BR112017027177B1

BR112017027177B1 - Sistema de distribuição de dados e energia imune à falha de terra, e, método para alimentação de sensores de fundo de poço

Info

Publication number: BR112017027177B1
Application number: BR112017027177-0A
Authority: BR
Inventors: Yusef Alaas; Sudhir Kumar Gupta; Aram Shihab Khaleel Almuhana
Original assignee: Halliburton Energy Services Inc
Priority date: 2015-07-17
Filing date: 2015-07-17
Publication date: 2022-04-19
Also published as: CA2988266A1; WO2017014734A1; GB2554826B; US9935453B2; NL1041881A; NO20171845A1; US20170194784A1; RU2673499C1; CN107750421A; AU2015402561A1; CN107750421B; BR112017027177A2; GB2554826A; NL1041881B1; CA2988266C; MX2017016607A; FR3039013B1; FR3039013A1; GB201718831D0

Abstract

SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DE DADOS E ENERGIA IMUNE À FALHA DE TERRA, E, MÉTODO PARA ALIMENTAÇÃO DE SENSORES DE FUNDO DE POÇO. Um sistema de distribuição de dados e energia imune à falha à terra para sensores de fundo de poço é conectado a um motor de fundo de poço através de um cabo de alimentação trifásico. Uma fonte de alimentação de CA e um módulo de dados do sensor são conectados eletricamente a um dos dois condutores (fases) em um momento selecionado a partir dos três condutores (fases) para fornecer sinais de dados e de energia aos sensores de fundo de poço. Se uma falha à terra for detectada em uma das duas fases conectadas, um módulo de isolamento isola a fase aterrada e comuta para a fase conectada não aterrada para continuar transmitindo sinais dados e de energia. Uma frequência de alimentação de CA, frequências de comunicação de dados e uma frequência de comutação de uma unidade que controla o motor de fundo de poço são ortogonais entre si, a fim de mitigar a interferência. A comunicação da superfície para o fundo do poço pode ocorrer através do ajuste da voltagem, frequência e/ou fase da fonte de (...).

Description

CAMPO TÉCNICO

[001] A presente divulgação se refere, em geral, a sistemas de energia de fundo de poço e, mais especificamente, a um sistema de distribuição de dados e energia imune à falha à terra para sensores de fundo de poço.

FUNDAMENTOS

[002] Sistemas de elevação artificial, tal como os sistemas de Bombas Submersíveis Elétricas (ESP), são frequentemente utilizados em poços de produção de hidrocarbonetos para bombear fluidos do poço até a superfície. Um sistema de ESP convencional tipicamente inclui uma bomba centrífuga que é acionada por uma alimentação de tensão trifásica e uma unidade de velocidade variável, ambas localizadas na superfície, que distribuem a energia trifásica ao motor de fundo de poço através de um cabo de alimentação trifásico. Além disso, os sinais de dados entre a superfície e os sensores de fundo de poço também são transmitidos através do cabo de alimentação. Tais sinais incluem vários dados relacionados ao desempenho dos componentes de fundo do poço e das medidas de fundo de poço.

[003] No entanto, surge uma questão quando uma ou mais das fases são aterradas ao longo do cabo de alimentação. Quando isso ocorre, a transmissão de dados não é confiável ou não é possível sobre o cabo de alimentação, dependendo da localização em que o cabo está aterrado.

[004] Consequentemente, existe uma necessidade na técnica de um sistema de distribuição de dados e energia imune à falha à terra para uso em um ambiente de fundo de poço.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[005] Várias modalidades da presente divulgação serão mais plenamente compreendidas a partir da descrição detalhada dada abaixo e a partir das figuras acompanhantes de várias modalidades da divulgação. Nas figuras, números de referência semelhantes podem indicar elementos idênticos ou funcionalmente semelhantes.

[006] A FIG. 1 é uma ilustração esquemática de um sistema de poço que utiliza um sistema de distribuição de dados e energia imune à falha à terra, de acordo com determinadas modalidades ilustrativas da presente divulgação.

[007] A FIG. 2 é uma ilustração simplificada do diagrama de blocos que mostra a operação e as características da modalidade ilustrativa de um sistema de distribuição de dados e energia imune à falha à terra

[008] A FIG. 3 é um fluxograma de um fluxo de trabalho para ajustar a fonte de alimentação e a comutação de uma fase implementada no sistema de distribuição de dados e energia imune à falha à terra na FIG. 2.

[009] A FIG. 4 é um diagrama de blocos de um sistema de computador ilustrativo no qual modalidades da presente invenção podem ser implementadas.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0010] As modalidades ilustrativas e os métodos relacionados da presente divulgação são descritos abaixo, pois podem ser empregados em um sistema de distribuição de dados e energia imune à falha à terra para sensores de fundo de poço. As modalidades da presente divulgação estão relacionadas ao desenvolvimento de alimentação de energia para sensores de fundo de poço de poços de petróleo, com bombas submersíveis elétricas, que são operacionais mesmo quando uma das fases do motor submersível é aterrada e que não interfere com a comunicação de dados e com uma frequência de comutação de uma unidade acoplada ao motor submersível. No interesse da clareza, nem todas as características de uma implementação ou um método real são descritas neste relatório descritivo. Será evidentemente apreciado que no desenvolvimento de qualquer tal modalidade real numerosas decisões específicas de implementação devem ser tomadas para alcançar os objetivos específicos dos desenvolvedores, tal como conformidade com restrições relativas ao sistema e relativas ao negócio as quais variarão de uma implementação para outra. Mais ainda, será apreciado que um tal esforço de desenvolvimento pode ser complexo e demorado, mas, apesar disso, seria uma tarefa rotineira para os versados na técnica tendo o benefício desta divulgação. Outros aspectos e vantagens das várias modalidades e dos vários métodos relacionados da divulgação se tornarão aparentes a partir da consideração da seguinte descrição e dos desenhos.

[0011] Conforme aqui descrito, modalidades ilustrativas da presente divulgação proporcionam um sistema de distribuição de dados e energia imune à falha à terra para sensores de fundo de poço. Em uma modalidade generalizada, uma fonte de alimentação trifásica em uma superfície fornece energia trifásica para um motor de fundo de poço (por exemplo, Motor ESP) através de um cabo de três condutores. Um módulo de sensor de fundo poço está conectado ao motor de fundo de poço através de uma conexão de ponto estrela. Uma fonte de alimentação de corrente alternada (CA) na superfície está conectada eletricamente a um dos dois condutores (fases) em um momento selecionado a partir dos três condutores (fases) para assim fornecer sinais de energia CA ao módulo de sensor de fundo de poço. Um módulo de dados de sensor na superfície também está conectado eletricamente ao mesmo condutor (fase) em um momento dos dois condutores (fases) para comunicar sinais de dados para e do módulo de sensor de fundo de poço. Os módulos de isolamento estão conectados entre a fonte de alimentação de CA e o módulo de dados do sensor e os dois condutores para isolar seletivamente um dos dois condutores em resposta a uma falha à terra que ocorre ao longo do condutor isolado. Assim, a fonte de alimentação de CA e o módulo de dados do sensor estão ambos conectados a um condutor (fase) de cada vez. O deslocamento desse condutor para outro condutor (fase) dos dois condutores conectados aos módulos de isolamento ocorre quando a falha à terra é detectada no condutor conectado (fase).

[0012] Durante o funcionamento normal desta modalidade generalizada, os sinais de dados e de energia do sensor de fundo de poço são transmitidos por apenas um dos dois condutores conectados. Portanto, se uma falha à terra for detectada no terceiro condutor não conectado, os sinais de dados e de energia continuam a ser transmitidos através do único condutor que está conectado ao sistema de distribuição de dados e energia. Quando uma falha à terra é detectada em um dos dois condutores conectados, o módulo de isolamento isola o condutor conectado aterrado e comuta para o condutor não aterrado, se necessário. Como resultado, os sinais de dados e de energia continuam a ser comunicados sobre o único condutor conectado remanescente.

[0013] Certas modalidades ilustrativas aqui descritas não fornecem mais circuitos do que o necessário para manter a imunidade à falha à terra e a comunicação de dados robusta. Uma vez que a maioria dos motores do poço é desligada quando dois dos três condutores são aterrados, não é necessário que o sistema de dados e energia da presente divulgação seja conectado a mais de dois condutores. No entanto, muitos sistemas da técnica anterior se conectam a todos os três condutores, adicionando circuitos desnecessariamente complicados e dispendiosos aos seus projetos. As modalidades da presente divulgação, no entanto, aproveitam esse recurso de desligamento na medida em que apenas dois dos três condutores estão conectados ao sistema de distribuição de dados e energia. Após a ocorrência de uma falha à terra em qualquer um dos três condutores, o sistema de distribuição de dados e energia continua a se comunicar sobre um dos dois condutores conectados. Se ocorrer uma falha à terra em dois dos três condutores, o sistema de distribuição de dados e energia e ainda permitirá a transmissão de sinais de dados e energia (presumindo que o condutor não aterrado é um condutor conectado), embora o motor tenha desligado, o que é especialmente útil durante as condições temporárias de desligamento do motor. O sistema foi projetado para funcionar continuamente com qualquer um dos três condutores (fases) aterrados. Em uma ou mais modalidades, com dois ou mais condutores aterrados (fases), o sistema ainda pode funcionar dependendo da gravidade e localização da falha à terra. Consequentemente, é proporcionada, com menor custo, uma imunidade à falha à terra e uma comunicação de dados eficiente e robusta.

