EA024092B1 - Система передачи телеметрической информации - Google Patents
Система передачи телеметрической информации Download PDFInfo
- Publication number
- EA024092B1 EA024092B1 EA201300587A EA201300587A EA024092B1 EA 024092 B1 EA024092 B1 EA 024092B1 EA 201300587 A EA201300587 A EA 201300587A EA 201300587 A EA201300587 A EA 201300587A EA 024092 B1 EA024092 B1 EA 024092B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- information
- star
- transmission
- secondary windings
- voltage
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к системам передачи телеметрической информации (ТИ) по цепям питания погружных электродвигателей насосных установок. Система передачи ТИ состоит из подземного передающего устройства (ППУ), подключенного между нулем "звезды" обмоток электродвигателя (ОЭ) и его заземленным корпусом, и наземного приемного устройства (НПУ), подключенного между нулем "звезды" вторичных обмоток трехфазного трансформатора (ТТ) и его заземленным корпусом, при этом ОЭ подключены к вторичным обмоткам ТТ через кабель подачи питания. ППУ содержит стабилизатор напряжения (СН), устройство сбора и передачи информации (УСПИ), датчики, электронный ключ, управляемый УСПИ и подключённый параллельно СН для передачи ТИ. Выход СН соединен с датчиками и УСПИ, при этом ППУ подключено к нулю "звезды" ОЭ через конденсатор, подключённый ко входу СН. НПУ содержит источник переменного напряжения, питающий ППУ, подключённый последовательно с ним резистор, устройство приема и обработки информации (УПОИ), при этом НПУ подключено к нулю "звезды" вторичных обмоток ТТ через разделительный конденсатор, подключённый к точке соединения УПОИ и резистора. Технический результат, в частности, заключается в устранении причины снижения изоляции погружной установки при отказе системы передачи информации.
Description
Изобретение относится к технике связи, в частности к системам передачи телеметрической информации по цепям питания погружных электродвигателей насосных установок, используемых в процессе нефтедобычи.
Известны способ, система и устройство для передачи данных в электрической цепи [1], где передача и кодирование образуемой информации осуществляется путём изменения потребляемой электрической мощности потребителем электрической энергии. Устройство обеспечивает удовлетворительную передачу информации на приёмное устройство, размещаемое в источнике электрической мощности, если длительность изменения потребляемой электрической мощности потребителем существенно больше длительности импульсов помех в этой электрической цепи. Это ограничивает сферу его применения.
Известен также способ повышения помехозащищенности передачи информационного сигнала по одной линии связи с током питания [2]. Повышение помехозащищенности обеспечивают независимостью среднего значения тока питания от информационного сигнала и кодированием синхрослов поочерёдно прямым и инверсным двоичными кодами. Однако этот способ также чувствителен к импульсным помехам, как и приведенное выше устройство [1].
Известна система передачи телеметрической информации (прототип) [3], использующаяся для передачи телеметрической информации от двигателя при добыче нефти. Задачей создания этой системы является повышение точности показаний, расширение частотного диапазона, реализация передачи сигналов как током с частотой, значительно превышающей частоту канала питания, так и с частотой ниже частоты канала питания, а также создание канала связи от наземного приемного устройства к подземному передающему устройству. Для этого подземное передающее устройство запитано от источника постоянного напряжения наземного приемного устройства через цепи питания электродвигателя и передает последовательный цифровой код к наземному устройству током с частотой ниже или выше частоты канала питания.
Однако, поскольку подземное передающее устройство запитано от источника постоянного напряжения (частота равна нулю), реализовать передачу сигналов с частотой ниже частоты канала питания даже теоретически невозможно и передача информации происходит только на частотах выше частоты канала питания (больше нуля). Кроме того, подземное передающее устройство, включенное между нулем звезды электродвигателя и его заземленным корпусом, наземное приемное устройство, включенное между нулем звезды вторичных обмоток трехфазного трансформатора, питающего электродвигатель, и его заземленным корпусом, соединены между собой через кабель и цепи заземления и, следовательно, образуют замкнутый контур. Поэтому напряжение смещения нейтрали (напряжение между нулями) включено последовательно с напряжением последовательного цифрового кода и является для него помехой.
В системах питания погружных установок без преобразования частоты напряжение смещения нейтрали переменного тока состоит из напряжения промышленной частоты 50 Гц, гармоник этой частоты и импульсной составляющей. Это напряжение существует всегда, так как вызывается неравенством сопротивлений и напряжений в фазах трёхфазных цепей и проявляется в виде помех в канале передачи информации. Оно вызывает термический разогрев резисторов, блока питания и стабилизатора, что приводит к необходимости введения в цепь питания как минимум двух дросселей.
