecimento está efetivamente em curto-circuito (por exemplo, e alguns volts RMS após o afogador). O nível real experimentado por uma unidade ligada eletricamente a um ponto em Y de um motor pode depender da natureza da condição ou condições. Assim, uma falha de solo (por exemplo, ou falha de fase ou falha de "fase-terra") pode impactar a natureza de um sinal ou sinais transportados em um ponto Y de um motor. Essa falha pode ser temporária ou permanente (por exemplo, um estado temporário, um estado de repetição, um estado permanente, etc.). Por exemplo, dependendo da(s) causa(s), uma falha de solo pode se dissipar e mais tarde reaparecer ou apresentar outro comportamento transiente.

[00083] Como um exemplo, um circuito pode ser configurado para determinar que, apesar de um problema de falha de solo existir, alguma forma de sinal de energia DC permanece e que o equipamento a ser alimentado por energia DC pode utilizar a energia DC restante, por exemplo, com uma certa quantidade de suplementação (por exemplo, através de uma conversão AC para DC). Onde a suplementação de um sinal de força DC fornecido ocorre usando um sinal de alimentação AC (ou sinais), estado de falha de aterramento pode ser considerado um estado DC/AC misto (por exemplo, o equipamento alimentado através de uma mistura de DC e DC derivado de AC); enquanto, por exemplo, onde o sinal de potência DC é inadequado, outro estado de falha de solo pode ser considerado um estado AC (por exemplo, equipamento alimentado via DC derivado de AC). Como um exemplo, onde uma falha de solo não existe (por exemplo, estado sem falha ou estado de falha que não é de aterramento), um estado pode ser considerado um estado DC (por exemplo, para o equipamento alimentado por DC fornecido a partir de uma fonte de alimentação de cima do poço através de um cabo de alimentação).

[00084] Vibração durante o funcionamento do equipamento motorizado pode levar ao desgaste, desempenho degradado, etc. Como um exemplo, a vibração excessiva pode conduzir a fadiga e, eventualmente, a ruptura de um ou mais componentes de equipamentos motorizados (por exemplo, falha prematura). Como um exemplo, diferentes tipos de vibração podem ser classificados por diferentes tipos de estados. Como um exemplo, um estado pode ser baseado, pelo menos em parte, em um ou mais tipos de vibrações (por exemplo, opcionalmente, fonte e fontes, etc.).

[00085] Um tipo de vibração é vibração da haste. Como um exemplo, tais vibrações podem ocorrer durante a rotação ou reciprocação da haste, direta ou indiretamente acoplado a um motor eléctrico. Vibração da haste pode conduzir à fadiga e à ruptura de uma haste ou, para uma haste de peças múltiplas, uma ou mais peças ou conectores da haste. A vibração também pode afetar a condição de um ou mais rolamentos de apoio, o que pode levar a um desgaste excessivo e o fracasso de um rolamento de apoio. Vários componentes podem funcionar em capacidades reduzidas durante a operação sob vibração. Por exemplo, uma vedação da haste pode experimentar vazamento (por exemplo, um aumento do nível de vazamento). Como outro exemplo, um rolamento de impulso pode experimentar um aumento da temperatura, uma redução na capacidade de carga, etc. Como um exemplo, a vibração pode ser associada com um ou mais problemas relacionados ao gás. Como um exemplo, um ou mais problemas podem ser classificados como parte de uma avaliação de saúde, por exemplo, podem ser tidos em conta na previsão de uma expectativa de vida de um ou mais componentes.

[00086] Como um exemplo, o equipamento motor pode incluir um ou mais sensores que podem medir a vibração (por exemplo, sentir a vibração). Por exemplo, um ou mais componentes podem estar em forma com um sensor que pode medir a vibração em tempo real. Como exemplo, a informação de vibração pode ser detectável via eletrônicos associados ao fornecimento de energia para um motor elétrico. Por exemplo, a vibração de um rotor dentro de um estator de um motor elétrico pode ser detectada através de uma alteração da carga, a demanda de energia, etc. (por exemplo, considere que a vibração pode "perder" energia e, assim, ser modelada como um dissipador de energia ou vazamento de energia).

[00087] Como um exemplo, um mecanismo de redução de vibrações pode afetar um regime de vibração em tempo real e, por exemplo, reduzir a magnitude da vibração, alterar a frequência de vibração, etc. Como um exemplo, um mecanismo pode compensar a vibração causada por desequilíbrio, de carregamento, flexão, etc., de um corpo e/ou uma haste. Por exemplo, considere um compartimento de equipamento como um corpo em que a haste passa através de, pelo menos, uma porção do compartimento do equipamento. Num tal exemplo, as vibrações de um compartimento podem afetar uma haste e/ou as vibrações de uma haste podem afetar um compartimento. Além disso, um compartimento pode vibrar dentro de um orifício, o qual pode ser, por exemplo, um orifício revestido (por exemplo, um furo encaixado com um ou mais compartimentos).

[00088] A vibração pode ser definida como um fenômeno mecânico pelo qual um ou mais componentes mecânicos movem-se, por exemplo, como oscilações (por exemplo, movimento, oscilante). Como um exemplo, as oscilações podem ocorrer em torno de um ponto de equilíbrio. Como um exemplo, oscilações podem ser periódicas ou elas podem ser aleatórias.

[00089] Uma vibração pode ser indesejável, desejável ou neutra. Por exemplo, um tipo de vibração pode ajudar com remoção de resíduos a partir de uma entrada de fluido (por exemplo, uma tela, aberturas, etc.) e, portanto, ser considerado desejável (por exemplo, um estado de vibração desejável). Considerando que, tal como mencionado, outros tipos de vibração podem ser indesejáveis e reduzir o tempo de vida do equipamento, comprometer o desempenho do equipamento, etc. No entanto, outros tipos de vibração podem ser considerados como sendo neutros, por exemplo, de uma natureza que não é particularmente detrimental ou que não beneficia particularmente a longevidade e/ou a operação do equipamento.

[00090] Como exemplo, a vibração pode gerar ruído (por exemplo, som). Nesse exemplo, som ou ondas de pressão podem ser gerados por uma ou mais estruturas de vibração, que podem induzir a vibração de uma ou mais outras estruturas. Como um exemplo, um ou mais mecanismos podem operar em resposta a ondas de pressão. Como um exemplo, um ou mais sensores podem medir a vibração através de ondas de pressão.

[00091] Como um exemplo, a vibração pode ser modelada utilizando um ou mais tipos de modelos. Como exemplo, considere um modelo de massa-mola-amortecedor. Como um exemplo, um sistema pode ser modelado por meio de uma pluralidade de modelos de massa-mola-amortecedor individuais. Como um exemplo, um modelo de massa-mola-amortecedor pode representar um oscilador de harmônicos, onde, por exemplo, equações tais como as de um circuito RLC podem ser implementadas. Como um exemplo, um modelo adaptativo pode modelar a vibração para um ou mais componentes de um sistema.

[00092] Como para o um ou mais sensores de fundo de poço e/ou o um ou mais medidores de fundo de poço 760 do sistema 700 da Fig. 7, Figs. 8 e 9 mostram alguns exemplos de sensores que podem opcionalmente ser incluídos no sistema 700 ou um ou mais outros sistemas.

[00093] FIG. 8 mostra um exemplo de um conjunto de motor eléctrico 800 que inclui uma haste 850, um compartimento 860 com uma superfície exterior 865 e uma superfície interna 867, os enrolamentos do estator 870, laminações do estator 880, laminações de rotor 890 e enrolamentos do rotor 895. Como se mostra, as laminações do rotor 890 são operativamente acoplados à haste 850, de tal modo que a rotação das laminações do rotor 890, com os enrolamentos do rotor nele 895, podem rodar a haste 850. Como mencionado, uma haste de movimento alternativo pode ser, por exemplo, onde um veio inclui um ou mais imãs (por exemplo, imãs permanentes) que respondem à corrente que passa através do enrolamento do estator. Como um exemplo, o invólucro 860 pode definir uma cavidade através da sua superfície interior 867 onde a cavidade pode ser hermeticamente selada. Como exemplo, uma tal cavidade pode ser preenchida pelo menos parcialmente com óleo dielétrico. Como um exemplo, óleo dielétrico pode ser formulado para ter uma viscosidade desejada e / ou as propriedades visco-elásticas, etc.

[00094] FIG. 8 também mostra exemplos de sensores 832 e 834, em que um sistema pode incluir um ou mais dos sensores 832 e/ou um ou mais dos sensores 834 (por exemplo, e/ou, opcionalmente, um ou mais outros tipos de sensores). Na Fig. 8, círculos cheios representam algumas localidades de sensores exemplares.

[00095] Como um exemplo, um sensor pode ser integrado em um ou mais dos enrolamentos do estator 870 e/ou em uma ou mais das lâminas do estator 880. Como um exemplo, um sensor pode ser integrado em um ou mais dos enrolamentos do rotor 895 e/ou em uma ou mais das lâminas do rotor 890.

[00096] Como um exemplo, um ou mais sensores podem ser dispostos dentro de um espaço definido pelo compartimento 860 do conjunto do motor elétrico 800. Como um exemplo, um sensor pode ser um acelerômetro (por exemplo, um acelerómetro com um ou vários eixos) que pode detectar o movimento. Como um exemplo, o compartimento 860 do conjunto do motor elétrico 800 pode ser pelo menos parcialmente preenchido com um fluido (por exemplo, fluido dielétrico, etc.) onde um sensor pode detectar ondas de pressão que passam através do fluido. Em tal exemplo, ondas de pressão podem ser detectadas, que são devido à vibração, a qual pode ser vibração indesejável. Como um exemplo, o circuito pode realizar uma filtragem de ondas de pressão associadas com a operação de rotação de um motor elétrico a partir de ondas de pressão associadas à vibração de um ou mais componentes do motor elétrico (por exemplo, um compartimento, uma haste, etc). Como um exemplo, um sensor pode incluir um ou mais piezo-elementos que respondem ao estresse e/ou sobrecarga. Como um exemplo, um sensor pode detectar o movimento de um componente em relação a outro componente.

[00097] Como mostrado na Fig. 8, o sensor 832 pode incluir circuitos para a velocidade e/ou meios de detecção de vibração e o sensor 834 pode incluir circuitos para detectar o deslocamento axial. Como um exemplo, os sensores podem incluir um ou mais de um sensor de palhetas impulsoras configurados para a velocidade de passe de palhetas e/ou detecção de desgaste de palhetas, um sensor de vedação hidráulica configurado para detecção de vazamentos e/ou desgaste, um sensor difusor configurado para detecção de separação, um sensor de fole configurado para detecção de expansão e/ou contração, um sensor de vedação de haste configurado para detecção de separação, desgaste e/ou salto e/ou um sensor de rolamento de impulso configurado para detecção de elevação. Como um exemplo, um ou mais sensores podem ser parte de equipamentos, tais como equipamentos que podem ser implantados em um ambiente de fundo do poço. Como um exemplo, um ou mais sensores podem ser um sensor de proximidade.

[00098] FIG. 9 ilustra vistas em corte de um sistema 900 que inclui, pelo menos, um de um sensor 932 e/ou, pelo menos, um de um sensor 934. Como mostrado, o sistema 900 inclui uma tampa de extremidade 902 e uma tampa de extremidade 904 que se ajustam a extremidades de um compartimento 910 que aloja vários componentes de uma bomba tal como uma haste 906, impulsores 920-1 a 920-N e difusores 940-1 de 940-N. As tampas de extremidade 902 e 904 podem ser empregues para proteger o sistema 900, por exemplo, durante o armazenamento, transporte, etc.

[00099] No exemplo da Fig. 9, a rotação da haste 906 (por exemplo, sobre um eixo-Z) pode girar os impulsores 920-1 a 920- N para mover o líquido para cima, onde este fluido é guiado pelos difusores 940-1 a 940-N. Como um exemplo, um estágio da bomba pode ser definido como um impulsor e um difusor, por exemplo, o impulsor 920-1 e o difusor 940-1 podem formar um estágio de bomba. No exemplo da Fig. 9, o fluxo em cada fase pode ser caracterizado como sendo misturados em que o fluxo é tanto radial como axialmente dirigido por cada um dos impulsores 920-1 a 920-N e cada um dos difusores 940-1 a 940-N (ver, por exemplo, o sistema de coordenadas r, z).

[000100] Como um exemplo, o sensor 932 pode ser montado numa abertura do compartimento 910 e inclui uma extremidade voltada para a haste 906. Como se mostra, o sensor 932 inclui circuitos 933, tais como, por exemplo, circuito emissor/detector, circuitos de energia e circuitos de comunicação. Como exemplo, os circuitos de energia podem incluir um circuito de recepção de energia, uma bateria ou baterias, circuitos de geração de energia (por exemplo, através do movimento do eixo, o movimento do fluido, etc), etc. Como exemplo, os circuitos de comunicação podem incluir uma ou mais antenas, fios, etc. Como um exemplo, o circuito de comunicação pode ser configurado para informação de comunicação (por exemplo, receber e/ou transmitir) através do fio (por exemplo, condutor ou condutores) ou sem fios.

[000101] Como um exemplo, a haste 906 pode incluir um marcador 907-1 que pode refletir a energia emitida por um emissor do sensor 932 em que tal energia refletida pode ser detectada por um detector de sensor 932. Por exemplo, um emissor pode ser um emissor de energia eletromagnética que pode emitir energia a um ou mais comprimentos de onda (por exemplo, IR, VIS, UV, etc.). Como um exemplo, um emissor pode ser um LED, um laser ou outro emissor. Como um exemplo, um detector pode ser um detector de energia eletromagnética que pode detectar energia a um ou mais comprimentos de onda (por exemplo, IR, VIS, UV, etc.). Como um exemplo, a haste 906 pode se ajustar com uma tira refletora como o marcador 907-1, tal que a rotação da haste 906 possa permitir que o sensor 932 detecte a rotação da haste 906 por meio de passagem da tira refletora em frente de um emissor/detector do sensor do eixo 912. Por exemplo, quando a haste 906 do sistema 900 (por exemplo, sem a tampas de extremidade 902 e 904) está operativamente acoplada a um motor, a velocidade de rotação da haste 906 pode ser detectada através do sensor 932, desvios indicativos de vibrações da haste 906 podem ser detectados através do sensor 932, etc.

