NO20131436A1

NO20131436A1 - Strømledningskommunikasjon for kunstig løfteutstyr

Info

Publication number: NO20131436A1
Application number: NO20131436A
Authority: NO
Inventors: Jostein Engeseth Fonneland; Luis Parra; Fraz Ahmad Kharal; John A Booker
Original assignee: Schlumberger Technology Bv
Priority date: 2012-11-01
Filing date: 2013-10-30
Publication date: 2014-05-02
Also published as: GB201318823D0; US9206684B2; US20140118158A1; GB2508722B; GB2508722A

Abstract

Et system kan inkludere en transformator og en likeretter for å avlede likestrøm fra vekselstrøm på et stjernekoblingspunkt på en elektrisk motor, en sensor som inkluderer en sensorsignalutgang til å sende ut et sensorsignal, en telemetridriver som inkluderer en likestrøminngang for å motta den avledede likestrømmen og en inngang til å motta sensorsignalet og en utgang til å mate ut et datasignal som representerer sensorsignalet og strømkrets til å levere datasignalet som representerer sensorsignalet til stjernekoblingspunktet på den elektriske motoren. Forskjellige andre apparater, systemer, metoder osv. offentliggjøres også.

Description

STRØMLEDMNGSKOMMUNIKASJON FOR KUNSTIG LØFTUTSTYR

BAKGRUNN

[0001] Kunstig løftutstyr slik som nedsenkbare elektriske pumper (ESP-er) kan utplasseres for en rekke forskjellige pumpeformål. Der en substans feks. ikke strømmer lett i respons på eksisterende naturlige krefter, kan en ESP implementeres for kunstig å løfte substansen. En ESP er koblet til en kabel eller kabler for å motta strøm. I noen tilfeller kan en slik kabel eller kabler være flere kilometer lange. En kabel kan også inkludere én eller flere MLE-er (motorforlengelsesledning) spleiset inn i kabelen. Der kabelen feks. inkluderer tre lederkjerner for å forsyne en motor med kraft, kan en MLE spleises inn i hver av lederkjernene. Lengden på en MLE kan feks. være fra noen få meter til ti meter eller mer.

[0002] Noen eksempler på tilgjengelige ESP-kabler inkluderer de som er klassifisert for 3kV, 4kV eller 5kV. Når det gjelder konfigurasjoner, kan ESP-kabler bruke en rund kabelkonfigurasjon, en flat kabelkonfigurasjon eller andre kabelkonfigurasjoner. En rund kabel kan feks. brukes der det er tilstrekkelig plass i et borehull og en flat kabel kan brukes der det er problemer med klarering eller for å forhindre klareringsproblemer i et borehull.

[0003] En strømkabel kan brukes til levering av kraft og overføring av data. Data kan feks. kommuniseres mellom én ende av en 3-fase elektrisk strømkabel (feks. der en elektrisk motor er installert i brønnhullet) og en annen ende av den 3-fasede elektriske strømkabel en (feks. når en elektrisk kraftkilde er plassert på overflaten). I et slikt eksempel kan data generert av utstyr i brønnhullet (feks. en sensormåler osv.) overføres via den 3-fasede elektriske strømkabelen til databehandlingsutstyr på overflaten. Som et eksempel, kan en 3-fase elektrisk strømkabel også levere kraft til brønnhullutstyr.

[0004] Når en 3-fase elektrisk strømkabel brukes til kraftlevering, eventuelt til mer enn ett utstyr, og brukes til overføring av data, kan en jordfeil på én eller flere av strømkabellederne avbryte kraftforsyning, dataoverføring eller både kraftforsyning og dataoverføring. Forskjellige teknologier, teknikker osv. beskrevet i dette dokumentet, gjelder kraftforsyning, dataoverføring osv.

SAMMENDRAG

[0005] Et system kan inkludere en transformator og en likeretter til å avlede likestrøm fra vekselstrøm ved et stjernekoblingspunkt i en elektrisk motor, en sensor til å sende ut et sensorsignal, en telemetridriver drevet av likestrømmen og til å motta sensorsignalet og å sende ut et datasignal som representerer sensorsignalet, og kretssystem til å levere signalet som representerer sensorsignalet til stjernekoblingspunktet i den elektriske motoren. En metode kan inkludere mottak av et vekselstrømsignal ved et stjernekoblingspunkt i en elektrisk motor, avledning av likestrøm fra vekselstrømsignalet, forsyning av kretssystemet med kraft ved bruk av den avledede likestrømmen, og anvendelse av et datasignal på stjernekoblingspunktet ved bruk av kretssystemet. Et system kan inkludere en pumpe med en elektrisk motor og et stjernekoblingspunkt, en strømkabel koplet til den elektriske motoren, el telemetridriver drevet av likestrøm, en sensor og en transformator der én vikling sender likestrøm fra stjernekoblingspunktet for å forsyne telemetri driveren med strøm og en annen vikling virker ved å trappe ned vekselstrøm fra stjernekoblingspunktet for omforming til likestrøm for å levere strøm til telemetri driveren. Forskjellige andre apparater, systemer, metoder, osv. blir også offentliggjort.

[0006] Dette sammendraget presenteres for å introdusere et utvalg av begreper som beskrives videre nedenfor i den detaljerte beskrivelsen. Dette sammendraget er ikke ment å identifisere nøkkel- eller grunnfunksjoner i emnet for kravene, ei heller er det ment brukt som et middel til å begrense omfanget av det krevde emnet.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

[0007] Funksjoner og fordeler ved de beskrevne implementeringene, kan lettere forstås med henvisning til den følgende beskrivelsen sett i sammenheng med de medfølgende tegningene.

[0008] Fig. 1 illustrerer et eksempel på et system som inkluderer forskjellige komponenter for simulering og eventuell interaksjon med et geologisk miljø;

[0009] Fig. 2 illustrerer et eksempel på et geologisk miljø som inkluderer dampinjeksjon og kunstig løft;

[0010] Fig. 3 illustrerer et eksempel på et nedsenkbart elektrisk pumpesystem;

[0011] Fig. 4 illustrerer et eksempel på et system som besørger levering av strøm og overføring av data;

[0012] Fig. 5 illustrerer et eksempel på et system som kan drive i en ikke-jordet feiltilstand og i minst én jordet feiltilstand;

[0013] Fig. 6 illustrerer et eksempel på et system som kan drive i en ikke-jordet feiltilstand og i minst én jordet feiltilstand;

[0014] Fig. 7 illustrerer et eksempel på et system som kan drive i en ikke-jordet feiltilstand og i minst én jordet feiltilstand;

[0015] Fig. 8 illustrerer et eksempel på et system for databehandling;

[0016] Fig. 9 illustrerer eksempler på systemer for dataoverføring på overflaten og i brønnhull;

[0017] Fig. 10 illustrerer et eksempel på en metode; og

[0018] Fig. 11 illustrerer eksempler på komponenter i et system og et nettverkssystem.

DETALJERT BESKRIVELSE

[0019] Den følgende beskrivelsen inkluderer det som for tiden vurderes å være den beste måten å praktisere de beskrevne implementeringene på. Denne beskrivelsen skal ikke oppfattes som begrensende, men gis kun i den hensikt å beskrive de generelle prinsippene for implementeringene. Omfanget av de beskrevne implementeringer skal fastsettes med henvisning til de utstedte kravene.

[0020] Nedsenkbare elektriske pumper (ESP-er) kan utplasseres for en rekke forskjellige pumpeformål. Der en substans feks. ikke strømmer lett i respons på eksisterende naturlige krefter, kan en ESP implementeres for kunstig å løfte substansen. Kommersielt

TM

tilgjengelige ESP-er (slik som REDA ESP-er markedsført av Schlumberger Limited, Houston, Texas), kan brukes i applikasjoner som inkluderer feks., pumperater over 4000 fat per dag og løft på 12000 fot eller mer.

[0021] ESP-er har tilknyttede kostnader, inkludert utstyrskostnader, utskiftningskostnader, reparasjonskostnader og kraftforbrukskostnader. For å hjelpe til med valg av ESP-spesifikasjoner, kan en produsent presentere et plott med en pumpeytelseskurve som definerer et optimalt driftsområde for en bestemt pumpehastighet og væskeviskositet. Et slikt plott kan inkludere en hodekapasitetskurve som viser mengden av løft per pumpestadium ved en bestemt strømningsrate, en kurve for krav om hestekrefter over en rekke strømningskapasiteter og en pumpeeffektivitetskurve, feks. beregnet fra hode, strømningskapasitet, væskespesifikk gravitasjon og hestekrefter. Som et eksempel, kan en ESP være spesifisert som å ha et "beste effektivitetspunkt" (BEP) på omtrent 77 % for en strømning på omtrent 7900 fat per dag, et hode på omtrent 50 fot og hestekrefter på omtrent 3,7 for en væskespesifikkgravitasjon på 1,0 (feks., REDA TM 538-serien, 1 stadium på 3500 RPM ved 60 Hz). En ESP kan spesifiseres med et løft per stadium, slik at et antall stadier kan velges for en applikasjon for å oppfylle løftkravene.

[0022] En ESP eller annet brønnhullutstyr kan inkludere én eller flere elektriske motorer. En motor kan feks. drives via en 3-fase strømforsyning og en strømkabel eller - kabler som leverer et 3-faset vekselstrømsignal. Som et eksempel, kan en ESP-motor kobles til et 3-fase strømsignal via et balansert induktornettverk, som har en nøytral, ujordet node som kan henvises til som en "stjernekoblingsnode" eller et "stjernekoblingspunkt" i ESP-motoren. Spennings- og strømnivåer for et 3-faset vekselstrømsignal levert av en strømforsyning til en ESP-motor, kan feks. være flere kilovolt og titalls amper og oscillere ved en frekvens på omtrent 60 Hz.

[0023] Det kan foretas justeringer av en ESP, feks. der ESP-en er utstyrt med en variabel hastighetsdrive (VSD)-enhet. En VSD-enhet kan inkludere en ESP-styringsenhet,

TM

slik som feks. UniConn -styringsenheten markedsført av Schlumberger Limited (Houston, Texas). En VSD-enhet i kombinasjon med en ESP-styringsenhet muliggjør variasjoner i motorhastighet som bedre kan styre strøm, varme osv.

[0024] Som et eksempel, kan en ESP inkludere én eller flere sensorer (feks. målere) som måler et hvilket som helst av en rekke forskjellige fenomener (feks., temperatur, trykk, vibrasjon, osv.). En kommersielt tilgjengelig sensor er Phoenix MultiSensor TM markedsført av Schlumberger Limited (Houston, Texas), som overvåker inntaks- og utladningstrykk; inntaks-, motor- og utladningstemperaturer; og vibrasjon og strømlekkasje. Et ESP-overvåkningssystem kan inkludere et overvåkningskontroll- og datainnsamlingssystem (SCADA). Kommersielt tilgjengelige overvåkningssystemer inkluderer espWatcher TM-og LiftWatcher TM-overvåkingssystem markedsført av Schlumberger Limited (Houston, Texas), som gir kommunikasjon av data, feks. mellom et produksjonsteam og brønn-/feltdatautstyr (feks. med eller uten SCADA-installasjoner). Et slikt system kan gi instruksjoner om feks. å starte, stoppe eller styre ESP-hastighet via en ESP-styringsenhet.

[0025] Når det gjelder kraft til å drive en sensor (feks. en aktiv sensor), eller en sensor og kretser forbundet med en sensor, kan et likestrømsignal leveres via en ESP-kabel og være tilgjengelig ved et stjernekoblingspunkt i en ESP-motor, som feks. drives av et 3-faset vekselstrømsignal. Der det finnes tilstrekkelig balanse mellom de tre fasene av vekselstrømsignalet, kan likestrømsignalet være tilstrekkelig for behovene til én eller flere sensorer, tilknyttede kretssystemer osv. Som nærmere forklart nedenfor, der ubalanse overstiger et rimelig nivå, kan imidlertid likestrømsignalet "kontamineres" (feks. alternere ved én eller flere frekvenser) og kan være uegnet til å drive én eller flere sensorer, tilknyttede kretser osv. Selv om en sensor, tilknyttede kretser osv. kan inkludere en integrert spenningsregulator for å regulere et likestrømforsyningssignal, kan egenskapene til signalet som når den integrerte spenningsregulatoren, når det forekommer ubalanse, være utilstrekkelige til å produsere holdbar likestrøm.