[0014] A FIG. 1 é uma ilustração esquemática de um sistema de poço que utiliza um sistema de distribuição de dados e energia imune à falha à terra, de acordo com determinadas modalidades ilustrativas da presente divulgação. O sistema de poço 10 inclui um furo de poço 12 que se estende através de vários estratos de terra, incluindo uma zona de produção 20. O furo de poço 12 instalou no mesmo um revestimento 16 e uma coluna de ferramentas 14, que, neste exemplo, é uma cadeia de produção. Um conjunto de packer 18 é mostrado posicionado acima de um conjunto de válvula permanente 22, anular de vedação 24 formado entre a coluna de produção 14 e o revestimento de furo de poço 16 e isolando o intervalo de produção. Um motor de fundo de poço 19 (por exemplo, uma bomba submersível no fundo de poço, como um ESP ou outro sistema de elevação artificial) está posicionado no poço a partir da composição de válvula permanente 22 para bombear o fluido de produção da formação para a superfície 26. O motor de fundo de poço 19 é acoplado através de uma vedação 21 a uma bomba 23. Conforme entendido na técnica, a composição de válvula permanente 22 evita o fluxo de retorno do fluido para o motor de fundo de poço 19 quando a bomba 23 é desligada para manutenção, procedimentos de injeção, testes de pressão, etc.

[0015] Um sistema de distribuição de dados e energia imune à falha à terra 100 está posicionado na superfície 26. Como será descrito em mais detalhes abaixo, o sistema de distribuição de dados e energia 100 fornece energia trifásica para o motor de fundo de poço 19 através do cabo de alimentação trifásico 30, que é um cabo de três condutores. O sistema de distribuição de dados e energia 100 também fornece alimentação de CA através do cabo de alimentação 30 para um módulo de sensor de fundo de poço 11 que está conectado ao motor de fundo de poço 19. Além disso, o sistema de distribuição de dados e energia 100 também permite a comunicação bidirecional de dados entre um módulo de dados do sensor (não mostrado) e o módulo de sensor de fundo de poço 11 através do cabo de alimentação 30.

[0016] Embora aqui descrito para uso em uma aplicação de sensor ESP de fundo de poço, várias modalidades da presente divulgação podem ser utilizadas em qualquer sistema de fundo de poço que utilize comunicação de suporte de linha de energia de três condutores, como, por exemplo, algumas aplicações de abo de aço, aplicações de perfilagem durante a perfuração (LWD), aplicações de medição durante a perfuração (MWD), aplicações de cabo liso, etc. , como serão entendidas pelos versados na técnica que tenham o benefício dessa divulgação. Além disso, enquanto mostrado na FIG. 1 num furo de poço vertical revestido, as modalidades ilustrativas da presente divulgação funcionarão em qualquer orientação e em furos abertos ou revestidos. Entende-se que modalidades da divulgação podem ser utilizadas em vários métodos, incluindo procedimentos de produção, trabalho, completação, teste, perfuração, fraturamento, e reparação, etc.

[0017] A FIG. 2 é uma ilustração simplificada do diagrama de blocos que mostra a operação e as características da modalidade ilustrativa de um sistema de distribuição de dados e energia imune à falha de terra 100. Conforme mencionado anteriormente, o sistema de distribuição de dados e energia 100 fornece comunicação de dados e energia através do cabo de alimentação 30. O sistema de distribuição de dados e energia 100 inclui uma entrada de tensão trifásica 102 (por exemplo, tensão do valor quadrático médio de 480 V com frequência de 60 Hz) que alimenta um inversor de velocidade (VSD) 104 que controla a velocidade do motor de fundo de poço 19 usando um controlador (não mostrado). Por exemplo, a saída da unidade de velocidade variável 104 pode ser uma saída de tensão trifásica de 480V (valor quadrático médio) com uma frequência variável gerada por um circuito de comutação (não mostrado) da unidade de velocidade variável 104, em que a frequência de comutação variável controla a velocidade do motor de fundo de poço 19. Um transformador de aumento opcional 106 pode ser conectado entre a unidade de velocidade variável 104 e o cabo de alimentação 30 para aumentar o nível de tensão da saída de tensão trifásica que alimenta o motor de fundo de poço 19 através do cabo de alimentação 30. O cabo de alimentação 30 pode estender-se a milhares de pés no furo de poço, onde é finalmente conectado ao motor de fundo de poço 19. Ao alterar a tensão de saída e a frequência de comutação da unidade de velocidade variável 104, o controlador associado controla a velocidade do motor de fundo de poço 19.

[0018] O cabo de alimentação 30 inclui um primeiro condutor 108a, o segundo condutor 108b e o terceiro condutor 108c que proporcionam conjuntamente as três fases de energia para o motor de fundo de poço 19. O motor de fundo de poço 19 está conectado aos condutores 108a, b, c através de uma conexão de ponto de estrela 110. Um módulo de sensor de fundo de poço 112 está conectado ao ponto de estrela 110, em que os sinais de dados e de energia são comunicados através do cabo de alimentação 30 como será descrito abaixo. O módulo de sensor 112 pode utilizar uma variedade de sensores, incluindo, por exemplo, sensores de resistividade, magnéticos ou elétricos.

[0019] Na superfície 26, o sistema de distribuição de dados e energia 100 inclui ainda uma fonte de alimentação de CA variável (tensão, frequência e fase) 114 para fornecer sinais de energia CA para o módulo de sensor de fundo de poço 112. A fonte de alimentação de CA 114 possui saída de energia CA de alta frequência. Nesta modalidade ilustrativa, a fonte de alimentação de CA 114 está apenas conectada ao primeiro condutor 108a e ao segundo condutor 108b para assim alimentar os sinais de energia CA. Em geral, a energia CA da fonte de alimentação de CA 114 é transmitida em um dos três condutores 108a, b, c que alimenta energia CA para o motor submersível de fundo de poço 19. Um primeiro módulo de isolamento 118 está ligado à fonte de alimentação de CA 114 para isolar seletivamente o primeiro ou o segundo condutor 108a, b em resposta a uma falha à terra que ocorre ao longo do condutor isolado 108a ou 108b. Como resultado, os sinais de energia CA continuam a ser fornecidos através do condutor conectado 108a ou 108b. Em uma ou mais modalidades, o acoplamento de energia é implementado no fundo do poço para filtrar a energia do motor de baixa frequência, quando uma das fases do motor é aterrada.

[0020] O primeiro módulo de isolamento 118 inclui um sensor de corrente 116, um comutador de alta tensão 120 e um circuito de processamento 138 acoplado ao mesmo para efetuar a comutação do comutador 140 entre o primeiro e o segundo condutor 108a e 108b. O sensor de corrente 116 é conectado em série à fonte de alimentação de CA 114 para assim detectar a corrente que está sendo fornecida a partir da fonte de alimentação de CA 114. O nível atual detectado é um indicador de se há uma terra em um dos condutores 108a, b. O circuito de processamento 138 (por exemplo, um microprocessador com uma memória não volátil) é acoplado ao sensor de corrente 116 e ao comutador de alta tensão 120 para controlar o isolamento. O circuito de processamento 138 pode ser algum circuito autônomo ou o mesmo controlador pode ser usado para controlar a unidade de velocidade variável 104 e outros componentes do sistema. Um primeiro acoplamento de impedância sintonizado 122 é conectado entre o sensor de corrente 116 e o comutador de alta tensão 120 para filtrar sinais indesejados. Um segundo acoplamento de impedância sintonizado 126 está posicionado entre o módulo de dados do sensor 124 e o comutador de alta tensão 120 para também filtrar sinais indesejados. O comutador de alta tensão 120 pode ser, por exemplo, um relé ou contator de alta tensão.

[0021] Deve também notar-se que o circuito de processamento 138 pode incluir pelo menos um processador, ou circuito analógico que desencadeia com base em um limiar de corrente e um armazenamento não transitório e legível por computador, todos interligados através de um barramento de sistema. Instruções de software executáveis pelo processador para implementar os métodos de comunicação de dados e energia ilustrativo aqui descritos podem ser armazenadas em armazenamento local ou algum outro meio legível por computador. Também será reconhecido que as mesmas instruções de software também podem ser carregadas no ar no armazenamento a partir de um CD-ROM ou outros meios de armazenamento adequados através de métodos com fios ou sem fios.

[0022] Mais ainda, aqueles versados na técnica apreciarão que vários aspectos da divulgação podem ser praticados com uma variedade de configurações de sistema de computador, incluindo dispositivos portáteis, sistemas de múltiplos processadores, eletrônicos à base de microprocessador ou de consumidor programáveis, minicomputadores, computadores centrais e semelhantes. Qualquer número de sistemas de computadores e redes de computadores é aceitável para uso com a presente divulgação. A divulgação pode ser praticada em ambientes de computação distribuída, onde as tarefas são executadas por dispositivos de processamento remoto que estão ligados através de uma rede de comunicações. Em um ambiente de computação distribuída, os módulos de programa podem ser localizados em ambos os meios de armazenamento de computador locais e remotos, incluindo dispositivos de armazenamento de memória. A presente divulgação pode, portanto, ser implementada em conexão com vários hardwares, softwares ou uma combinação dos mesmos em um sistema de computador ou outro sistema de processamento.

