BRPI0909176B1 - Sistema de bombeamento submersível elétrico e método de operar tal sistema - Google Patents

Sistema de bombeamento submersível elétrico e método de operar tal sistema Download PDF

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BRPI0909176B1
BRPI0909176B1 BRPI0909176-9A BRPI0909176A BRPI0909176B1 BR PI0909176 B1 BRPI0909176 B1 BR PI0909176B1 BR PI0909176 A BRPI0909176 A BR PI0909176A BR PI0909176 B1 BRPI0909176 B1 BR PI0909176B1
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Tom G. Yohanan
Dick L. Knox
John Michael Leuthen
Jim E. Layton
Howard G. Thompson
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Baker Hughes Incorporated
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Abstract

arranjo e método para um motor de combustão interna com injeção dupla direta a invenção relaciona-se a um arranjo e a um método para um motor de combustão com injeção direta e em particular a uma comutação entre dois tipos de combustível. uma bomba de alta pressão é conectada a um motor de combustão e ao trilho de alta pressão para a injeção direta de um combustível. pelo menos dois armazenamentos de combustível que contêm a gasolina e o gás liquefeito estão atuais. o arranjo permite comutando de um combustível a outro. o interruptor ocorre removendo um combustível da bomba de alta pressão e da linha do fornecimento de combustível conectadas a isso temporariamente coletando o combustível em uma unidade da remoção. a unidade da remoção é arranjada removendo a bomba de alta pressão, assim forçando para fora o combustível de prevalência e substituindo o com o combustível novo.

Description

O presente pedido reivindica prioridade a e benefício do pedido de patente provisional US número de série 61/035.764, por Yohanan e outros, intitulado System, Method and Program product for cable loss compensation in an electrical submersible pump system, depositado em 12 de março de 2008 e pedido de patente dos Estados Unidos não provisional número de série 12/400.405, de Yohanan e outros, intitulado System, method and program product for cable loss compensation in an electrical submersible pump system, depositado em 9 de março de 2009 incorporado aqui a título de referência na íntegra.
Antecedentes
Campo da invenção
A presente invenção refere-se em geral a sistemas de bomba submersível elétrica (ESP) e em particular, a um sistema aperfeiçoado, método e produto de programa para controlar voltagem de terminal de motor sob condições de carga variáveis por compensar perda de cabo.
Antecedentes
Sistemas de bombeamento submersível elétrico (ESP) são freqüentemente utilizados em poços produtores de hidrocarboneto para bombear fluidos a partir de dentro do furo do poço para a superfície. Nesse relatório descritivo, o termo furo de poço inclui poços de petróleo, poços de gás, poços geotérmicos, poços de seqüestro de carbono, e outros como entendido por aqueles versados na técnica. Um sistema ESP típico inclui uma bomba centrífuga que é
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2/15 acionada por um motor CA, trifásico, ambos localizados no furo do poço, e um acionamento de velocidade variável, que distribui energia trifásica para o motor; localizado na superfície. A conexão do motor ao acionamento de velocidade variável é um cabo. Como o motor pode estar a uma distância muito longa do acionamento de velocidade variável, a queda de voltagem no cabo é muito significativa.
Características de furo de poço e objetivos de produção determinam o projeto do sistema ESP, incluindo a escolha de motor velocidade operacional alvo, freqüentemente descrita em termos de giros por minuto (RPM) . Devido a diferentes viscosidades, densidades, características de fluxo de poço, e similares, é desejável variar a velocidade do motor. Tipicamente, a voltagem de saída do acionamento de velocidade variável é ajustada para produzir voltagem nominal nos terminais de motor quando o motor está operando na ou próximo da potência nominal. A voltagem de saída do acionamento de velocidade variável é então variada linearmente com a freqüência operacional para manter uma razão de V/Hz constante nos terminais do acionamento de velocidade variável.
A variação da voltagem de saída do acionamento de velocidade variável linearmente com freqüência operacional tem um problema conhecido. Por exemplo, se a velocidade operacional do motor for diminuída por algum motivo, a carga no motor diminui porque a carga de bomba é uma função dos giros por minuto. Uma cara diminuída no motor resulta em uma corrente mais baixa de motor, o que por sua vez diminui a queda de voltagem no cabo. Como o motor pode estar a uma distância muito longa do acionamento de
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3/15 velocidade variável, uma queda de voltagem diminuída no cabo é muito significativa. O resultado final é que a voltagem de terminal de motor é demasiadamente elevada, o que pode causar aquecimento extra do motor, eficiência diminuída e saturação do núcleo levando a outros problemas, como entendido por aqueles versados na técnica.