[0026] Overføring av data eller kommunikasjon av data kan noen ganger henvises til som telemetri. Telemetrikretser kan være kretser forbundet med én eller flere sensorer, feks. for å sende data til overflaten, ned i brønnhullet eller til overflaten og i ned brønnhull (feks. registrerte data, data om sensorstatus, data basert minst delvis på registrerte data osv.). Som et eksempel, kan en telemetriprosess inkludere multipleksing av et lavenergi kommunikasjonssignal på høyspenning, høyspennings elektriske kretser som gir kraft til en brønnhullmotor. I et slikt eksempel kan likestrøm leveres til elektriske kretser eller avledes fra den elektriske strømkretsen for å gi kraft til annet brønnhullutstyr enn brønnhullmotoren. Likestrøm kan som nevnt feks. leveres på en måte der brønnhullutstyr kan tappe likestrømmen ved et stjernekoblingspunkt i en bønnhullmotor tilført kraft fra tre ledere i en strømkabel som leverer 3-fasestrøm. Som et annet eksempel, kan et sekundært vekselstrømsignal leveres via en strømkabel på en slik måte at det sekundære vekselstrømsignal et finnes ved stjernekoblingspunktet. Et slikt sekundært vekselstrømsignal kan være mindre mht. spenning og strøm (feks. generell strøm) enn et primært, 3-fase vekselstrømsignal for å forsyne strøm til en motor i en ESP. Som enda et annet eksempel, kan en strupeventil elektrisk koblet til et stjernekoblingspunkt levere et likestrømsignal basert på en liten del av "normal" ubalanse i et 3-fase vekselstrømsignal (feks. faseubalanse på noen få prosent). Som et eksempel, der et brønnhullutstyr drives av et likestrømsignal, kan det sekundære vekselstrømsignalet konverteres til likestrømsignal.

[0027] Som et eksempel, kan en strømkabel besørge levering av strøm til en ESP, annet brønnhullutstyr eller en ESP og annet brønnhullutstyr. En slik strømkabel kan også besørge overføring av data til brønnhullutstyr, fra brønnhullutstyr eller til og fra brønnhullutstyr.

[0028] Der data overføres via en strømkabel fra et "fjerntliggende" sted til en base eller et annet "lokalt" sted, kan dataoverføringsprosessen være en del av en fjernovervåkningsprosess. Der feks. en elektrisk motor i et brønnhull forsynes med 3-fasestrøm via en strømkabel, kan en brønnhull sensor tappe inn i et stjernekoblingspunkt i den elektriske motoren for å sende data via strømkabel en. En fjernovervåkningsprosess kan feks. overvåke forskjellige parametere forbundet med drift av brønnhullutstyr, fysiske fenomener osv. Slik overvåking kan lette drift av brønnhullutstyr eller annet utstyr (feks. ved en operatør, en styringsenhet osv.). Når det gjelder brønnhull-ESP, kan feks. fjernovervåkning gi kunnskap om virkelige verdier for brønnparametere relatert til omkringliggende reservoar eller brønnboringsvæsker. En lenke for å kommunisere overvåkte data fra brønnhullet til overflaten kan implementeres på en økonomisk måte, ved bruk av den samme strømkabelen som levere den elektriske strømmen til én eller flere motorer i ESP-en (feks. med merknad om at en slik lenke kan brukes på en motsatt måte for å overføre data (feks. styringsinstruksjoner osv.) til brønnhullutstyr (feks. en ESP, en sensor osv.)).

[0029] En strømkabel kan som nevnt utsettes for en feil, slik som en jordfeil. Avhengig av feilens karakter, kan feks. en feil klassifiseres som en overflatefeil eller en brønnhullfeil. En feil kan videre stamme fra utstyr og ikke fra selve strømkabelen. Når det gjelder en "jordfeil", er det en type feil som oppstår når én eller flere ledere utilsiktet jordes (feks. midlertidig eller permanent). For en strømkabel kan erosjon av isolasjon rundt en leder være grunnen til en jordfeil. For utstyr som en strømkabel er elektrisk tilkoblet, kan mekanisk skade på utstyret forårsake at en leder eller en ledende komponent utilsiktet jordes (feks. midlertidig eller permanent).

[0030] Når det gjelder problemer forbundet med ESP-drift, kan en strømforsyning gjennomgå ubalanserte faser, spenningstopper, forekomst av oversvingninger, lynnedslag osv., som feks. kan øke temperaturen til en ESP-motor, en strømkabel osv.; det kan oppstå problemer i en motorstyringsenhet når den utsettes for ekstreme forhold (feks. høye/lave temperaturer, høyt fuktighetsnivå osv.); det kan oppstå kortslutning i en ESP-motor pga. avfall i smøreoljen, vanngjennombrudd til smøreoljen, støy fra en transformator som resulterer i slitasje (feks. isolasjon osv.), som kan føre til kontaminering av smøreolje; og det kan oppstå problemer i en strømledning (feks. kortslutning eller annet) pga. elektrisk utladning i isolasjon som omringer én eller flere ledere (feks. mer sannsynlig ved høyere spenninger), dårlig fabrikasjonskvalitet (feks. av isolasjon, armering osv.), vanngjennomtrengning, støy fra en transformator, direkte fysisk skade (feks. knusing, kutting osv.) i løpet av kjørings- eller trekkoperasjoner), kjemisk skade (feks. korrosjon), forringelse pga. høy temperatur, strømstyrke over en bestemt grense som resulterer i temperaturøkning, elektriske belastninger osv.

[0031] Som et eksempel, der en ESP 3-fase strømkabel utvikler en feil (feks. midlertidig eller permanent) i form av en strømlekkasjebane til jord på én av strømlederne, ledes strøm overført av den lederen til jord gjennom den banen. I et slikt scenario kan noe strøm overført over de andre lederne også ledes til jord via strømlekkasjebanen, ved feks. å strømme gjennom motorviklinger og inn i lederen forbundet med strømlekkasjebanen. Da motorviklingsimpedans er ikke-null (feks. i størrelsesorden hundrevis av ohm eller mer), kan imidlertid strøm som strømmer gjennom motorviklingene til lederen forbundet med strømlekkasjebanen være begrenset.

[0032] Når det oppstår en jord- eller fasefeil i en 3-fase strømkrets for en motor, kan feks. et stjernekoblingspunkt føre en vekselstrømspenning som kan være en stor andel av motorforsyningsspenningen. Antatt en 3 % normal faseubalanse, kan feks. et stjernekoblingspunkt i en ESP-motor være omtrent 45 V vekselstrøm for en 1,5 kV motor og 120 V vekselstrøm for en 4 kV motor. Ved 70 Hz, har en nominell 500 H choke omtrent 250 kohm impedans som øker til omtrent 1 mohm ved 30 Hz (feks. en strupeventil med høyfrekvens omløpskondensatorer). Antatt en 250 ohm motstands- eller induktiv kopling til jord via en enhet elektrisk koplet til stjernekoblingspunktet i ESP-motoren, kan den enheten se en nominell spenning på omkring 100 V likestrøm og nesten ingen vekselstrømkomponenter (feks. 0 V vekselstrøm). Det forrige eksemplet viser hvordan den tidligere nevnte strupeventilen kan levere et likestrømsignal via en tapp til et stjernekoblingspunkt i en ESP-motor der det finnes litt "normal" ubalanse. Der det finnes et en jord- eller fasefeiltilstand, kan imidlertid stjernekoblingspunktet øke til en stor del (feks. 70 %) av fasespenningen. I et verste tilfelle-scenario, kan feks. stjernekoblingspunktet føre flere kilovolt RMS (feks. ved omtrent 30 Hz) for en 4 kV motor. I et slikt eksempel, kan enheten elektrisk koplet til stjernekoblingspunktet i ESP-motoren se omtrent 0 V likestrøm, forutsatt at forsyningen er effektivt kortsluttet (feks. og et par volt RMS etter strupeventilen). Det faktiske nivået en enhet elektrisk koplet til et stjernekoblingspunkt i en motor utsettes for, kan avhenge av tilstandens eller tilstandenes karakter. Derfor kan en jordfeil (feks. eller en fasefeil eller "fase til jord"-feil) innvirke på karakteren til et signal eller signaler som føres ved et stjernekoblingspunkt i en motor. En slik feil kan være midlertidig eller permanent. Avhengig av årsaken(-ene) kan feks. en jordingsfeil forsvinne og senere komme tilbake eller utvise en annen forbigående oppførsel. I perioder hvor det ikke finnes en jordingsfeil, kan feks. et kretssystem respondere automatisk til "å skifte" fra én driftsmodus til en annen med hensyn til å forsyne strøm til én eller flere sensorer, tilknyttet kretssystem osv. Et kretssystem kan feks. bestemme kvaliteten på et likestrømsignal levert via et utstyr på overflaten via en brønnhull strømkabel (feks. basert på én eller flere egenskaper ved likestrømsignalet). Et slikt kretssystem kan eventuelt velges eller baseres programmerbart på en sensor, et telemetrikretssystem osv. Et slikt kretssystem kan feks. utløses av en sensor som går i datainnsamlingsmodus, et telemetrikretssystem som går i en kommunikasjonsmodus osv.

[0033] En strømkrets kan feks. konfigureres til å fastslå at selv om det finnes et jordfeilproblem, gjenstår det en viss form for likestrømsignal og at utstyr som skal drives av likestrøm, kan bruke den gjenværende likestrømmen, f.eks. med en viss mengde supplering (feks. via en vekselstrøm til likestrømomforming). Der supplering av et levert likestrømsignal skjer ved å bruke et vekselstrømsignal (eller -signaler), kan én jordfeil status fastslås å være en blandet likestrøm-/vekselstrømstatus (feks. utstyr drevet av en blanding av likestrøm og likestrøm avledet fra vekselstrøm); mens der feks. likestrømsignalet er uegnet, kan en annen jordfeil fastslås å være en vekselstrømstatus (feks. utstyr drevet av likestrøm avledet fra vekselstrøm). Som et eksempel, der det ikke finnes en jordfeil (feks. uten feil-eller ikke-jordfeiltil stand), kan en status fastslås å være en likestrømstatus (feks. utstyr drevet av likestrøm levert fra en strømkilde på overflaten via en strømkabel).

[0034] Som et eksempel, kan det leveres kretssystem for bruk i brønnhull som kobles elektrisk til et stjernekoblingspunkt i en elektrisk motor, der strømkretsen kan avlede strøm til å drive en enhet (eller enheter) via ett eller flere vekselstrømsignaler ført av stjernekoblingspunktet, selv når det finnes en jordfeil eller flere. Et slikt kretssystem kan også tilføre telemetri (feks. via en transformator, en kondensator, en transformator og en kondensator osv.). Videre kan et slikt kretssystem gi pålitelig telemetri, selv der et miljø anses støyende..

[0035] For å bedre forstå hvordan brønnhullutstyr passer inn i en generell strategi, beskrives noen eksempler på prosesser nedenfor som anvendt på bassenger og feks. produksjon fra ett eller flere reservoarer i et basseng.

[0036] Fig. 1 viser et eksempel på et system 100 som inkluderer forskjellige styringskomponenter 110 for å styre forskjellige aspekter av et geologisk miljø 150, slik som et basseng som kan inkludere ett eller flere reservoarer. Styringskomponentene 110 kan feks. tillate direkte eller indirekte styring av registrering, boring, injeksjon, ekstraksjon osv. med hensyn til det geologiske miljøet 150. Videre informasjon om det geologiske miljøet 150 kan deretter bli tilgjengelige som tilbakemelding 160 (feks. eventuelt som inndata til én eller flere av styringskomponentene 110).