[0023] Com referência de volta à FIG. 2, para controlar a técnica de isolamento durante a operação, o primeiro módulo de isolamento 118 detecta uma falha à terra ao longo do primeiro condutor 108a ou segundo condutor 108b. Essa detecção de falhas pode ser realizada de várias maneiras. Em uma primeira modalidade ilustrativa, o circuito de processamento 138 determina a corrente no comutador 120 na posição (a) (isto é, conectado ao condutor 108a) e no comutador 120 na posição (b) (isto é, conectado ao condutor 108b) lendo os níveis atuais detectados pelo sensor 116 e depois comparando as leituras. Por exemplo, as leituras dos níveis atuais no comutador 120 nas posições (a) e (b) podem ser realizadas colocando o comutador 120 na posição (a) a um tempo A, detectando a corrente e depois armazenando a leitura. No tempo B, o comutador 120 é colocado na posição (b), a corrente é detectada e a leitura é então armazenada. O circuito de processamento 138 compara depois as duas correntes para determinar em que posição o comutador 120 precisa ser colocado. Quando um do primeiro ou do segundo condutor 108a, b é aterrado, a corrente no condutor aterrado aumenta. À medida que o circuito de processamento 138 monitora continuamente a corrente no primeiros e no segundo condutores 108a, b, a leitura de corrente superior resultante lida com o circuito de processamento 138 para colocar o comutador 120 em uma determinada posição preferida. Uma vez que o comutador 120 está na posição (a) ou na posição (b), o comutador 120 mantém a alimentação do sinal de energia CA para o módulo de sensor de fundo de poço 112 através do condutor conectado 108a ou 108b. Na FIG. 2, o comutador 120 está na posição (b) e, portanto, o segundo condutor 108b é o condutor conectado, enquanto o primeiro condutor 108a é o condutor isolado.

[0024] Em um método alternativo para detectar uma falha à terra, o circuito de processamento 138 pode monitorar as correntes no comutador 120 nas posições (a) e (b) continuamente e comparar as leituras atuais para um valor de corrente de limiar predefinido. Em certas modalidades ilustrativas, o valor de limiar poderia ser pré-calculado pelo circuito de processamento 138 com base na tensão da fonte de alimentação de CA 114 e na impedância do circuito global conectado a ela. Uma vez que a corrente está determinada a exceder o valor predefinido, o comutador 120 é colocado em uma posição apropriada (preferida).

[0025] Ainda com referência à FIG. 2, o sistema de distribuição de dados e energia imune à falha à terra 100 também inclui um acoplamento de impedância sintonizado 122 conectado entre a fonte de alimentação de CA 114 e o comutador 120. Como será entendido por aqueles versado comuns na técnica com o benefício desta divulgação, o acoplamento de impedância sintonizado 122 permite que as frequências da fonte de alimentação de CA 114 passem para o primeiro e segundo condutores 108a, b, enquanto apresentam alta impedância para outras frequências, impedindo assim as voltagens do motor de baixa frequência fornecidas pelo VSD 104 e pelo transformador 106 de entrar nos circuitos de alimentação de dados/sensores. Esse acoplamento pode ser projetado de uma variedade de maneiras, incluindo, por exemplo, um capacitor em série com um indutor ou outro design necessário.

[0026] O sistema de distribuição de dados e energia imune à falha à terra 100 inclui ainda um módulo de dados de sensor 124 que controla comunicações de dados (comunicação unidirecional e bidirecional) com o módulo de sensor de fundo de poço 112 através do primeiro e do segundo condutor 108a, b. Entre outras funções, o módulo de dados do sensor 124 desmodula principalmente os sinais de dados recebidos dos circuitos do sensor de fundo de poço. No caso de uma falha à terra em um do primeiro e do segundo condutores 108a, b, o comutador 120 pode ser colocado numa posição apropriada (preferida) como descrito acima e os sinais de dados podem ser comunicados através de um dos condutores 108a ou 108b.

[0027] Um acoplamento de impedância de sintonia 126 está conectado entre o módulo de dados do sensor 124 e o conector 120. O acoplamento de impedância ajustada 126 é projetado para permitir que as frequências dos sinais de dados enviados pelo módulo de dados do sensor 124 e o módulo de sensor de fundo de poço 112 passem através deles, ao mesmo tempo que apresentam alta impedância para outras frequências para evitar falhas no circuito de dados de altas voltagens de VSD 104 e transformador 106. Ele também fornece alta impedância à frequência da fonte de alimentação do sensor, reduzindo assim a atenuação do sinal da fonte de alimentação. Esse acoplamento pode ser projetado de várias maneiras como descrito anteriormente.

[0028] Com referência à FIG. 2, o sistema de distribuição de dados e energia 100 imune à falha à terra será agora descrito. Durante a operação normal, os sinais de dados e de energia CA são transmitidos somente em um dos condutores 108a ou 108b. Em certas modalidades durante a operação normal, o circuito de processamento 138 inicialmente pode escolher aleatoriamente isolar o primeiro condutor 108a ou 108b, enquanto que em outras modalidades é selecionado o condutor que possui a menor corrente. No entanto, como resultado, apenas uma fase está conectada à fonte de alimentação de CA 114 e ao módulo de dados do sensor 124 durante o funcionamento normal. Se uma falha à terra estiver presente no terceiro condutor 108c, os sinais de alimentação de CA e de dados continuaram a transmitir sobre o condutor conectado 108a, b. Se uma falha à terra for detectada no primeiro ou no segundo condutor 108a, b, no entanto, a corrente no detector aterrado aumentará. O circuito de processamento 138 detecta o pico atual no comutador 120 na posição (a) ou o pico atual no comutador 120 na posição (b) e isola o condutor aterrado 108a ou 108b de acordo com uma das técnicas de detecção descritas acima.

[0029] Durante um estado de falha aterrado, alguma atenuação ainda é observada nos sinais de dados e de energia. Isso ocorre porque, mesmo com uma terra em 108c, por exemplo, há um caminho de 108a ou 108b para a terra em 108c através do transformador 106 ou do motor 19. Assim, em certas modalidades ilustrativas, as frequências de sinais de dados e de energia são escolhidas de tal forma que a impedância do transformador 106 e do motor 19 é maior em relação a estas frequências.

[0030] Durante o estado de falha aterrado, o condutor 108a ou 108b que permanece conectado à fonte de alimentação de CA 114 e ao módulo de dados do sensor 124 continua a comunicar sinais de dados e de energia CA ao longo do condutor conectado 108a ou 108b. No exemplo mostrado na FIG. 2, o primeiro condutor 108a é o condutor aterrado. Como resultado, o circuito de processamento 138 isolou o primeiro condutor 108a colocando o comutador 120 na posição (b) para permitir a comunicação ao longo do segundo condutor 108b. Como tal, os sinais de energia CA e de dados podem circular ao longo do segundo condutor 108b, através do acoplamento de Wye 110 e no módulo de sensor de fundo de poço 112. Aqui, a energia CA encontra um acoplamento de energia 132 que filtra a energia de baixa frequência do motor doe fundo de poço 19 causado pelo aterramento do segundo condutor 108b. A energia CA continua para um módulo de conversão de energia 134 que fornece um modem de dados de sensores 140, bem como sensores e transdutores de medição 142 com energia CA.

[0031] O módulo de conversão de energia 134 converte a energia CA para os níveis de tensão necessários para o circuito de processamento de fundo de poço (por exemplo, circuitos de processamento do modem de dados do sensor 140). Sensores e transdutores de medição 142 alojam transdutores para medir características de poço, como pressão de admissão, pressão de descarga e temperatura. Os sensores e os transdutores de medição 142 também alojam transdutores para medir as características do motor de fundo de poço 19, como a temperatura do enrolamento e as acelerações nas direções horizontal e vertical. Os sinais de dados (por exemplo, dados de medição do sensor) são transmitidos a partir dos sensores 142 e do modem de dados do sensor 140 através de um acoplamento 136, de volta ao ponto de estrela 110 e ao primeiro condutor 108a e ao módulo de dados do sensor 124 para processamento posterior. O modem de dados do sensor 140 compreende: um conversor analógico-digital (ADC) interligado com sensores e transdutores de medição 142 para conversão de medições analógicas em valores digitais; um processador de sinal digital (DSP) acoplado a ADC configurado para processamento de medições digitais obtidas do ADC; e um front-end analógico acoplado ao DSP que converte as medições digitais em sinais de dados analógicos comunicados, através do acoplamento 136, de volta ao ponto de estrela 110 e ao segundo condutor 108b e ao módulo de dados do sensor 124 para processamento posterior.

[0032] Para certas modalidades, como mencionado anteriormente, o acoplamento de impedância sintonizado 122 é projetado para evitar que os sinais de dados (com base na frequência, por exemplo) passem para o sensor de corrente 116 e a fonte de alimentação de CA. O acoplamento de impedância ajustada 122 também impede que o motor ESP de alimentação de alta tensão entre no sensor de corrente 116 e na fonte de alimentação de CA 114, enquanto que o acoplamento de impedância sintonizado 126 é projetado de modo que os sinais de dados possam passar para o módulo de dados do sensor 124. Ao mesmo tempo, no entanto, o acoplamento de impedância ajustada 126 também impede que os sinais de energia de CA e o motor de alimentação de altas voltagens 19 se espalhem de volta para o módulo de dados do sensor 124, como será entendido pelos versados na técnica com o benefício dessa divulgação.

[0033] Durante o estado aterrado, a alimentação trifásica continua a ser fornecida ao motor de fundo de poço 19 através do cabo 30 para, desse modo, ligar o motor 19. Se, no entanto, dois dos três condutores 108a, b, c, são aterrados de alguma forma, o motor de fundo de poço 19 desliga. No entanto, os sinais de dados e de energia CA e continuam a transmitir enquanto o condutor não aterrado é 108a ou 108b. Se, no entanto, os condutores 108a, b são os condutores aterrados, a comunicação de sinais de dados e de energia CA através do ponto de estrela 110 são evitados. Por conseguinte, as modalidades da presente divulgação aproveitam esta característica de desligamento na concepção do motor de fundo de poço para simplificar o circuito do sistema 100, pelo que apenas o primeiro e o segundo condutores 108a, b podem comunicar sinais de dados e de energia CA. Como resultado, um sistema de distribuição de dados e energia e mais econômico é fornecido porque menos componentes de energia e sinalização são necessários.