Электрическую изоляцию погружных установок контролируют подачей постоянного отрицательного напряжения в ноль звезды вторичных обмоток трехфазного трансформатора, поэтому неисправность подземного передающего устройства приводит к снижению изоляции погружной установки в целом, что приводит к необходимости её подъёма и остановки процесса нефтедобычи.
Начало массового применения систем питания погружных установок с преобразования частоты питания усугубило проблемы с помехами. Из-за коммутации цепей преобразователя частоты напряжение смещения нейтрали, включённое последовательно с напряжением последовательного цифрового кода, достигает нескольких киловольт (напряжение фазы), а его частота кратна частоте преобразования напряжения питания и, как правило, находится в полосе рабочих частот канала передачи информации, что затрудняет передачу информации.
Известно также устройство передачи и приема скважинной информации [4], содержащее источник питания постоянного тока, в котором, с целью повышения помехоустойчивости приема-передачи и повышения надежности работы, в погружной блок введены дополнительные КС-фильтры и усложнены алгоритмы обработки передаваемой информации, но питание постоянным током сохранило имеющиеся проблемы, как в вышеуказанных технических решениях.
Задачей изобретения является обеспечение возможности передачи сигналов от подземного передающего устройства по кабелям питания погружных насосных установок станциями с преобразователями частоты в широком частотном диапазоне. Кроме того, задачей изобретения является устранение причины снижения изоляции всей погружной установки при отказе системы передачи информации.
Поставленная задача решается за счет того, что в системе передачи телеметрической информации, состоящей из подземного передающего устройства, подключенного между нулем звезды обмоток электродвигателя и его заземленным корпусом, включающего стабилизатор напряжения, устройство сбора и передачи информации, датчики, электронный ключ, управляемый устройством сбора и передачи инфор- 1 024092 мации и подключённый параллельно стабилизатору напряжения для передачи телеметрической информации, выход стабилизатора напряжения соединен с датчиками и устройством сбора и передачи информации; наземного приемного устройства, подключенного между нулем звезды вторичных обмоток трехфазного трансформатора и его заземленным корпусом, содержащего источник питания подземного передающего устройства, подключённый последовательно с ним резистор, устройство приема и обработки информации, при этом обмотки электродвигателя подключены к вторичным обмоткам трёхфазного трансформатора через кабель подачи питания, согласно изобретению, в наземном приемном устройства в качестве источника питания подземного предающего устройства используется источник переменного напряжения, при этом наземное приёмное устройство подключено к нулю звезды вторичных обмоток трехфазного трансформатора через разделительный конденсатор, подключённый к точке соединения устройства приёма и обработки информации и резистора; подземное передающее устройство подключено к нулю звезды обмоток электродвигателя через конденсатор, подключённый ко входу стабилизатора напряжения.
На чертеже представлена функциональная схема системы передачи телеметрической информации от погружного электродвигателя.
Система состоит из подземного передающего устройства (ППУ) 1 и наземного приемного устройства (НПУ) 2. НПУ 1 включено между нулем звезды обмоток электродвигателя 3 и его заземленным корпусом и состоит из стабилизатора напряжения 4, устройства сбора и передачи информации 5 от датчиков 6, электронного ключа 7, подключенного к нулю звезды обмоток электродвигателя 3 через конденсатор 8, который также подключён ко входу стабилизатора 4. Электронный ключ 7 управляется устройством сбора и передачи информации 5. Стабилизатор напряжения 4 осуществляет питание датчиков 6 и устройства сбора и передачи информации 5. НПУ 2 подключено между нулем звезды вторичных обмоток трехфазного трансформатора 9, питающего электродвигатель 3, и его заземленным корпусом и содержит источник переменного напряжения (трансформатор питания) 10, осуществляющий питание подземного передающего устройства 1, последовательно подключенный к источнику переменного напряжения 10 резистор 11, устройство приема и обработки информации 12, при этом наземное приемное устройство 2 подключено к нулю звезды вторичных обмоток трехфазного трансформатора 9 через разделительный конденсатор 13, подключенный ко входу устройства приема и обработки информации 12 и резистору 11. Обмотки электродвигателя 3 подключены к вторичным обмоткам трехфазного трансформатора 9 через кабель подачи питания 14.
Система передачи телеметрической информации работает следующим образом.