[000102] Como um exemplo, o circuito 933 do sensor 932 pode incluir circuitos de detecção de vibração. Por exemplo, o circuito 933 pode incluir um conjunto de detectores capazes de detectar desvios em energia refletida espaciais ao longo do tempo, enquanto a haste 906 está a rodar. Tal matriz de detector pode ser uma matriz linear ou um conjunto de matriz e pode interagir com um ou mais marcadores 907-2 da haste 906. Como um exemplo, na ausência de vibrações, a energia refletida pode ser detectada como tendo um pico no que diz respeito a um ou mais elementos da matriz de detectores; ao passo que, em presença de vibração, a energia refletida pode ser detectada como tendo um pico ou picos que se movem com respeito aos elementos detectores. Em tal exemplo, uma maior circulação de pico de energia refletido em função do tempo pode indicar vibrações de amplitude maiores. Além disso, uma análise de frequência de energia detectada em relação ao tempo em relação a um ou mais elementos detectores pode indicar uma ou várias frequências de vibração.

[000103] Quanto ao sensor 934, este inclui circuitos 935, tais como, por exemplo, circuito emissor/detector, circuitos de energia e circuitos de comunicação. Como um exemplo, a haste 906 pode incluir um marcador que pode ser controlado pelo sensor de eixo 934 para detectar o movimento axial da haste 906 (por exemplo, ao longo do eixo z). Tal informação podem ser pertinentes para posições de um ou mais dos impulsores 920-1 a 920-N em relação às posições de um ou mais dos difusores 940-1 a 940-N.

[000104] Como um exemplo, onde uma haste é suportada por um ou mais rolamentos (ver, por exemplo, rolamentos de 970-1, 970-2, 970-3, 970-4 e 970-N), o deslocamento, a alteração etc., do eixo com respeito a um ou mais suportes pode ser relacionado com a velocidade de rotação, a carga, etc. Por exemplo, um eixo pode "subir" (por exemplo, subir, descer, etc.) em relação a um rolamento de uma forma dependente da velocidade de rotação do eixo. Como exemplo, um eixo pode assentar numa chumaceira de uma maneira que depende de uma ou mais condições de operação (por exemplo, a velocidade de rotação do veio, as propriedades dos fluidos, carga, etc.). Em tal exemplo, uma haste pode ser mudada na sua posição radial, a posição axial ou posição radial e axial em relação a um rolamento. Como um exemplo, um sensor de deslocamento de haste pode ser configurado para detectar um ou mais de posições axial e radial de uma haste. Num tal exemplo, em que uma alteração na velocidade do eixo ocorre, uma mudança na posição axial e/ou radial do eixo (por exemplo, opcionalmente, com respeito a um rolamento, etc) pode ser usada para determinar o deslocamento axial e/ou radial da haste.

[000105] Como um exemplo, um sensor de proximidade pode ser configurado para detectar a presença de um objeto, sem contato direto com o objeto (por exemplo, um sensor sem contato). Em tal exemplo, um objeto pode ser um componente, um marcador ou outro objeto. Como um exemplo, um sensor de proximidade pode detectar uma eliminação (por exemplo, uma lacuna) entre objetos ou, por exemplo, adjacente a um objeto. Como um exemplo, um sensor pode empregar um mecanismo de contato para determinar a proximidade ou, por exemplo, a falta dela, em relação a um objeto. Por exemplo, considere um medidor de tensão que pode medir a tensão em relação a dois componentes em que a sobrecarga depende da proximidade de um dos componentes em relação ao outro um dos componentes.

[000106] Como outro exemplo, uma tira de contato elétrico pode quebrar onde a proximidade é perdida. Por exemplo, uma tira de contato elétrico pode ser montada em dois componentes, com ou sem folga, de tal forma que a perda de proximidade (por exemplo, formação de fendas, etc.) entre os componentes faz com que a tira de contato elétrico quebre (por exemplo, onde a diferença for superior a sobrecarga tolerada pela tira, a folga da tira, etc.). Como um exemplo, uma série de tiras de contato elétrico podem ser utilizadas, opcionalmente, com diferentes valores de resistência (por exemplo, ohms). Em tal exemplo, uma corrente que passa através das tiras pode mudar na medida em que uma ou mais das quebras de tiras (por exemplo, considere resistores em paralelo). Por exemplo, um circuito pode ser formado utilizando tiras de contato elétrico de comprimentos diferentes e resistências (por exemplo, a resistência por unidade de comprimento, etc.) em que o circuito está acoplado a ou entre dois componentes. Em tal exemplo, na medida em que os dois componentes se afastam uns dos outros, as outras tiras individuais podem quebrar sucessivamente para alterar a resistência no circuito, onde uma ou mais medições usando o circuito pode inferir ou determinar o tamanho de uma abertura existente entre os dois componentes.

[000107] FIG. 10 mostra um exemplo de um método 1000 para a identificação de um ou mais estados do sistema de um sistema tal como, por exemplo, o sistema 700 da Fig. 7. FIG. 10 também mostra um exemplo de um cenário de 1090 que abrange um período de dias em que as taxas de fluxo do gás e taxas de fluxo de líquido podem variar e podem ser identificadas como um ou mais estados (ver, por exemplo, estados 1 a 12). Como um exemplo, um estado pode ser definido por uma razão gás-líquido (na sigla em inglês para gas/liquid ratio, GLR), uma fração de volume de gás (na sigla em inglês para gas volume fraction, GVF), etc. Como exemplo, um estado pode ser definido como um estado de desligamento, um estado de arranque, etc. Como um exemplo, um estado, um estado de transição, etc, de uma ou mais peças de equipamento pode afetar um estado, um estado de transição, etc, de um cabo (por exemplo, a assimetria de um cabo, etc.). Como um exemplo, estados e/ou estado transições de podem ser considerados quando se determina a saúde de um ou mais componentes de um sistema, prevendo a expectativa de vida de um ou mais componentes de um sistema, etc.

[000108] Como mostrado na Fig. 10, o método de 1000 inclui um bloco de injeção 1010 para injetar um ou mais sinais a um cabo de alimentação de um sistema, um bloco monitor 1020 para monitorar a não-linearidade e/ou assimetria no sistema, um bloco de cálculo 1030 para calcular um ou mais valores em massa de parâmetros e/ou valores de uma matriz de indução de magnetização do motor (por exemplo, ou vetor ou vetores), um bloco de trilha 1040 para rastrear uma ou mais variações e um bloco de identificação 1050 para identificar um ou mais estados do sistema. Como mostrado no exemplo da Fig. 10, o método 1000 pode incluir um bloco de recepção 1060 para receber informação através de um ou mais sensores e/ou medidores, que podem incluir um ou mais sensores e/ou medidores de fundo de poço.

[000109] No exemplo da Fig. 10, o método 1000 pode ser baseado em modelo. Por exemplo, considerar o sistema e/ou planta modelo 782 do sistema 700 da Fig. 7. No exemplo da Fig. 10, o método de aplicação 1000 pode incluir um ou mais módulos de análise, por exemplo, considerar um ou mais módulos de análise 784 do sistema 700.

[000110] Como um exemplo, um estado do sistema pode referir-se a uma avaliação de saúde e/ou uma previsão de expectativa de vida de um ou mais componentes de um sistema, tais como, por exemplo, um sistema de bomba submersível elétrica (ESP). Como um exemplo, um estado do sistema pode estar relacionado com um ou mais cabos de alimentação, um ou mais motores elétricos, uma ou mais hastes, uma ou mais bombas mecânicas, etc. Em tal exemplo, um motor elétrico (por exemplo, ou motores elétricos) de um sistema de ESP pode ser acionado por uma fonte de alimentação multifásica de frequência variável ou fixa, por exemplo, considerar um sinal de alimentação AC trifásico, através de um cabo ou cabos de alimentação.

[000111] Como exemplo, um método, tal como, por exemplo, o método 1000 da Fig. 10, pode avaliar a saúde de um ou mais componentes de um sistema ESP usando uma abordagem baseada em modelo adaptável onde a saúde de um motor elétrico e de uma bomba pode ser rastreada após alterações no estado do sistema e/ou condições de carga com relação ao tempo. Como exemplo, o carregamento em um sistema ESP pode mudar mais dramaticamente do que carregamento em um sistema de bomba (por exemplo, um sistema de superfície) utilizado em uma planta de processo. Por exemplo, considere uma mudança em carga num sistema ESP devido à fluidização agregativa de gás-líquido, em que a densidade de fluido pode mudar por uma ordem de magnitude, por períodos que duram segundos, minutos ou mesmo horas. Tais mudanças podem apresentar desafios específicos para determinar o estado atual do sistema ESP. Tal como foi explicado no que diz respeito ao sistema 700, uma abordagem para a avaliação pode incluir a integração de informação detectada e/ou medido na superfície e/ou sub-porções de superfície.

[000112] Como um exemplo, numa fase inicial de uma identificação do sistema ESP, um método pode incluir a monitorar as condições não simétricas e/ou não lineares de um ou mais componentes, tais como, por exemplo, um filtro de linha (por exemplo, um filtro de carga, etc), um transformador, um cabo de energia, um estator de um motor elétrico, etc. Em tal exemplo, um ou mais valores como, por exemplo, um modelo de impedância de grandes quantidades de motor elétrico pode ser gerado. Em um exemplo, considere o cálculo dos valores, tais como, por exemplo, uma ou mais de indutância de vazamento em grandes quantidades, uma resistência de estator em série em grandes quantidades e uma matriz de indutância de magnetização do motor (por exemplo, ou vetor ou vetores). Em tal exemplo, variação de resistência, indutância, capacitância combinadas, por exemplo, pode ser controlada durante a operação. Por exemplo, para fins de rastreamento, considere a injeção de um som de baixa frequência que é sobreposto a um sinal de alimentação operacional regular. Como exemplo, a identificação do sistema pode ser atualizada por meio do rastreamento de um ou mais fatores que podem afetar o estado do sistema. Como um exemplo, um ou mais desses fatores podem incluir um ou mais fatores que se relacionam com uma ou mais de vibração, pressão, temperatura, taxa de fluxo de fluido e composição multi-fase fluida.

[000113] Tal como indicado no método de 1000 da Fig. 10 podem existir um ou mais loops, por exemplo, que podem atuar para atualizar um modelo de sistema de um sistema. Tal abordagem pode combinar medições elétricas de entrada de tensões e/ou correntes multifásicas a um motor elétrico de um sistema ESP para ajudar a fornecer uma avaliação abrangente da saúde do sistema ESP.

[000114] Como um exemplo, o método 1000 pode ajudar a reduzir os erros no controle da saúde e previsões de expectativa de vida úteis que podem ser afetados por uma ou mais de condições não ideais de um filtro de linha (por exemplo, um filtro de carga, etc.), um transformador de isolamento, um ou mais cabos assimétricos, um ou mais tipos de assimetria em um ou mais motores elétricos, etc. Como um exemplo, um modelo de sistema pode ser atualizado numa base substancialmente contínua através de, pelo menos em parte, monitoramento, tal como de um ou mais parâmetros do sistema ESP, tais como, por exemplo, um ou mais parâmetros de temperatura, de fluxo de fluido e da composição do fluido. Em um exemplo, a informação pode ser fornecida por um ou mais sensores de superfície/metros e/ou sensores de sub- superfície/metros.

[000115] Como um exemplo, um sistema pode incluir um ou mais componentes que podem ser sujeitos a um ou mais defeitos mecânicos, elétricos ou eletromecânicos. Como um exemplo, um sistema pode incluir um motor eléctrico, equipamento acionado por motor, um gerador elétrico, uma bateria elétrica, etc. Como exemplo, um sistema pode incluir motor de indução de corrente alternada de única fase ou polifásico, um motor síncrono de corrente alternada, um motor de corrente contínua, motor de corrente alternada/corrente contínua universal, um motor de imã permanente ou um motor de relutância variável. Como um exemplo, um motor elétrico pode ser um motor de indução de corrente alternada multifásico.

[000116] Como um exemplo, um componente de um sistema pode ter uma falha, tal como uma falha mecânica, elétrica ou eletromecânica. Como um exemplo, uma falha elétrica pode ser um tipo de falha que resulta na alteração do fluxo de corrente ou através de um componente. Como um exemplo, uma falha mecânica pode ser um tipo de falha que resulta na alteração de aspectos estruturais e / ou mecânicos do componente.

[000117] Como um exemplo, a informação que pode ser utilizado na realização de uma avaliação de um ou mais componentes de um sistema pode incluir medidas de entrada no sistema e medidas de saída do sistema. Como um exemplo, considere a informação como uma ou mais de tensão elétrica, corrente elétrica, velocidade de rotação, aceleração de rotação, aceleração lateral, temperatura, etc. Como um exemplo, para um motor de indução de corrente alternada multifásico, informações podem incluir entradas medidas que representam tensões multifásicas de entrada e saídas medidas que representam as correntes multifásicas.

[000118] Como um exemplo, um sistema pode incluir, opcionalmente, um módulo de classificação que pode, por exemplo, classificar as informações e/ou informações analisadas para um ou mais tipos de problemas ou problemas potenciais do sistema.