[0034] Quando os condutores 108a e 108b são ambos aterrados, o circuito de processamento 138 colocará o comutador 120 na "posição de isolamento" (i) para isolar ambos os condutores 108a e 108b de modo a evitar qualquer destruição da fonte de alimentação de CA e dos circuitos de comunicação de dados. Em certas modalidades, pode levar algum tempo para o motor 19 desligar quando dois condutores são aterrados. Em tais casos, durante o tempo transitório antes do desligamento do motor 19, o circuito de processamento 138 colocará o comutador 120 na posição (i).

[0035] Como com outras modalidades aqui descritas, o circuito de processamento 138 pode detectar falhas à terra no primeiros e no segundo condutores 108a, b de várias maneiras. Em certas modalidades ilustrativas, por exemplo, o circuito de processamento 138 executa a detecção e a comutação com base em uma comparação de correntes no primeiro e no segundo condutores 108a, b. Em outras modalidades, o circuito de processamento 138 pode determinar qual o condutor comutar com base na comparação das correntes nos condutores 108a, b para um valor de corrente predefinido. Como em outras modalidades, o circuito de processamento 138 detecta a corrente com base na leitura do sensor de corrente 116. O comutador de alta tensão 120 é atuado para se conectar a ambos os condutores 108a, b em uma sequência. Ambas as correntes são gravadas e comparadas, conforme descrito anteriormente.

[0036] Durante o funcionamento normal do sistema de distribuição de dados e energia 100, apenas um dos condutores 108a ou 108b é usado para comunicar os sinais de dados e de energia CA. Na FIG. 2, o segundo condutor 108b está sendo usado. Inicialmente, antes de detectar uma falha à terra, o circuito de processamento 138 pode escolher aleatoriamente um condutor 108a ou 108b para comunicar os sinais de energia e de dados; alternativamente, o condutor com o nível de corrente mais baixo pode ser utilizado. No entanto, uma vez que uma falha à terra é detectada (neste exemplo, uma falha foi detectada no primeiro condutor 108a), o circuito de processamento 138 envia um sinal para o comutador 120 para comutar para o segundo condutor 108b, como mostrado. Posteriormente, os sinais de dados e de energia CA são comunicados através do segundo condutor 108b como descrito anteriormente. Simultaneamente, a energia trifásica continua a ser fornecida através do cabo de alimentação 30 para o motor de fundo de poço 19. No caso de uma falha à terra ocorrer em dois dos três condutores 108a, b, c, o motor de fundo de poço 19 desliga.

[0037] Uma frequência do sinal de voltagem gerado pela fonte de alimentação de CA 114 pode ser escolhida de modo que seja ortogonal a uma ou mais frequências de comunicação de dados (ou seja, frequências usadas para comunicações de dados unidirecionais ou bidirecionais entre o módulo de sensor de fundo de poço 112 e o módulo de dados do sensor 124 na superfície). A seleção de frequências mutualmente ortogonais reduz a interferência da frequência do sinal de voltagem da fonte de alimentação de CA 114 e seus componentes harmônicos com frequência/frequências de comunicação de dados. Além disso, a frequência de comutação da unidade de velocidade variável 104 que controla o funcionamento do motor de fundo de poço 19 pode ser selecionada de modo a que seja ortogonal à frequência do sinal de voltagem da fonte de alimentação de CA 114, bem como à frequência/frequências de comunicação de dados. Esta abordagem atenua a interferência da frequência de comutação e seus componentes harmônicos com a frequência do sinal de tensão da fonte de alimentação de CA 114 e a frequência/frequências de comunicação de dados.

[0038] Em uma ou mais modalidades, a tensão, a frequência e a fase da fonte de alimentação de CA 114 podem ser controladas por instruções de software executáveis através do circuito de processamento 138 interconectado com a fonte de alimentação de CA 114. Como se descreverá em mais detalhes abaixo, um nível de tensão da fonte de alimentação de CA 114 é aumentado (por exemplo, controlado pelo circuito de processamento 138) até a comunicação através de um condutor não aterrado do cabo de alimentação 30 com o módulo de sensor de fundo de poço 112. Esta abordagem elimina o uso de uma tensão predefinida para cada comprimento do cabo de alimentação 30. Além disso, em certas modalidades alternativas, o nível de tensão da fonte de alimentação de CA 114 em que a comunicação com o módulo de sensor de fundo de poço 112 é estabelecido pode ser armazenado na memória não volátil do circuito de processamento 138 para um reinício mais rápido/otimizado do sistema após o desligamento.

[0039] O nível de tensão da fonte de alimentação de CA 114 é adicionalmente aumentado (por exemplo, controlado pelo circuito de processamento 138) se a comunicação através do cabo de alimentação 30 com o módulo de sensor de fundo de poço 112 for perdida devido a uma falha à terra em um dos condutores 108a, b ou outro(s) erro(s) do sistema. Se o nível de tensão da fonte de alimentação de CA 114 atingir um nível de limiar (predefinido) e a comunicação com o módulo de sensor de fundo de poço 112 ainda não for estabelecida, a fonte de alimentação de CA 114 é comutada para ser conectada a uma fase não aterrada (por exemplo, comutada do primeiro condutor 108a para o segundo condutor 108b como ilustrado na FIG. 2 se o primeiro condutor 108a for aterrado).

[0040] Se, após a falha à terra, a comunicação através do cabo de alimentação 30 com o módulo de sensor de fundo de poço 112 não for estabelecida mesmo depois de trocar a fonte de alimentação de CA 114 para outro condutor (fase) e a fonte de alimentação de CA 114 atinge o nível de limiar, após um procedimento de tentativa predefinido, o comutador 120 é colocado na posição (i) e ambos o primeiro e o segundo condutores 108a, b são isolados da fonte de alimentação CA 114 e do módulo de dados do sensor 124. Em uma modalidade, o procedimento de tentativa predefinido pode basear-se na realização de tentativas de recuperação automática num número de vezes predefinido para tentar estabelecer a comunicação sobre o primeiro condutor 108a ou o segundo condutor 108b. Depois que as tentativas de recuperação automática falharam no número predefinido de vezes, o comutador 120 é colocado na posição (i) e a intervenção do usuário pode ser solicitada para estabelecer a comunicação sobre o primeiro condutor 108a ou o segundo condutor 108b.

[0041] Para certas modalidades da presente divulgação, a comunicação da superfície para o fundo de poço (por exemplo, a comunicação entre a fonte de alimentação de CA 114 e o módulo de conversão de energia 134 do módulo de sensor de fundo de poço 112) pode ocorrer através de um nível de tensão no fundo do poço (por exemplo, um nível de tensão utilizado para alimentar o modem de dados do sensor 140 e os sensores 142). A comunicação da superfície para o fundo de poço pode ser, por exemplo, realizada por ajuste da tensão de superfície (por exemplo, o nível de tensão da fonte de alimentação de CA 114 é ajustado processando o circuito 138) de modo que o nível de tensão do fundo de poço (por exemplo, o nível de tensão usado para a alimentação do modem de dados do sensor 140 e sensores 142) equivalente a uma configuração desejada predefinida. Em uma modalidade, a informação sobre a configuração predefinida pode ser alimentada de volta do módulo de sensor de fundo de poço 112 para o circuito de processamento 138 acoplado à fonte de alimentação de CA 114. Assim, a comunicação da superfície para o fundo de poço (por exemplo, a comunicação entre a fonte de alimentação de CA 114 e o módulo de conversão de energia 134 do módulo de sensor de fundo de poço 112) pode ser controlada por instruções de software executáveis processando o circuito 138. Portanto, diferentes configurações de sistemas baseadas em software podem ser alcançadas.

[0042] Para outras modalidades, a comunicação da superfície para o fundo de poço (por exemplo, a comunicação entre a fonte de alimentação de CA 114 e o módulo de conversão de energia 134 do módulo de sensor de fundo de poço 112) também pode ocorrer alterando uma frequência de tensão da fonte de alimentação de CA 114. A frequência de tensão da fonte de alimentação de CA 114 pode ser controlada por instruções de software executáveis processando o circuito 138. Para outras modalidades, a comunicação da superfície para o fundo de poço pode ocorrer mudando uma fase de sinal de tensão gerada pela fonte de alimentação de CA 114. A fase do sinal de tensão gerada pela fonte de alimentação de CA 114 pode ser controlada por instruções de software executáveis pelo circuito de processamento 138.

[0043] Para certas outras modalidades, um dispositivo de armazenamento de energia 144 (por exemplo, um circuito capacitivo) pode ser utilizado no fundo do poço, acoplado com o módulo de conversão de energia 134 para proporcionar impulso durante períodos de energia de pico associados ao módulo de sensor de fundo de poço 112, em que os períodos de energia de pico são tipicamente curtos. O dispositivo de armazenamento de energia 144 acoplado com o módulo de conversão de energia 134 permite que a fonte de alimentação de energia CA 114 na superfície seja dimensionado para uma energia média em vez de uma energia de pico. Assim, a coordenação entre sistemas de superfície e de fundo de poço é estabelecida para transmitir apenas a energia média da fonte de alimentação de CA 114 na superfície para o módulo de conversão de energia 134 colocado no fundo do poço, reduzindo assim os requisitos de energia e dimensionamento para a fonte de alimentação de CA 114 na superfície.