При включении НПУ 2 трансформатор питания 10 подает переменное напряжение по цепи: резистор 11, разделительный конденсатор 13, вторичные обмотки трехфазного трансформатора 9, кабель подачи питания 14, обмотки электродвигателя 3, конденсатор 8, стабилизатор напряжения 4, корпус НПУ 1, корпус НПУ 2. Так как сопротивление вторичных обмоток трансформатора питания 10, разделительного конденсатора 13, трехфазного трансформатора 9, кабеля подачи питания 14, обмоток электродвигателя 3 мало, величина тока в этой цепи будет определяться по известным формулам электротехники выходным напряжением трансформатора питания 10, реактивным сопротивлением конденсатора 8, стабилизатора напряжения 4 и подключенного параллельно стабилизатору напряжения 4 сопротивлением закрытого электронного ключа 7. Следовательно, открывая электронный ключ 7, можно увеличить ток в этой цепи, который будет приводить к изменению напряжения в точке соединения резистора 11, разделительного конденсатора 13 и входа устройства приема и обработки информации 12.
Так как электронный ключ 7 управляется устройством сбора и передачи информации 5, напряжение в точке соединения резистора 11, разделительного конденсатора 13 и входа устройства приема и обработки информации 12 будет изменяться так же, как и состояние электронного ключа 7. Это означает возможность передачи информации от ППУ 1 к НПУ 2. Устройство сбора и передачи информации 5 опрашивает датчики 6, преобразует их текущие показания в последовательный цифровой код, которым управляет электронным ключом 7, осуществляя передачу информации от ППУ 1 к НПУ 2.
Измерение сопротивления изоляции в погружных насосных установках производится методом измерением постоянного тока при подаче постоянного отрицательного напряжения в нуль звезды вторичных обмоток трехфазного трансформатора 9. Поскольку на входе ППУ 1 включён конденсатор 8, а вход НПУ 2 подключён через разделительный конденсатор 13, то постоянный ток через них не протекает и состояние системы не влияет на работу системы измерения сопротивления изоляции.
При передаче информации частота последовательного цифрового кода, поступающего на электронный ключ 7 от устройства сбора и передачи информации 5, всегда задаётся меньше минимальной частоты переменного напряжения питания электродвигателя 3. Это обеспечивает отсутствие помех от напряжения смещения нейтрали в полосе рабочих частот канала передачи информации и, следовательно, обеспечивает возможность безошибочного приёма цифрового кода.
- 2 024092
Источники информации.
1. Κϋ 2265955 С2, МПК Н04В 3/54, 1102.1 13/00, 2005.12.10.
2. Κϋ 2143176 С1, МПК Н04В 3/00, О08С 19/28,1999.12.20.
3. ки 2230187 С2, МПК Е21В 47/12, Н04В 3/54, 2004.06.10.
4. Κϋ 2387831 С1, МПК Е21В 47/12, Н04В 3/54, 2010.04.24.
Claims (1)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯСистема передачи телеметрической информации, состоящая из подземного передающего устройства, подключенного между нулем звезды обмоток электродвигателя и его заземленным корпусом, содержащего стабилизатор напряжения, устройство сбора и передачи информации, датчики, электронный ключ, управляемый устройством сбора и передачи информации и подключённый параллельно стабилизатору напряжения для передачи телеметрической информации, выход стабилизатора напряжения соединен с датчиками и устройством сбора и передачи информации; наземного приемного устройства, подключенного между нулем звезды вторичных обмоток трехфазного трансформатора и его заземленным корпусом, содержащего источник питания подземного передающего устройства, подключённый последовательно с ним резистор, устройство приема и обработки информации; при этом обмотки электродвигателя подключены к вторичным обмоткам трёхфазного трансформатора через кабель подачи питания, отличающаяся тем, что в наземном приемном устройстве источник питания подземного предающего устройства представляет собой источник переменного напряжения, при этом наземное приёмное устройство подключено к нулю звезды вторичных обмоток трехфазного трансформатора через разделительный конденсатор, подключённый к точке соединения устройства приёма и обработки информации и резистора; подземное передающее устройство подключено к нулю звезды обмоток электродвигателя через конденсатор, подключённый ко входу стабилизатора напряжения.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201300587A EA024092B1 (ru) | 2013-04-15 | 2013-04-15 | Система передачи телеметрической информации |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201300587A EA024092B1 (ru) | 2013-04-15 | 2013-04-15 | Система передачи телеметрической информации |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201300587A1 EA201300587A1 (ru) | 2014-10-30 |
| EA024092B1 true EA024092B1 (ru) | 2016-08-31 |
Family
