RU2230187C2 - Telemetric information transfer system - Google Patents
Telemetric information transfer system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2230187C2 RU2230187C2 RU2001129656/03A RU2001129656A RU2230187C2 RU 2230187 C2 RU2230187 C2 RU 2230187C2 RU 2001129656/03 A RU2001129656/03 A RU 2001129656/03A RU 2001129656 A RU2001129656 A RU 2001129656A RU 2230187 C2 RU2230187 C2 RU 2230187C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- resistor
- information
- electronic key
- zero
- windings
- Prior art date
Links
Landscapes
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к исследованиям скважин и может быть использовано для передачи телеметрической информации, в частности параметров среды и параметров двигателя при добыче нефти.The invention relates to well research and can be used to transmit telemetric information, in particular environmental parameters and engine parameters during oil production.
Известно устройство для телеизмерения скважинных параметров (а.с. №968362, Е 21 В 47/12, 1982), содержащее приемный блок, передающий блок с включенным в рассечку одного из проводов токопровода коммутирующим узлом, имеющим тиристор с конденсаторов в цепи управления и ключ, преобразователь аналог-код, второй ключ, две пары последовательно соединенных диодов и второй тиристор, включенный встречно-параллельно первому тиристору, причем вход тактовой синхронизации преобразователя подключен параллельно первому тиристору, первый выход преобразователя - через ключ, а второй - через второй ключ и одну пару диодов соединены с управляющим электродом первого тиристора, другая пара диодов включена между катодом и управляющим электродом второго тиристора, конденсатор подключен к точкам соединения диодов каждой пары.A device is known for telemetry of borehole parameters (a.s. No. 968362, E 21 B 47/12, 1982), comprising a receiving unit, a transmitting unit with a switching unit included in the dissection of one of the conductors wires, having a thyristor with capacitors in the control circuit and a key , an analog-to-code converter, a second key, two pairs of series-connected diodes and a second thyristor connected in parallel with the first thyristor, the clock synchronization input of the converter being connected in parallel with the first thyristor, the first output of the converter - through the key, and the second through the second key and one pair of diodes are connected to the control electrode of the first thyristor, another pair of diodes is connected between the cathode and the control electrode of the second thyristor, the capacitor is connected to the connection points of the diodes of each pair.
Недостатком известного устройства является то, что для его подключения требуется разрыв одного провода, питающего трехфазный электродвигатель, а также невозможность работы устройства при отсутствии питания электродвигателя.A disadvantage of the known device is that its connection requires a break in one wire supplying a three-phase electric motor, as well as the inability to operate the device in the absence of power to the electric motor.
Наиболее близким по технической сущности является система передачи телеметрической информации (Грачев Ю.В., Варламов В.П., Автоматический контроль в скважинах при бурении и эксплуатации, Москва, “Недра”, 1968, с. 22-36, рис.10г, 11д), состоящая из подземного передающего устройства и наземного приемного устройства, которое подключено между нулем “звезды” вторичных обмоток трехфазного трансформатора и его заземленным корпусом, при этом подземное передающее устройство подключено между нулем “звезды” обмоток электродвигателя и его заземленным корпусом, а обмотки электродвигателя подключены к обмоткам трехфазного трансформатора через кабель для подачи питания.The closest in technical essence is the telemetry information transmission system (Grachev Yu.V., Varlamov V.P., Automatic control in wells during drilling and operation, Moscow, “Nedra”, 1968, pp. 22-36, Fig. 10g, 11d), consisting of an underground transmitting device and a ground receiving device that is connected between the zero of the “star” of the secondary windings of the three-phase transformer and its grounded housing, while the underground transmitting device is connected between the zero of the “star” of the motor windings and its grounded orpusom and motor windings are connected to the windings of the three-phase transformer via a cable to the power supply.