[0037] I eksemplet i fig. 1 kan det geologiske miljøet 150 utstyres med en hvilken som helst av en rekke forskjellige sensorer, detektorer, aktuatorer, ESP-er osv. Utstyr 152 kan feks. inkludere kommunikasjonskretser til å motta og sende informasjon med hensyn til ett eller flere nettverk 155. Slik informasjon kan inkludere informasjon forbundet med brønnhullutstyr 154 (feks. en ESP), som kan inkludere utstyr til å samle inn informasjon (feks., én eller flere sensorer osv.) for å bidra til ressursgjenvinning osv. Annet utstyr 156 kan være plassert langt vekke fra et brønnsted og inkludere registrerende, detekterende, sendende eller andre kretser. Slikt utstyr kan inkludere lagrings- og kommunikasjonskretser til å lagre og kommunisere data, instruksjoner osv.

[0038] Når det gjelder styringskomponentene 110 i fig. 1, kan disse inkludere en seismisk datakomponent 112, en informasjonskomponent 114, en før-simuleringsprosesskomponent 116, en simuleringskomponent 120, en attributtkomponent 130, en etter-simuleringsprosesskomponent 140, en analyse-/visualiseringskomponent 142 og en arbeidsflytkomponent 144. I drift kan seismiske data og annen informasjon tilført fra komponentene 112 og 114 mates inn i simuleringskomponenten 120, eventuelt med førsimuleringsbehandling via prosesskomponenten 116 og eventuelt med etter-simuleringsprosess via prosesskomponenten 140.

[0039] Ifølge en utforming kan simuleringskomponenten 120 være avhengig av enhetene 122. Enhetene 122 kan inkludere jordenheter eller geologiske objekter slik som brønner, overflater, reservoarer osv. I systemet 100 kan enhetene 122 inkludere virtuelle representasjoner av virkelige fysiske enheter som rekonstrueres for simuleringsformål. Enhetene 122 kan inkludere enheter basert på data innsamlet via registrering, observasjon osv. (feks. seismikkdataene 112 og annen informasjon 114).

[0040] Ifølge en utforming kan simuleringskomponenten 120 være avhengig av et programvarerammeverk, slik som et objektbasert rammeverk. I et slikt rammeverk kan enheter inkludere enheter basert på forhåndsbestemte klasser for å lette modellering og simulering. Et kommersielt tilgjengelig eksempel på et objektbasert rammeverk, er MICROSOFT TM .NET TM-rammeverket (Redmond, Washington), som gir et sett av utvidbare objektklasser. I .NET™-rammeverket innkapsler en objektklasse en modul med gjenbrukbar kode og tilknyttede datastrukturer. Objektklasser kan brukes til instantiering av objekt-tilfeller for bruk i/av et program, manuskript osv. Borehullklasser kan feks. definere objekter til å representere borehull basert på brønndata.

[0041] I eksemplet i fig. 1 kan simuleringskomponenten 120 behandle informasjon for tilpasning til ett eller flere attributter spesifisert av attributtkomponenten 130, som kan være et bibliotek av attributter. Slik behandling kan finne sted før innmating til simuleringskomponenten 120. Alternativt, eller i tillegg, kan simuleringskomponenten 120 utføre operasjoner på inndatainformasjon basert på ett eller flere attributter spesifisert av attributtkomponenten 130. Ifølge en utforming, kan simuleringskomponenten 120 konstruere én eller flere modeller av det geologiske miljøet 150 som kan anvendes i simulering av adferden til det geologiske miljøet 150 (feks. responderende på én eller flere hendelser, enten naturlige eller kunstige). I eksemplet i fig. 1, kan analyse-/visualiseringskomponenten 142 tillate interaksjon med en modell eller modellbaserte resultater. I tillegg, eller alternativt, kan utmating fra simuleringskomponenten 120 mates inn i én eller flere arbeidsflyter, som indikert av en arbeidsflytkomponent 144. Stiplede linjer indikerer videre mulig tilbakemelding innenfor styringskomponentene 110. Tilbakemelding kan feks. finne sted mellom analyse-/visualiseringskomponenten 142 og en hvilken som helst av behandlingskomponentene 116 og 140.

[0042] Ifølge et eksempel på en utforming, kan styringskomponentene 110 inkludere funksjoner i et kommersielt tilgjengelig simuleringsrammeverk slik som PETREL™ seismikk-til-simulering-programvarerammeverket (Schlumberger Limited, Houston, Texas). PETREL™-rammeverket tilbyr komponenter som tillater optimalisering av lete- og utviklingsoperasjoner. PETREL™-rammeverket inkluderer seismikk-til-simuleringsprogramvarekomponenter som kan mate ut informasjon til bruk for å øke reservoarytelse, feks. ved å forbedre verdiforvaltningsteamets produktivitet. Ved bruk av et slikt rammeverk, kan forskjellige fagfolk (feks. geofysikere, geologer og reservoaringeniører) utvikle samarbeidende arbeidsflyt og integrere operasjoner for strømlinjeforming av prosesser. Et slikt rammeverk kan betraktes som en applikasjon og kan betraktes som en datadrevet applikasjon (feks. hvor data mates inn med det formål å simulere et geologisk miljø).

[0043] Ifølge et eksempel på en utforming, kan styringskomponentene 110 inkludere funksjoner for geologi og geologisk modellering for å generere høyoppløsnings geologimodeller av reservoarstruktur og stratigrafi (feks. klassifisering og estimering, facies-modellering, brønnkorrelasjon, overflateavbilding, struktur- og forkastningsanalyse, brønnbanedesign, dataanalyse, frakturmodellering, arbeidsflytredigering, usikkerhets- og optimeringsmodellering, petrofysisk modellering osv.) Når det gjelder reservoarteknikk, kan, for en generert modell, én eller flere funksjoner muliggjøre simuleringsarbeidsflyt for å utføre strømlinjesimulering, redusere usikkerhet og bidra i fremtidig brønnplanlegging (feks. usikkerhetsanalyse og optimalisert arbeidsflyt, brønnbanedesign, avansert rutenettoppdeling og oppskalering, historisk matchanalyse osv.). Styringskomponentene 110 kan inkludere funksjoner for boringsarbeidsflyt inkludert brønnbanedesign, boringsvisualisering og sanntids modelloppdateringer (feks. via sanntids datalenker).

[0044] Ifølge et eksempel på en utforming, kan forskjellige aspekter av styringskomponentene 110 inkludere programtillegg eller plug-in-er som drives ifølge spesifikasjonene i et rammeverkmiljø. Et kommersielt tilgjengelig rammeverkmiljø markedsført som OCEAN™-rammeverkmiljøet (Schlumberger Limited, Houston, Texas), tillater feks. sømløs integrasjon av programtillegg (eller plug-in-er) i en PETREL™-rammeverkarbeidsflyt. OCEAN™-rammeverkmiljøet fungerer med .NET™-verktøyene (Microsoft Corporation, Redmond, Washington) og tilbyr stabile, brukervennlige grensesnitt for effektiv utvikling, følge en utforming, kan forskjellige komponenter implementeres som programtillegg (eller plug-in-er) som er i overensstemmelse med og fungerer ifølge spesifikasjoner for et rammeverksmiljø (feks. ifølge programmeringsgrensesnitt (API)-spesifikasjoner for programtillegg osv.).

[0045] Fig. 1 viser også et eksempel på et rammeverk 170 som inkluderer et modellsimuleringslag 180 sammen med et rammeverktjenestelag 190, et rammeverkkjernelag 195 og et modullag 175. Rammeverket 170 kan inkludere det kommersielt tilgjengelige OCEAN™-rammeverket hvor modellsimuleringslaget 180 er den kommersielt tilgjengelige PETREL™modell sentriske programvarepakken som er vert for OCEAN™-rammeverktillegg. Ifølge en utforming kan PETREL™-programvaren betraktes som et datadrevet programtillegg.

[0046] Modellsimuleringslaget 180 kan levere domeneobjekter 182, opptre som en datakilde 184, levere en gjengivelse 186 og tilby forskjellige brukergrensesnitt 188. Gjengivelsen 186 kan tilby et grafisk miljø hvor programmer kan vise sine data, mens brukergrensesnitt 188 kan gi et felles utseende og opplevelse av alle brukergrensesnittkomponentene i programtillegget.

[0047] I eksemplet i fig. 1 kan domeneobjektene 182 inkludere enhetsobj ekter, egenskapsobj ekter og eventuelt andre objekter. Enhetsobj ekter kan brukes til geometrisk å representere brønner, overflater, reservoarer osv., mens egenskapsobj ekter kan brukes til å tilføre egenskapsverdier samt dataversjoner og displayparametere. Et enhetsobjekt kan feks. representere en brønn hvor et egenskapsobj ekt gir logginformasjon samt versjonsinformasjon og displayinformasjon (feks. for å vise brønnen som en del av en modell).

[0048] I eksemplet i fig. 1 kan data lagres i én eller flere datakilder (eller datalagere, vanligvis fysisk datalagringsutstyr), som kan være på det samme eller forskjellige fysiske steder og tilgjengelig via ett eller flere nettverk. Modellsimuleringslaget 180 kan konfigureres for modellprosjekter. Et spesielt prosjekt kan lagres som sådant, hvor lagret prosjektinformasjon kan inkludere inndata, modeller, resultater og tilfeller. En bruker kan således ved fullføring av en modelleringssesjon lagre et prosjekt. På et senere tidspunkt kan man fa tilgang til prosjektet og gjenopprette det ved bruk av modellsimuleringslaget 180 som kan gjenskape tilfeller av de relevante domeneobjektene.

[0049] Som et eksempel kan PETREL™-rammeverket integrere arbeidsflyter for flere fagområder som omgir ECLIPSE TM-simuleringsmodeller, feks. for å gi transparent dataflyt og et intuitivt grafisk brukergrensesnitt. Moduler kan inkludere ECLIPSE TM-svartoljesimuleringsmodulen for tre-fase, 3D-reservoarsimulering med brønnstyringsenheter, feltoperasjonsplanl egging og forbedrede oljegjenvinning (EOR)-planer; ECLIPSE<TM>sammensatt simuleringsmodul for faseadferd i faseoppførsel av reservoarvæske og endringer

TM

i sammensetninger, ved modellering av flerkomponent hydrokarbonstrømning; ECLIPSE

TM

FrontSim -simuleringsmodul for modellering av flerfase væskestrømning langs strømningslinjer, som støtter både geologisk modell screening og styring av

TM

strømningsmønster; ECLIPSE -varmesimuleringsmodulen for støtte av en lang rekke termiske gjenvinningsprosesser, inkludert dampassistert gravitasjonsdrenering, sykliske dampoperasjoner, "toe-to-heel"-luftinjeksjon og kald tungoljeproduksjon med sand; og én eller flere andre moduler slik som en kulleiemetanmodul, en avansert brønnmodul osv. En ESP-styringsenhet, som beskrevet her, kan alternativt gi tilgang til ett eller flere rammeverk

TM TM TM

(feks. PETREL , ECLIPSE , PIPESIM osv.), feks. for datautvekslings-, styringsformål osv..

[0050] I eksemplet i fig. 1 kan, som indikert, styringskomponentene 110 motta informasjon (se feks. tilbakemelding 160) fra det geologiske miljøet 150. Som et eksempel kan brønnhullutstyret 154 inkludere en ESP utstyrt med én eller flere sensorer som sender data som feks. den andre informasjonen 114. Deretter kan én eller flere av styringskomponentene 110 behandle data for å gi instruksjoner til det geologiske miljøet 150, feks. for å justere én eller flere driftsparametere som kan innvirke på driften av brønnhullutstyret 154 (feks. en ESP). Overføring av informasjon kan, som vist i fig. 1, foretas via ett eller flere nettverk. Videre kan informasjon fra andre geologiske omgivelser, annet brønnhullutstyr osv. sendes til én eller flere av styringskomponentene 110.

[0051] Fig. 2 viser et eksempel på et geologisk miljø 200 (feks. et basseng) som feks. defineres som å inkludere et overflatenivå 201 (feks. øvre overflate eller lag) og et reservoarnivå 203 (feks. nedre overflate eller lag). Som vist i fig. 2, kan en struktur 202 plasseres (feks. bygges) på overflatenivået 201 for boring eller drift av overflateutstyr 205 for utforskning, inj i sering, ekstraksjon osv.