[000119] Como um exemplo, um sistema pode incluir um módulo de análise que pode, por exemplo, analisar as informações e/ou informações analisadas para um ou mais tipos de problemas ou problemas potenciais do sistema. Como um exemplo, uma avaliação pode ser relativa à condição de um componente, que pode ser uma condição atual ou uma possível condição futura. Como um exemplo, uma avaliação pode incluir uma estimativa acerca de um estado atual de um componente, uma possível falha iminente de um componente e/ou uma ou mais incertezas associadas com a estimativa. Como exemplo, uma avaliação pode incluir uma recomendação ou recomendações para a ação, por exemplo, considerar uma ação como uma ou mais de uma condição de funcionamento, um plano de reparação, um plano de substituição, etc. Como um exemplo, uma avaliação podem incluir informações sobre a eficiência operacional de um ou mais componentes de um sistema e, por exemplo, custo(s) associado(s) com a eficiência operacional (por exemplo, estendendo-se, opcionalmente, para a frente no tempo para um ou mais conjuntos de condições operacionais).

[000120] Como um exemplo, um sistema pode incluir um módulo de predição da expectativa de vida que, por exemplo, pode prever uma vida útil esperada, ou a expectativa de vida, de um ou mais componentes de um sistema. Como um exemplo, uma expectativa de vida pode refletir uma estimativa de um tempo esperado para a falha e, por exemplo, um grau de incerteza associado com a estimativa e/ou um estado previsto de uma falha incipiente. Como exemplo, um módulo de predição de expectativa de vida pode fornecer para a análise de histórico de funcionamento de um ou mais componentes de um sistema. Como um exemplo, dados históricos podem incluir um ou mais indicadores de um tempo de vida esperado (por exemplo, considerar uma ou mais qualidades de alimentação elétrica, temperatura ambiente do motor, pulsação de torque de carga do motor, etc).

[000121] Como um exemplo, um sistema pode contribuir para o comprimento de um cabo de alimentação, tipo de cabo de alimentação, dados históricos sobre um cabo de alimentação (por exemplo, incluindo a informação sobre uma ou mais de outras instalações de um tal cabo de alimentação), etc.

[000122] Como um exemplo, um sistema pode incluir equipamento de elevação artificial. Tal equipamento pode incluir uma bomba no fundo do poço através de uma haste acoplada a um motor elétrico no fundo de poço. Em tal exemplo, o motor elétrico pode ser alimentado a partir de equipamento de superfície por meio de um cabo de alimentação relativamente longo. Por exemplo, considere cabo de alimentação que se encontra operacionalmente acoplado a uma unidade modulada de comprimento de pulso montada em superfície (na sigla em inglês para pulsewidth modulated, PWM) que pode controlar, por exemplo, a velocidade de rotação de um rotor de um motor elétrico. Em tal exemplo, num esforço para evitar reflexões, o conteúdo de alta frequência de PWM pode ser filtrado por um circuito tal como um filtro de linha (por exemplo, um filtro de carga, etc.). Como um exemplo, uma unidade pode ser também isolada através de um transformador. Como um exemplo, um cabo de energia pode ser assimétrico em relação aos condutores para conduzir múltiplas fases de alimentação fornecida e um ou mais outros componentes podem ser assimétricos em relação ao tratamento de várias fases da energia fornecida. Por exemplo, a temperatura do cabo, estator do motor elétrico e distribuição de temperatura do rotor podem não ter simetria. Em tal exemplo, a transferência de calor pode estar relacionada com um ou mais fatores tais como, por exemplo, temperatura do fluido de formação, a taxa de bombeamento, as propriedades de transferência de calor do motor eléctrico e cabo(s) e as propriedades de transferência de calor do líquido bombeado ou gás.

[000123] Como um exemplo, um sistema pode visar levar em conta fatores associados com uma instalação de poço profundo. Por exemplo, considere um sistema ESP utilizado em uma instalação de poço profundo em que o sistema ESP inclui um filtro de linha (por exemplo, um filtro de carga, etc.), um transformador elevador (step-up), um cabo longo entre uma unidade de frequência variável e uma estrutura de moto-bomba, onde, por exemplo, o comprimento do cabo ou cabos podem ser da ordem de um km ou mais. Em tal exemplo, o comprimento do cabo ou cabos podem introduzir assimetrias quanto ao poder de tal modo que a entrada de energia para o cabo em uma extremidade de entrada difere da saída de alimentação pelo cabo numa extremidade de saída (por exemplo, operacionalmente ligado a um motor elétrico, opcionalmente através de MLEs, etc).

[000124] No sistema acima referido, o cabo longo, juntamente com harmônicos gerados pelo circuito PWM do inversor pode resultar em tensão e distorções atuais que possam afetar a predição de avaliação da saúde e a esperança de vida de um ou mais componentes do sistema de ESP.

[000125] Como um exemplo, um sistema pode incluir a interpretação das medições elétricas feitas em ou perto de um motor elétrico de um sistema de ESP e monitorização do estado de uma bomba, tal como relacionado com a natureza transiente da produção do reservatório. Como um exemplo, um sistema pode incluir uma ou mais entradas para medições de superfície, tais como, por exemplo, taxa de fluxo de massa, etc, que podem ser verificadas em ou perto de uma cabeça de poço. Como um exemplo, um sistema pode ter como objetivo capturar o estado atual de uma bomba através de um ou mais outros tipos de informações. Por exemplo, medições de superfície podem ser afetadas por velocidades de onda finitas e atenuação das ondas de pressão em fluidos entre uma bomba de umas instalações de monitoramento de superfície. Para fornecer informações adicionais, um sistema pode incluir entradas para receber as medições de fundo de poço, opcionalmente, pelo menos em parte, através de processamento de sinais de fundo de poço, compressão de dados e equipamento de telemetria, para que as medições de superfície e de fundo de poço possam ser combinadas de forma adequada, o que pode contribuir para a latência entre a informação de superfície e informações de fundo de poço.

[000126] Como um exemplo, um sistema pode produzir informação de interesse para a monitoramento de previsão da saúde (por exemplo, degradação no desempenho de um ou mais estados de bomba, a falha de um ou mais rolamentos, etc), com base, pelo menos em parte, em medições elétricas de um motor elétrico, medição de superfície de caudais e medições de sub-superfície de um ou mais parâmetros associados com um cabo, um motor elétrico, uma bomba, etc. Por exemplo, a informação em relação a um espectro vibracional mecânico de uma bomba de fundo de poço e a sua interação com a carga de um motor elétrico pode ser recebida por um sistema. Tal informação pode depender de como uma bomba está montada, por exemplo, um ou mais modos de ressonância de um ou mais conjuntos de rolamentos em um motor elétrico, um protetor e/ou uma bomba. Como um exemplo, um sistema pode incluir entradas para receber múltiplos tipos medições, que podem, opcionalmente, ser medições distribuídas ao longo de um motor elétrico, um protetor e/ou uma ou mais fases de bomba. Em tal exemplo, pelo menos uma porção das medições pode ser utilizada para refinar um modelo de um sistema e determinar ou estimar o seu estado para monitoramento de saúde preditivo.

[000127] Como um exemplo, pode faltar simetria a um cabo (por exemplo, um cabo pode ser considerado assimétrico). Por exemplo, uma vez implantado num ambiente de fundo de poço, a temperatura do cabo, o rotor do motor e temperatura do rotor podem não ser conhecidas (por exemplo, a um nível de precisão desejável, etc.) e podem variar espacialmente no que diz respeito a vários componentes de um cabo. Num tal exemplo, as variações espaciais podem causar assimetrias nas propriedades de condutores dentro de um cabo, o que pode, por sua vez, afetar a transmissão de energia a um motor elétrico de múltiplas fases. Na medida em que variações espaciais aumentam, a assimetria pode, do mesmo modo, aumentar, o que pode causar que um fornecimento relativamente equilibrado a uma extremidade de alimentação de um cabo fique desequilibrado numa extremidade do motor elétrico do cabo. Como um exemplo, as temperaturas ao longo e no interior de um cabo pode ser baseada em um ou mais mecanismos de transferência de calor, que podem ser relacionadas com uma ou mais de temperatura do fluido de formação, a taxa de bombeado, as propriedades de transferência de calor do motor e cabos e propriedades de transferência de calor de fluido de bombeado (por exemplo, que podem ser simples ou multifásicos). Como propriedades dielétricas de um cabo podem depender da temperatura, as diferenças espaciais na temperatura podem afetar um ou mais condutores de um cabo, um ou mais isoladores de um cabo, etc., de um modo que pode causar desequilíbrios (por exemplo, assimetria).

[000128] Como um exemplo, um modelo "ideal" de um sistema de distribuição de energia pode-se supor um "equilíbrio" de entrada multifásico a fases individuais de um cabo de múltiplas fases é mantido ao longo do comprimento do cabo multifásico, no entanto, como explicado acima, onde um cabo multifásico é exposto a condições que podem variar ao longo do seu comprimento, tal suposição pode levar a estimativas erradas da saída das fases individuais do cabo multifásico, em particular quando um cabo multifásico é de um comprimento considerável (por exemplo, pode ser associado a uma ESP implantado em um poço de um ambiente geológico). Assim, um modelo que se baseia em um fornecimento simétrico de potência pode ser inadequado para a estimativa de uma ou mais condições associadas com um sistema de ESP, especialmente na medida em que o comprimento do cabo de um tal sistema aumenta.

[000129] Como um exemplo, uma abordagem com base num modelo pode fornecer para uma ou mais estimativas relacionadas ã saúde dos equipamentos, que podem ser responsáveis por várias "condições não ideais" de um sistema de ESP (por exemplo, fatores que podem ser negligenciados por outras abordagens). Como exemplo, uma abordagem baseada em modelo pode incluir um modelo que modela de recursos, como um driver de motor, um transformador de isolamento, um filtro de linha (por exemplo, um filtro de carga, etc.), etc. Como exemplo, em uma fase inicial de identificação do sistema, pode-se gerar um estator de combinação não-linear e não-simétrica, um filtro de linha (por exemplo, um filtro de carga, etc.), transformador, cabo e modelo de impedância em massa do motor que incluem uma indutância de fuga em massa, volume resistência do estator de série em massa e matriz de indutância de magnetização do motor. Como um exemplo, a variação da resistência combinada pode ser rastreada durante a operação, por exemplo, por injeção de um tom de baixa frequência sobreposto ao funcionamento regular. Uma abordagem de modelagem do estator pode ser tomada para motores de ímã permanente síncrono (na sigla em inglês para permanent magnet synchronous motors, PMS) e motores de indução (na sigla em inglês para induction Motors, IM).

[000130] Como exemplo, um método pode incluir estimar a saúde do equipamento e/ou predizer a expectativa de vida de uma ou mais componentes de um sistema ESP utilizando um modelo de base do sistema ESP e medições de fundo de poço, tais como, por exemplo, uma ou mais tensões das correntes das fases do motor, pressões, temperaturas, vibrações, taxa de fluxo e composição do fluido.

[000131] Como exemplo, um método pode incluir determinar a vida útil restante de um ou mais componentes de um sistema de ESP, por exemplo, por meio da correlação de múltiplos sinais de entrada provenientes de sensores na superfície e sensores de fundo de poço, montado em e/ou ao redor de um ou mais componentes de um sistema ESP, a um modelo de saúde de componentes de motores e/ou bomba, como, por exemplo, rolamentos, vedações, pontos fracos de isolamento elétrico, etc.

[000132] Referindo-se ao esquema 1090 da Fig. 10, as condições de ruptura são encontradas devido, pelo menos em parte, à presença de gás. Como um exemplo, para o esquema 1090, um estado pode ser caracterizado, pelo menos em parte, por uma razão gás-líquido (GLR), uma fração de volume de gás (GVF), etc. Onde GLR (por exemplo, ou GVF) é elevada (por exemplo, acima de cerca de 10 por cento, acima de cerca de 20 por cento, ou outra classificação ESP que pode depender de equipamento de manuseamento de gás, etc.), um gás que entra na bomba de uma ESP é um fase mais leve que pode "deslizar para além" de uma fase de fluido mais pesado e, assim, acumular-se no lado de baixa pressão de uma lâmina. Em tal exemplo, o gás pode bloquear uma passagem de uma fase da bomba, causando uma condição conhecida como esclusa de gás. Em esclusa de gás (por exemplo, um estado de bloqueio de gás), o fluxo de líquido pode parar, o que pode, por sua vez, causar um aumento da temperatura do enrolamento do motor e uma redução da carga sobre o motor. O aumento da temperatura do enrolamento do motor pode, por exemplo, ser prejudicial para o motor e reduzir a vida útil do motor. Como um exemplo, um sensor pode ser incluído em um sistema para monitorar uma ou mais temperaturas do motor (por exemplo, a temperatura do enrolamento do motor, etc.).

[000133] A carga sobre uma ESP pode variar em resposta a GLR, GVF, etc. Como um exemplo, um controlador pode atuar para alterar a velocidade de um motor de ESP (por exemplo, através de um VSD) para andar através de um episódio de fluidização de gás. No método de 1000 da Fig. 10, um tal controle pode ser baseado, pelo menos em parte, em um ou mais estados do sistema identificados (por exemplo, pelo bloco 1050).

[000134] No que diz respeito à avaliação da saúde do sistema, estados de sistema identificados (por exemplo, pelo bloco 1050) e/ou ações de controle podem ser tidos em conta. Por exemplo, quando um estado do sistema identificado está associado com desligamento de um ESP (por exemplo, um desligamento controlado), um estado do próximo sistema esperado pode ser um estado de inicialização (por exemplo, uma inicialização controlada). Desligamento e iniciação de um ESP pode afetar a saúde de um ou mais componentes e, por exemplo, possivelmente pode encurtar a vida útil de uma ESP implantada em um ambiente de fundo de poço. Como exemplo, um método pode incluir a avaliação de saúde de um ou mais componentes e/ou prever o tempo de vida de um ou mais componentes com base, pelo menos em parte, no desligamento e/ou inicialização de um ESP.