Однако данная схема налагает ограничения на частоту измерительных сигналов и реализует передачу сигналов током с частотой, значительно превышающей частоту канала питания. Кроме того, указанное устройство не позволяет исключить влияние помех в цепи питания на точность измерения и не предусматривает возможность передачи по кабелю команд от наземного приемного устройства к передающему подземному устройству.However, this circuit imposes restrictions on the frequency of the measuring signals and implements the transmission of signals by current with a frequency significantly exceeding the frequency of the power channel. In addition, this device does not allow to exclude the influence of interference in the power supply circuit on the measurement accuracy and does not provide for the possibility of transmitting cable commands from the ground receiving device to the transmitting underground device.
Целью изобретения 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. Кроме того, целью изобретения является организация канала связи от наземного приемного устройства к подземному передающему устройству.The aim of the invention is to improve the accuracy of readings, expanding the frequency range, the implementation of signal transmission as current with a frequency significantly higher than the frequency of the power channel, and with a frequency below the frequency of the power channel. In addition, the aim of the invention is the organization of a communication channel from a ground receiving device to an underground transmitting device.
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. Точность измерительного сигнала обеспечивается тем, что обработка аналоговых сигналов с датчиков происходит непосредственно в подземном передающем устройстве, а передача к приемному устройству идет в виде последовательного цифрового кода.For this, the underground transmitting device is powered from a constant voltage source of the ground receiving device through the power supply circuit of the electric motor and transmits a serial digital code to the ground device with a current with a frequency lower or higher than the frequency of the power channel. The accuracy of the measuring signal is ensured by the fact that the processing of analog signals from sensors occurs directly in the underground transmitting device, and transmission to the receiving device is in the form of a serial digital code.
На чертеже представлена функциональная схема системы передачи телеметрической информации погружного насоса.The drawing shows a functional diagram of a system for transmitting telemetric information of a submersible pump.
Система состоит из подземного передающего устройства 1 и наземного приемного устройства 2. Передающее устройство включено между нулем “звезды” электродвигателя 3 и его заземленным корпусом и состоит из стабилизатора напряжения 4, включенного между нулем “звезды” электродвигателя, через резистор 5, и заземленным корпусом; устройства сбора и передачи информации 6 от датчиков 7, вход которого подключен к нулю “звезды” электродвигателя; электронного ключа 8, включенного между нулем “звезды” электродвигателя через резистор 9 и заземленным корпусом. Электронный ключ управляется устройством сбора и передачи информации. Питание датчиков и устройства сбора и передачи информации осуществляется от стабилизатора напряжения.The system consists of an underground transmitting device 1 and a ground receiving device 2. The transmitting device is connected between the zero of the star of the electric motor 3 and its grounded housing and consists of a voltage regulator 4 connected between the zero of the star of the electric motor through the resistor 5 and the grounded housing; devices for collecting and transmitting information 6 from sensors 7, the input of which is connected to zero “stars” of the electric motor; an electronic key 8 connected between the zero of the “star” of the electric motor through a resistor 9 and a grounded housing. The electronic key is controlled by a device for collecting and transmitting information. The sensors and the information collection and transmission device are powered by a voltage stabilizer.
Приемное устройство включено между нулем “звезды” вторичных обмоток трехфазного трансформатора 10, питающего электродвигатель, и его заземленным корпусом и состоит из источника питания 11, подключенного к нулю “звезды” вторичных обмоток трехфазного трансформатора через резистор 12 и к заземленному корпусу; устройства приема и обработки информации 13, вход которого подключен к нулю “звезды” трехфазного трансформатора; электронного ключа 14, включенного между нулем “звезды” трехфазного трансформатора через резистор 15 и заземленным корпусом. Электронный ключ управляется устройством приема и обработки информации. Обмотки электродвигателя подключены к вторичным обмоткам трехфазного трансформатора через кабель 16. Корпус электродвигателя соединен с корпусом трехфазного трансформатора посредством металлической конструкции.The receiving device is connected between the zero “stars” of the secondary windings of the three-phase transformer 10 supplying the electric motor and its grounded housing and consists of a power source 11 connected to zero the “stars” of the secondary windings of the three-phase transformer through the resistor 12 and to the grounded housing; information receiving and processing devices 13, the input of which is connected to zero “stars” of a three-phase transformer; an electronic switch 14 connected between the zero of the “star” of the three-phase transformer through the resistor 15 and the grounded housing. The electronic key is controlled by a device for receiving and processing information. The motor windings are connected to the secondary windings of the three-phase transformer via cable 16. The motor housing is connected to the three-phase transformer housing through a metal structure.