[0044] A FIG. 3 é um fluxograma de um fluxo de trabalho 300 para ajustar a fonte de alimentação e a comutação de uma fase que pode ser implementada no sistema de distribuição de dados e energia imune à falha de terra na FIG. 2. Para certas modalidades, o fluxo de trabalho 300 pode ser controlado por instruções de software executáveis processando circuitos 138 (por exemplo, microprocessador acoplado com memória não volátil). Num bloco de decisão 302, pode-se determinar se existe uma fase otimizada no local do poço de motor de fundo de poço e perfil de rampa de energia CA na memória não volátil acoplada aos circuitos de processamento 138. Se o perfil existir na memória, num bloco 304, o perfil de rampa de energia CA armazenada e a seleção de fase do motor de fundo de poço podem ser carregados a partir da memória não volátil para conectar, no bloco 306, a fonte de alimentação CA 114 à fase selecionada. Se a fase no local do poço de motor de fundo de poço e perfil de rampa de energia CA não existir na memória não volátil, o perfil padrão de rampa de energia CA e a seleção da fase do motor de fundo de poço podem ser usados, em um bloco 308.

[0045] Em um bloco 310, a fonte de alimentação de CA 114 pode passar pelo perfil de rampa de energia CA (por exemplo, controlado por instruções de software executáveis processando o circuito 138) até que a comunicação entre a fonte de alimentação de CA 114 na superfície e o módulo de sensor de fundo de poço 112 seja estabelecida ou a extremidade da rampa de energia CA seja alcançada (por exemplo, determinada em um bloco de decisão 312). Se o perfil de rampa de energia CA da memória não volátil for usado (por exemplo, determinado no bloco de decisão 314), o circuito de processamento 138 continua, num bloco 316, para aumentar a tensão da fonte de alimentação de CA 114 até que a extremidade da rampa de energia CA seja alcançada. Caso contrário, se o perfil de rampa de energia CA da memória não volátil não for utilizado (por exemplo, determinado no bloco de decisão 314), o circuito de processamento 138 pode pesquisar, num bloco 318, por uma energia CA preferida que produz uma comunicação confiável entre a fonte de alimentação de CA 114 e módulo de sensor de fundo de poço 112 com o menor consumo de energia possível. Em um bloco 320, um novo perfil de rampa de energia CA e uma fase selecionada associada ao menor consumo de energia possível são armazenados na memória não volátil.

[0046] Em um bloco 322, o circuito de processamento 138 monitora a confiabilidade da comunicação da superfície para o fundo de poço (por exemplo, comunicação entre a fonte de alimentação de CA 114 e o módulo de conversão de energia 134 do módulo de sensor de fundo de poço 112) e os limiares da fonte de alimentação de CA. Se a confiabilidade da comunicação da superfície para o fundo de poço estiver abaixo dos critérios aceitáveis predefinidos (por exemplo, determinados em um bloco de decisão 324), se a energia da fonte de alimentação de CA 114 estiver acima dos limiares (por exemplo, determinados em um bloco 326) e se um número máximo permitido de tentativas de recuperação automática não for alcançado (por exemplo, determinado em um bloco 328), o módulo 112 de sensor de fuga é desconectado, em um bloco 330, da fonte de alimentação de CA 114 e a fonte de alimentação de CA 114 é comutada para ser conectada a outra fase, em um bloco 332.

[0047] Para outras modalidades, se a confiabilidade da comunicação da superfície para o fundo de poço estiver abaixo dos critérios aceitáveis (por exemplo, determinados no bloco de decisão 324) e a energia da fonte de energia CA 114 não estiver acima dos limiares (por exemplo, determinados no bloco 326) , o circuito de processamento 138 ajusta as configurações da fonte de alimentação de CA 114, num bloco 334, e continua a monitorar, no bloco 322, a confiabilidade da comunicação da superfície para o fundo de poço e os limiares de alimentação de CA. Para outras modalidades, se a confiabilidade da comunicação da superfície para o fundo de poço estiver abaixo dos critérios aceitáveis (por exemplo, determinados no bloco de decisão 324), se a energia da fonte de alimentação CA 114 estiver acima dos limiares (por exemplo, determinados no bloco 326 ), e se o número máximo permitido de tentativas de recuperação automática for alcançado (por exemplo, determinados no bloco 328), a intervenção do usuário é necessária para estabelecer a comunicação em qualquer dos condutores 108a ou 108b, em um bloco 336. Neste caso, quando a comunicação não é estabelecida sobre o primeiro e o segundo condutores 108a, b após um procedimento de tentativa predefinido, o comutador 120 é colocado na posição (i) e ambos o primeiro e o segundo condutores 108a, b são isolados da fonte de alimentação de CA 114 e do módulo de dados do sensor 124. Em uma modalidade, o procedimento de tentativa predefinido pode compreender a realização de tentativas de recuperação automática num número máximo de vezes permitido para estabelecer a comunicação sobre o primeiro condutor 108a ou o segundo condutor 108b. Depois que as tentativas de recuperação automática falharam no número máximo de vezes permitido, o comutador 120 pode ser colocado na posição (i) e a intervenção do usuário é solicitada, no bloco 336, para estabelecer a comunicação sobre o primeiro condutor 108a ou o segundo condutor 108b.

[0048] A FIG. 4 é um diagrama de blocos de um sistema de computador ilustrativo 400 em que modalidades da presente divulgação podem ser implementadas adaptadas para controlar as operações dos sistemas de distribuição de dados e energia imunes à falha à terra ilustrados na FIG. 2. Por exemplo, o método de fluxo de trabalho 300 da FIG. 3, como descrito acima, pode ser implementado usando o sistema 400. O sistema 400 pode ser um computador, telefone, assistente digital pessoal (PDA), sistema de processamento (por exemplo, circuitos de processamento 138 dos sistemas de distribuição de dados e energia imunes à falha à terra ilustrados na FIG. 2) ou qualquer outro tipo de dispositivo eletrônico. Esse dispositivo eletrônico inclui vários tipos de mídia legível por computador e interfaces para vários outros tipos de mídia legível por computador. Como mostrado na FIG. 4, o sistema 400 inclui um dispositivo de armazenamento permanente 402, uma memória de sistema (não volátil) 404, uma interface de dispositivo de saída 406, um barramento de comunicação de sistema 408, uma memória de leitura (ROM) 410, unidade(s) de processamento 412, uma interface de dispositivo de entrada 414 e uma interface de rede 416.

[0049] O barramento 408 representa coletivamente todos os barramentos de sistema, periféricos e conjuntos de chip que conectam comunicativamente os vários dispositivos internos do sistema 400. Por exemplo, o barramento 408 conecta de forma comunicativa a(s) unidade(s) de processamento 412 com a ROM 410, a memória do sistema 404 e o dispositivo de armazenamento permanente 402.

[0050] A partir dessas várias unidades de memória, a(s) unidade(s) de processamento 412 recupera(m) instruções para executar e dados a serem processados para executar os processos da divulgação da matéria. A(s) unidade(s) de processamento podem ser um processador único ou um processador multicore em diferentes implementações.

[0051] ROM 410 armazena dados estáticos e instruções que são necessárias para unidade(s) de processamento 412 e outros módulos do sistema 400. O dispositivo de armazenamento permanente 402, por outro lado, é um dispositivo de memória de leitura e gravação. Este dispositivo é uma unidade de memória não volátil que armazena instruções e dados mesmo quando o sistema 400 está desligado. Algumas implementações da divulgação da matéria usam um dispositivo de armazenamento em massa (como um disco magnético ou óptico e sua unidade de disco correspondente) como dispositivo de armazenamento permanente 402.

[0052] Outras implementações usam um dispositivo de armazenamento removível (como um disquete, unidade flash e sua unidade de disco correspondente) como dispositivo de armazenamento permanente 402. Como o dispositivo de armazenamento permanente 402, a memória do sistema 404 é um dispositivo de memória de leitura e gravação. No entanto, ao contrário do dispositivo de armazenamento 402, a memória do sistema 404 é uma memória de leitura e gravação volátil, tal memória de acesso aleatório. A memória do sistema 404 armazena algumas das instruções e dados que o processador precisa durante tempo de execução. Em algumas implementações, os processos da divulgação do assunto são armazenados na memória do sistema 404, no dispositivo de armazenamento permanente 402 e/ou na ROM 410. Por exemplo, as várias unidades de memória incluem instruções para controlar as operações dos sistemas de distribuição de dados e energia imunes à falha à terra ilustrados na FIG. 2. A partir dessas várias unidades de memória, a(s) unidade(s) de processamento 412 recupera(m) instruções para executar e dados a serem processados para executar os processos de algumas implementações.

[0053] O barramento 408 também se conecta às interfaces de dispositivo de entrada e saída 414 e 406. A interface do dispositivo de entrada 414 permite ao usuário comunicar informações e selecionar comandos para o sistema 400. Os dispositivos de entrada usados com a interface do dispositivo de entrada 414 incluem, por exemplo, teclados alfanuméricos, QWERTY ou T9, microfones e dispositivos apontadores (também chamados de "dispositivos de controle de cursor"). As interfaces de dispositivo de saída 406 permitem, por exemplo, a exibição de imagens geradas pelo sistema 400. Os dispositivos de saída usados com a interface do dispositivo de saída 406 incluem, por exemplo, impressoras e dispositivos de exibição, como tubos de raios catódicos (CRT) ou monitores de cristal líquido (LCD). Algumas implementações incluem dispositivos como um touchscreen que funciona como dispositivos de entrada e saída. Deve ser apreciado que as modalidades da presente divulgação podem ser implementadas usando um computador incluindo qualquer um dos vários tipos de dispositivos de entrada e saída para permitir a interação com um usuário. Essa interação pode incluir feedback para ou do usuário em diferentes formas de feedback sensorial incluindo, mas não limitado ao feedback visual, feedback auditivo ou feedback tátil. Além disso, a entrada do usuário pode ser recebida de qualquer forma, incluindo, mas não limitado a entrada acústica, de fala ou tátil. Além disso, a interação com o usuário pode incluir transmitir e receber diferentes tipos de informações, por exemplo, na forma de documentos, para e do usuário através das interfaces descritas acima.