[000135] Como exemplo, um método, tal como, por exemplo, o método 1000 da Fig. 10, pode explicar o comportamento de um cabo multifásico em estados, transições entre estados, etc. Na medida em que a operação de uma ESP depende da energia transmitida através de um cabo de energia (por exemplo, ou cabos), uma abordagem à avaliação da saúde (por exemplo, e controle opcional) pode incluir um modelo (por exemplo, um modelo adaptável) de pelo menos um cabo de alimentação onde tal modelo pode ser responsável por falta de simetrias (por exemplo, ou assimetrias) e/ou não linearidades introduzidas assim (por exemplo, devido ao comprimento, condições ambientais, condições operacionais, etc.). Como um exemplo, estresses (por exemplo, físicos, elétricos, etc.) experimentados por um cabo (por exemplo, tal como medidos e/ou estimados através de um modelo) podem ser contabilizados para avaliar a saúde e/ou prever o tempo de vida de um cabo e/ou um ou mais outros componentes de uma ESP. Como exemplo, estresses físicos podem resultar do contato com superfícies, curvas, vibrações, apoio de um motor elétrico e uma bomba em um poço, etc. Como exemplo, estresses elétricos podem resultar da transmissão de energia, as assimetrias na transmissão de energia, um ou mais caminhos para o solo, etc.

[000136] Como um exemplo, no método de 1000 da Fig. 10, o bloco 1060 pode incluir, por exemplo, um ou mais sensores e/ou bitolas, como ilustrado nas Figs. 2, 8 e 9, um ou mais sensores de sistemas de vigilância ESPWATCHERTM e/ou o LIFTWATCHERTM, etc. Tal informação pode ser analisada em conjunto com informação derivada de sinais de energia (por exemplo, o comportamento operacional VSD) e/ou um ou mais sinais injetados, por exemplo, para avaliar a saúde e/ou para prever o tempo de vida de um ou mais componentes operativamente acoplados a um motor elétrico que recebe energia através de um cabo de energia multifásico (por exemplo, considerar um cabo com um comprimento de pelo menos cerca de 100 metros ou mais, que é adequado para a operação num ambiente de fundo de poço).

[000137] FIG. 11 mostra exemplos de módulos 1100 associados com um exemplo de um modelo adaptável 1110, um exemplo de um sistema de ESP 1160, um exemplo de um método 1180 e um exemplo de um sistema de computação 1191.

[000138] Quanto aos módulos 1100, estes podem incluir um módulo de filtro de linha 1114, um módulo transformador de isolamento 1116, um módulo de cabo 1152, um módulo de motor elétrico 1154 e opcionalmente um ou mais outros módulos 1156. Tais módulos podem ser parte do modelo adaptável 1110, que pode incluir, por exemplo, um modelo elétrico de componentes de um sistema de ESP, tais como, por exemplo, o sistema ESP 1160.

[000139] Como exemplo, um módulo pode incluir estados que representam os estados de funcionamento do equipamento. Por exemplo, o módulo de filtro de linha 1114 (por exemplo, um módulo de filtro de carga, etc.) pode incluir estados que representam estados que podem depender da entrada para um filtro de linha, a saída de um filtro de linha, a temperatura operacional de um filtro de linha, as tensões dentro do circuito de um filtro de linha, correntes dentro de circuitos de um filtro de linha, resistências dentro de circuitos de um filtro de linha, etc. Como exemplo, o módulo transformador de isolamento 1116 pode incluir estados que representam os estados que podem depender de entrada de um transformador, de saída de um transformador, da temperatura operacional de um transformador, das tensões dentro do circuito de um transformador, das correntes dentro de circuitos de um transformador, das resistências dentro de circuitos de transformador, etc. Como exemplo, o módulo de cabo 1152 pode incluir estados que representam os estados que podem depender de entrada para um ou mais condutores de um cabo, a saída de um ou mais condutores de um cabo, a temperatura operacional de uma ou mais porções de um cabo, tensões dentro de um cabo, correntes dentro de um cabo (por exemplo, ou para o solo), resistências dentro do cabo, etc. Como exemplo, o módulo de motor elétrico 1154 pode incluir estados que representam os estados que podem depender de entrada para um ou mais condutores de um motor, a saída de um ou mais condutores de um motor, a temperatura operacional de uma ou mais porções de um motor, tensões dentro de um motor, correntes dentro de um motor (por exemplo, ou para o solo), resistências dentro do motor, etc.

[000140] Como exemplo, um módulo pode incluir estados que são baseados em informação presente, informação passada e/ou uma combinação de informação passada e presente. Como exemplo, um módulo pode incluir estados que são estados futuros. Por exemplo, se a informação sobre a história de transição de estado para estado é conhecida, dado uma série de estados, um estado subsequente pode ser estimado, opcionalmente, para ocorrer em um determinado momento (por exemplo, ou dentro de um intervalo de momentos). Como um exemplo, uma probabilidade ou probabilidades podem estar associadas a uma transição para um estado ou estados. Como exemplo, essa probabilidade ou probabilidades pode depender do tempo ou estados que podem ser alterados em relação ao tempo.

[000141] Como exemplo, o modelo adaptável 1110 pode ser adaptável de um modo baseado no estado (por exemplo, como uma máquina de estado). Como exemplo, o modelo adaptável 1110 pode incluir um espaço de estado para um sistema ESP e espaços de estado para componentes e/ou combinações individuais de componentes de um sistema ESP.

[000142] No exemplo da Fig. 11, o modelo adaptável 1110 pode ser um modelo sem sensor e/ou um modelo baseado em sensor, por exemplo, no que diz respeito aos sensores de fundo de poço que podem ser associados com um sistema de ESP e/ou um ambiente de fundo de poço.

[000143] No exemplo da Fig. 11, o sistema de ESP 1160 inclui uma unidade 1170 e, opcionalmente, um ou mais sensores de 1175, que podem incluir um ou mais sensores de fundo de poço e/ou um ou mais sensores de superfície. Como mostrado, a unidade 1170 pode operar de acordo com um esquema 1171.Por exemplo, o esquema de 1171 pode ser coordenado com uma ou mais operações em campo, o custo da energia fornecida para a unidade 1170, qualidade da energia fornecida para a unidade 1170, tempo de vida de um ou mais componentes do sistema ESP 1160, etc.

[000144] Como mostrado na Fig. 11, o esquema 1171 pode ser acoplado operacionalmente para receber a entrada e/ou transmitir a saída para o modelo adaptativo 1110. Por exemplo, o esquema 1171 pode ser ou incluir um esquema baseado no estado que pode informar o modelo adaptativo 1110 quando um estado muda ou estados mudam, mudou ou vai mudar. Como exemplo, o modelo adaptativo 1110 pode alterar o esquema, por exemplo, com base, pelo menos em parte, em uma avaliação da saúde de um ou mais dos componentes do sistema ESP 1160, uma vida útil prevista ou estimativa de fim-de-vida de um ou mais componentes do sistema ESP 1160, etc.

[000145] Como um exemplo, a unidade 1170 pode ser acoplada funcionalmente a um ou mais de um filtro de linha (por exemplo, um filtro de carga, etc.), um transformador de isolamento ou outros circuitos, que podem ser representados, pelo menos, em parte por meio do modelo adaptativo 1110 (por exemplo, por um módulo, etc). No exemplo da Fig. 11, a unidade 1170 está acoplada operativamente a um ou mais cabos para alimentar, pelo menos, um motor elétrico do sistema ESP 1160. O um ou mais cabos e, pelo menos, um motor elétrico pode ser representado, pelo menos, em parte por meio do modelo adaptativo 1110 (por exemplo, por um módulo, etc).

[000146] Como exemplo, o modelo adaptativo 1110 pode operar com base em informações da unidade 1170. Por exemplo, a unidade 1170 pode fornecer informações quanto a uma mudança na energia fornecida para a unidade 1170, qualidade de energia fornecida para a unidade 1170, a temperatura da unidade 1170, tensões da unidade 1170, correntes da unidade 1170, resistências da unidade 1170, etc.

[000147] Como exemplo, o modelo adaptativo 1110 pode funcionar com base em informação a partir de um ou mais sensores 1175. Por exemplo, considere um sensor ao longo do furo, tal como um ou mais dos sensores das Figs. 8 e 9. Como um exemplo, um sensor pode detectar a temperatura, um sensor pode detectar a pressão, um sensor pode sentir a vibração (por exemplo, aceleração), um sensor pode detectar posição, um sensor pode detectar localização, um sensor pode detectar tensão, um sensor pode detectar corrente, um sensor pode sentir resistência, etc.

[000148] Como exemplo, o modelo adaptativo 1110 da Fig. 11 pode ser utilizado para avaliar a saúde de um ou mais componentes do sistema ESP 1160. Em tal exemplo, a saúde de um motor elétrico, uma bomba ou outro componente podem ser rastreados seguintes a alterações no estado e/ou condições de carga num ou mais pontos ou períodos de tempo.

[000149] Como um exemplo, a carga do sistema ESP 1160 pode mudar dramaticamente, especialmente como resultado de fluidização agregativa de gás-líquido, em que a densidade de fluido pode mudar por uma ordem de grandeza para um ou mais períodos de tempo, o que pode durar segundos, minutos ou até mesmo horas. Tais mudanças podem resultar em uma ou mais transições de estado. Em tal exemplo, informações sem sensores e/ou de sensor podem ser recebidas por um sistema de computação para identificar um ou mais estados do sistema ESP e/ou estados de componentes, o que pode permitir a avaliação da saúde de um ou mais componentes e/ou o sistema ESP, previsão de uma vida útil, etc.

[000150] Como um exemplo, as condições não-simétricas de um filtro de linha (por exemplo, um filtro de carga, etc.), um transformador, um cabo, e um estator podem ser medidas e utilizadas para gerar um modelo de impedância de massa de motor que inclui não-linear e uma indutância de vazamento de massa, a resistência do estator serial de massa e uma matriz de indutância de magnetização do motor. Em tal exemplo, o modelo adaptativo 1110 podem incluir módulos de geração do modelo de impedância de massa do motor. Como exemplo, o módulo de filtro de linha 1114, o módulo de transformador de isolamento 1116, o módulo de cabo 1152 e o módulo de motor elétrico 1154 pode incluir estados que são representativos de uma ou mais condições não-simétricas e/ou não-lineares de equipamento correspondente.

[000151] Como um exemplo, as variações da resistência combinada, indutância, e/ou capacitâncias, por exemplo, podem ser rastreadas durante a operação através da injeção de um sinal de baixa frequência, sobreposto a um sinal operacional "regular" (por exemplo, como entrada para um cabo). Em tal exemplo, uma ou mais variações (por exemplo, ou fatores de rastreamento), podem prever uma ou mais identificações de estado. Como um exemplo, um tal estado ou estados identificados podem ser associados com uma condição física, tais como, por exemplo, a vibração de um componente, a pressão de uma bomba, a temperatura de um motor elétrico, a temperatura de um cabo, a taxa de fluxo de fluido, o fluido de multi composição trifásico, etc.

[000152] O modelo adaptativo 1110 da Fig. 11 pode, por exemplo, ser atualizado em uma base contínua e/ou uma base periódica. A atualização pode ser, por exemplo, em responde a uma mudança de um valor medido, um valor de esquema, etc. Como um exemplo, um sistema pode operar para atualizar continuamente a um modelo adaptativo, por exemplo, com base, pelo menos em parte, em medições elétricas de tensões de múltiplas fases e das correntes de entrada para um motor elétrico de um sistema ESP. Em tal exemplo, o sistema pode operar para fornecer uma avaliação global da saúde do sistema ESP e previsões, opcionalmente, como a esperança de vida de um ou mais componentes do sistema ESP.

[000153] Como exemplo, um sistema pode prever o acompanhamento de saúde e prever a vida útil remanescente de um ou mais componentes de um sistema ESP. Em tal exemplo, o sistema pode contribuir para condições não ideais de um filtro de linha (por exemplo, um filtro de carga, etc.), um transformador de isolamento, um cabo assimétrico, e/ou assimetria num motor elétrico. Em tal exemplo, um modelo adaptativo pode ser implementado, que é atualizado por monitorização de parâmetros ESP, tais como temperatura, fluxo de fluido, e a composição do fluido, que pode ser fornecida por uma ou mais peças de equipamento de monitorização ao longo do furo.

[000154] Como um exemplo, um sistema pode fornecer informações sobre a degradação no desempenho de uma ou mais fases de bomba, a falha de um ou mais rolamentos, etc. Como exemplo, essa informação pode ser baseada, pelo menos em parte em um espectro vibracional mecânico de uma bomba ao longo do furo e a sua interação com a carga de um motor elétrico, o qual pode depender da forma como a bomba é montada. Como exemplo, essa informação pode ser baseada, pelo menos em parte, na atribuição de determinados modos de ressonância para um ou mais conjuntos de rolamentos de um motor elétrico, um protetor e/ou uma ou mais fases de bomba. Como um exemplo, um sistema pode incluir sensores para fazer medições que podem ser distribuídas ao longo de um motor elétrico, um protetor e/ou uma ou mais fases de bomba. Tais informações podem ser utilizadas para refinar um modelo adaptativo, como, por exemplo, o modelo adaptativo 1110 para fins de identificação do estado, a transição do estado, monitorização preditiva da saúde, etc.

[000155] Como exemplo, um método pode incluir estimar a saúde do equipamento e predizer a expectativa de vida de uma ou mais componentes de um sistema ESP utilizando um modelo do sistema ESP, que pode ser complementado com medições ao longo do furo como medições das correntes das fases do motor e das tensões, pressões, temperaturas, vibrações, taxa de fluxo, composição do fluido, etc.