Ao passo que a variação da voltagem de saída do acionamento de velocidade variável com a freqüência operacional para manter uma razão de V/Hz constante nos terminais do acionamento de velocidade variável produz uma curva V/Hz linear, uma abordagem alternativa conhecida na indústria para diminuir esse problema é empregar uma curva V/Hz moldada. Em vez de curva linear, a curva V/HZ moldada pode ser uma curva contínua no sentido de peça, ou curva similar como entendido por aqueles versados na arte, com base na carga esperada do motor para uma bomba centrífuga.
Sumário da Invenção
Os requerentes reconhecem deficiências nas abordagens da técnica anterior de variar a voltagem de saída do acionamento de velocidade variável com freqüência operacional para encaixar em uma curva V/Hz linear ou moldada. As são responsivas a todas abordagens da técnica anterior não as alterações em condições de poço.
Por exemplo, a carga de motor pode mudar mesmo em um RPM constante devido a condições de poço. Nesse caso, a variação da voltagem de saída do acionamento de velocidade variável com a freqüência operacional de acordo com uma curva V/Hz linear ou moldada falha em fornecer a voltagem adequada de motor nominal porque a freqüência, isto é, o
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RPM, é constante e de acordo com a técnica anterior a voltagem a partir do acionamento de velocidade variável é mantida, apesar da mudança de carga de motor. A voltagem de motor nominal adequada é somente adequada em carga nominal. Entretanto, a mudança na carga do motor resulta em mudança na corrente do motor, o que por sua vez resulta em uma mudança na queda de voltagem no cabo. Como o motor pode estar a uma distância muito longa do acionamento de velocidade variável, uma mudança na queda de voltagem no cabo pode ser muito significativa. O resultado final é uma mudança na voltagem de terminal de motor, o que pode causar vários problemas como entendido por aqueles versados na técnica. Os requerentes reconhecem a abordagem da técnica anterior como uma fonte do problema. Os requerentes reconhecem ainda a necessidade de modificar ativamente uma voltagem de saída do acionamento de velocidade variável de um sistema ESP para controlar uma voltagem nos terminais de motor sob condições variáveis.
Por conseguinte, as modalidades da presente invenção fornecem um método, sistema e produto de programa para controlar a voltagem nos terminais de motor sob condições variáveis por modificar ativamente a voltagem de saída do acionamento de velocidade variável para compensar perda de cabo no sistema ESP. As modalidades da presente invenção utilizam vantajosamente algoritmos para otimizar voltagem de saída do acionamento de velocidade variável em um sistema SP, que inclui compensar perda de cabo utilizando a corrente de motor e a impedância complexa do cabo.
Breve Descrição dos Desenhos
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A figura 1 é uma vista lateral esquemática de uma modalidade de um sistema de bomba submersivel elétrica de acordo com a presente invenção;
A figura 2 é um método de operar um sistema de bombeamento submersivel elétrico de acordo com uma modalidade da presente invenção;
A figura 3 é um diagrama esquemático de um
produto de programa associado a um sistema de bombeamento
submersivel elétrico de acordo com uma modalidade da
presente invenção;
A figura 4 é um gráfico exemplar de voltagem de
superfície versus freqüência de motor para um exemplo de
acordo com a técnica anterior e um exemplo de acordo com
uma modalidade da presente invenção;
A figura 5 é um gráfico exemplar de força de superfície versus freqüência de motor para um exemplo de acordo com a técnica anterior e um exemplo de acordo com uma modalidade da presente invenção;
A figura 6 é um gráfico exemplar de voltagem de motor versus freqüência de motor para um exemplo de acordo com a técnica anterior e um exemplo de acordo com uma modalidade da presente invenção;
A figura 7 é um gráfico exemplar de força de entrada de motor versus freqüência de motor para um exemplo de acordo com a técnica anterior e um exemplo de acordo com uma modalidade da presente invenção; e
A figura 8 é um gráfico exemplar de corrente de motor versus freqüência de motor para um exemplo de acordo com a técnica anterior e um exemplo de acordo com uma modalidade da presente invenção.