[0054] Além disso, conforme mostrado na FIG. 4, o barramento 408 também associa o sistema 400 a uma rede pública ou privada (não mostrada) ou a uma combinação de redes através de uma interface de rede 416. Essa rede pode incluir, por exemplo, uma rede de área local (LAN), como uma Intranet ou uma rede de área ampla (WAN), como a Internet. Qualquer ou todos os componentes do sistema 400 podem ser usados em conjunto com a divulgação da matéria.

[0055] Essas funções descritas acima podem ser implementadas em circuitos eletrônicos digitais, em software, firmware ou hardware. As técnicas podem ser implementadas usando um ou mais produtos de programas de computador. Processadores programáveis e computadores podem ser incluídos ou embalados como dispositivos móveis. Os processos e fluxos lógicos podem ser realizados por um ou mais processadores programáveis e por um ou mais circuitos de lógica programável. Dispositivos de computação de uso geral e especial e dispositivos de armazenamento podem ser interligados através de redes de comunicação.

[0056] Algumas implementações incluem componentes eletrônicos, como microprocessadores, armazenamento e memória que armazenam as instruções do programa de computador em um meio legível por máquina ou legível por computador (alternativamente, como mídia de armazenamento legível por computador, mídia legível por máquina ou mídia de armazenamento legível por máquina). Alguns exemplos de tais mídias legíveis por computador incluem RAM, ROM, discos compactos somente leitura (CD-ROM), discos compactos graváveis (CD-R), discos compactos regraváveis (CD-RW), discos versáteis digitais somente leitura (por exemplo, DVD-ROM, DVD-ROM de dupla camada), uma variedade de DVDs graváveis/regraváveis (por exemplo, DVD-RAM, DVD-RW, DVD+ RW, etc.), memória flash (por exemplo, cartões SD, cartões mini-SD, cartões micro SD, etc. ), discos rígidos magnéticos e/ou sólidos, discos Blu-Ray® somente leitura e graváveis, discos ópticos de ultra densidade, qualquer outro meio óptico ou magnético e disquetes. A mídia legível por computador pode armazenar um programa de computador que é executável em pelo menos uma unidade de processamento e inclui conjuntos de instruções para executar várias operações. Exemplos de programas de computador ou código de computador incluem o código da máquina, como é produzido por um compilador e arquivos que incluem o código de nível superior que são executados por um computador, um componente eletrônico ou um microprocessador usando um intérprete.

[0057] Embora a discussão acima se refira principalmente a processadores de microprocessador ou multicore que executem software, algumas implementações são realizadas por um ou mais circuitos integrados, como circuitos integrados específicos de aplicativos (ASICs) ou matrizes de portas programáveis em campo (FPGAs). Em algumas implementações, esses circuitos integrados executam instruções que são armazenadas no próprio circuito. Consequentemente, as operações dos sistemas de distribuição de dados e energia imunes à falha à terra ilustrados na FIG. 2 e o método de fluxo de trabalho 300 da FIG. 3, como descrito acima, podem ser implementadas usando o sistema 400 ou qualquer sistema de computador com circuitos de processamento ou um produto de programa de computador incluindo instruções armazenadas no mesmo, os quais, quando executadas por pelo menos um processador, fazem com que o processador execute funções relacionadas a esses métodos.

[0058] Como usado neste relatório descrito e em quaisquer reivindicações deste pedido, os termos "computador", "servidor", "processador" e "memória" todos se referem a dispositivos eletrônicos ou outros dispositivos tecnológicos. Estes termos excluem pessoas ou grupos de pessoas. Como usado neste documento, os termos "meio legível por computador" e "meio legível por computador" se referem geralmente aos meios de armazenamento eletrônico tangíveis, físicos e não-transitórios que armazenam informações em um formato que é legível por um computador.

[0059] As modalidades do assunto descrito nesta especificação podem ser implementadas num sistema de computação que inclui um componente de back-end, por exemplo, como um servidor de dados ou que inclui um componente de middleware, por exemplo, um servidor de aplicação ou que inclui um componente de frente, por exemplo, um computador cliente com uma interface de usuário gráfica ou um navegador da Web através do qual um usuário pode interagir com uma implementação do assunto descrito nesta especificação ou qualquer combinação de um ou mais desses componentes de back-end, middleware ou front-end. Os componentes do sistema podem ser interligados entre si por qualquer forma ou meio de comunicação de dados digitais, por exemplo, uma rede de comunicação. Exemplos de redes de comunicação incluem uma rede de área local (LAN) e uma rede de área ampla (WAN), uma rede inter-rede (por exemplo, a Internet) e redes peer-to- peer (por exemplo, rede peer-to-peer).

[0060] O sistema de computação pode incluir clientes e servidores. Um cliente e servidor geralmente são distantes uns dos outros e tipicamente interagem através de uma rede de comunicação. A relação de cliente e servidor surge em virtude de programas de computador executados nos respectivos computadores e tendo uma relação cliente-servidor um para o outro. Em algumas modalidades, um servidor transmite dados (por exemplo, uma página web) para um dispositivo cliente (por exemplo, para fins de exibição de dados e recebimento de entrada de usuário de um usuário interagindo com o dispositivo cliente). Os dados gerados no dispositivo cliente (por exemplo, um resultado da interação do usuário) pode ser recebido do dispositivo cliente no servidor.

[0061] Compreende-se que qualquer ordem ou a hierarquia específica das operações nos processos divulgados são uma ilustração de abordagens ilustrativas. Com base em preferências do projeto, compreende-se que a ordem ou a hierarquia específica das operações nos processos podem ser rearranjadas ou que todas as operações ilustradas podem ser executadas. Algumas das operações podem ser realizadas simultaneamente. Por exemplo, em certas circunstâncias, o processamento de multitarefa e paralelo pode ser vantajoso. Além disso, a separação de vários componentes de sistema nas modalidades descritas acima não deve ser entendida como requerendo tal separação em todas as modalidades e deve ser entendido que os componentes e sistemas do programa descritos podem geralmente ser integrados juntos num único produto de software único ou empacotados em produtos múltiplos.

[0062] Mais ainda, os métodos ilustrativos aqui descritos podem ser implementados por um sistema incluindo circuitos de processamento ou um produto de programa de computador incluindo instruções que, quando executadas por pelo menos um processador, fazem com que o processador execute qualquer um dos métodos aqui descritos.

[0063] Foi descrito um sistema de distribuição de energia e dados imune à falha à terra para os sensores de fundo de poço e inclui: uma fonte de alimentação trifásica conectada a um cabo de alimentação para assim fornecer energia a um motor de fundo de poço posicionado ao longo de um furo de poço, o cabo de alimentação compreendendo um primeiro, segundo e terceiro condutores sobre os quais são transmitidos sinais de sinais de dados e sinal de energia; um módulo de sensor de fundo de poço conectado ao motor de fundo de poço; uma fonte de alimentação de corrente alternada (CA) conectada a apenas o primeiro e o segundo condutores para assim fornecer o sinal de energia ao módulo de sensor de fundo de poço; e um primeiro módulo de isolamento conectado à fonte de alimentação de CA para assim isolar seletivamente um do primeiro ou do segundo condutores em resposta a uma falha à terra ocorrendo ao longo do primeiro ou segundo condutor, permitindo assim que o sinal de energia seja transmitido por apenas um do primeiro ou do segundo condutor, em que uma frequência do sinal de energia é ortogonal a uma ou mais frequências dos sinais de dados.

[0064] Para qualquer uma das modalidades anteriores, o sistema de distribuição de energia e dados imune à falha à terra pode incluir qualquer um dos seguintes elementos, isoladamente ou em combinação uns com os outros: um computador conectado com a fonte de alimentação de CA, o computador possuindo um meio de armazenamento legível por computador tendo instruções armazenadas no mesmo, que, quando executadas pelo computador, fazem com que o computador execute uma pluralidade de funções, incluindo funções para: controlar pelo menos um de tensão, frequência ou fase do sinal de energia fornecido pela fonte de alimentação de CA, acelerar um nível de tensão da fonte de alimentação de CA até que a comunicação com o módulo de sensor de fundo de poço seja estabelecida, armazenar o nível de tensão da fonte de alimentação de CA no qual a comunicação é estabelecida em uma memória do computador, aumentar o nível de tensão da fonte de alimentação de CA se a comunicação for perdida devido à falha à terra ou um erro associado ao sistema de distribuição de energia e dados imune à falha à terra, disparar o primeiro módulo de isolamento para comutar a fonte de alimentação de CA para um condutor não aterrado do primeiro ou do segundo condutor, se o nível de tensão da fonte de alimentação de CA atingir um limiar e a confiabilidade da comunicação estiver abaixo de um nível definido, executar a comunicação entre a fonte de alimentação de CA e o módulo de sensor de fundo de poço, ajustar um nível de tensão da fonte de alimentação de CA, de modo que o nível de tensão que alimenta o módulo de sensor de fundo de poço seja correto para alcançar um valor de configuração predefinido, em que o valor de configuração predefinido é comunicado a partir do módulo de sensor de fundo de poço para o computador conectado à fonte de alimentação de CA, mudar uma frequência do sinal de energia da fonte de alimentação CA para se comunicar com o módulo de sensor de fundo de poço e mudar uma fase do sinal de energia da fonte de alimentação de CA para se comunicar com o módulo de sensor de fundo de poço; um dispositivo de armazenamento de energia interligado com o módulo de sensor de fundo de poço configurado para proporcionar um aumento de energia durante o tempo de pico de energia associado ao módulo de sensor de fundo; o primeiro módulo de isolamento compreende: um sensor de corrente para detectar a corrente a ser fornecida a partir da fonte de alimentação de CA, um comutador conectado ao primeiro condutor e ao segundo condutor, e circuitos de processamento para detectar a falha à terra com base em uma comparação de corrente no primeiro e no segundo comutadores ou uma comparação da corrente com um valor atual predefinido; um módulo de dados de sensor ligado ao primeiro e ao segundo condutores para, desse modo, comunicar de forma bidirecional os sinais de dados com o módulo de sensor de fundo de poço sobre o primeiro ou o segundo condutor; um segundo módulo de isolamento ligado ao módulo de dados do sensor para assim isolar seletivamente um do primeiro ou do segundo condutores em resposta à falha à terra, permitindo assim que os sinais de dados sejam comunicados sobre apenas um do primeiro ou do segundo condutores;