Система передачи телеметрической информации работает следующим образом. При включении приемного устройства 2 от источника питания 11 подается постоянное напряжение к цепи: резистор 12, вторичные обмотки трехфазного трансформатора 10, кабель 16, обмотки электродвигателя 3, резистор 5, стабилизатор напряжения 4, корпус. Таким образом, реализуется делитель напряжения между резистором 5, стабилизатором напряжения 4 и резистором 12, причем активное сопротивление вторичных обмоток трехфазного трансформатора 10, кабеля 16 и обмоток электродвигателя 3 мало и им можно пренебречь. Стабилизатор напряжения формирует необходимые питающие и опорные напряжения для работы устройства сбора и передачи информации и датчиков. Устройство сбора и передачи информации опрашивает датчики и преобразует их текущие показания в последовательный цифровой код, который поступает на электронный ключ 8. Синхронно с последовательным цифровым кодом электронный ключ 8 подключает резистор 9 параллельно цепи: резистор 5, стабилизатор напряжения 4. Таким образом, реализуется делитель напряжения между резистором 12 и общим сопротивлением цепи: резистор 5, стабилизатор напряжения, зашунтированные резистором 9.The telemetry information transmission system operates as follows. When the receiving device 2 is turned on from the power source 11, a constant voltage is supplied to the circuit: resistor 12, secondary windings of the three-phase transformer 10, cable 16, motor windings 3, resistor 5, voltage regulator 4, housing. Thus, a voltage divider is implemented between the resistor 5, the voltage stabilizer 4 and the resistor 12, and the active resistance of the secondary windings of the three-phase transformer 10, cable 16 and the motor windings 3 is small and can be neglected. The voltage stabilizer generates the necessary supply and reference voltages for the operation of the device for collecting and transmitting information and sensors. The device for collecting and transmitting information polls the sensors and converts their current readings into a serial digital code, which is transmitted to the electronic key 8. In synchronism with the serial digital code, the electronic key 8 connects the resistor 9 in parallel to the circuit: resistor 5, voltage regulator 4. Thus, a divider is implemented voltage between resistor 12 and the total resistance of the circuit: resistor 5, voltage stabilizer, shunted by resistor 9.
В результате этого в цепи между резистором 12 и резистором 5 формируются импульсы синхронно с последовательным цифровым кодом, передаваемым устройством сбора и передачи информации, которые поступают на вход устройства приема и обработки информации. Устройство приема и обработки информации преобразует последовательный цифровой код, принимаемый от передающего устройства, и использует его по назначению.As a result of this, pulses are generated in a circuit between the resistor 12 and the resistor 5 synchronously with a serial digital code transmitted by the information collection and transmission device, which are received at the input of the information reception and processing device. The device for receiving and processing information converts a serial digital code received from the transmitting device, and uses it for its intended purpose.
При необходимости, между посылами информации от передающего к приемному устройству можно подавать команды от приемного к передающему устройству.If necessary, between messages from the transmitter to the receiver, commands can be sent from the receiver to the transmitter.
В этом случае последовательный цифровой код необходимой команды поступает от устройства приема и обработки информации на электронный ключ 14, который синхронно с последовательным цифровым кодом подключает резистор 15 параллельно цепи: резистор 5, стабилизатор напряжения. Таким образом, реализуется делитель напряжения между резистором 12 и общим сопротивлением цепи: резистор 5 и стабилизатор напряжения, зашунтированные резистором 15.In this case, the serial digital code of the necessary command is received from the device for receiving and processing information on the electronic key 14, which synchronously with the serial digital code connects the resistor 15 in parallel with the circuit: resistor 5, voltage regulator. Thus, a voltage divider is implemented between the resistor 12 and the total resistance of the circuit: resistor 5 and a voltage regulator, shunted by resistor 15.