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Descrição Detalhada da Invenção
A presente invenção será descrita agora mais completamente a seguir com referência aos desenhos em anexo nos quais modalidades da invenção são mostradas. Essa invenção pode, entretanto, ser incorporada em muitas formas diferentes e não deve ser interpretada como limitada às modalidades ilustradas expostas aqui; em vez disso, essas modalidades são fornecidas de modo que essa revelação será completa, e passará totalmente o escopo da invenção para aqueles versados na técnica. Números similares se referem a elementos similares do inicio ao fim.
Os requerentes reconhecem deficiências nas abordagens da técnica anterior de variar a voltagem de saida do acionamento de velocidade variável com freqüência operacional para encaixar em uma curva V/HZ linear ou moldada. As são responsivas a todas abordagens da técnica anterior não as alterações em condições de poço, e os requerentes reconhecem a abordagem da técnica anterior como uma fonte do problema. Os requerentes reconhecem ainda a necessidade de modificar ativamente uma voltagem de saida do acionamento de velocidade variável de um sistema ESP para controlar uma voltagem nos terminais de motor sob condições variáveis. Por conseguinte, são descritas aqui modalidades de um método, sistema e produto de programa para controlar e otimizar voltagem nos terminais de motor sob condições variáveis por modificar ativamente a voltagem de saida do acionamento de velocidade variável para compensar por perda de cabo no sistema ESP.
As modalidades da presente invenção fornecem uma abordagem mais precisa para controlar uma voltagem de
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7/15 terminal de motor em um sistema ESP e modificar ativamente a voltagem de saída do acionamento de velocidade variável de superfície. De acordo com abordagens existentes, a queda de voltagem no cabo não é compensada precisamente. De acordo com modalidades da presente invenção, a queda de voltagem no cabo é calculada e diretamente compensada como parte de modificar ativamente a voltagem de saída do acionamento de velocidade variável de superfície. Os benefícios das modalidades da presente invenção incluem aperfeiçoar a eficiência e desempenho aperfeiçoado do sistema.
Com referência agora à figura 1, um tipo de sistema de bomba submersível elétrica (ESP) 30 inclui uma bomba centrífuga 22, um motor 26, e uma montagem de vedação 24 localizada entre a bomba 22 e o motor 26. O sistema ESP 30 é localizado em um furo de poço 28. O sistema ESP 30 inclui ainda um acionamento de velocidade variável 20 e controlador 36 localizado na superfície 38 e associado ao acionamento de velocidade variável 20. Um sistema ESP inclui freqüentemente um transformador elevador 33, localizado entre o acionamento de velocidade variável 20 e um cabo 32. O cabo 32 provê energia, por exemplo, energia trifásica, e comunicação entre o acionamento de velocidade variável 20 e o motor 26. O acionamento de velocidade variável 2 0 pode operar como uma fonte de energia para fornecer energia elétrica para acionar o motor 26. O cabo 32 estende tipicamente milhares de pés e desse modo introduz impedância elétrica significativa entre o acionamento de velocidade variável 20 (ou transformador elevador 33) e o motor 26. Por alterar a voltagem de saída
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8/15 e freqüência do acionamento de velocidade variável 20, o controlador 36 associado ao acionamento de velocidade variável 20 controla a voltagem nos terminais do motor 26. Tipicamente, o cabo 32 conecta-se a uma extensão de fio de motor (não mostrada) próxima ao sistema de bombeamento. A extensão de fio de motor continua no furo de poço 28 adjacente ao sistema 34 e termina no que é comumente mencionado como uma conexão de cabos desligados no motor 26. Em uma modalidade, o terminal de motor compreende a conexão de cabos desligados.