[0065] Uma frequência de comutação de um acionamento de velocidade variável (VSD) acoplado à fonte de alimentação trifásica e o cabo de alimentação é ortogonal à frequência do sinal de energia e a uma ou mais frequências dos sinais de dados; a comunicação entre a fonte de alimentação de CA e o módulo de sensor de fundo de poço sobre um do primeiro ou do segundo condutores baseia-se em um nível de tensão que alimenta o módulo de sensor de fundo de poço; o motor de fundo de poço é uma bomba elétrica submersível.

[0066] Do mesmo modo, um método para alimentar os sensores de fundo de poço foi descrito e geralmente pode incluir: fornecer uma energia trifásica para um motor de fundo de poço posicionado ao longo de um furo de usando um cabo de alimentação que compreende um primeiro, segundo e terceiro condutores; transmitir um sinal de energia de corrente alternada (CA) e sinais de dados para um módulo de sensor de fundo de poço somente sobre o primeiro ou p segundo condutor; detectar uma falha à terra no primeiro ou o segundo condutor; isolando seletivamente o primeiro ou o segundo condutor com base na falha à terra detectada, resultando assim em um condutor isolado e um condutor conectado; e transmitir o sinal de energia CA e os sinais de dados sobre apenas o condutor conectado, em que uma frequência do sinal de energia CA é ortogonal a uma ou mais frequências dos sinais de dados e uma frequência de comutação de uma unidade de velocidade variável conectada a um sinal de energia de três pontos, a fonte de alimentação trifásica que gera a energia trifásica é ortogonal à frequência do sinal de energia e a uma ou mais frequências dos sinais de dados.

[0067] Para uma das modalidades anteriores, o método pode incluir qualquer uma das seguintes operações, individualmente ou em combinação umas com as outras: controlar pelo menos um de tensão, frequência ou fase do sinal de energia de CA; aumentar o nível de tensão associado ao sinal de energia de CA até que a comunicação com o módulo de sensor do poço seja estabelecida; armazenar o nível de tensão no qual a comunicação é estabelecida; aumentar ainda mais o nível de tensão se a comunicação for perdida devido à falha à terra ou ao menos um erro no sistema; comutar a transmissão do sinal de energia de CA para um condutor não aterrado do primeiro ou segundo condutor, se o nível de tensão após a rampa atingir um limiar e a confiabilidade da comunicação estiver abaixo de um nível definido; isolar o primeiro e o segundo condutores do sinal de energia de CA e dos sinais de dados, se a comunicação não for estabelecida sobre o primeiro e o segundo condutores após um procedimento de tentativa predefinido, em que o procedimento de tentativa predefinido compreende a realização de tentativas de recuperação automática um número predefinido de vezes para estabelecer a comunicação sobre o primeiro ou o segundo condutor; solicitar uma intervenção do usuário para estabelecer a comunicação sobre o primeiro ou o segundo condutor, se as tentativas de recuperação automática falharam no número predefinido de vezes; comunicar com o módulo de sensor de fundo de poço ao longo do primeiro ou do segundo condutor com base em um nível de tensão que alimenta o módulo de sensor de fundo de poço; a comunicação com o módulo de sensor de fundo de poço compreende ajustar um nível de tensão associado ao sinal de energia CA, de modo que o nível de tensão que alimenta o módulo de sensor de fundo de poço é corrigido para alcançar um valor de configuração predefinido; comunicar o valor de configuração predefinido do módulo de sensor de fundo de poço aos circuitos de processamento interligados com uma fonte do sinal de energia CA; alterar uma frequência do sinal de energia CA para comunicar com o módulo de sensor de fundo poço; alterar uma fase do sinal de energia de CA para comunicar com o módulo de sensor de fundo de poço; fornecer um aumento de energia durante o tempo de pico de energia associado ao módulo de sensor de fundo de poço; operar um comutador acoplado a uma fonte do sinal de energia CA e a um módulo de dados de sensor processando os sinais de dados para isolar o primeiro ou o segundo condutor.

[0068] Como utilizado neste documento, o termo "determinação" engloba uma grande variedade de ações. Por exemplo, "determinar" pode incluir cálculo, computação, processamento, derivação, investigação, pesquisa (por exemplo, pesquisa em uma tabela, banco de dados ou outra estrutura de dados), verificação e similares. Além disso, "determinar" pode incluir receber (por exemplo, receber informações), acessar (por exemplo, acessar dados em uma memória) e similares. Além disso, "determinar" pode incluir a resolução, seleção, escolha, estabelecimento e outros.

[0069] Tal como aqui utilizado, uma frase referente a "pelo menos uma de" uma lista de itens se refere a qualquer combinação desses itens, incluindo membros isolados. Como exemplo, "pelo menos um de: A, B, ou C" destina-se a cobrir: A, B, C, A-B, A-C, B-C, e A-B-C.

[0070] A utilização dos sistemas de distribuição de dados e energia da presente divulgação oferece uma série de vantagens. Em primeiro lugar, em vez da energia CC convencional usada para alimentar os sensores de fundo de poço, a fonte de alimentação de CA é fornecida aqui, que é operacional mesmo quando uma das fases de um motor de fundo de poço é aterrada. Assim, o esquema de alimentação apresentado nesta divulgação é imune à falha à terra. Em contraste, a energia CC convencional não pode atingir o sensor de fundo de poço quando ocorre uma falha à terra no sistema (por exemplo, cabo/motor). Em segundo lugar, a energia CA e os componentes de dados só estão conectados a duas fases, portanto, menos componentes de energia e sinalização são necessários quando comparados aos projetos convencionais. Em terceiro lugar, as modalidades da presente divulgação utilizam frequências para a fonte de alimentação de CA e a movimentação do motor que são ortogonais às frequências dos sinais de comunicação do fundo de poço que têm a menor interferência entre si. Em quarto lugar, as modalidades da presente divulgação permitem a comunicação de ligação descendente de uma superfície para um fundo de poço controlada por instruções de software executáveis por um processador, que pode ser utilizado para enviar comandos da superfície para o fundo de poço. Em quinto lugar, o esquema de alimentação apresentado aqui aprende as características do sistema à medida que ele muda e salva a informação aprendida em uma memória não volátil do sistema, que pode ser utilizada para permitir tempos de inicialização rápidos e operação mais otimizada. Além disso, o esquema de alimentação apresentado aqui detecta um evento de falha à terra e muda o sua energia distribuída de acordo. Quando uma falha grave à terra é detectada, o sistema comuta para uma fase não aterrada e retoma a operação de forma perfeita. Além disso, o sistema de alimentação aqui apresentado é controlado com precisão por instruções de software executáveis processando circuitos que podem controlar a tensão, a fase e a frequência de alimentação de CA em tempo real e com alta resolução, o que proporciona robustez ao sistema.

[0071] A divulgação anterior pode repetir numerais e/ou letras de referência nos diversos exemplos. Esta repetição é para fins de simplicidade e clareza e não dita por si uma relação entre as várias modalidades e/ou configurações discutidas. Além disso, termos espacialmente relativos, tal como "por baixo", "abaixo", "inferior", "acima", "superior" e semelhantes, podem ser utilizados aqui para facilidade de descrição para descrever a relação de um elemento ou característica com outro(s) elemento( s) ou característica(s), como ilustrado nas figuras. Os termos espacialmente relativos se destinam a abranger diferentes orientações do aparelho em uso ou operação além da orientação representada nas figuras. Por exemplo, se o aparelho nas figuras for virado, os elementos descritos como sendo "abaixo" ou "por baixo" outros elementos ou características seriam, então, orientados "acima" dos outros elementos ou características. Assim, o termo "abaixo" pode abranger tanto uma orientação de cima quanto debaixo. O aparelho, de outro modo, pode ser orientado (girado 90 graus ou em outras orientações) e os descritores espacialmente relativos aqui utilizados podem do mesmo modo ser interpretados em conformidade.

[0072] Embora várias modalidades e métodos tenham sido mostrados e descritos, a divulgação não está limitada a tais modalidades e métodos e será entendido como incluindo todas as modificações e variações como seriam aparentes para um perito na arte. Portanto, deve ser entendido que a divulgação não se destina a ser limitada às formas particulares divulgadas. Pelo contrário, a intenção é cobrir todas as modificações, equivalentes e alternativas caindo dentro do espírito e escopo da divulgação como definidos pelas reivindicações anexas.