[0052] I eksempelet i fig. 2 kan utstyret 205 være dampassistert gravitasjonsdrenerings (SAGD)-utstyr for å injisere damp og ekstrahere ressurser fra et reservoar 206. En SAGD-operasjon kan feks. inkludere en dampinjeksjonsbrønn 210 og en ressursproduksjonsbrønn 230. I eksemplet i fig. 2 genererer en dampgenerator 215 i brønnhullet damp i injeksjonsbrønnen 210, feks. basert på forsyning av vann og drivstoff fra overflatekabelrør, og kunstig løftutstyr 235 (feks. ESP osv.) kan implementeres for å lette ressursproduksjon. Selv om en dampgenerator i et brønnhull vises, kan damp alternativt, eller i tillegg genereres ved overflatenivået. Som illustrert i en tverrsnittvisning, stiger dampen i den underjordiske delen. Ettersom dampen stiger opp, overfører den varme til en ønsket ressurs slik som tungolje. Ettersom ressursen oppvarmes reduseres viskositeten og den kan strømme lettere til ressursproduksjonsbrønnen 230.

[0053] Som illustrert i eksemplet i fig. 2, er SAGD en teknikk som involverer underjordisk levering av damp for å forbedre strømning av tungolje, bitumen osv. SAGD kan brukes til økning av oljegjenvinningen (EOR), som også er kjent som tertiær gjenvinning fordi den endrer egenskapene til olje in situ.

[0054] Med hensyn til ekstraksjon, kan SAGD medføre at kondensert damp fra en øvre brønn kan følge med olje til en lavere brønn, som kan innvirke på kunstig løft (feks. ESP)-operasjoner og stille økte krav til separasjonsbehandling der det er ønskelig å skille én eller flere komponenter fra olje- og vannblandingen.

[0055] Når det gjelder dampgeneratoren 215 i brønnhullet, kan den mates av tre forskjellige strømmer av naturgass, luft og vann, hvor en gass- og luftblanding kombineres for først å lage en flamme og vannet injiseres deretter nedstrøms for å lage damp. I et slikt tilfelle kan vannet også tjene til å kjøle en brennervegg eller -vegger (feks. ved å strømme inn i en passasje eller passasjer inni en vegg).

[0056] Eksemplet i fig. 2 viser hvordan drift av en dampgenerator, eller mer generelt, dampinjeksjon, kan innvirke på drift av brønnhull verktøy slik som en ESP. Med henvisning til eksemplet i fig. 1, kan styringskomponentene 110 motta informasjon (se feks. tilbakemeldingen 160) fra det geologiske miljøet 150. På samme måte kan styringskomponentene 110 gjelde for det geologiske miljøet 200 i fig. 2, feks. der utstyret 215, utstyret 235 eller begge kan sende data slik som feks. den andre informasjonen 114. Deretter kan én eller flere av styringskomponentene 110 behandle data for å gi instruksjoner til miljøet 200, feks. for å justere én eller flere driftsparametere som kan innvirke på driften av utstyret 215, utstyret 235 (feks. en ESP) eller annet utstyr. Som vist i fig. 1 kan overføring av informasjon skje via ett eller flere nettverk. Videre kan informasjon fra andre geologiske miljøer, annet brønnhullutstyr osv. sendes til én eller flere av styringskomponentene 110.

[0057] Fig. 3 viser et eksempel på et ESP-system 300 som inkluderer et nettverk 301, en brønn 303 plassert i et geologisk miljø, en strømforsyning 305, en ESP 310, en styringsenhet 330, en motorstyringsenhet 350 og en VSD-enhet 370. Strømforsyningen 305 kan motta strøm fra et strømnett, en generator på stedet (feks. naturgassdrevet turbin) eller en annen kilde. Strømforsyningen 305 kan levere en spenning på feks. 4,16 kV.

[0058] Brønnen 303 inkluderer et brønnhode som kan inkludere en rreduksjonsventil (feks. en strupeventil). For eksempel, brønnen 303 kan inkludere en strupeventil for å kontrollere forskjellige operasjoner, slik som å redusere et væsketrykk fra høyt trykk i et lukket borehull til atmosfærisk trykk. Et brønnhode kan inkludere én eller flere sensorer slik som en temperatursensor, en trykksensor, en sensor for faste stoffer osv.

[0059] ESP-en 310 inkluderer én eller flere kabler 311, en pumpe 312, gasshåndteringsfunksjoner 313, et pumpeinntak 314, en motor 315 og én eller flere sensorer 316 (feks. temperatur, trykk, strømlekkasje, vibrasjon osv.). Brønnen 303 kan inkludere én

TM

eller flere brønnsensorer 320, feks. slik som de kommersielt tilgjengelige OpticLine -

TM

sensorer eller WellWatcher BriteBlue -sensorer markedsført av Schlumberger Limited (Houston, Texas), som er fiberoptikkbaserte og kan gi sanntidsregistrering av temperatur, feks. i SAGD eller andre operasjoner. Som vist i eksemplet i fig. 2, kan en brønn inkludere en relativt horisontal del. En slik del kan samle inn olje varmet opp i respons på dampinjeksjon. Temperaturmålinger langs lengden av brønnen kan gi tilbakemelding, feks. for å forstå forhold i brønnhullet for en ESP. Brønnsensorer kan strekke seg tusenvis av fot inn i en brønn (feks. 4000 fot eller mer) og forbi posisjonen til en ESP.

[0060] Styringsenheten 330 kan inkludere ett eller flere grensesnitt, feks. for mottak, overføring eller mottak og overføring av informasjon ned motor styringsenheten 350, en VSD enhet 370, strømforsyningen 305 (feks. en gassdreven turbingenerator, et elektrisitetsverk osv.), nettverket 301, utstyr i brønnen 303, utstyr i en annen brønn osv.

[0061] Som vist i fig. 3, kan styringsenheten 330 inkludere eller gi tilgang til én eller flere moduler eller rammeverk. Videre kan styringsenheten 330 inkludere funksjoner av en ESP-motorstyringsenhet og valgfritt fortrenge ESP-motorstyringsenheten 350. For eksempel

TM

kan styringsenheten 330 kan inkludere UniConn -motorstyringsenheten 382 markedsført av Schlumberger Limited (Houston, Texas). In eksemplet i fig. 3 kan styringsenheten 330 ha

TM TM

tilgang til ett eller flere av PIPESIM -rammeverket 384, ECLIPSE -rammeverket 386 og

TM

PETREL -rammeverket 388.

[0062] I eksemplet i fig. 3 kan motorstyringsenheten 350 være en kommersielt

TM TM

tilgjengelig motorstynngsenhet slik som UniConn -motorst<y>nngsenheten. UniConn - motorstyringsenheten kan kople til et SCADA-system, espWatcher TM-overvåkningssystemet osv. UniConn TM-motorstyringsenheten kan utføre noen styrings- og datainnsamlingsoppgaver for ESP-er, overflatepumper eller andre overvåkte brønner. UniConn TM-motorstyringsenheten

TM

kan ha grensesnitt med Phoenix -overvåkningssystemet, feks. for å få tilgang til trykk-, temperatur- og vibrasjonsdata og forskjellige beskyttelsesparameterer samt for å levere

TM

likestrøm til sensorer i brønnhull. UniConn -motorstyringsenheten kan la seg kombinere med fast drivhastighets (FDS)-styringsenheter eller en VSD-enhet, feks. slik som VSD-enheten 370.

[0063] For FSD-styringsenheter kan UniConn TM-motorstyringsenheten overvåke ESP-systemets 3-fasestrøm, 3-fase overflatespenning, nettspenning og frekvens, ESP-spinnfrekvens og greniedningsjording, effektfaktor og motorbelastning.

[0064] For VSD-enheter kan UniConn TM-motorstyringsenheten overvåke VSD-utgangsstrøm, ESP-kjøringsstrøm, VSD-utgangsstrøm, nettspenning, VSD-inngangs- og VSD-utgangsstrøm, VSD-utgangsfrekvens, drivbelasting, motorbelasting, 3-faset ESP-kjøringsstrøm, 3-faset VSD-inntaks- eller -uttaksspenning, ESP-spinnfrekvens og greni edningsj ording.

[0065] UniConn TM-motorstyringsenheten kan inkludere styringsfunksjonalitet for VSD-enheter, slik som målhastighet, minimum og maksimum hastighet og basishastighet (spenning dividert med frekvens); tre hoppfrekvenser og båndbredder; volt per hertz-mønster og oppstartstillegg; evne til å starte en ESP mens motoren roterer, akselerasjons- og bremserater, inkludert start til minimumshastighet og minimum til målhastighet, for å opprettholde konstant trykk/belastning (feks. fra 0,01 Hz/10 000 s til 1 Hz/s); stoppmodus med PWM-bærefrekvens; basis hastighetsspenningsvalg; svingstartfrekvens, syklus- og mønsterstyring; stoppbeskyttelse med automatisk hastighetsreduksjon; endring av motorrotasjonsretning uten å stanse; hastighetsstyrke; hastighetsfølgemodus; frekvensstyring for å opprettholde konstant hastighet, trykk eller belastning; strømubalanse; spenningsubalanse; overspenning og underspenning; ESP-tilbakespinn og greni edningsj ording.

[0066] I eksemplet i fig. 3 inkluderer ESP-motorstyringsenheten 350 forskjellige moduler til å håndtere, f. eks. ESP-tilbakespinn, sandblåsing av en ESP, ESP-fluks og ESP-gasslås. Som nevnt, kan motorstyringsenheten 350 inkludere en hvilken som helst av en rekke forskjellige funksjoner, i tillegg til, alternativt osv.

[0067] I eksemplet i fig. 3 kan VSD-enheten 370 være en lavspenningsdriver (VSD)-enhet eller en mellomspenningsdriver (MVD)-enhet eller en annen type enhet. For en LVD kan en VSD-enhet inkludere en opptrappingstransformator, styrekretssystem og en opptrappingstransformator, mens for en MVD kan en VSD-enhet inkludere en integrert transformator og kontrollkrets. Som et eksempel kan VSD-enheten 370 motta strøm med en spenning på omtrent 4,16 kV og styre en motor som belastet med en spenning fra omtrent 0 V til omtrent 4,16 kV.

[0068] VSD-enheten 370 kan inkludere et kommersielt tilgjengelig

TM

styringskretssystem, slik som SpeedStar MVD-styringskretsen markedsført av

TM

Schlumberger Limited (Houston, Texas). SpeedStar MVD-styringskretsen inkluderer en synlig, sikret frakoplingsbryter, forhåndsladde kretser og sinusbølgeutgangsfilter (feks. integrert sinusbølgefilter, ISWF) tilpasset for styring og beskyttelse av ESP-er med høye

TM

hestekrefter. SpeedStar MVD-styringskrets kan inkludere et plug-and-play-sinusbølgeutgangsfilter, en flernivå PWM-vekselretterutgang, en 0,95 effektfaktor, programmerbar belastningsreduksjon (feks. mykstoppfunksjon), hastighetsreguleringskretssystem for å opprettholde konstant belastning eller trykk, svingstart (feks. for pumper som står fast som et resultat av avleiring, sand osv.), en

TM

hjelpesystemstikkontakt, et datainnsamlingssystem for Phoenix -overvåkingssystemet, en kommunikasjonsboks på stedet for å støtte overvåking og reguleringstj eneste, et

TM

hastighetskontrollpotensiometer. SpeedStar MVD-styringskretssystemet kan alternativt fungere sammen med UniConn TM-motorstyringsenheten, som kan gi noe av den nevnte funksjonaliteten.

[0069] I eksemplet i fig. 3 vises VSD-enheten 370 sammen med et sinusbølgeplott (feks., oppnådd via et sinusbølgeutgangsfilter som inkluderer en kondensator og en reaktor), vibrasjonsrespons, temperaturrespons og som styres for å redusere gjennomsnittstid mellom svikt (MTBF-er). VSD-enheten 370 kan klassifiseres med en ESP for å gi omtrent 40 000 timer (5 år) med drift ved en temperatur på omtrent 50 C med omtrent 100 % belastning. VSD-enheten 370 kan inkludere spenningssvingning- og lynnedslagsvern (feks., én beskyttelseskrets per fase). Med hensyn til driftskostnader, feks. for en 373 kW belastning, kan en økning i effektivitet på omkring 0,5 % bety omtrent USD 1000 per år i strømbesparelser (feks. avhengig av strømkostnad). Når det gjelder overvåkning av grenjording, vanninntrengningsovervåkning osv., kan slike typer overvåkning indikere om korrosjon forekommer eller har forekommet. Videre overvåkning av strømkvalitet fra en forsyning, til en motor, ved en motor, kan finne sted med én eller flere kretser eller funksjoner for en regulator.