[000156] Como exemplo, um método para determinar a restante vida útil de um ou mais componentes de um sistema ESP pode incluir correlacionar vários sinais de entrada provenientes de sensores em superfície, bem como sensores de ao longo do furo, montado sobre e em torno de um sistema ESP, por exemplo, para avaliar através de uma saúde modelo de um motor elétrico e/ou componentes da bomba (por exemplo, rolamentos, vedações, fraqueza de isolamento elétrico, etc.).

[000157] Na figura 11, o método 1180 incluí um bloco de recebimento 1182 para receber informações de sensor a partir de pelo menos um sensor disposto num ambiente ao longo do furo, que inclui uma bomba elétrica submersível operativamente acoplada a uma unidade de energia através de um cabo; um bloco de recebimento 1185 para receber informações elétricas associadas a transmissão de energia através do cabo; e um bloco de identificação 1186 para identificar um estado da bomba elétrica submersível através de um modelo adaptativo do, pelo menos, um cabo e a bomba elétrica submersível baseada, pelo menos em parte, sobre uma parte das informações do sensor e uma porção da informação elétrica. Em tal exemplo, um estado identificado pode ser associado com um estado de saúde e/ou um tempo de vida de uma peça ou peças de equipamento.

[000158] Como mostrado na Fig. 11, o método de 1180 pode ser associado com vários meios legíveis por computador (na sigla em inglês para computer-readable médium, CRM) blocos 1183, 1185 e 1187. Tais blocos incluem geralmente instruções adequadas para execução por um ou mais processadores (ou núcleos) para instruir um dispositivo de computação ou sistema para realizar uma ou mais ações. Como um exemplo, um meio único pode ser configurado com instruções para permitir, pelo menos em parte, o desempenho de várias ações do método 1180. Como um exemplo, um meio legível por computador (CRM) pode ser um meio de armazenamento legível por computador que seja não transitório e que não seja uma onda transportadora. Como um exemplo, os blocos podem ser fornecidos como um ou mais módulos.

[000159] Na Fig. 11, o sistema 1191 pode incluir um ou mais computadores 1192, um ou mais dispositivos de armazenamento 1195, uma ou mais redes 1196 e um ou mais módulos 1197. Assim como para o um ou mais computadores 1192, cada computador poderá incluir um ou mais processadores (por exemplo, núcleos de processamento) 1193 e memória 1194 para armazenar instruções (por exemplo, módulos), por exemplo, executáveis por, pelo menos, um dos um ou mais processadores. Como um exemplo, um computador pode incluir uma ou mais interfaces de rede (por exemplo, com ou sem fios), uma ou mais placas gráficas, uma interface de exibição (por exemplo, com ou sem fios), etc. Como um exemplo, os dados podem ser fornecidos no(s) dispositivo(s) (s) de armazenamento 1195 onde os computador(es) 1192 podem acessar os dados através da(s) rede(s) 1196 e processar os dados através do(s) módulo(s) 1197, por exemplo, conforme armazenados na memória 1194 e executados pelo(s) processador(es) 1193. Como um exemplo, um meio de armazenamento de leitura por computador pode ser uma onda não transitória e não transportadora. Um tal meio de armazenamento pode armazenar instruções e opcionalmente outras informações em que tais instruções podem ser executáveis por um ou mais processadores (por exemplo, de um computador, computadores, um controlador, controladores, etc.).

[000160] FIG. 12 mostra um exemplo de um sistema 1200 que pode controlar um sistema e que pode incluir a avaliação da saúde e/ou previsão da vida de um ou mais componentes de um sistema, por exemplo, através de um sistema de cálculo de avaliação e/ou previsão da vida 1280 que inclui um modelo do sistema e/ou da planta 1282 e um ou mais módulos de análise 1284 (por exemplo, para análise estatística, análise de rede neural, a análise de lógica fuzzy, etc.).

[000161] Como mostrado, o sistema 1200 inclui um bloco de compensação do cabo 1210, um bloco do acionador do motor PWM 1220, um bloco do sistema ESP 1230, um bloco do modelo de cabo 1240, um bloco de velocidade, torque e rastreio da posição 1250, um bloco de rotação 1260, um bloco de controle da velocidade 1272 (por exemplo, considerar controle PI), e um bloco de controle do torque 1274.

[000162] A compensação pela queda do cabo pode se basear em parâmetros do cabo nominal. Por exemplo, no exemplo da Fig. 12, considerar o controle e/ou rastreio baseado em tensões terminais do motor. Em tal exemplo, um circuito de controle pode ser executado em um modelo de motor simétrico.

[000163] Como um exemplo, obtido a partir da voltagem Vabc' desejada de um circuito de controle (e para motores IM também flui) de torque nos terminais do motor para a voltagem Vabc do acionador a queda do cabo em série pode ser adicionada. Vabc = Vabc‘+ Zcabo * Ifase onde Zcabo pode ser uma matriz 3 x 3 (por exemplo, de três fases), que descreve a transformação de Laplace da impedância em série, que inclui a resistência e a indutância (incluindo indutância mútua) e, se apropriado, também a capacitância.

[000164] Como um próximo processo após a medição das correntes de fase, a voltagem do terminal do motor, e para um algoritmo de rastreamento e controle, pode ser calculada a partir de uma relação inversa, por exemplo, como se segue: Vabc‘ = Vabc - Zcabo * Ifase

[000165] Quanto ao controle, como um exemplo, uma abordagem pode considerar a compensação da porção assimétrica da queda do cabo. Nesse exemplo, uma abordagem pode incluir compensação para a parte assimétrica da impedância do cabo. Essa abordagem pode considerar o fato de que a área do circuito de indutância mútua dos dois condutores externos é maior do que a indutância mútua da linha interna para as duas linhas externas (por exemplo, num cenário de três fases). Nesse exemplo, a parte simétrica da impedância do cabo pode ser combinada com a impedância de entrada do estator do motor, por exemplo, como se segue: Zcabo = Zcabo_sym + Zcabo_unsym

[000166] Nessa abordagem, pode ser relativamente simples rastrear a mudança na resistência do cabo para implementar o rastreamento e o controle em um modelo simétrico compensando ainda a parte assimétrica através do controle.

[000167] Como exemplo, uma abordagem pode considerar compensação mais completa pela combinação da impedância do transformador, filtro de linha (por exemplo, um filtro de carga, etc.), cabo e estator (por exemplo, uma abordagem da compensação total).

[000168] Em uma abordagem de identificação do sistema, vários parâmetros de um sistema ESP podem variar ao longo do tempo de configuração para configuração. Como um exemplo, uma variação do modelo pode ser contabilizada em categorias diferentes. Em uma fase inicial, antes da operação da bomba, vários parâmetros podem ser identificados, por exemplo, sem realmente executar uma bomba. Tais parâmetros podem ser medidos e utilizados para rastrear e/ou controlar. Por outro lado, há parâmetros que variam ao longo do tempo, em particular, porque eles são afetados, por exemplo, pela temperatura. Por exemplo, considere a resistência do cabo e a resistência do motor e do estator como sendo em função da temperatura. Além disso, se a temperatura varia espacialmente bem como temporalmente, esse parâmetro pode variar espacialmente e temporalmente, o que pode resultar em assimetrias no fornecimento de energia multifase para um motor que pode variar ao longo do tempo.

[000169] Como exemplo, um sistema pode visar a fornecer consistência entre os parâmetros do modelo e componentes do sistema físico correspondentes, que pode, assim, facilitar um ou mais de controle, regulação, rastreamento, etc. Por exemplo, se um sistema inclui um ESP operativamente acoplado a um cabo de alimentação que se encontra operacionalmente acoplado à uma unidade de acionamento, um método pode incluir o fornecimento de parâmetros do modelo que correspondem a vários aspectos do sistema. Nesse exemplo, erros de parâmetros podem ser analisados em relação a erros de estimação da velocidade estimada, torque aplicado estimado, estimativa da resistência do cabo/estator e do rotor em tempo real.

[000170] Tal como indicado no exemplo da Fig. 12, os erros estimados podem ser recebidos pelo sistema de computação de avaliação e/ou de previsão de vida 1280. Em tal exemplo, os valores de erro estimados podem opcionalmente ser analisados com outras informações, por exemplo, para avaliar um ou mais componentes, para prever uma expectativa de vida de um ou mais componentes, etc. Como um exemplo, informação de controle pode incluir uma ou mais ações de controle (por exemplo, estados de controle) e/ou um ou mais erros estimados. Como um exemplo, esta informação de controle pode ser analisada para avaliar a saúde e/ou para prever o tempo de vida (por exemplo, a expectativa de vida) de um ou mais componentes de um sistema ESP.

[000171] Quanto à indutância da linha, a resistência inicial e a magnetização consideram a indutância em massa de um transformador opcional, filtro de linha, cabo e estator do motor, que pode ser facilmente medido pela injeção de um sinal de voltagem do estator em um ângulo de acionamento constante. Como um exemplo, a amplitude pode ser modulada em diferentes frequências. Como um exemplo, a medição pode ser repetida para diferentes sentidos, por exemplo, no sentido A, B e C. Considere também, como um exemplo, que com os ângulos de acionamento constantes, nenhuma voltagem é induzida no rotor, não irá se mover e não terá nenhum impacto.

[000172] Como um exemplo, uma medição pode ser sobreposta com um componente DC. Pela medição da corrente de fase, três conjuntos de parâmetros podem ser identificados como resistência DC nos sentidos A, B e C e indutância incluindo efeitos de saturação sobre a indutância nos sentidos A, B e C.

[000173] Como exemplo, antes de iniciar uma nova instalação, as medições de indutância podem ser combinadas com as medições de magnetização do motor independente e do filtro de linha independente.

[000174] Quanto à identificação em tempo real, os métodos podem ser aplicados durante a operação ativa do motor. No topo das correntes de excitação normais um sinal de AC sobreposto com um ângulo constante (por exemplo, apenas para controle de circuito fechado) pode ser aplicado para obter mais informações para a identificação do parâmetro.

[000175] Como um exemplo, um método pode incluir um processo de identificação do sistema para a validação e afinação (por exemplo, adaptação, etc.) do modelo e pode incluir um processo de identificação de discrepâncias para identificar discrepância entre o modelo e um sistema real, por exemplo, para determinar a integridade do sistema real. Por exemplo, considere um teste ou testes de sistema que possam incluir diagnóstico e monitoramento da integridade ao longo do tempo. Como um exemplo, a redução da indutância do cabo/estator pode ser um indicador de um ou mais encurtamentos em um enrolamento ou enrolamentos. Como outro exemplo, uma mudança na resistência ou uma alteração nas correntes de fuga de modo comum pode indicar uma falha em desenvolvimento do isolamento do cabo. Como um exemplo, um erro estimado pode ser uma discrepância, e pode corresponder a um ou mais estados do componente.

[000176] Como um exemplo, um GLR, GVF, etc, podem mudar num ambiente ao longo do furo e causar uma mudança de estado, que pode ser identificada, por exemplo, pelo menos em parte através de um erro estimado ou erros estimados. Por exemplo, gás dentro de uma bomba causar uma alteração na carga, o que pode causar uma mudança na temperatura de um ou mais componentes do motor. Tais alterações podem ser detectáveis através de um ou mais sensores, uma ou mais formas de informação elétrica (por exemplo, como derivado através de um sinal injetado, etc), etc. Como um exemplo, um problema relacionado com gás pode demandar controle, tais como uma alteração controlada da velocidade de um motor elétrico que aciona uma bomba, que pode incluir desligar a bomba durante um período de tempo seguido de arranque da bomba (por exemplo, uma operação ramp-up). Informação de controle (por exemplo, comportamento de controle, etc.) pode ser considerado na avaliação da saúde, etc. Como exemplo, erros e/ou estimativas de erro (por exemplo, entre os valores desejados ou segmentados e os valores reais ou estimados) durante a implementação do controle podem ser uma informação de controle. Conforme mencionado tais ações de controle (por exemplo, estados e transições de estado) podem impactar a saúde, longevidade, etc. Um sistema pode registrar informações de histórico (por exemplo, opcionalmente, como informações de estado) e/ou adaptar um modelo baseado, pelo menos em parte, em informação histórica (por exemplo, número de desligamentos, start-ups, eventos relacionados com o gás, temperaturas, pressões, taxas de fluxo, resistências, tensões, correntes, etc.).

[000177] Como exemplo, um método pode incluir a operação de um controlador que inclui uma entrada que recebe medições quanto à energia fornecida para um motor elétrico multifásico através de um cabo de energia multifásico e que processa as medições para estimar uma ou mais variáveis associadas ao motor elétrico multifásico; e utiliza uma ou mais variáveis associadas ao motor elétrico multifásico para avaliar a saúde do motor elétrico multifásico, opcionalmente incluindo estimar a expectativa de vida do motor elétrico multifásico. Como exemplo, um método de controle pode incluir uma ou mais variáveis, de modo a melhorar a vida útil do motor elétrico multifásico.

[000178] Como um exemplo, uma abordagem pode incluir uma estrutura do observador de Luenberger adaptativo. FIG. 13 mostra um exemplo de uma planta e referência 1300 enquanto que a Fig. 14 mostra um observador de Luenberger adaptativo 1400. Para o funcionamento do motor com cabos longos com parâmetros variáveis e assimetrias potenciais, uma abordagem pode incluir o rastreamento da variação através de filtros adaptativos. Para motores elétricos, os filtros adaptativos tendem a se basear na previsão da corrente ou do fluxo. A previsão se baseia em uma correção contínua das variáveis do estado do sistema e dos parâmetros do sistema com base no erro da previsão. Os observadores de Luenberger clássicos utilizam o erro de previsão do vetor de medição para ajustar as variáveis do estado do sistema. Os observadores de Luenberger adaptativos também utilizam o erro de previsão para ajustar os parâmetros do sistema. Particularmente para um filtro de rastreamento com cabos longos e forte impacto da temperatura, o fato é que os parâmetros do modelo de referência sujeitos a uma grande variação podem ter um impacto dominante sobre a qualidade do resultado.