Com referência agora à figura 2, uma modalidade da presente invenção inclui um método 50 de controlar voltagem fornecida a um sistema de bombeamento submersivel elétrico. O método inclui fornecer uma bomba de sistema de bombeamento submersivel elétrico e motor em um furo de poço (etapa 51) e acionar o motor com uma fonte de energia que é conectada ao motor com um cabo (etapa 52). O método também inclui determinar uma impedância de um cabo em um sistema de bombeamento submersivel elétrico (etapa 53) . A impedância do cabo pode ser determinada através de uma medição como entendido por aqueles versados na técnica. Alternativamente, a impedância do cabo pode ser calculada a partir do comprimento do cabo. O cabo é conectado entre um motor de fundo de poço e um acionamento de velocidade variável de superfície e distribui energia, por exemplo, energia trifásica a partir da superfície para o motor de fundo de poço. O método também inclui determinar uma corrente no cabo (etapa 54), incluindo uma corrente trifásica. Em uma modalidade de um sistema ESP sem um transformador elevador, uma medição direta da corrente no
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9/15 cabo pode ocorrer na saída do acionamento, ou em outro lugar com acesso ao cabo como entendido por aqueles versados na técnica. Em uma modalidade alternativa de um sistema ESP com um transformador elevador, a corrente no cabo pode ser determinada a partir de medições da corrente na saída do acionamento e um cálculo que leva em consideração o transformador. Considerando a eficiência ideal de transformador, a corrente lateral primaria vezes o número de voltas na espiral de lado primário é igual à corrente lateral secundária, vezes o número de voltas na espiral lateral secundária, como entendido por aqueles versados na técnica. O método inclui ainda calcular uma queda de voltagem associada ao cabo (etapa 55) . A operação do motor pode flutuar devido a variações em propriedades e condições de fluido, como, densidade, viscosidade, fase de fluido, temperatura, e pressão, citando alguns. Essa flutuação pode afetar o consumo de corrente de motor, que por sua vez causa uma alteração correspondente na queda de voltagem de cabo. A queda de voltagem associada ao cabo é o produto da impedância de cabo e corrente no cabo. Uma modalidade do presente método inclui ainda monitoração contínua ou periódica da corrente no cabo. Também é incluída avaliação de queda de voltagem de cabo periódica ou contínua. O método também inclui controlar a saída de uma fonte de energia, como um acionamento de velocidade variável de superfície, em resposta a flutuações acima mencionadas em corrente de cabo, queda de voltagem de cabo, ou combinações das mesmas. O controle da saída de fonte de energia envolve regular ou ajustar a saída de voltagem. Em uma modalidade, a saída de fornecimento de energia é
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10/15 modificada para controlar uma voltagem de terminal de motor por compensar a queda de voltagem associada ao cabo (etapa 56) . Isto é, o método compensa diretamente a queda de voltagem associada ao cabo para controlar a saída do acionamento de velocidade variável. O método de controle empregado pode compreender realimentação simples, linear, proporcional ou qualquer outro esquema de controle.
Em outra modalidade da presente invenção, o método pode incluir controlar a voltagem de saída de fonte de energia com base na queda de voltagem calculada para otimizar uma voltagem para o motor. Uma abordagem de otimização simples pode incluir ajustar a voltagem de saída de fonte de energia para corrente mínima para manter a voltagem adequada para o motor de acordo com uma modalidade da presente invenção. Embora um aperfeiçoamento em relação à técnica anterior, essa abordagem pode não fornecer a melhor eficiência. Em uma segunda modalidade de otimização, a velocidade do eixo é controlada por compensar deslizamento de mudança com freqüência de mudança, enquanto ajusta a voltagem de saída para obter corrente mínima de acordo com uma modalidade da presente invenção. Essa segunda abordagem pode exigir mais energia de processamento, porém pode otimizar melhor a eficiência do sistema.
Características das modalidades da presente invenção fornecem benefícios e vantagens. Características das modalidades da presente invenção incluem uma capacidade de resposta aperfeiçoada a condições variáveis de carga de motor e a capacidade de controlar voltagem nos terminais de motor por compensar diretamente perda de voltagem no cabo.
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Os benefícios das modalidades da presente invenção incluem evitar aquecimento extra do motor, eficiência diminuída e saturação do núcleo levando a outros problemas como entendido por aqueles versados na técnica. Ainda outras vantagens incluem redução em custo de ciclo de vida de produto geral e eficiência aperfeiçoada.