[0070] Som et eksempel, kan det leveres en VSD-enhet som driver på standard inngangsspenning eller -spenninger (feks. som er fra omtrent 380 V til omtrent 4,16 kV eller mer). For en SpeedStar 2000 Plus TM VSD-enhet (Schlumberger Limited, Houston, Texas)

TM

eller SineWave Drive (SWD)-enhet (Schlumberger Limited, Houston, Texas) klassifisert til å drive ved 480 V, hvis en VSD-enhet er klassifisert for 1000 kVA, betyr dette at enheten vil yte 1000 kVA ved 480 V. Et slikt forhold kan gjelde for forskjellige VSD-enheter, feks. siden en VSD-enhet kan ha en øvre og nedre grense for inngangsspenningen den kan drive.

[0071] Som et eksempel, kan en VSD-enhet endre sitt basisturtall (vanligvis kjent som utgangsvolt/Hz-forhold) når den kjører en ESP-motor. Basisturtallet til en VSD-enhet blir beskrevet som punktet hvor VSD -enheten når sin maksimale inngangsspenning på en spesifisert frekvens. Som et eksempel, kan en motor bli optimert ved å justere spenningen levert til en motor i forhold til belastning.

[0072] Generell systemeffektivitet kan innvirke på strømforsyning fra elektrisitetsverket eller generatoren. Som beskrevet her, kan overvåking av ITHD, VTHD, PF og generell effektivitet forekomme (feks. overflatemålinger). Slike overflatemålinger kan bli analysert separat eller alternativt sammen med en pumpekurve. Overflateavlesninger relatert til en VSD -enhet (feks., ved en inngang til en VSD-enhet) kan eventuelt bli innmatet i en økonomimodell. F.eks., dess høyere PF og derfor effektivitet (ved å kjøre en ESP ved en høyere frekvens og ved nær 100 % belastning), dess mindre harmonisk spenning (lavere ITHD) avsøkt av strømforsyningen. I et slikt eksempel kan brønnoperasjoner oppleve mindre tap og derved lavere energikostnader for den samme belastningen.

[0073] Mens eksemplet i fig. 3 viser en ESP med sentrifugepumpestadier, kan en annen type ESP bli regulert. For eksempel kan en ESP inkludere en nedsenkbar, elektrisk, hydraulisk membranpumpe (HDESP) som er en positiv-fortrengning, dobbeltvirkende membranpumpe med en brønnhull smotor. HDESP-er kan brukes i lav-væ ske steinkullagmetan og andre grunne olje- og gassbrønner som kan implementere kunstig løft for å fjerne vann fra borehullet.

[0074] Fig. 4 viser et blokkdiagram av et eksempel på et system 400 som inkluderer en strømkilde 401 samt data 402. Strømkilden 401 leverer strøm til en VSD-/opptransformatorblokk 470 mens data 402 kan bli levert til en kommunikasjonsblokk 430. Data 402 kan inkludere instruksjoner, feks., til å instruere kretssystem av kretssystemblokken 450, én eller flere sensorer av sensorblokken 460 osv. Data 402 kan være eller inkludere data kommunisert feks. fra kretsblokken 450, sensorblokken 460 osv. I eksemplet i fig. 4 kan en strupeventilblokk 440 skaffe overføringen av datasignal er via en strømkabel 411 (feks. inkludere motorbelastningsforlengelser "MLE-er"). En strømkabel kan skaffes i et format slik som et rundt format eller et flatt format med flere ledere. MLE-er kan spleises inn i en strømkabel for å la hver av lederne fysiske kople til en egnet tilsvarende kopling på en elektrisk motor.

[0075] Som vist, kobler strømkabel 411 til en motorblokk 415 som kan være en ESP-motor (eller -motorer) og kan være regulerbar via VSD-/opptransformatorblokken 470. I eksemplet i fig. 4 kopler lederne til strømkabelen 411 til et stjernekoblingspunkt 425. Kretsblokken 450 kan avlede strøm via stjernekoblingspunktet 425 og kan eventuelt sende, motta eller sende og motta data via stjernekoblingspunktet 425. Som vist, kan kretsblokken 450 være jordet.

[0076] Systemet 400 kan drive i en nøytral tilstand (Status N) og i minst én jordfeiltil stand (feks. Status GF1 eller Status GF2). Én eller flere jordfeil kan forekomme av en rekke forskjellige årsaker. Slitasje av strømkabelen 411 kan feks. forårsake en jordfeil for én eller flere av lederne. Som et annet eksempel, kan slitasje av én av MLE-ene til strømkabel 411 (feks. mekanisk, kjemisk, termal osv.) forårsake en jordfeil.

[0077] Systemet 400 kan inkludere foranstaltninger for å fortsette drift av en motor i motorblokken 415 når det skjer en jordfeil. Når det forekommer en jordfeil, kan imidlertid stjernekoblingspunktet 425 bli endret. I eksemplet i fig. 4 kan kretssystemblokken 450 drives for å levere strøm til sensorblokken 460 i Status N (feks. normal, likestrøm) og minst én av Status GF1 (feks. jordfeil, blandet likestrøm/vekselstrøm) og Status GF2 (feks. jordfeil, vekselstrøm). Videre kan kretssystemblokken 450 gi telemetri i Status N og minst én av Status GF1 og Status GF2. Et system kan feks. inkludere et kretssystem for å bestemme én eller flere strømsignalegenskaper på et stjernekoblingspunkt på en elektrisk motor i en elektrisk undervannspumpe; og et kretssystem responsivt til den bestemte én eller flere strømsignal egenskapene til å automatisk levere likestrøm fra stjernekoblingspunktet eller for å automatisk avlede likestrøm fra vekselstrøm fra stjernekoblingspunktet. I et slikt system kan strømkretsen responsiv til deteksjon av en jordfeil også inkludere strømkrets til å automatisk levere likestrøm fra stjernekoblingspunktet og til å automatisk avlede likestrøm fra vekselstrøm fra stjernekoblingspunktet. Som et eksempel, kan et system være en tilstandsmaskin som automatisk kan gå inn i en tilstand basert på én eller flere strømsignal egenskaper av et strømsignal (eller -signaler) tilgjengelig på et stjernekoblingspunkt på en elektrisk motor. I et slikt eksempel kan tilstander inkludere et likestrømgjennomløp gjennom en tilstand (se feks. Status N), et likestrømgjennomløp og vekselstrøm til likestrømomformingstilstand (se feks. Status GF1), og en vekselstrøm-til-likestrømomformingstil stand (se feks. Status GF2).

[0078] Som et eksempel, kan kretssystemet 450 gi vurdering av kvalitet av strøm for forsyning av likestrøm til én eller flere utstyr. Et slikt kretssystem kan vurdere kvalitet, feks. basert på én eller flere egenskaper av strøm tilgjengelig ved stjernekoblingspunktet 425 på motoren 415, på motoren 415, på strømkabelen 411 osv. Som et eksempel, kan et slikt kretssystem forandre tilstand, avgi et signal, endre en bryter osv. når forsyning av likestrøm blir ansett som uegnet for et spesielt/spesielle formål.

[0079] Som et eksempel kan strømkabler og MLE-er som kan motstå skadelige krefter, enten mekaniske, elektriske eller kjemiske, hjelpe til å sikre riktig drift av en motor, kretssystem, sensorer osv. Merk at en mangelfull strømkabel (eller MLE) potensielt kan skade en motor, kretssystem, sensorer osv. Som nevnt, kan i tillegg en ESP være lokalisert flere kilometer fra et borehull. Følgelig kan tid og kostnad til å skifte ut en mangelfull ESP, strømkabel, MLE osv. være betydelig (f. eks. tid til å trekke tilbake, dødtid for væskepumping, tid til å sette inn osv.).

TM TM

[0080]Kommersielt tilgjengelige strømkabler inkluderer REDAMAX Hotline ESP-strømkabler (feks., samt motorledeforlengelser "MLE-er") som blir markedsført av

TM TM

Schlumberger Limited (Houston, Texas). Som et eksempel kan en REDAMAX Hotline ESP-strømkabel inkludere kombinasjoner av polyimidtape, bly, EPDM og PEEK for å gi isolasjon og en kappe. Blyvegger kan gi kompatibilitet med høyt gass-/oljeforhold (GOR) og høyt korrosive forhold. Kapsling kan beskytte kabelen mekanisk og kan være galvanisert stål, tungt galvanisert stål, rustfritt stål eller Morel®-legering. Pottehodet er en elektrisk kopling mellom en kabel og en ESP-motor som kan bli konstruert med metall-til-metall-tetninger. Et pottehode kan gi en mekanisk barriere for væskeinngang i høy temperatur-applikasjoner.

TM TM

[0081] Som et eksempel pa en REDAMAX Hotline ESP-strømkabel, kan en 5 kV rund ELBE G5R inkludere massive lederstørrelser på 1 AWG/1, 2 AWG/1 og 4 AWG/1. Som et annet eksempel kan en 5 kV flat EHLTB G5F inkludere en massiv lederstørrelse på 4 AWG/1. For runde konfigurasjoner kan dimensjoner være omkring 1 til 2 tommer i diameter og for flate konfigurasjoner omtrent en halv tomme ganger omtrent 1 til 2 tommer. Vekt kan være fra omtrent llbm/ft til 3 lbm/ft.

[0082] Fig. 5 viser et eksempel på strømkrets 550 og én eller flere sensorer 560 som kan være egnet til bruk i systemet 400 i fig. 4 (se feks. kretssystemblokk 450 og sensorblokk 460). Kretssystemet 550 inkluderer en elektrisk kopling til et stjernekoblingspunkt i en motor, en transformator 551, en likestrøm-likestrømomformer 552, en likeretter 555, en telemetridriver 556 og en styringsenhet 558. I eksemplet i fig. 5 kan strømkretsen 550 inkludere forskjellige komponenter slik som dioder (D), Zener-dioder (Z), kondensatorer (C), viklinger (W), motstand (R) osv.

[0083] Som indikert, kan strømkretsen 550 drive i feks. Status N, Status GF1 eller Status GF2 med hensyn til stjernekoblingspunktet. I eksemplet i fig. 5, for Status N opptrer en primær vikling (Wl) i transformatoren 551 for å redusere detrimental virkning av normal ubalanse på stjernekoblingspunktet og lar et likestrømsignal gå frem til likestrøm-likestrøm-omformeren 552. Likestrøm-likestrøm-omformeren 552 kan omforme likestrømsignalet og gi ett eller flere omformede likstrømsignaler til telemetridriveren 556, styringsenheten 558 og den ene eller flere sensorer 560.

[0084] I eksemplet i fig. 5, for Status GF1 eller Status GF2 der det finnes unormal ubalanse på stjernekoblingspunktet (feks. pga. en jordfeil), opptrer den primære viklingen (Wl) til transformatoren 551 for å redusere detrimental innvirkning av den unormale ubalansen på stjernekoblingspunktet og samarbeider videre med den sekundære viklingen (W2) for å la likeretteren 555 levere et egnet likestrømsignal. Som vist, er et positivt likestrømsuttakspunkt i likeretteren 555 elektrisk koblet til likestrøm-likestrøm-omformeren 552. På en slik måte, når det finnes en jordfeil, kan ubalansespenningen av vekselstrøm på stjernekoblingspunktet bli trappet ned via transformatoren 551 og deretter likerettet via likeretteren 555 for å forsyne et egnet likestrømsignal til likestrøm-likestrøm-omformeren 552 som kan forsyne ett eller flere likestrømsignaler til telemetridriveren 556, styringsenheten 558 og den ene eller flere sensorene 560. Som et alternativ, kan likeretteren 555 (feks. alternativt med forbundet kretssystem) gi et likestrømsignal eller -signaler egnet til å gi strøm til telemetridriveren 556, styringsenheten 558 eller den ene eller flere av sensorene 560 (feks. uten å stole på likestrøm-likestrøm-omformeren 552).