[000179] Como exemplo, considere um sistema real descrito no espaço do estado pelo modelo do sistema:

onde x está o vetor da variável do sistema, A inclui os parâmetros do sistema, u descreve a excitação e B a sensibilidade das variáveis do sistema para a excitação.

[000180] Um modelo de rastreamento pode ser descrito de uma maneira semelhante, mas incluindo um termo de correção.

[000181] Na equação anterior, o vetor y descreve o vetor de medição e y* o seu valor previsto. A matriz G é o ganho de feedback que dá um peso e sinal para o feedback do erro de O sinal "A" na matriz A B indica que são valores idealizados ou estimados do sistema físico. Embora esta seja uma abordagem do vetor para Luenberger, para controle sem sensores de motores em cabos longos; como um exemplo, a matriz do sistema 4pode ser adaptada dinamicamente com base em uma ou mais condições operacionais.

[000182] Como um exemplo, para motores IM, uma estrutura do observador de Luenberger adaptativo pode ser implementada. Há muitas estruturas de filtro de rastreamento para controle sem sensores dos motores de indução. Para a aplicação em cabos longos, no entanto, a variação do parâmetro pode ser grande e pode degradar a qualidade da estimativa da velocidade. A resistência em massa do filtro, cabo e do estator pode mudar com a temperatura e deve ser rastreada. Além disso, a resistência do rotor pode mudar com a temperatura. Por conseguinte, como um exemplo, uma abordagem pode contribuir para a resistência do rotor e do estator, bem como em numa estrutura de rastreamento abrangente.

[000183] Como um exemplo, considere uma abordagem do vetor da variável do sistema, onde os vetores podem ser definidos da seguinte forma:

onde Ids’Iqs estão as correntes do estator no quadro de referência estacionário e Φdr, Φqr estão as variáveis de fluxo do rotor.

Rs, Rr: Resistência do estator e do rotor Ls, Lsr: Auto-indutância do estator e do rotor M: Indutância mútua ff: Coeficiente de vazamento ff =1 - M2 / (Ls Lsr) Tr: Constante de tempo do rotor Tr = Lr / Rr Mr: Velocidade angular do rotor

[000184] Como um exemplo, com base em uma função de Lyapunov pode ser demonstrado que o sistema é estável durante a seleção correta da matriz de feedback G (por exemplo, como parte de um termo "correção" que pode fornecer peso e sinal a um erro de feedback).

[000185] Como um exemplo, a resistência do estator e do rotor pode ser estimada por um esquema que pode incluir as seguintes equações:

[000186] Como um exemplo, as constantes do filtro podem determinar a dinâmica de rastreamento, bem como, por exemplo, a sensibilidade ao ruído. Uma vez que a resistência do estator e do rotor pode não mudar tão rápido, o rastreamento lento da resistência pode ser suficiente. Como um exemplo, o rastreamento rápido da resistência pode representar um risco elevado de oscilação, por exemplo, com base no impacto do rastreamento global.

[000187] Como um exemplo, um esquema para estimar a resistência do estator e do rotor pode ser subdeterminado para a operação de estado estacionário. Portanto, um sinal adicional pode ser sobreposto à excitação (por exemplo, um sinal injetado, etc). Um esquema de controle do motor de indução pode ser compreendido como se segue: fluxo do rotor é controlado por meio de ids de corrente de estator, o qual é filtrado em passa baixo pela constante de tempo do rotor zr para chegar ao fluxo do rotor e a iqs de corrente do estator é utilizada para controle de torque dinâmico. Por uma excitação para modular ids o impacto da constante de tempo do rotor pode ser medido; observe que uma modulação de iqs é dominada pela resistência do estator. A excitação para ids pode ser selecionada como sendo rápida o suficiente para ver um impacto sobre a constante de tempo do rotor. Nessa abordagem, as excitações podem levar à ondulação do torque adicional.

[000188] Quanto à velocidade de rastreamento de estimativa, considere, por exemplo, a seguinte equação:

[000189] Com base na velocidade rastreada, que se baseia em uma constante de tempo do rotor e na resistência do estator, um ou mais métodos de controle orientado por vetor (COV) podem ser implementados.

[000190] FIG. 15 mostra um exemplo de um sistema 1500 que pode controlar um sistema e que pode incluir a avaliação da saúde e/ou previsão da vida de um ou mais componentes de um sistema, por exemplo, através de um sistema de cálculo de avaliação e/ou previsão da vida 1580 que inclui um modelo do sistema e/ou da planta 1582 e um ou mais módulos de análise 1584 (por exemplo, para análise estatística, análise de rede neural, análise de lógica fuzzy, etc.). Como um exemplo, informação de controle pode incluir uma ou mais ações de controle (por exemplo, estados de controle) e/ou um ou mais erros estimados (por exemplo, uma diferença entre um valor desejado e um valor estimado). Como um exemplo, esta informação de controle pode ser analisada para avaliar a saúde e/ou para prever o tempo de vida (por exemplo, a expectativa de vida) de um ou mais componentes de um sistema ESP.

[000191] Como mostrado, o sistema 1500 inclui um bloco do acionador do motor PWM 1520, um bloco do sistema ESP 1530, um bloco do modelo de cabo 1540, um bloco de rastreamento da velocidade, torque e posição 1550, um bloco do regulador de corrente 1555, um bloco de PWM e rotação 1560, um bloco de controle de velocidade 1572, um bloco de controlo de torque 1574 e um bloco de controle de fluxo 1576.

[000192] Como se mostra, no exemplo da Fig. 15, controle de torque com controle orientado por vetor pode ser implementado. Nesse exemplo, a estimativa de velocidade pode ser fornecida tanto para o controle da velocidade quanto para o controle de torque. Como exemplo, uma mudança na constante de tempo do rotor pode afetar estimativa de velocidade e torque.

[000193] Como explicado, rastreamento de velocidade pode ser possível em operação em circuito aberto. No entanto, o rastreamento da resistência do estator e da resistência do rotor pode ser obtido se as correntes variarem (por exemplo, correntes variáveis); porque, nas condições do estado estacionário, o rastreamento da resistência do rotor e do estator podem se torna ambíguos. Como um exemplo, um estimador de velocidade pode se basear na resistência nominal e na aproximação com base no coeficiente de temperatura e em uma estimativa de temperatura de outras fontes.

[000194] No entanto, quanto à compensação para assimetria do cabo, pode se basear num princípio similar ao anterior. Como um exemplo, os efeitos da assimetria podem ser explicados pela representação da queda da voltagem assimétrica em todo o cabo. Nesse exemplo, o filtro de rastreamento pode então se basear em um modelo de motor simétrico.

[000195] FIG. 16 mostra um exemplo de um sistema 1600 que pode controlar um sistema e que pode incluir a avaliação da saúde e/ou previsão da vida de um ou mais componentes de um sistema, por exemplo, através de um sistema de cálculo de avaliação e/ou previsão da vida 1680 que inclui um modelo do sistema e/ou da planta 1682 e um ou mais módulos de análise 1684 (por exemplo, para análise estatística, análise de rede neural, análise de lógica fuzzy, etc.). Como um exemplo, informação de controle pode incluir uma ou mais ações de controle (por exemplo, estados de controle) e/ou um ou mais erros estimados (por exemplo, uma diferença entre um valor desejado e um valor estimado). Como um exemplo, esta informação de controle pode ser analisada para avaliar a saúde e/ou para prever o tempo de vida (por exemplo, a expectativa de vida) de um ou mais componentes de um sistema ESP.

[000196] Como exemplo, o sistema 1600 pode implementar a operação em circuito aberto, por exemplo, para a estimativa de velocidade e torque em operação em circuito aberto. Como mostrado, o sistema 1600 inclui um bloco do acionador do motor PWM 1620, um bloco do sistema ESP 1630, um bloco do modelo de cabo e filtro 1640, um bloco de rastreamento da velocidade, torque e posição 1650 e um bloco de rotação 1660.

[000197] No exemplo da Fig. 16, ainda há uma opção quanto a como rastrear a resistência do rotor e do estator. Se não houver flutuação da carga suficiente para o rastreamento, até mesmo em circuito aberto um tom extra pode ser implementado no acionador. O tom adicional da tensão de acionamento irá criar uma flutuação sobre as correntes do estator, que podem então ser utilizadas para controlar (por exemplo, informação elétrica para identificação do estado, etc). No entanto, no funcionamento em circuito aberto, pode ser adicionada ondulação de torque.

[000198] Quanto aos motores PMS, eles tendem a não ser tão complexos quanto os motores IM. Como um exemplo, as impedâncias do cabo e do estator podem ser combinadas para controle ou rastreamento.

[000199] Fig. 17 mostra um diagrama de blocos de um sistema 1700 para a previsão da corrente com base no estimador de posição nas coordenadas do rotor. O fato de que a resistência do cabo pode variar substancialmente, pode ter um impacto que pode se beneficiar da compensação. Como um exemplo, um observador pode ser estendido para se adaptar à mudança de resistência do cabo também. Por exemplo, é possível injetar um sinal de baixa frequência em um sentido do rotor. Nesse exemplo, a queda da voltagem adicional criada ao longo do cabo é responsável pela resistência.

[000200] Como um exemplo, o sistema 1700 da FIG. 17 pode ser considerado um exemplo de modalidade de um filtro de rastreamento baseado em preditor de corrente. A tensão de acionamento pode ser aplicada a um modelo de planta e projetada para a posição estimada do rotor. Um modelo de referência com parâmetros nominais ou estimados pode prever a resposta do sistema para a excitação pela voltagem de acionamento. O erro entre correntes medidas e previstas pode ser utilizado para calcular um erro de predição de contra EMF, por exemplo, para ajustar a discrepância no modelo e/ou para avaliar uma ou mais condições que podem estar relacionadas com a saúde de um ou mais componentes. O erro contra EMF tem, após linearização, uma dependência do erro angular no sentido d e no erro de velocidade no sentido q. Como exemplo, ambos os contribuintes podem ser combinados com um fator de peso e utilizados num esquema de circuito (por exemplo, circuito fechado de bloqueio de fase (PLL)). Como exemplo, um esquema PLL pode controlar a velocidade e, depois da integração, o ângulo.

[000201] Quanto à nomenclatura, considere o seguinte:

: contra EMF verdadeiro

: Erro de previsão de contra

Ângulo do rotor elétrico estimado

Voltagem de acionamento nas coordenadas estimadas do rotor com base na estimativa de ângulo

Corrente medida em coordenadas estimadas com base na estimativa de ângulo

Fluxo Verdadeiro na planta na posição verdadeira

: Indutância de Fase Verdadeira

Velocidade verdadeira do motor elétrico

Resistência de fase verdadeira

ganho do observador

Corrente prevista em coordenadas estimadas com base na estimativa de ângulo

Fluxo Verdadeiro na planta na posição estimada

Indutância nominal

Constante de campo nominal

Velocidade estimada do motor elétrico

Resistência nominal ou resistência estimada a partir do rastreador adaptativo

[000202] Como um exemplo, a melhoria da confiabilidade da haste do rotor pode ser conseguida em uma concepção de regulador em circuito fechado. Por exemplo, regulador da velocidade pode ser dominado pela inércia de um rotor e pelo amortecimento da carga. No entanto o rastreamento da velocidade do rotor pode acrescentar uma oportunidade de conceber o controle de velocidade para incluir o modelo dinâmico da haste. O regulador pode ser concebido para fornecer amortecimento adicional na região de ressonância da haste e, por conseguinte, melhorar o tempo de vida e confiabilidade da haste. Com a velocidade estimada e o torque de acionamento controlável através da corrente do estator a mudança súbita de torque pode ser minimizada.

[000203] Como um exemplo, uma estratégia de inicialização pode incluir uma transição do circuito fechado para o aberto. Uma estratégia para o aumento do circuito aberto do motor de indução pode estar baseada em métodos escalares onde a voltagem é incrementada proporcional ao aumento da frequência da excitação.

Vθ é uma constante que limita a corrente de arranque. V1 é a taxa em que a voltagem aumenta. <yj está aumentando continuamente até que a frequência de excitação alvo ser atingida.

[000204] Essa abordagem pode ser considerada como um método ramp up escalar ou de tensão por Hertz. Por exemplo, ela pode tentar evitar tropeçar na proteção da corrente elevando a voltagem e deslizando lentamente com a suposição de que o rotor começou a aumentar a velocidade pela tensão do tempo e o deslizamento está suficientemente elevado.

[000205] Como um exemplo, um método semelhante ao do anterior pode ser implementado para motores PMS, por exemplo, com base, pelo menos em parte, em um mecanismo de autorregulação de um motor PMS. Quanto ao motor PMS, considere o seguinte:

y0 é uma constante que limita a corrente de fase. w está aumentando continuamente até que a frequência de excitação alvo ser atingida.

[000206] Nessa abordagem, a taxa do aumento da voltagem corresponde ao aumento de contra EMF. Esses métodos conseguem resultados adequados se a elevação no rotor for aceitável; observando que o superdimensionamento do acionamento pode evitar excessos de correntes que podem ir até o limite do acionamento. Para PMS, a sobrecarga do sistema pode ocorrer de modo que o torque de arranque esteja suficientemente desenvolvido. Na medida em que a velocidade aumenta, este método pode ser sensível a falhas de ignição; observando que em tensões mais altas, pequenos desalinhamentos podem criar grandes picos de corrente.