Com referência agora à figura 3, uma modalidade da presente invenção inclui um produto de programa armazenado em um meio de computador tangível que quando executado por um computador executa várias operações. As operações incluem determinar uma impedância de um cabo em um sistema de bombeamento submersível elétrico (bloco 64) e determinar uma corrente no cabo (bloco 65) . A corrente no cabo pode ser determinada diretamente por medições a partir de um sensor de corrente no acionamento de velocidade variável em uma modalidade de um sistema ESP sem um transformador elevador. Alternativamente, a corrente no cabo pode ser determinada de medições a partir de um sensor de corrente no acionamento de velocidade variável e um cálculo que leva em consideração o transformador em uma modalidade de um sistema ESP com um transformador elevador. As operações também incluem calcular uma queda de voltagem associada ao cabo (bloco 66). Como observado acima, a queda de voltagem associada ao cabo é o produto da impedância do cabo e a corrente no cabo. As operações incluem ainda modificar uma voltagem de saída do acionamento de velocidade variável de superfície para controlar uma voltagem de terminal de motor por compensar a queda de voltagem associada ao cabo (bloco 67) . Isto é, o controlador pode calcular a queda de voltagem associada ao
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12/15 cabo e diretamente compensar essa queda de voltagem, para controlar a saída do acionamento de velocidade variável.
Além disso, outra modalidade de produto de programa da presente invenção inclui modificar uma voltagem de saída e freqüência do acionamento de velocidade variável de superfície para otimizar a voltagem para o motor de fundo de poço. Uma otimização inclui ajustar a voltagem de saída de fonte de energia para fornecer uma corrente mínima no cabo que mantém uma voltagem de motor adequada, isto é, a voltagem nominal de fabricante para a carga do motor, de acordo com uma modalidade da presente invenção. Outra abordagem de otimização inclui controlar a velocidade de eixo por compensar deslizamento de mudança, outras condições de furo de poço variáveis, com freqüência de mudança enquanto ajusta a voltagem de saída para fornecer uma corrente mínima que mantém uma voltagem adequada de motor de acordo com uma modalidade da presente invenção. Isto é, a velocidade do eixo de motor é controlada por mudar uma freqüência de voltagem de saída de fonte de energia para assim compensar deslizamento de mudança e a voltagem de saída de fonte de energia é ajustada para minimizar a corrente de carga, enquanto mantém uma voltagem mínima de motor de modo que o motor opera nas especificações do fabricante.
As figuras 4-8 fornecem dados resultantes para um exemplo de acordo com uma modalidade da presente invenção em contraste com um exemplo de acordo com a técnica anterior. Esses exemplos de um sistema ESP incluem um motor de 1695 volts de 255, 1 kW, uma carga de bomba de 255, 1 kW em 60 Hz, e 3, 048 km de cabo. À medida que a velocidade
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13/15 operacional do motor, ou freqüência e diminuída (devido, por exemplo, a uma mudança nas condições de fundo de poço) a carga no motor diminui porque a carga de bomba é uma função dos giros por minuto. Uma carga diminuída no motor resulta em uma corrente de motor mais baixa, que por sua vez diminui a queda de voltagem no cabo. De acordo com a técnica anterior, a voltagem de saída do acionamento de velocidade variável, ou a voltagem de superfície, é variada linearmente com freqüência operacional do motor. Os dados correspondendo ao exemplo de acordo com a técnica anterior são mostrados por uma linha pontilhada 81, 86, 91, 96, 101 nos vários gráficos. De acordo com as modalidades da presente invenção, a queda de voltagem associada ao cabo é calculada de modo que a voltagem de saída do acionamento de velocidade variável, ou a voltagem de superfície, é controlada responsiva à queda de voltagem associada ao cabo. Os dados correspondendo ao exemplo de acordo com a modalidade da presente solução são mostrados por uma linha cheia 82, 87, 92, 97, 102 nos vários gráficos. A figura 4 é um gráfico exemplar de voltagem de superfície versus freqüência de motor 80, ilustrando dados para o exemplo de acordo com uma modalidade da presente invenção na linha cheia 82 em contraste com dados para o exemplo de acordo com a técnica anterior na linha pontilhada 81. A figura 5 é um gráfico exemplar de energia de superfície (KVA) versus freqüência de motor 85, ilustrando dados para o exemplo de acordo com uma modalidade da presente invenção na linha cheia 87 em contraste com dados para o exemplo de acordo com a técnica anterior na linha pontilhada 86. A figura 6 é um gráfico exemplar de voltagem de motor versus freqüência