[0085] Når det gjelder telemetri, inkluderer telemetridriveren 556 en elektrisk kobling til stjernekoblingspunktet. Avsøkt informasjon (feks. data) fra den ene eller flere av sensorene 560 kan bli oppnådd av styringsenheten 558 og kryptert ved å bruke et kypteringskretssystem. Den krypterte informasjon kan bli levert til telemetridriveren 556 der modulasjonskretssystemet gir signalmodulasjon for å bringe den krypterte informasjon for sending via stjernekoblingspunktet på en elektrisk motor. Som et eksempel kan telemetridriveren 556 alternativt eller i tillegg motta informasjon fra stjernekoblingspunktet. Der slik informasjon blir modulert, kryptert, eller modulert og kryptert, kan kretssystemet 550 gi demodulasjon, dekryptering. eller demodulasjon og dekryptering.

[0086] Når det gjelder telemetridriveren 556, som et eksempel, kan den sende informasjon til et stjernekoblingspunkt på en elektrisk motor på én eller flere frekvenser (feks. omtrent 10 kHz til omtrent 15 kHz) høyere enn en strømforsyningsfrekvens for strøm forsynt til den elektriske motoren (feks. mindre enn omtrent 100 Hz). Som et eksempel, kan overførte datasignaler bli modulert ved bruk av flerkanal frekvensskiftkoding (F SK), ortogonal frekvensdelt multipleksing (OFDM) eller faseomtasting (PSK).

[0087] Fig. 6 viser et eksempel på kretssystem 650 og én eller flere sensorer 660 som kan være egnet til bruk i systemet 400 i fig. 4 (se feks. kretssystemblokk 450 og sensorblokk 460). I eksemplet i fig. 6 inkluderer strømkretsen 650 en elektrisk kopling til et stjernekoblingspunkt på en motor, en transformator 651, en transformator 653, en likestrøm-likestrøm-omformer 552, en likeretter 655, en telemetridriver 656 og en styringsenhet 658. I eksemplet i fig. 6 kan kretssystemet 650 inkludere forskjellige komponenter slik som dioder

(D), Zener-dioder (Z), kondensatorer (C), viklinger (W), motstand (R) osv. Fig. 6 viser også et alterativt arrangement 670, feks. uten transformatoren 653 og med kopling av

telemetridriveren 656 direkte til stjernekoblingspunktet til motoren (feks. med en kondensator C4).

[0088] Som indikert, kan kretssystemet 650 drive i feks. Status N, Status GF1 eller Status GF2 med hensyn til stjernekoblingspunktet. For Status N opptrer en primær vikling (Wl) i transformatoren 651 og en dataoverføringsvikling (W3) av transformatoren 653 for å redusere detrimental virkning av normal y-rørubalanse og lar et likestrømssignal gå frem til likestrøm-likestrøm-omformeren 652. Likestrøm-likestrøm-omformeren 652 kan omforme likestrømsignalet og gi ett eller flere omformede likstrømssignaler til telemetridriveren 656, styringsenheten 658 og den ene eller flere sensorer 660.

[0089] For Status GF1 eller Status GF2 hvor det finnes unormal ubalanse på stjernekoblingspunktet (dvs. pga. en jordfeil), virker den primære viklingen (Wl) til transformatoren 651 og dataoverføringsvindingen (W3) til transformatoren 653 for å redusere detrimental virkning av den unormale ubalansen på stjernekoblingspunktet og den primære vindingen (Wl) i transformatoren 651 videre samarbeider med en sekundær vikling (W2) i transformatoren 651 for å la likeretteren 655 avlede et egnet likestrømsignal. Som vist, er et positivt likestrømsuttakspunkt i likeretteren 655 elektrisk koblet til likestrøm-likestrøm-omformeren 652. På en slik måte, når det finnes en jordfeil, kan ubalansespenningen av vekselstrøm på stjernekoblingspunktet bli trappet ned via transformatoren 651 og deretter likerettet via likeretteren 655 for å forsyne et egnet likestrømsignal til likestrøm-likestrøm-omformeren 652 som kan forsyne ett eller flere likestrømsignaler til telemetridriveren 656, styringsenheten 658 og den ene eller flere sensorene 660. Som et alternativ, kan likeretteren 655 (feks. alternativt med forbundet kretssystem) gi et likestrømsignal eller -signaler egnet til å gi strøm til telemetridriveren 656, styringsenheten 658 eller den ene eller flere av sensorene 660 (feks. uten å stole på likestrøm-likestrøm-omformeren 652).

[0090] Når det gjelder telemetri, inkluderer telemetridriveren 656 en elektrisk kopling til en annen dataoverføringskopling (W4) i transformatoren 653. I eksemplet i fig. 6 gir viklingene (W3, W4) i transformatoren 653 en enveis- eller toveis-dataoverføring. Merk at viklingen W3 er elektrisk koblet til stjernekoblingspunktet. Avsøkt informasjon (feks. data) fra den ene eller flere av sensorene 660 kan bli oppnådd av styringsenheten 658 og kryptert ved å bruke et kypteringskretssystem. Den krypterte informasjon kan bli levert til telemetridriveren 656 der modulasjonskrets gir signalmodulasjon for å bringe den krypterte informasjon for overføring til transformatoren 653 og til stjernekoblingspunktet på en elektrisk motor. Som et eksempel, kan telemetridriveren 656 alternativt eller i tillegg motta informasjon fra stjernekoblingspunktet via transformatoren 653. Der slik informasjon er modulert, kryptert, eller modulert og kryptert, kan strømkretsen 650 gi demodulasjon, dekryptering, eller demodulasjon og dekryptering.

[0091] Når det gjelder telemetridriveren 656, som et eksempel, kan den overføre informasjon til transformatoren 653 og deretter til et stjernekoblingspunkt på en elektrisk motor på én eller flere frekvenser (feks. omtrent 10 kHz til omtrent 15 kHz) høyere enn en strømforsyningsfrekvens for strøm forsynt til den elektriske motoren (feks. mindre enn omtrent 100 Hz). Som et eksempel, kan overførte datasignal er bli modulert ved bruk av flerkanal frekvensskiftkoding (FSK), ortogonal frekvensdelt multipleksing (OFDM) eller faseomtasting (PSK).

[0092] Som et eksempel, kan én eller flere sensorer hver konvertere et fysisk parameter til et elektrisk signal. Et slikt elektrisk signal kan bli omdannet til en elektrisk digital representasjon (feks. via en analog digital omformer). Som et eksempel, kan en datainnsamlingenhet (feks. en mikroapparatstyringsenhet, en digital signalprosessor osv.) gi prøver av digital effekt eller effekter fra én eller flere sensorer, feks. i henhold til en definert sekvens. Som et eksempel, kan en kodeinnretning gi krypterte prøver av digital informasjon på en slik måte at informasjonene kan bli gjenvunnet selv i tilfelle av en endring i løpet av overføringen (feks. for å gi robust informasjonsintegritet). Som et eksempel, kan en telemetridriver gi modulasjon feks. ved å variere en gitt parameter av et elektrisk bærersignal i henhold til mottatt kryptert informasjon fra en kodeinnretning. Som et eksempel, kan en telemetrilinjedriver amplifisere et modulatorutgangsignal til en gitt spenning/strøm for å bli påført til et stjernekoblingspunkt (feks. flerfasevaiere), gjennom en koplingskrets.

[0093] Som nevnt, kan en koplingskrets eventuelt inkludere flere viklinger. En koplingskrets kan feks. være sammensatt av passive komponenter (feks. første og sekundære viklinger av brønnhullstransformator og en kondensator). Som et eksempel, kan to transformatorer i serier være koplet til et stjernekoblingspunkt i en brønnhullsmotor der én av transformatorene gir dataoverføring.

[0094] Som et eksempel kan en transformator være direkte, elektrisk koplet til et stjernekoblingspunkt på en motor og ha en høy primær induktans for å redusere konduktans av ubalansert spenning på stjernekoblingspunktet, spesielt der det finnes en fasefeiltilstand. Samtidig kan transformatoren muliggjøre overføring av likestrømspenning til å forsyne én eller flere sensorer med strøm osv. For eksempel der likestrøm blir skaffet via en strømkabel for motoren, kan den være tilgjengelig ved stjernekoblingspunktet. I det forrige eksemplet kan transformatoren redusere vekselstrøm mens den fremdeles skaffer likestrøm.

[0095] Som et eksempel kan et kretssystem inkludere en kondensator parallell til en primær vikling i en transformator for å forbigå telemetrisignaler av høy frekvens som kan bli koblet via en annen transformator (feks., eller vikling). Som nevnt kan en sekundær vikling i en transformator bli skaffet for å feks. ekstrahere strøm fra et ubalansert stjernekoblingspunkt for det formål å gi strøm til én eller flere sensorer osv. (feks. der et stjernekoblingspunkt gir en tilstrekkelig forsyning av vekselstrøm). Som et eksempel, kan tilgjengelig vekselstrøm på et stjernekoblingspunkt være såkalt sekundær vekselstrøm injisert inn i en strømkabel for en motor eller det kan være vekselstrøm som stammer fra en faseubalanse på stjernekoblingspunktet. Som nevnt, der det skjer en feil, kan faseubalanse forårsake at et stjernekoblingspunkt kan føre vekselstrøm på et spenningsnivå som er en stor del av forsyningsspenningsnivå for en motor.

[0096] Fig. 7 viser et eksempel på kretssystem 750 og én eller flere sensorer 760 som kan være egnet til bruk i systemet 400 i fig. 4 (se feks. kretssystemblokk 450 og sensorblokk 460). Strømkretsen 750 inkluderer en elektrisk kobling til et stjernekoblingspunkt i en motor, en transformator 751, en liketrøm-likestrøm-omformer 752, en likeretter 755, en telemetridriver 756 og en styringsenhet 758. I eksemplet i fig. 7 kan strømkretsen 750 inkludere forskjellige komponenter slik som dioder (D), Zener-dioder (Z), kondensatorer (C), viklinger (W), motstand (R) osv.

[0097] Som indikert, kan kretssystemet 750 drive i feks. Status N, Status GF1 eller Status GF2 med hensyn til stjernekoblingspunktet. For Status N opptrer en primær vikling (Wl) i den doble transformatoren 751 for å redusere detrimental virkning av normal balanse på stjernekoblingspunktet og lar et likestrømssignal gå frem til likestrøm-likestrøm-omformeren 752. Likestrøm-likestrøm-omformeren 752 kan omforme likestrømsignalet og gi ett eller flere omformede likstrømssignaler til telemetridriveren 756, styringsenheten 758 og den ene eller flere av sensorer 760.

[0098] I eksemplet i fig. 7, for tilstand GF1 eller tilstand GF2 der det finnes unormal ubalanse på stjernekoblingspunktet (feks. pga. en jordfeil), opptrer viklingen (Wl) til den doble transformatoren 751 for å redusere detrimental innvirkning av den unormale ubalansen på stjernekoblingspunktet og viklingen (Wl) til transformatoren 751 og samarbeider videre med en første sekundære viklingen (W2) av transformatoren 751 for å la likeretteren 755 levere et egnet likestrømssignal. Som vist, er et positivt likestrømsuttakspunkt i likeretteren 755 elektrisk koblet til likestrøm-likestrøm-omformeren 752. På en slik måte, når det finnes en jordfeil, kan ubalansespenningen av vekselstrøm på stjernekoblingspunktet bli trappet ned via viklingene (Wl, W2) til den doble transformatoren 751 og deretter likerettet via likeretteren 755 for å forsyne et egnet likestrømsignal til likestrøm-likestrøm-omformeren 752 som kan forsyne ett eller flere likestrømsignaler til telemetridriveren 756, styringsenheten 758 og den ene eller flere sensorene 760. Som et alternativ, kan likeretteren 755 (feks. alternativt med forbundet strømkrets) gi et likestrømsignal eller -signaler egnet til å gi strøm til telemetridriveren 756, styringsenheten 758 eller den ene eller flere av sensorene 760 (feks. uten å stole på likestrøm-likestrøm-omformeren 752).