[000207] FIG. 18 mostra um exemplo de um sistema 1800 que pode controlar um sistema e que pode incluir a avaliação da saúde e/ou previsão da vida de um ou mais componentes de um sistema, por exemplo, através de um sistema de cálculo de avaliação e/ou previsão da vida 1880 que inclui um modelo do sistema e/ou da planta 1882 e um ou mais módulos de análise 1884 (por exemplo, para análise estatística, análise de rede neural, análise de lógica fuzzy, etc.). Como um exemplo, informação de controle pode incluir uma ou mais ações de controle (por exemplo, estados de controle) e/ou um ou mais erros estimados (por exemplo, uma diferença entre um valor desejado e um valor estimado). Como um exemplo, esta informação de controle pode ser analisada para avaliar a saúde e/ou para prever o tempo de vida (por exemplo, a expectativa de vida) de um ou mais componentes de um sistema ESP. Como exemplo, o sistema 1800 pode ser implementado para aumento controlado de corrente ativa (por exemplo, durante um estado de arranque, etc.). Como mostrado, o sistema 1800 inclui um bloco do acionador do motor PWM 1820, um bloco do sistema ESP 1830, um bloco de controle 1855 e um bloco de rotação e PWM 1860.

[000208] Como um exemplo, para aumentar de uma maneira mais controlada tanto para motor IM quanto para motor PMS, o aumento de tensão da corrente através de um circuito de controle pode criar uma forma mais controlada de limitar a corrente. Nesse exemplo, a voltagem pode aumentar automaticamente através da saída de um regulador de PI (ver, por exemplo, bloco 1855). Já que há mais atenuação em relação à sobrecorrente, o aumento nominal da corrente pode ser muito maior e estar muito mais próximo do limite da corrente global do sistema, o que significa uma maior robustez e consideração de concepção reduzida quanto ao superdimensionamento da capacidade de acionamento. Para motores PMS, pode ajudar também a garantir, para a mesma condição, torque mais elevado, o que pode resultar em menos probabilidade de deslizamento e menos ondulação da velocidade do rotor:

[000209] Neste caso, a corrente aumenta rapidamente e, em seguida, permanece constante, enquanto w aumenta continuamente. A tensão acionada ainda irá aumentar com a velocidade, mas, por exemplo, será ajustada para ficar próxima da corrente máxima.

[000210] Como um exemplo, uma abordagem pode incluir transições de circuito fechado para aberto. Por exemplo, enquanto a velocidade aumenta, os filtros de rastreamento podem ser executados, e uma vez que a razão entre sinal e ruído não está suficientemente elevada e a convergência dos filtros de rastreamento pode ser confiável, o sistema pode mudar para o circuito fechado. Como um exemplo, durante a desaceleração da velocidade, um sistema pode ser instruído a voltar para o circuito aberto, por exemplo, em um ponto em que os filtros de rastreamento carecem de confiança (por exemplo, sinal insuficiente para ruído).

[000211] Em uma transição, uma descontinuidade súbita pode ocorrer que pode criar saltos súbitos nos sinais do acionador o que pode levar, eventualmente, a condições de sobrecorrente. Como exemplo, para mitigar essa questão, a implementação do integrador dos controles de PI pode ser inicializada para continuidade. Por exemplo, considere as seguintes equações:

Acc1: Estado do acumulador quando o regulador começa y0: Último estado do regulador em circuito aberto I_k: Estado do sinal regulado, medido ou estimado Err k: Sinal de erro

[000212] Essa abordagem significa que, quando o controle se torna ativo, o integrador é projetado para que a potência permaneça contínua na primeira amostra do circuito fechado.

[000213] Como um exemplo, várias abordagens podem ser implementadas para PMS. Por exemplo, existem diferentes tipos de filtros de rastreamento da velocidade de rastreamento. Os observadores do modo deslizante e os estimadores de fluxo podem ser mais fáceis de implementar e de projetar, porém, com desempenho limitado. O rastreamento baseado no preditor de corrente ou fluxo pode ser implementado; no entanto, a concepção pode ser mais complexa. Os filtros de Kalman estendidos podem ser considerados; no entanto, a qualidade da velocidade rastreada pode ser equilibrada em relação a um esforço de implementação.

[000214] Como um exemplo, quanto aos estimadores de velocidade do motor IM, há vários tipos de estimadores de velocidade para motores de indução. O princípio básico pode ser para convergir para um estado do modelo (e para filtros adaptativos também estado do parâmetro do modelo), onde a resposta para os sinais de excitação de tensão nas correntes medidas é consistente com o modelo do sistema. Em vários exemplos, como explicado, um mecanismo de rastreamento se refere a um erro de revisão de corrente.

[000215] FIG. 19 mostra um exemplo de um método 1900, que inclui um bloco de excitação 1910 para excitar uma corrente de estator com um sinal angular de corrente alternada constante onde a corrente do estator é fornecida a um cabo de alimentação operativamente acoplado a um motor elétrico de uma bomba submersível elétrica; um bloco de estimativa 1920, com base, pelo menos em parte sobre o excitante, estimando, pelo menos, um valor de parâmetro do motor elétrico; e, um bloco de determinação 1930 para, com base, pelo menos em parte sobre o, pelo menos, um valor de parâmetro, determinação de uma condição do motor elétrico e/ou outros equipamentos (por exemplo, uma bomba, etc). Nesse exemplo, com base pelo menos em parte, pelo menos em um valor de parâmetro, o método 1900 pode incluir a estimativa de uma taxa de bombeamento da bomba submersível elétrica e/ou de um ou mais outros tipos de informações pertinente à bomba submersível elétrica, ao cabo de alimentação, ao motor elétrico, etc.

[000216] Como mostrado na Fig. 19, o método 1900 pode ser associado com vários meios legíveis por computador (CRM) blocos 1911, 1921 e 1931. Tais blocos incluem geralmente instruções adequadas para execução por um ou mais processadores (ou núcleos) para instruir um dispositivo de computação ou sistema para realizar uma ou mais ações. Como um exemplo, um meio único pode ser configurado com instruções para permitir, pelo menos em parte, o desempenho de várias ações do método 1900. Como um exemplo, um meio legível por computador (CRM) pode ser um meio de armazenamento legível por computador que seja não transitório e que não seja uma onda transportadora. Como um exemplo, os blocos podem ser fornecidos como um ou mais módulos, por exemplo, como um ou mais módulos 1197 da Fig. 11.

[000217] Como exemplo, um método pode incluir o recebimento de informações do sensor a partir de pelo menos um sensor disposto num ambiente ao longo do furo, que inclui uma bomba elétrica submersível operativamente acoplada a uma unidade de energia através de um cabo; recebimento de informações elétricas associadas a transmissão de energia através do cabo; e identificação de um estado da bomba elétrica submersível através de um modelo adaptativo de, pelo menos, o cabo e a bomba elétrica submersível baseada, pelo menos em parte, sobre uma parte das informações do sensor e uma porção da informação elétrica. Em tal exemplo, o método pode incluir a avaliação do estado de saúde de pelo menos um componente da bomba elétrica submersível com base, pelo menos em parte sobre o estado (por exemplo, ou estados). Como exemplo, um método pode incluir a previsão de uma vida útil de pelo menos um componente da bomba elétrica submersível com base, pelo menos em parte em um estado.

[000218] Como exemplo, um método pode incluir receber informações do sensor que está associado com fluidização agregativa de gás-líquido sendo bombeado pela bomba elétrica submersível. Como exemplo, um método pode incluir receber informação elétrica que está associada à carga de um motor elétrico da bomba elétrica submersível responsiva a fluidização agregativa gás-líquido sendo bombeada pela bomba elétrica submersível.

[000219] Como exemplo, um método pode incluir a adaptação de um modelo adaptativo baseado, pelo menos em parte, nas informações associadas com um cabo. Como um exemplo, um cabo pode receber alimentação em uma extremidade de alimentação e transmitir a potência para um motor elétrico de uma bomba elétrica submersível numa extremidade ao longo do furo. Em tal exemplo, o cabo pode ser um cabo de alimentação multifásico onde fases da potência transmitida da extremidade da fonte de alimentação à extremidade ao longo do furo aumentam em assimetria em relação uns aos outros.

[000220] Como um exemplo, um cabo pode ser um cabo multifásico e uma bomba elétrica submersível pode incluir um ponto em Y (por exemplo, ou um motor elétrico), onde existe desequilíbrio no ponto estrela.

[000221] Como exemplo, um método pode incluir receber informação elétrica que é baseada, pelo menos em parte, na injeção de um sinal e transmitir o sinal por meio de um cabo durante a transmissão de energia através do cabo a um motor elétrico de uma bomba elétrica submersível.

[000222] Como um exemplo, a informação elétrica pode incluir um ou mais de informação sobre a velocidade estimada para a velocidade de um motor elétrico de uma bomba elétrica submersível, informações estimadas de torque para o torque de um motor elétrico de uma bomba elétrica submersível, informação de fluxo do rotor estimada para o fluxo do rotor de um rotor de um motor elétrico de uma bomba elétrica submersível.

[000223] Como exemplo, um método pode incluir o ajuste da operação de uma bomba elétrica submersível baseada, pelo menos em parte, em um estado. Como exemplo, um método pode incluir o ajuste de uma programação operacional de uma unidade de alimentação com base, pelo menos em parte, em um estado.

[000224] Como um exemplo, um sistema pode incluir um processador; memória operativamente acoplada ao processador; e um ou mais módulos armazenados na memória que incluem instruções do processador executável, onde as instruções incluem instruções para instruir o sistema para receber informações do sensor a partir de pelo menos um sensor disposto num ambiente de fundo de poço, que inclui uma bomba elétrica submersível operativamente acoplada a uma unidade de energia através de um cabo; recebimento de informações elétricas associadas a transmissão de energia através do cabo; e identificação de um estado da bomba elétrica submersível através de um modelo adaptativo de, pelo menos, o cabo e a bomba elétrica submersível baseado, pelo menos em parte, sobre uma parte das informações do sensor e uma porção da informação elétrica. Num tal sistema, as instruções podem ser incluídas para avaliar o estado de saúde de pelo menos um componente da bomba submersível elétrica com base, pelo menos em parte sobre o estado e/ou para prever uma vida útil de pelo menos um componente da bomba elétrica submersível com base, pelo menos em parte, no estado.

[000225] Como um exemplo, um ou mais meios de armazenamento legíveis por computador incluem instruções executáveis por processador podem incluir instruções para instruir um sistema de computação para: receber informações do sensor a partir de pelo menos um sensor disposto num ambiente de fundo de poço, que inclui uma bomba elétrica submersível operativamente acoplada a uma unidade de energia através de um cabo; recebimento de informações elétricas associadas a transmissão de energia através do cabo; e identificação de um estado da bomba elétrica submersível através de um modelo adaptativo de, pelo menos, o cabo e a bomba elétrica submersível baseado, pelo menos em parte, sobre uma parte das informações do sensor e uma porção da informação elétrica. Num tal exemplo, as instruções podem ser incluídas para injetar (por exemplo, para chamar para injetar) um sinal para transmissão através do cabo durante a transmissão de energia através do cabo a um motor elétrico da bomba elétrica submersível.

[000226] Como um exemplo, um ou mais módulos de controle (por exemplo, para um controlador, tal como o controlador 230, o controlador 250, etc.) pode ser configurado para controlar um ESP (por exemplo, um motor, etc). Como um exemplo, uma ou mais unidades de comando podem incluir circuitos (por exemplo, hardware, software ou de hardware e software) que pode implementar controle de vetor. Como exemplo, um módulo pode incluir uma entrada, uma saída lógica de controle e, por exemplo, que recebe a entrada e que gera um ou mais sinais de controle (por exemplo, dados, etc.) com base, pelo menos em parte, na entrada e a lógica de controle.

[000227] Como um exemplo, o circuito pode incluir um ou mais níveis de integração disponíveis, por exemplo, de circuitos lógicos discretos para VLSI. Como um exemplo, o circuito pode incluir um ou mais componentes lógicos programáveis programados para desempenhar uma ou mais funções (por exemplo, de um sistema, um método, etc). Como exemplo, o circuito pode incluir um ou mais processadores de propósito geral e/ou processadores de propósito específico (por exemplo, programado com instruções para realizar uma ou mais funções). Como um exemplo, o circuito pode funcionar de acordo com uma ou mais equações, que podem incluir uma ou mais equações de estado-espaço.

[000228] Como um exemplo, um ou mais métodos podem incluir blocos de meios de armazenamento legíveis por computador (CRM) associados. Tais blocos podem incluir instruções adequadas para execução por um ou mais processadores (ou núcleos) para instruir um dispositivo de computação ou sistema para realizar uma ou mais ações. Como um exemplo, o equipamento pode incluir um processador (por exemplo, um microcontrolador, etc.) e memória como um dispositivo de armazenamento para armazenar instruções executáveis por processador. Em um exemplo, a execução das instruções pode, em parte, fazer com que o equipamento execute uma ou mais ações (por exemplo, para controle, detecção, telemetria, etc.).

[000229] De acordo com uma modalidade, um ou mais meios legíveis por computador podem incluir instruções executáveis por computador para instruir um sistema de computação para produzir informação para controle de um processo. Por exemplo, tais instruções podem fornecer produção para o processo de detecção, um processo de injeção, um processo de perfuração, um processo de extração, um processo de extrusão, um processo de bombeamento, um processo de aquecimento, etc.

[000230] A Fig. 20 mostra os componentes de um sistema de computação 2000 e de um sistema em rede 2010. O sistema 2000 inclui um ou mais processadores 2002, componentes de memória e/ou de armazenamento 2004, um ou mais dispositivos de entrada e/ou saída 2006 e um barramento 2008. De acordo com uma modalidade, as instruções podem ser armazenadas em um ou mais meios de leitura por computador (por exemplo, componentes de memória/armazenamento 2004). Tais instruções podem ser lidas por um ou mais processadores (por exemplo, o(s) processador(es) 2002) por meio de um barramento de comunicação (por exemplo, o barramento 2008), que pode ser com ou sem fios. Os um ou mais processadores podem executar tais instruções para a implementar (no todo ou em parte) um ou mais atributos (por exemplo, como parte de um método). Um usuário pode visualizar a saída e interagir com um processo através de um dispositivo de entrada/saída (por exemplo, o dispositivo 2006). De acordo com uma modalidade, um meio legível por computador pode ser um componente de armazenamento, como um dispositivo de armazenamento de memória física, por exemplo, um chip, um chip em uma embalagem, um cartão de memória, etc.