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Figure BRPI0909176B1_D0001
de motor 90, ilustrando dados para o exemplo de acordo com uma modalidade da presente invenção na linha cheia 92 em contraste com dados para o exemplo de acordo com a técnica anterior na linha pontilhada 91. A figura 7 é um gráfico exemplar de energia de entrada de motor (KVA) versus freqüência de motor 95, ilustrando dados para o exemplo de acordo com uma modalidade da presente invenção na linha cheia 97 em contraste com dados para o exemplo de acordo com a técnica anterior na linha pontilhada 96. A figura 8 é um gráfico exemplar de corrente de motor versus freqüência de motor 100, ilustrando dados para o exemplo de acordo com uma modalidade da presente invenção na linha cheia 102 em contraste com dados para o exemplo de acordo com a técnica anterior na linha pontilhada 101. Como mostrado nesse exemplo, os benefícios das modalidades da presente invenção incluem eficiência aumentada através de uma redução em voltagem de superfície em uma faixa de freqüências (vide especialmente a figura 4), a prevenção de aquecimento extra do motor através de uma redução em voltagem de motor (vide especialmente a figura 6) e a diminuição em perda de energia no cabo através de uma redução em corrente de motor (vide especialmente a figura 8).
Uma pessoa com conhecimentos comuns na técnica reconhecerá que vários tipos de memória são legíveis por um computador. Os exemplos de mídia legível por computador incluem, porém não são limitados a: mídia do tipo projetado para uma situação específica não volátil como memórias somente de leitura (ROMs), CD-ROMs, e DVD-ROMs, ou memórias de leitura, eletricamente programáveis, apagáveis (EEPROMs), mídia tipo gravável como discos flexíveis,
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15/15 unidades de disco rígido,
CD-R/RWs, DVD-RAMs, DVD-R/RWs,
DVD+R/RWs, unidades flash, e outros tipos mais novos de memórias, e mídia do tipo de transmissão como links de comunicação digitais e analógicos. Por exemplo, tal mídia pode incluir tanto instruções operacionais e/ou instruções relacionadas ao sistema e as etapas de método descritas acima.
Esse do pedido de
61/035.764, de pedido reivindica prioridade a e o patente provisional US número benefício de série
Yohanan e outros, intitulado System, and Program product for cable loss compensation electrical submersible pump system, depositado em março de 2008, incorporado íntegra.
somente aqueles porém é
Method in an de
Embora a invenção em algumas versados na suscetível de suas técnica escopo da invenção.
aqui a título de referência na tenha sido mostrada ou descrita formas, deve ser evidente para que não é limitada desse modo, a várias alterações sem se afastar do
Por exemplo, vários componentes e/ou desenhos podem ser utilizados algoritmos algoritmos.
reconhecerão para implementar os descritos aqui ou
Como que a não são limitados uma variação desses tal, aqueles versados na técnica operação e projeto da presente invenção a essa revelação nem uma modalidade específica discutida aqui, mudanças sem se afastar do
Nos desenhos e relatório porém é suscetível a várias espírito e escopo da descritivo, foram invenção.
reveladas modalidades ilustrativas da específicos sejam empregados, invenção e embora termos são utilizados em um sentido genérico e descritivo somente e não para fins de limitação.

Claims (9)

1. Sistema de bombeamento submersivel elétrico disposto em um furo de poço, compreendendo:
uma bomba (22) localizada no furo de poço;
um motor (26) fixado à bomba;
uma fonte de energia trifásica localizada na superfície;
um cabo (32) acoplando eletricamente a fonte de energia e o motor;
um sensor de corrente;
um controlador (36) em comunicação com o sensor de corrente e configurado para calcular a queda de voltagem associada ao cabo responsivo a uma impedância do cabo e controlar uma voltagem de saída da fonte de energia responsiva à queda de voltagem calculada;
o sistema caracterizado pelo fato de que a fonte de energia inclui um acionamento de velocidade variável (20) , e em que o sensor de corrente é posicionado para medir a corrente em uma saída do acionamento de velocidade variável.