[0099] Når det gjelder telemetri, inkluderer telemetridriveren 756 en elektrisk kopling til en andre, sekundær vikling (W3) i den doble transformatoren 751. I eksemplet i fig. 7 gir viklingene (W1,W3) i transformatoren 751 en enveis- eller toveis-dataoverføring. Merk at viklingen Wl er elektrisk koblet til stjernekoblingspunktet. Avsøkt informasjon (feks. data) fra den ene eller flere av sensorene 760 kan bli oppnådd av styringsenheten 758 og kryptert ved å bruke et kypteringskretssystem. Den krypterte informasjon kan bli levert til telemetridriveren 756 der modulasjonskretssystemet gir signalmodulasjon for å bringe den krypterte informasjon for overføring til transformatoren 751 (feks. via vikling W3) og til stjernekoblingspunktet i en elektrisk motor. Som et eksempel, kan telemetridriveren 756 alternativt eller i tillegg motta informasjon fra stjernekoblingspunktet via transformatoren 751 (feks. via vikling Wl til W3). Der slik informasjon blir modulert, kryptert, eller modulert og kryptert, kan kretssystemet 750 gi demodulasjon, dekryptering. eller demodulasjon og dekryptering.

[00100] Når det gjelder telemetridriveren 756, som et eksempel, kan den overføre informasjon til transformatoren 751 og deretter til et stjernekoblingspunkt på en elektrisk motor på én eller flere frekvenser (feks. omtrent 10 kHz til omtrent 15 kHz) høyere enn en strømforsyningsfrekvens for strøm forsynt til den elektriske motoren (feks. mindre enn omtrent 100 Hz). Som et eksempel, kan overførte datasignal er bli modulert ved bruk av flerkanal frekvensskiftkoding (FSK), ortogonal frekvensdelt multipleksing (OFDM) eller faseomtasting (PSK).

[00101] Fig. 8 viser et eksempel på et system 800 som inkluderer en strømkabel 811, en motor 815, et stjernekoblingspunkt 825, kommunikasjonskrets 830, en strupeventil; 840, en strupeventil 845, en VSD-enhet og/eller brytertavle (SB) 872, og en 3-fase opptransformator 874. Fig. 8 viser også et alternativt arrangement 841, feks., med en enkelfasestrupeventil som kan koble til et stjernekoblingspunkt i transformatoren 874. Forskjellige komponenter i systemet 800 kan være egnet til bruk i systemet 400 i fig. 4 (se også feks. VSD-enheten 370 av ESP-systemet 300 i fig. 3).

[00102] I eksemplet i fig. 8 kan data overført via stjernekoblingspunktet 825 i motoren 815 bli ført av strømkabelen 811. For å skaffe redundans kan feks. strupeventilen 840 inkludere elektriske koblinger til hver av lederne i 3-fasestrømmen. Slik redundans kan la strupeventilen 840 motta modulerte datasignaler skaffet til stjernekoblingspunktet 825, feks., uavhengig av tilstanden til hver av de individuelle lederne som elektrisk kopler til stjernekoblingspunktet 825 (feks. forutsatt minst én leder uten feil). I eksemplet i fig. 8 kan stjernekoblingspunktet 825 motta modulerte datasignaler via et kretssystem slik som feks. kretssystemet 550, kretssystemet 650 eller kretssystemet 750 (se også kretssystemet 450 i fig. 4).

[00103] Som vist, inkluderer strupeventilen 840 en elektrisk kobling til kommunikasjonskretssystemet 830. Kommunikasjonskretsen 830 kan motta modulerte signaler fra strupen 840 og gi omforming av slike signaler fra analog til digital, gi demodulasjon av slike signaler, gi dekoding av slike signaler eller en hvilken som helst kombinasjon derav. Kommunikasjonskretssystemet 830 kan inkludere databehandlingskretssystem, feks., for videre å behandle data avledet fra signaler sendt via strupeventilen 840. Slik videre behandling kan inkludere formattering, analysering osv. Når det gjelder formattering, kan databehandlingskretssystemet gi formattering av data i henhold til én eller flere protokoller for dataoverføring (feks. Internett, eierbeskyttet osv.)

[00104] Fig. 1 og 3 viser noen eksempler på data som blir overført for analyse-, kontrollformål osv. Kommunikasjonskretsen 830 kan eventuelt være knyttet til utstyr vist i eksemplene i fig. 1 og 3. Kommunikasjonskretsen 830 kan feks. være knyttet til nettverket 155 i fig. 1 eller knyttet til nettverket 301 i fig. 3. Som et eksempel, kan en implementering av systemet 800 i fig. 8 være i et geologisk miljø slik som det geologiske miljøet 200 i fig. 2 (feks. for SAGD eller annen EOR-operasjon).

[00105] Som et eksempel kan kommunikasjonskretsen 830 inkludere en krets for digital signalbehandling (DSP). Som et eksempel kan kommunikasjonskretssystemet 830 gi behandling av signaler modulert ved bruk av flerkanal frekvensskiftkoding (FSK), ortogonal frekvensdelt multipleksing (OFDM) eller faseomtasting (PSK). For eksempel kan kommunikasjonskretsen 830 inkludere en krets for demodulering av signaler ved å bruke én eller flere av FSK, OFDM, PSK osv.

[00106] Som et eksempel kan kommunikasjonskretsen 830 eller en annen krets gi prøvetaking av hver faselinje i en 3-fasestrømkabel individuelt for det formål å ekstrahere data. Strupeventilen 840 kan feks. inkludere en multiplekser som er regulerbar av kommunikasjonskretssystemet 830 for å la kommunikasjonskretsen 830 velge individuelle linjer eller eventuelle kombinasjoner av hvilke som helst to linjer. På en slik måte kan kommunikasjonskretsen 830, hvis det skjer en jordfeil, velge den beste individuelle linjen eller kombinasjon av linjer i et forsøk på å forbedre ytelse (feks. demodul ering, dekoding osv.).

[00107] Som et eksempel kan brønnhullutstyr gi overføring av et testsignal som eventuelt kan bli modulert, kryptert osv. I et slikt eksempel kan kommunikasjonskretssystemet 830 regulere en multiplekser for å teste kvaliteten av testsignalet på hver linje av en 3-fase strømkabel eller kombinasjoner av linjer i en 3-fase strømkabel (feks. der testsignalet og informasjonen transportert deri er kjent). Basert på kvaliteten (feks. per én eller flere kvalitetskontrollmetrikker), kan kommunikasjonskretsen 830 regulere multiplekseren til å motta signaler via én eller flere linjer i 3-fase strømkabelen. Som et eksempel, kan en slik test eventuelt skaffe informasjon relevant til strømkvalitet, overføringskvalitet osv. for å skaffe likestrøm til ett eller flere brønnhullutstyr (feks. én eller flere brønnhullutstyr (feks. én eller flere sensorer osv.). Som et eksempel, kan slik informasjon bli skaffet for fastsettinger m.h.t. tilstand (se feks. Status N, Status GF1 og Status GF2 i fig. 4, 5, 6 og 7).

[00108] Fig. 9 viser et eksempel på dataoverføring fra brønnhull til overflate og et eksempel på dataoverføring fra overflate til brønnhull. I eksemplet på dataoverføring fra brønnhull til overflate, blir et strømsignal 910 skaffet 962 via en strømkabel til å gi strøm til brønnhullutstyr og et datasignal 920 er kombinert 964 med et bærersignal 930 for å gi et modulert signal 940. Det modulerte signalet 940 er skaffet 966 til strømkabelen. På et sted på overflaten blir det modulerte signalet 940 ekstrahert fra strømkabelen og demodulert 968 for å gi datasignalet 920. Avhengig av tilstanden til strømkabelen og utstyret koblet til den, samt omgivelsesforhold, blir kvaliteten av datasignalet 920 på overflatestedet litt forringet. En modulasjonsteknikk kan opprettholde integritet av datasignalet 920 når overføring er utsatt for slike forhold. Videre kan kryptering bli implementert for å videre opprettholde dataintegritet når overføring er utsatt for slike forhold.

[00109] I eksemplet på dataoverføring fra overflate til brønnhull, blir et strømsignal 910 skaffet 962 via en strømkabel til å gi strøm til brønnhullutstyr og et datasignal 920 er kombinert 984 med et bærersignal 930 for å gi et modulert signal 940. Det modulerte signalet 940 er skaffet 986 til strømkabelen. På et sted i brønnhullet blir det modulerte signalet 940 ekstrahert fra strømkabelen og demodulert 988 for å gi datasignalet 920. Avhengig av tilstanden til strømkabelen og utstyret koplet til den, samt omgivelsesforhold, blir kvaliteten av datasignalet 920 på stedet i brønnhullet litt forringet. En modulasjonsteknikk kan opprettholde integritet av datasignalet 920 når overføring er utsatt for slike forhold. Videre kan kryptering bli implementert for å videre opprettholde dataintegritet når overføring er utsatt for slike forhold.

[00110] I eksemplene i fig. 9 kan brønnhullutstyr og overflateutstyr inkludere kretssystem for modulasjon og demodulasjon samt kretssystem for kryptering og dekoding. Følgelig kan, avhengig av overflate- og brønnhullkretssystem, dataoverføring skje enveis eller toveis.

[00111] Som et eksempel kan et system inkludere: en transformator og en likeretter til å avlede likestrøm fra vekselstrøm på et stjernekoblingspunkt på en elektrisk motor, en sensor som inkluderer et sensorsignalutgang til å sende ut et sensorsignal, en telemetridriver som inkluderer en likestrøminngang til å motta den avledede likestrøm og en inngang til å motta sensorsignalet og en utgang til å mate ut et datasignal som representerer sensorsignalet (feks. basert minst delvis på den avledede likestrømmen) og krets til å levere datasignalet som representerer sensorsignalet til stjernekoblingspunktet av den elektriske motoren.

[00112] Som et eksempel, kan et system inkludere en styringsenhet som inkluderer et datainnsamlingkretssystem for å innhente et sensorsignal fra en sensorsignalutgang, der inndata fra en telemetridriver mottar sensorsignalet fra styringsenheten. I et slikt eksempel kan styringsenheten inkludere kodekrets for å kryptere sensorsignalet hvor sensorsignalet mottatt av telemetridriveren inkluderer et kryptert sensorsignal.

[00113] Som et eksempel kan et system inkludere en telemetridriver som inkluderer et bærersignalkretssystem for å generere et bærersignal, feks. der bærersignalkretsen inkluderer et kretssystem for å generere et bærersignal som har en høyere frekvens enn omtrent 10 kHz (feks. der en elektrisk motor driver ved å bruke 3-fase vekselstrøm som har en frekvens lavere enn omtrent 100 Hz).

[00114] Som et eksempel kan et system inkludere et kretssystem for å levere et datasignal som representerer et sensorsignal til et stjernekoblingspunkt på en elektrisk motor via en transformator og en kondensator. En slik kondensator kan være en kondensator plassert mellom telemetridriveren og stjernekoblingspunktet.

[00115] Som et eksempel, kan et system inkludere en likestrøm-likestrøm-omformer elektrisk koblet til et stjernekoblingspunkt på en elektrisk motor. Som et eksempel, kan en likestrøm-likestrøm-omformer være koblet til en likeretter (feks. som likeretter vekselstrøm til likestrøm).

[00116] Som et eksempel kan et system inkludere to eller flere transformatorer hvor feks. et kretssystem til å levere et datasignal som representerer et sensorsignal til et stjernekoblingspunkt på en elektrisk motor inkluderer en vikling i én av transformatoren. Som et eksempel kan et system inkludere en dobbel transformator hvor feks. et kretssystem til å levere et datasignal som representerer et sensorsignal til et stjernekoblingspunkt på en elektrisk motor inkluderer en vikling i den doble transformatoren.

[00117] Når det gjelder en strømkabel, kan et system inkludere en strømkabel med tre ledere, feks. elektrisk koblet til eller som kan kobles til en elektrisk motor og, og derved, til et stjernekoblingspunkt på den elektriske motoren. Som et eksempel, kan én eller to av lederne inkludere en strømlekkasjebane til jord. Som et eksempel, kan en strømkabel inkludere isolasjonskade som skaper en strømlekkasjebane for én eller to av lederne.