ID=51794646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201300587A EA024092B1 (ru) | 2013-04-15 | 2013-04-15 | Система передачи телеметрической информации |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA024092B1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2684535C1 (ru) * | 2018-04-24 | 2019-04-09 | Акционерное общество "Ижевский радиозавод" | Система передачи телеметрической информации и модуль погружной |
| RU189924U1 (ru) * | 2018-05-22 | 2019-06-11 | Дмитрий Валерьевич Хачатуров | Скважинное измерительное устройство с проходным валом |
| RU2743910C1 (ru) * | 2020-06-30 | 2021-03-01 | Дмитрий Велерьевич Хачатуров | Способ повышения ресурса работы системы телеметрии |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4689620A (en) * | 1985-03-20 | 1987-08-25 | Schilling Mess Und Regeltechnik Industrievertretungen | Method and apparatus for data transmission between a transmission and a receiver disposed in a drill hole and a transmitter and a receiver disposed above ground |
| RU2230187C2 (ru) * | 2001-11-01 | 2004-06-10 | Открытое акционерное общество "Ижевский радиозавод" | Система передачи телеметрической информации |
| RU67636U1 (ru) * | 2007-06-13 | 2007-10-27 | Открытое акционерное общество "Ижевский радиозавод" | Система передачи телеметрической информации |
| RU2325032C1 (ru) * | 2004-07-05 | 2008-05-20 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Система передачи данных и энергоснабжения для скважинных применений |
-
2013
- 2013-04-15 EA EA201300587A patent/EA024092B1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4689620A (en) * | 1985-03-20 | 1987-08-25 | Schilling Mess Und Regeltechnik Industrievertretungen | Method and apparatus for data transmission between a transmission and a receiver disposed in a drill hole and a transmitter and a receiver disposed above ground |
| RU2230187C2 (ru) * | 2001-11-01 | 2004-06-10 | Открытое акционерное общество "Ижевский радиозавод" | Система передачи телеметрической информации |
| RU2325032C1 (ru) * | 2004-07-05 | 2008-05-20 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Система передачи данных и энергоснабжения для скважинных применений |
| RU67636U1 (ru) * | 2007-06-13 | 2007-10-27 | Открытое акционерное общество "Ижевский радиозавод" | Система передачи телеметрической информации |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2684535C1 (ru) * | 2018-04-24 | 2019-04-09 | Акционерное общество "Ижевский радиозавод" | Система передачи телеметрической информации и модуль погружной |
| RU189924U1 (ru) * | 2018-05-22 | 2019-06-11 | Дмитрий Валерьевич Хачатуров | Скважинное измерительное устройство с проходным валом |
| RU2743910C1 (ru) * | 2020-06-30 | 2021-03-01 | Дмитрий Велерьевич Хачатуров | Способ повышения ресурса работы системы телеметрии |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201300587A1 (ru) | 2014-10-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9831916B2 (en) | Method and system for transmitting data via direct current lines | |
| CN105164915A (zh) | 用于需要较少连接的太阳能模块的测量、控制和收集优化设备 | |
| US9595999B2 (en) | Method for data transmission between a pump assembly and a control device, as well as a correspondingly designed pump system | |
| EP2936696B1 (en) | Methods and devices for determining a phase to which a receiver device is connected in a polyphase electric power supply system | |
| US20140077966A1 (en) | Power line communication system | |
| KR102088073B1 (ko) | 비-접촉 인터페이스를 통한 신호 전송 | |
| WO2001086831A1 (en) | Method for multi-phase data communications and control over an esp power cable | |
| RU2017132826A (ru) | Контроллер для электродвигателя | |
| CN105122661A (zh) | 在电力线通信中利用常用电源的振幅变化的调光控制装置及方法 | |
| CN111049385A (zh) | 用于通信的系统以及用于检测的设备和方法 | |
| RU178244U1 (ru) | Скважинное измерительное устройство электропогружной насосной установки | |
| EA024092B1 (ru) | Система передачи телеметрической информации | |
| RU2387831C1 (ru) | Способ передачи и приема скважинной информации и устройство для его осуществления | |
| CA2377895C (en) | Power line communication system | |
| RU2230187C2 (ru) | Система передачи телеметрической информации | |
| CN111404580B (zh) | 一种电力线功率信号复合传输系统及传输方法 | |
| US5029468A (en) | Elements necessary for the excitation and the monitoring of wheel modules in a system for monitoring the wheels of a vehicle | |
| WO2004028064A2 (en) | Electric submersible oil well pump communications | |
| JP6706424B2 (ja) | 耐圧入力本安出力伝送器 | |
| WO2016048881A1 (en) | Reducing common mode noise with respect to telemetry equipment used for monitoring downhole parameters | |
| US10454267B1 (en) | Motor protection device and method for protecting a motor | |
| KR101187729B1 (ko) | 교류전류의 위상을 이용한 전력선 통신장치 | |
| JPH07326992A (ja) | フィールドバスシステムにおける通信装置 | |
| CN114142730B (zh) | 一种通用信号的双向传输电路 | |
| US20210111610A1 (en) | Motor protection device and method for protecting a motor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ KG TJ |
|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): KZ TM |