Claims

1. Sistema de distribuição de dados e energia imune à falha de terra (100) para sensores de fundo de poço, caracterizado pelo fato de que compreende: uma fonte de alimentação trifásica (30) conectada a um cabo de alimentação (30) para assim fornecer energia a um motor de fundo de poço (19) posicionado ao longo de um furo de poço, o cabo de alimentação compreendendo um primeiro, segundo e terceiro condutores (108a, 108b, 108c) sobre os quais são transmitidos sinais de sinais de dados e sinal de energia; um módulo de sensor de fundo de poço (112) conectado ao motor de fundo de poço (19); uma fonte de alimentação de corrente alternada (CA) (114) conectada a apenas o primeiro e o segundo condutores (108a, 108b) para assim fornecer o sinal de energia ao módulo de sensor de fundo de poço (112); e um primeiro módulo de isolamento (118) conectado à fonte de alimentação de CA (114) para assim isolar seletivamente um do primeiro ou do segundo condutores (108a, 108b) em resposta a uma falha à terra ocorrendo ao longo do primeiro ou segundo condutor (108a, 108b), permitindo assim que o sinal de energia seja transmitido por apenas um do primeiro ou do segundo condutor, em que uma frequência do sinal de energia é ortogonal a uma ou mais frequências dos sinais de dados.

2. Sistema de distribuição de dados e energia imune à falha de terra de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um computador conectado com a fonte de alimentação de CA, o computador tendo um meio de armazenamento legível por computador com instruções armazenadas no mesmo, o qual, quando executado pelo computador, faz com que o computador execute uma pluralidade de funções, incluindo funções para: controlar pelo menos um de tensão, frequência ou fase do sinal de energia fornecido pela fonte de alimentação de CA (114); ou aumentar o nível de tensão da fonte de alimentação de CA (114) até que a comunicação com o módulo de sensor de poço (112) seja estabelecida e armazenar o nível de tensão da fonte de alimentação de CA em que a comunicação é estabelecida em uma memória do computador.

3. Sistema de distribuição de dados e energia imune à falha de terra de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que as instruções ainda funcionam para: aumentar ainda mais o nível de tensão da fonte de alimentação de CA (114) se a comunicação for perdida devido a falha à terra ou um erro associado ao sistema de distribuição de dados e energia imune à falha à terra.

4. Sistema de distribuição de dados e energia imune à falha de terra de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que as instruções ainda funcionam para: desencadear o primeiro módulo de isolamento para comutar a fonte de alimentação de CA (114) para um condutor não aterrado do primeiro ou do segundo condutor, se o nível de tensão da fonte de alimentação de CA atingir um limiar e a confiabilidade da comunicação estiver abaixo de um nível definido.

5. Sistema de distribuição de dados e energia imune à falha de terra de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: a comunicação entre a fonte de alimentação de CA e o módulo de sensor de fundo de poço (112) sobre um do primeiro ou do segundo condutor baseia-se em um nível de tensão que alimenta o módulo de sensor de fundo de poço; ou uma frequência de comutação de uma unidade de velocidade variável (VSD) acoplada à fonte de alimentação trifásica e ao cabo de alimentação é ortogonal à frequência do sinal de energia e a uma ou mais frequências dos sinais de dados.

6. Sistema de distribuição de dados e energia imune à falha de terra de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um computador conectado com a fonte de alimentação de CA (114), o computador tendo um meio de armazenamento legível por computador com instruções armazenadas no mesmo, o qual, quando executado pelo computador, faz com que o computador execute uma pluralidade de funções, incluindo funções para: executar a comunicação entre a fonte de alimentação de CA e o módulo de sensor de fundo de poço (112), ajustar um nível de tensão da fonte de alimentação de CA, de modo que o nível de tensão que alimenta o módulo de sensor de fundo de poço seja corrigido para alcançar um valor de configuração predefinido.

7. Sistema de distribuição de dados e energia imune à falha de terra de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o valor de configuração predefinido é comunicado a partir do módulo de sensor de fundo de poço (112) para o computador interligado à fonte de alimentação de CA.

8. Sistema de distribuição de dados e energia imune à falha de terra de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um computador conectado com a fonte de alimentação de CA (114), o computador tendo um meio de armazenamento legível por computador com instruções armazenadas no mesmo, o qual, quando executado pelo computador, faz com que o computador execute uma pluralidade de funções, incluindo funções para: alterar uma frequência do sinal de energia da fonte de alimentação CA (114) para comunicar com o módulo de sensor de fundo de poço (112); ou alterar uma fase do sinal de energia da fonte de alimentação CA para comunicar com o módulo de sensor de fundo de poço.

9. Sistema de distribuição de dados e energia imune à falha de terra de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: um dispositivo de armazenamento de energia (144) interligado com o módulo de sensor de fundo de poço (112) configurado para fornecer um aumento de energia durante o tempo de pico de energia associado ao módulo de sensor de fundo de poço; ou um módulo de dados de sensor (124) conectado ao primeiro e ao segundo condutores para, desse modo, comunicar de forma bidirecional os sinais de dados com o módulo de sensor de fundo de poço sobre o primeiro ou o segundo condutor, e um segundo módulo de isolamento ligado ao módulo de dados do sensor (124) para assim isolar seletivamente um do primeiro ou do segundo condutor em resposta à falha à terra, permitindo assim que os sinais de dados sejam comunicados sobre apenas um do primeiro ou do segundo condutores.

10. Sistema de distribuição de dados e energia imune à falha de terra de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: o primeiro módulo de isolamento compreende um sensor de corrente para detectar corrente sendo fornecida da fonte de alimentação CA, um comutador (120) conectado ao primeiro condutor e ao segundo condutor e circuito de processamento (138) para detectar a falha de terra com base numa comparação de corrente no comutador ou numa comparação da corrente com um valor de corrente pré-ajustado; ou o motor de fundo de poço é uma bomba elétrica submersível.

11. Método para alimentação de sensores de fundo de poço, caracterizado pelo fato de que compreende: fornecer uma energia trifásica para um motor de fundo de poço (19) posicionado ao longo de um furo de poço usando um cabo de alimentação (30) que compreende um primeiro, segundo e terceiro condutores (108a, 108b, 108c); transmitir um sinal de energia de corrente alternada (CA)e sinais de dados para um módulo de sensor de fundo de poço (112) sobre apenas o primeiro ou o segundo condutor (108a, 108b); detectar uma falha à terra no primeiro ou no segundo condutor; isolar seletivamente o primeiro ou o segundo condutor com base na falha à terra detectada, resultando assim em um condutor isolado e um condutor conectado; e transmitir o sinal de energia CA e os sinais de dados sobre apenas o condutor conectado, em que uma frequência do sinal de energia CA é ortogonal a uma ou mais frequências dos sinais de dados.

12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que uma frequência de comutação de uma unidade de velocidade variável acoplada a uma fonte de alimentação trifásica (114) que gera a energia trifásica é ortogonal à frequência do sinal de potência e a uma ou mais frequências dos sinais de dados.

13. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: controlar pelo menos um de tensão, frequência ou fase do sinal de energia CA; ou aumentar o nível de tensão associado ao sinal de energia CA até que a comunicação com o módulo de sensor de fundo de poço (112) seja estabelecida e armazenar o nível de tensão no qual a comunicação é estabelecida.

14. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: aumentar ainda mais o nível de tensão se a comunicação for perdida devido à falha à terra ou ao menos um erro no sistema.

15. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: comutar a transmissão do sinal de alimentação de CA para um condutor não aterrado do primeiro ou do segundo condutor (108a, 108b), se o nível de tensão após rampa atingir um limiar e a confiabilidade da comunicação estiver abaixo de um nível definido; ou isolar o primeiro e o segundo condutores (108a, 108b) do sinal de alimentação CA e dos sinais de dados, se a comunicação não for estabelecida sobre o primeiro e o segundo condutores após um procedimento de tentativa predefinido.

16. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o procedimento de tentativa predefinido compreende a realização de tentativas de recuperação automática um número de vezes definido para estabelecer a comunicação sobre o primeiro ou o segundo condutor.

17. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: solicitar uma intervenção do usuário para estabelecer a comunicação sobre o primeiro ou o segundo condutor (108a, 108b), se as tentativas de recuperação automática falharam no número de vezes definido.

18. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: comunicar com o módulo de sensor de fundo de poço (112) sobre o primeiro ou o segundo condutor com base em um nível de tensão que alimenta o módulo de sensor de fundo de poço; alterar uma frequência do sinal de energia CA para comunicar com o módulo de sensor de fundo de poço; alterar uma fase do sinal de energia CA para comunicar com o módulo de sensor de fundo de poço; fornecer um reforço de energia durante o tempo de energia de pico associado com o módulo de sensor de fundo de poço (112); ou operar um comutador acoplado a uma fonte de sinal de energia CA e a um módulo de dados de sensor processando os sinais de dados para isolar o primeiro e o segundo condutores.

19. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que a comunicação com o módulo de sensor de fundo de poço (112) compreende: ajustar um nível de tensão associado ao sinal de alimentação de CA, de modo que o nível de tensão que alimenta o módulo de sensor de fundo de poço seja corrigido para alcançar um valor de configuração predefinido.

20. Método de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: comunicar o valor de configuração predefinido do módulo de sensor de fundo de poço (112) para circuitos de processamento (138) interligados com uma fonte do sinal de energia CA.

21. Sistema de distribuição de dados e energia imune à falha de terra, caracterizado pelo fato de que compreende circuitos de processamento (138) para executar qualquer um dos métodos como definidos em qualquer uma das reivindicações 11 a 20.