[00118] Som et eksempel kan et system inkludere: en elektrisk undervannspumpe som inkluderer en elektrisk motor, en sensor og en transformator som inkluderer tre ledere, hver av de tre lederne elektrisk koblet til den elektriske motoren, en telemetridriver forsynt med likestrøm som inkluderer minst én elektrisk kobling til strømkabelen, en sensor og en transformator som inkluderer to motgående viklinger hvor én av viklingene sender gjennom likestrøm fra stjernekoblingspunktet for å forsyne den elektriske telemetridriveren med strøm og den andre av vindingene trapper ned vekselstrømmen fra stjernekoblingspunktet for omdanning til likestrøm for å gi strøm til telemetridriveren. Et slikt system kan også inkludere en likestrøm-likestrøm-omformer for å motta likestrøm sendt gjennom én av viklingene og å motta likestrøm omdannet fra den nedtrappede vekselstrømmen. Som et eksempel, kan en telemetridriver som inkluder minst én elektrisk kobling til en strømkabel, inkludere en elektrisk kobling etablert av en omformer (feks. vikling til vikling-kobling).

[00119] Fig. 10 viser et eksempel på en metode 1000. Som vist, inkluderer metoden 1000 å motta et vekselstrømsignal på et stjernekoblingspunkt på en motor 1010, avlede likestrøm fra signalet ved bruk av en transformator og en likeretter 1020, forsyne strøm til et kretssystem ved bruk av likestrømmen 1030, og å bruke et datasignal på stjernekoblingspunktet ved bruk av kretssystemet 1040.

[00120] Som et eksempel, kan en metode inkludere: å motta et vekselstrømsignal på et stjernekoblingspunkt av en elektrisk motor, avlede likestrøm fra vekselstrømsignal et ved bruk av en transformator, forsyne kretssystemet med strøm ved bruk av den avledede likestrømmen, og å anvende et datasignal på stjernekoblingspunktet ved bruk av kretssystemet. I en slik metode kan å gi strøm til kretssystemet kan inkludere å gi strøm til én eller flere sensorer og å strøm sette en telemetridriver, hvor å gi strøm til den ene eller flere sensorene inkluderer å mate ut et sensorsignal, og hvor å gi strøm til en telemetridriver inkluderer å generere datasignalet basert på minst delvis sensorsignalet. Anvendelse av et datasignal på stjernekoblingspunktet kan feks. inkludere overføring av datasignalet fra én vikling av en transformator til en annen vikling av transformatoren. En transformator kan feks. være en dobbel transformator eller en annen transformator.

[00121] Metoder beskrevet her kan inkludere tilknyttede datamaskinlesbare media (CRM)-blokker. Slike blokker kan inkludere instruksjoner egnet for kjøring av én eller flere prosessorer (eller kjerner) for å instruere et datautstyr eller -system til å utføre én eller flere handlinger. Et datamaskinlesbart medium kan feks. være et datamaskinlesbart lagringsmedium slik som feks. et minnelagringsutstyr.

[00122] I henhold til en utførelse kan ett eller flere datamaskinlesbare lagringsmedier inkludere datamaskinlesbare instruksjoner for å instruere et datamaskinsystem om å mate ut informasjon for styring av en prosess. Slike instruksjoner kan feks. gi utdata til en registreringsprosess, en injeksjonsprosess, boreprosess, en ekstraksjonsprosess osv.

[00123] Fig. 11 viser komponenter i et datasystem 1100 og et nettverkssystem 1110. Systemet 1100 inkluderer én eller flere prosessorer 1102, minne og/eller lagringskomponenter 1104, ett eller flere inndata- og/eller utdatautstyr 1106 og en databuss 1108. I henhold en utforming, kan instruksjoner lagres i ett eller flere datamaskinlesbare medier (feks. minne og/eller lagringskomponenter 1104). Slike instruksjoner kan leses av én eller flere prosessorer (feks. prosessor(er) 1102) via en kommunikasjonsbuss (feks. bussen 1108) som kan være kablet eller trådløs. Den ene eller flere prosessoren kan utføre slike instruksjoner for å implementere (helt eller delvis) ett eller flere attributter (feks. som del av en metode). En bruker kan se utdata fra og samhandle med en prosess via et inn/ut-utstyr (feks. utstyret 1106). I henhold til en utforming kan et datamaskinlesbart medium være en lagringskomponent slik som et fysisk minnelagringsutstyr, feks. en chip, en chip på en pakke, et minnekort osv.

[00124] I henhold til en utførelse, kan komponenter bli distribuert slik som i nettverksystemet 1110. Nettverksystemet 1410 inkluderer komponenter 1122-1, 1122-2, 1122-3... 1122-N. Komponent 1122-1 kan feks. inkludere prosessoren(e) 1402, mens komponenten(e) 1122-3 kan inkludere minne tilgjengelig med prosessoren(e) 1102. Videre kan komponenten(e) 1102-2 inkludere et inn/ut-utstyr for display og eventuell interaksjon med en metode. Nettverket kan være eller inkludere Internett, et intranett, et mobiltelefonnettverk, et satellittnettverk osv.

Konklusjon

[00125] Selv om bare noen få eksempler har blitt beskrevet i detalj ovenfor, vil de med ferdigheter i faget lett forstå at mange modifikasjoner av eksemplene er mulig. Alle slike modifikasjoner er følgelig ment inkludert i omfanget av denne offentliggjøringen som definert i de følgende kravene. I kravene er middel-pluss-funksj on ment å dekke strukturene beskrevet i dette dokumentet som utførende den nevnte funksjonen og ikke bare strukturelle ekvivalenter, men også ekvivalente strukturer. Selv om en spiker og en skrue kanskje ikke er strukturelt likeverdige i det en spiker bruker en sylindrisk overflate til å feste tredeler sammen, mens en skrue bruker en helisk overflate, kan en spiker og en skrue, i sammenheng med feste av trestykker til hverandre, være likeverdige strukturer. Det er søkerens uttrykkelige hensikt ikke å påkalle 35 U.S.C. § 112, avsnitt 6 for noen begrensninger av noen av kravene i dette dokumentet, bortsett fra der hvor kravene uttrykkelig bruker ordene "midler til" sammen med en tilknyttet funksjon.

Claims

1. Systemomfattende: en transformator og en likeretter for å avlede likestrøm fra vekselstrøm ved et stjernekoblingspunkt i en elektrisk motor; en sensor som omfatter en sensorsignalutgang for å sende ut et sensorsignal; en telemetridriver som omfatter en likestrøminngang for å motta den avledede likestrømmen, en inngang for å motta sensorsignalet og en utgang for utmating, minst delvis basert på den avledede likestrømmen, et datasignal som representerer sensorsignalet, og kretssystem til å levere datasignalet som representerer sensorsignalet til stjernekoblingspunktet i den elektriske motoren.

2. Systemet i krav 1 videre omfattende en styringsenhet som omfatter et datainnsamlingskretssystem for å innhenting av sensorsignalet fra sensorsignalutgangen og hvor inngangen til telemetridriveren mottar sensorsignalet fra styringsenheten.

3. Systemet i krav 2 hvor styringsenheten omfatter kodingskretser for koding av sensorsignalet og hvor sensorsignalet mottatt av telemetridriveren omfatter et kodet sensorsignal.

4. Systemet i krav 1 hvori telemetridriveren omfatter et bærersignalkretssystem for å generere et bærersignal, hvor bærersignalkretsene omfattet en kretser til å generere et bærersignal som omfatter en høyere frekvens enn en driftsfrekvens for den elektriske motoren.

5. Systemet i krav 1 hvor kretssystemet til å levere datasignalet som representerer sensorsignalet til stjernekoblingspunktet i den elektriske motoren omfatter en transformator.

6. Systemet i krav 1 hvori kretssystemet til å levere datasignalet som representerer sensorsignalet til stjernekoblingspunktet i den elektriske motoren omfatter en kondensator plassert mellom telemetridriveren og stjernekoblingspunktet.

7. Systemet i krav 1 videre omfattende en likestrøm-likestrøm-omformer elektrisk tilkoblet stjernekoblingspunktet på den elektriske motoren.

8. Systemet i krav 1 videre omfattende en likestrøm-likestrøm-omformer elektrisk koblet til likeretteren.

9. Systemet i krav 1 videre omfattende en annen transformator hvor kretssystemet til å levere datasignalet som representerer sensorsignalet til stjernekoblingspunktet i den elektriske motoren omfatter en vikling av den andre transformatoren.

10. Systemet i krav 1 hvor transformatoren omfatter en dobbel transformator og hvor kretssystemet til å levere datasignalet som representerer sensorsignalet til stjernekoblingspunktet i den elektriske motoren omfatter en vikling av den doble transformatoren.

11. Systemet i krav 1 videre omfattende en strømkabel som omfatter tre ledere elektrisk tilkoblet den elektriske motoren og stjernekoblingspunktet på den elektriske motoren.

12. Systemet i krav 1 videre omfattende kretser for selektivt å anvende transformatoren og likeretteren til å avlede likestrøm fra vekselstrøm ved stjernekoblingspunktet på den elektriske motoren.

13. Systemet i krav 12 hvor kretssystemet omfatter et kretssystem for detektering av en jordfeil og selektivt å bruke transformatoren og likeretteren responderende til deteksjon av en jordfeil.

14. Metode omfattende: å motta et vekselstrømsignal ved et stjernekoblingspunkt i en elektrisk motor; å avlede likestrøm fra vekselstrømsignalet ved bruk av en transformator og en likeretter; å gi strøm til kretssystemet ved bruk av den avledede likestrømmen; og å anvende et datasignal på stjernekoblingspunktet ved bruk av kretssystemet.

15. Metoden i krav 14 hvor levering av strøm til kretssystemet omfatter å levere strøm til én eller flere sensorer og å levere strøm til en telemetridriver, hvor å forsyne strøm til den ene eller flere sensorene omfatter å mate ut et sensorsignal og hvor å levere strøm til en telemetridriver omfatter å generere datasignalet basert minst delvis på sensorsignalet.

16. Metoden i krav 14 hvor å anvende et datasignal på stjernekoblingspunktet omfatter overføring av datasignalet fra én vikling av en transformator til en annen vikling av transformatoren.

17. Metoden i krav 14 videre omfattende automatisk avledning av likestrømmen fra vekselstrømsignalet ved bruk av transformatoren og likeretteren responderende på mottak av vekselstrømsignal et ved et stjernekoblingspunkt på en elektrisk motor.

18. System omfattende: en nedsenkbar elektrisk pumpe som omfatter en elektrisk motor med et stj ernekoblingspunkt; en strømkabel som omfatter tre ledere, hver av de tre lederne elektrisk koblet til den elektriske motoren; en telemetridriver forsynt med likestrøm som omfatter minst én elektrisk kobling til strømkabelen; en sensor; og en transformator som omfatter to motstående viklinger hvor én av viklingene sender likestrøm fra stjernekoblingspunktet for å gi strøm til telemetridriveren og den andre av viklingene gir nedtrappet vekselstrøm fra stjernekoblingspunktet for omforming til likestrøm for å gi strøm til telemetridriveren.

19. Systemet i krav 18 videre omfattende en likestrøm-likestrøm-omformer for å motta likestrøm sendt gjennom den ene av viklingene og å motta likestrøm konvertert fra den nedtrappede vekselstrømmen.

20. Systemet i krav 18 videre omfattende et kretssystem til, responderende på deteksjon av en jordfeil, automatisk å omforme den nedtrappede vekselstrømmen til likestrøm for å gi strøm til telemetridriveren.

21. System omfattende: et kretssystem til å fastsette én eller flere strømsignalegenskaper ved et stjernekoblingspunkt i en elektrisk motor i en nedsenkbar elektrisk pumpe; et kretssystem responderende på den fastsatte ene eller flere strømsignalegenskapene for automatisk å levere likestrøm fra stjernekoblingspunktet eller for automatisk å avlede likestrøm fra vekselstrøm fra stjernekoblingspunktet.

22. Systemet i krav 21 hvor kretssystemet som responderer på deteksjon av en jordfeil omfatter et kretssystem til å automatisk levere likestrøm fra stjernekoblingspunktet og til å automatisk avlede likestrøm fra vekselstrøm fra stjernekoblingspunktet.