2. Sistema de bombeamento submersivel elétrico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fonte de energia inclui um transformador (33) tendo um lado primário conectado ao acionamento de velocidade variável e um lado secundário conectado ao cabo, e em que o controlador é adicionalmente configurado para calcular uma corrente no lado secundário do transformador responsivo a uma medição de uma corrente em um lado primário do transformador.
3. Sistema de bombeamento submersivel elétrico,
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2/3 de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que inclui ainda um display localizado na superfície posicionado para fornecer uma representação visual de uma voltagem de motor calculada responsiva à queda de voltagem calculada associada ao cabo.
4. Método de operar um sistema de bombeamento submersível elétrico, compreendendo:
fornecer uma bomba submersível elétrica (22) e motor (26) em um furo de poço;
acionar o motor a partir de uma fonte de energia de superfície que é conectada ao motor através de um cabo (32) ;
determinar uma impedância do cabo;
determinar uma corrente no cabo que define uma corrente de carga;
calcular uma queda de voltagem ao longo do cabo responsivo à impedância determinada do cabo e a corrente de carga;
controlar a voltagem de saída de fonte de energia com base na queda de voltagem calculada associada ao cabo;
o método caracterizado pelo fato de que a fonte de energia inclui um acionamento de velocidade variável (20) , e em que a etapa de determinar uma corrente no cabo inclui um sensor de corrente que mede a corrente em uma saída do acionamento de velocidade variável.
5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a etapa de controlar a voltagem de saída de fonte de energia com base na queda de voltagem calculada inclui ainda:
ajustar a voltagem de saída de fonte de energia
Petição 870180154163, de 23/11/2018, pág. 24/26
3/3 para minimizar a corrente de carga enquanto mantém uma voltagem mínima de motor.
6. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a etapa de controlar a voltagem de saída de fonte de energia com base na queda de voltagem calculada inclui ainda:
controlar uma velocidade de eixo de motor por mudar uma freqüência de voltagem de saída de fonte de energia para assim compensar deslizamento de mudança, e ajustar a voltagem de saída de fonte de energia para minimizar a corrente de carga enquanto mantém uma voltagem mínima de motor.
7. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a etapa de determinar a impedância do cabo envolve medir a impedância do cabo.
8. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a etapa de determinar a impedância do cabo envolve calcula a impedância do cabo responsiva a um comprimento do cabo.
9. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a fonte de energia inclui um transformador (33) , e em que a etapa de determinar uma corrente no cabo inclui calcular uma corrente em um lado secundário do transformador responsivo a uma medição de uma corrente em um lado primário do transformador.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017010891A1 (en) * 2015-07-10 2017-01-19 Aker Subsea As Subsea pump and system and methods for control
NO339736B1 (en) * 2015-07-10 2017-01-30 Aker Subsea As Subsea pump and system and methods for control
US20170051591A1 (en) * 2015-08-18 2017-02-23 Baker Hughes Incorporated Systems and Methods for Providing Power and Communications for Downhole Tools
US11368119B2 (en) 2020-06-03 2022-06-21 Baker Hughes Oilfield Operations Llc Motor current balancing method for ESP system
CN114844437A (zh) * 2022-06-08 2022-08-02 青岛海洋工程水下设备检测有限公司 电机控制系统及海底动力系统

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4950916A (en) * 1988-08-25 1990-08-21 Westinghouse Electric Corp. Line voltage regulator
US6045333A (en) * 1997-12-01 2000-04-04 Camco International, Inc. Method and apparatus for controlling a submergible pumping system
DE19840479A1 (de) * 1998-09-04 2000-03-09 Wilo Gmbh Strommessung in Pumpen
ES2234794T3 (es) * 2001-07-16 2005-07-01 Axa Power A/S Compensacion de la caida de tension del cable en un sistema de alimentacion de energia electrica.
US6522119B1 (en) * 2001-09-11 2003-02-18 Schlumberger Technology Corporation Power source regulator for wireline cable system
US7168924B2 (en) 2002-09-27 2007-01-30 Unico, Inc. Rod pump control system including parameter estimator
US7170262B2 (en) * 2003-12-24 2007-01-30 Foundation Enterprises Ltd. Variable frequency power system and method of use
US7534096B2 (en) * 2004-06-18 2009-05-19 Unico, Inc. Method and system for improving pump efficiency and productivity under power disturbance conditions

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