[000231] De acordo com uma modalidade, os componentes podem ser distribuídos, como no sistema de rede 2010. O sistema de rede 2010 inclui componentes 2022-1, 2022-2, 2022-3, . . . 2022-N. Por exemplo, os componentes 2022-1 podem incluir o(s) processador(es) 2002, enquanto o(s) componente(es) 2022-3 podem incluir memória acessível pelo(s) processador(es) 2002. Além disso, o(s) componente(s) 2002-2 pode incluir um dispositivo entrada/saída para a exibição e opcionalmente, a interação com um método. A rede pode ser ou incluir a Internet, uma intranet, uma rede celular, uma rede de satélites, etc.

Conclusão

[000232] Embora apenas alguns exemplos tenham sido descritos detalhadamente acima, aqueles versados na técnica compreenderão facilmente que são possíveis muitas modificações nos exemplos. Consequentemente, todas estas modificações se destinam a estar incluídas dentro do escopo desta divulgação, conforme definido nas seguintes reivindicações. Nas reivindicações, as cláusulas de meios-mais-função se destinam a cobrir as estruturas descritas neste documento como executantes da função mencionada e não apenas equivalentes estruturais, mas também estruturas equivalentes. Assim, embora um prego e um parafuso possam não ser equivalentes estruturais pelo fato de que um prego emprega uma superfície cilíndrica para fixar as peças de madeira, enquanto um parafuso emprega uma superfície helicoidal, no contexto de fixação de peças de madeira, um prego e um parafuso podem ser estruturas equivalentes. É a intenção expressa do requerente não invocar 35 U.S.C. § 112, parágrafo 6, para quaisquer limitações de quaisquer das reivindicações aqui, exceto para aquelas nas quais a reivindicação utiliza expressamente as palavras "meio para" junto com uma função associada.

Claims

1. MÉTODO, caracterizado pelo fato de que compreende: receber (1182) informações de sensor (402) a partir de pelo menos um sensor (216, 460) disposto num ambiente de fundo de poço (203) que compreende uma bomba submersível elétrica (212) em que a bomba submersível elétrica (212) compreende um motor elétrico multifásico (215) operativamente acoplado a uma unidade de energia (205) através de circuitos (450), em que os circuitos compreendem um cabo multifásico (411); em que o cabo multifásico (411) compreende múltiplos condutores cada um associado com uma fase diferente; em que os múltiplos condutores do cabo multifásico (411) são conectados ao motor elétrico multifásico (215) tendo um ponto WYE (425) que conecta as diferentes fases; em que as informações de sensor (402) compreendem informações de temperatura e informações de fluxo de fluido; receber (1185) informações elétricas (1184) associadas a transmissão de energia para o motor elétrico multifásico (215) através dos múltiplos condutores do cabo multifásico (411), cada um sendo associado com uma fase diferente; identificação de um estado da bomba submersível elétrica através de um modelo adaptativo (1110) de, pelo menos, i) os múltiplos condutores do cabo multifásico (411) e ii) o motor elétrico multifásico (215) da bomba submersível elétrica (212), em que a identificação do estado (1050) é baseada, pelo menos em parte, sobre o fornecimento, para o modelo adaptativo (1110), de pelo menos uma parte das informações de sensor (402) e uma porção das informações elétricas (1184), em que o modelo adaptativo (1110) modela pela menos i) a impedância dos circuitos compreendendo os múltiplos condutores do cabo multifásico (411), e ii) a impedância do motor elétrico multifásico (215), em que a impedância modelada, modelada pela modelo adaptativo (1110), compreende ainda uma não-linearidade modelada dos múltiplos condutores do cabo multifásico (411), a não- linearidade modelada correspondendo a uma não-linearidade do cabo multifásico (411) dentre as fases no ponto WYE (425), em que a impedância modelada modela que a não- linearidade do cabo multifásico (411) dentre as fases no ponto WYE (425) aumenta com o aumento de temperatura como um resultado da transferência da calor devido ao fluxo de fluido de modo que uma assimetria de fase na extremidade de unidade de energia do cabo multifásico se torna mais assimétrica na extremidade de motor elétrico multifásico do cabo multifásico e causa um desbalanço das diferentes fases no ponto WYE do motor elétrico multifásico; e utilizando o estado identificado (1050), para prever um tempo de vida de pelo menos um componente da bomba submersível elétrica.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que compreende ainda a avaliação do estado de saúde (1186) de pelo menos um componente da bomba submersível elétrica (212) com base, pelo menos em parte, sobre o estado (1050).

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracteri z ado pelo fato de que as informações de sensor (402) compreendem informações associadas com fluidização agregativa gás- líquido de fluido a ser bombeado pela bomba submersível elétrica (212), e em que a fluidização agregativa gás-líquido muda a densidade do fluido sendo bombeado e assim muda a carga do motor elétrico multifásico (215) e assim muda as informações elétricas (1184) associadas com uma transmissão e energia para o motor elétrico multifásico através do cabo multifásico (411).

4. Método, de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que as informações elétricas (1184) compreendem ainda informações associadas de carga do motor elétrico multifásico (215) da bomba submersível elétrica (212) em resposta à fluidização agregativa gás-líquido do fluido sendo bombeado pela bomba submersível elétrica.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que compreende ainda a adaptação do modelo adaptativo (1110) baseado, pelo menos em parte, nas informações elétricas (1185) associadas com o cabo multifásico (411).

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o cabo multifásico (411) recebe energia em uma extremidade de alimentação através da unidade de energia (205) e transmite a energia ao motor elétrico multifásico (215) da bomba submersível elétrica (212) em uma extremidade no fundo do poço, e em que o modelo adaptativo (1110) modela os circuitos da unidade de energia.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que as fases da energia transmitidas a partir da extremidade de alimentação para a extremidade de fundo do poço, através do cabo multifásico (411), aumentam em assimetria com relação umas às outras.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a informação elétrica (1185) baseia- se, pelo menos em parte, na injeção de um sinal e transmissão do sinal por meio do cabo multifásico (411) para o motor elétrico multifásico (215) durante a transmissão de energia através do cabo multifásico (411) ao motor elétrico multifásico (215) da bomba submersível elétrica (212).

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as informações elétricas (1185) compreendem informações de velocidade estimada para a velocidade do motor elétrico multifásico (215) da bomba submersível elétrica (212).

10. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as informações elétricas (1185) compreendem informações de torque estimado para o torque do motor elétrico multifásico (215) da bomba submersível elétrica (212).

11. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as informações elétricas (1185) compreendem informações estimadas de fluxo do rotor para o fluxo do rotor de um rotor do motor elétrico multifásico (215) da bomba submersível elétrica (212) que contabiliza a assimetria de fase do cabo multifásico (411).

12. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracteri z ado pelo fato de que compreende ainda o ajuste de operação da bomba submersível elétrica (212) baseado, pelo menos em parte, sobre o estado (1050).

13. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda o ajuste de uma programação operacional da unidade de energia (205) com base, pelo menos em parte, sobre o estado (1050).

14. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos um componente da bomba submersível elétrica (212) compreende um componente do motor elétrico multifásico (215), um componente de uma bomba de fluido, um componente de um protetor, um componente de um indicador, ou um componente de um sensor (216, 460).

15. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um componente da bomba submersível elétrica (212) compreende componentes de circuitos alimentados por serem operativamente acoplados ao ponto WYE (425) do motor elétrico multifásico (215).

16. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os circuitos (450) compreendem um filtro de linha, em que a não-linearidade do filtro de linha aumenta com o aumento de temperatura.

17. . SISTEMA, caracterizado pelo fato de que compreende: um processador; memória operativamente acoplada ao processador; e um ou mais módulos armazenados na memória que compreendem instruções executáveis por processador, em que as instruções compreendem instruções para instruir o sistema para receber informações de sensor (402) a partir de pelo menos um sensor (216, 460) disposto num ambiente de fundo de poço (203) que compreende uma bomba submersível elétrica (212), em que a bomba submersível elétrica (212) compreende um motor elétrico multifásico (215) operativamente acoplada a uma unidade de energia (205) através de circuitos (450), em que os circuitos (450) compreendem um cabo multifásico (411); em que o cabo multifásico (411) compreende múltiplos condutores cada um associado com uma fase diferente; em que os múltiplos condutores do cabo multifásico (411) são conectados ao motor elétrico multifásico (215) tendo um ponto WYE (425) que conecta as diferentes fases; em que as informações de sensor compreendem informações de temperatura e informações de fluxo de fluido; receber informações elétricas (1185) associadas a transmissão de energia para o motor elétrico multifásico (215) através dos múltiplos condutores do cabo multifásico (411), cada um sendo associado com uma fase diferente; identificar um estado (1050) da bomba submersível elétrica (212) através de um modelo adaptativo de, pelo menos, i) os múltiplos condutores do cabo multifásico (411) e ii) o motor elétrico multifásico (215) da bomba submersível elétrica (212), em que a identificação do estado é baseada, pelo menos em parte, sobre o fornecimento, para o modelo adaptativo (1050), de pelo uma parte das informações de sensor (402) e uma porção das informações elétricas (1185), em que o modelo adaptativo modela pela menos i) a impedância dos circuitos compreendendo os múltiplos condutores do cabo multifásico (411), e ii) a impedância do motor elétrico multifásico (215), em que a impedância modelada, modelada pelo modelo adaptativo, compreende ainda uma não-linearidade modelada dos múltiplos condutores do cabo multifásico (411), a não-linearidade modelada correspondendo a uma não-linearidade do cabo multifásico (411) dentre as fases no ponto WYE (425), em que a impedância modelada modela que a não- linearidade do cabo multifásico (411) dentre as fases no ponto WYE (425) aumenta com o aumento de temperatura como um resultado da transferência da calor devido ao fluxo de fluido de modo que uma assimetria de fase na extremidade de unidade de energia (205) do cabo multifásico (411) se torna mais assimétrica na extremidade de motor elétrico multifásico (215) do cabo multifásico (411) e causa um desbalanço das diferentes fases no ponto WYE (425) do motor elétrico multifásico (215); e utilizando o estado identificado, para prever um tempo de vida de pelo menos um componente da bomba submersível elétrica (212).

18. Sistema, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que compreende ainda instruções para avaliar o estado de saúde de pelo menos um componente da bomba submersível elétrica (212) com base, pelo menos em parte, sobre o estado (1050).

19. UM OU MAIS MEIOS DE ARMAZENAMENTO LEGÍVEIS POR COMPUTADOR NÃO TRANSITÓRIOS, caracterizado pelo fato de que compreende instruções executáveis por processador, em que as instruções compreendem instruções para instruir um sistema de computação para executar as etapas do método conforme definido na reivindicação 1: receber informações de sensor (402) a partir de pelo menos um sensor (216, 460) disposto num ambiente de fundo de poço (203) que compreende uma bomba submersível elétrica (212) em que a bomba submersível elétrica (212) compreende um motor elétrico multifásico (215) operativamente acoplado a uma unidade de energia (205) através de circuitos (450), em que os circuitos (450) compreendem um cabo multifásico; em que o cabo multifásico compreende múltiplos condutores cada um associado com uma fase diferente; em que os múltiplos condutores do cabo multifásico são conectados ao motor elétrico multifásico tendo um ponto WYE (425) que conecta as diferentes fases; em que as informações de sensor compreendem informações de temperatura e informações de fluxo de fluido; receber informações elétricas (1185) associadas a transmissão de energia para o motor elétrico multifásico através dos múltiplos condutores do cabo multifásico, cada um sendo associado com uma fase diferente; identificação de um estado (1050) da bomba submersível elétrica através de um modelo adaptativo (1110) de, pelo menos, i) os múltiplos condutores do cabo multifásico e ii) o motor elétrico multifásico da bomba submersível elétrica, em que a identificação do estado é baseada, pelo menos em parte, sobre o fornecimento, para o modelo adaptativo, de pelo menos uma parte das informações de sensor e uma porção das informações elétricas (1185), em que o modelo adaptativo (1110) modela pela menos i) a impedância dos circuitos compreendendo os múltiplos condutores do cabo multifásico, e ii) a impedância do motor elétrico multifásico, em que a impedância modelada, modelada pela modelo adaptativo (1110), compreende ainda uma não-linearidade modelada dos múltiplos condutores do cabo multifásico, a não-linearidade modelada correspondendo a uma não-linearidade do cabo multifásico dentre as fases no ponto WYE (425), em que a impedância modelada modela que a não- linearidade do cabo multifásico dentre as fases no ponto WYE (425) aumenta com o aumento de temperatura como um resultado da transferência da calor devido ao fluxo de fluido de modo que uma assimetria de fase na extremidade de unidade de energia (205) do cabo multifásico se torna mais assimétrica na extremidade de motor elétrico multifásico (215) do cabo multifásico e causa um desbalanço das diferentes fases no ponto WYE (425) do motor elétrico multifásico (215); e utilizando o estado identificado, para prever um tempo de vida de pelo menos um componente da bomba submersível elétrica (212).

20. Um ou mais meios de armazenamento legíveis por computador não transitórios, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que compreende ainda instruções para injetar um sinal para transmissão para o motor elétrico multifásico (215) através cabo multifásico (411) durante a transmissão de energia através do cabo multifásico ao motor elétrico multifásico da bomba submersível elétrica (212).