В результате этого в цепи между резистором 12 и резистором 5 формируются импульсы синхронно с последовательным цифровым кодом, передаваемым устройством приема и обработки информации, которые поступают на вход устройства сбора и передачи информации. Устройство сбора и передачи информации преобразует последовательный цифровой код, принимаемый от приемного устройства, и использует его по назначению.As a result of this, pulses are generated in a circuit between the resistor 12 and the resistor 5 synchronously with a serial digital code transmitted by the device for receiving and processing information, which are input to the device for collecting and transmitting information. The device for collecting and transmitting information converts a serial digital code received from the receiving device, and uses it for its intended purpose.
Таким образом, при такой схеме включения не требуется разрыва кабеля, а передающее устройство запитывается от источника постоянного напряжения приемного устройства через цепь: выходные обмотки трехфазного трансформатора, кабель, обмотки электродвигателя, и передает телеметрическую информацию по этой же цепи, а так как цепи питания электродвигателя гальванически развязаны от корпуса, система способна работать независимо от наличия переменного трехфазного напряжения на электродвигателе. Предлагаемая схема позволяет также организовать передачу команд от наземного приемного устройства к подземному передающему устройству.Thus, with such a switching circuit, a cable break is not required, and the transmitting device is powered from the DC voltage source of the receiving device through a circuit: output windings of a three-phase transformer, cable, motor windings, and transmits telemetry information through the same circuit, as well as the electric motor power supply galvanically isolated from the case, the system is able to work regardless of the presence of an alternating three-phase voltage on the electric motor. The proposed scheme also allows you to organize the transfer of commands from the ground receiving device to the underground transmitting device.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001129656/03A RU2230187C2 (en) | 2001-11-01 | 2001-11-01 | Telemetric information transfer system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001129656/03A RU2230187C2 (en) | 2001-11-01 | 2001-11-01 | Telemetric information transfer system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2001129656A RU2001129656A (en) | 2003-08-27 |
| RU2230187C2 true RU2230187C2 (en) | 2004-06-10 |
Family
ID=32845385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001129656/03A RU2230187C2 (en) | 2001-11-01 | 2001-11-01 | Telemetric information transfer system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2230187C2 (en) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7982633B2 (en) | 2004-07-05 | 2011-07-19 | Schlumberger Technology Corporation | Data communication and power supply system for downhole applications |
| RU2465456C2 (en) * | 2007-07-18 | 2012-10-27 | Бейкер Хьюз Инкорпорейтед | System and method to supply ac to downhole gauge |
| RU2488962C2 (en) * | 2009-02-23 | 2013-07-27 | Эйрбас Оператионс Гмбх | Method and apparatus for transmitting data and energy through network device |
| RU2509888C2 (en) * | 2012-06-13 | 2014-03-20 | Открытое акционерное общество "Ижевский радиозавод" | Monitoring method of inter-well parameters (versions), and oil recovery process control system |
| RU2571867C1 (en) * | 2014-11-06 | 2015-12-27 | Акционерное общество "Ижевский радиозавод" | Submersible module (versions) and power transmission system (electric energy) (versions) |
| EA024092B1 (en) * | 2013-04-15 | 2016-08-31 | Республиканское Унитарное Предприятие "Производственное Объединение "Белоруснефть" | Telemetric information transmission system |
| RU2606034C1 (en) * | 2013-02-02 | 2017-01-10 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Telemetering equipment for systems with multiphase electric motor |
| RU178244U1 (en) * | 2017-12-29 | 2018-03-28 | Дмитрий Валерьевич Хачатуров | Downhole measuring device of an electric submersible pump installation |
| RU180608U1 (en) * | 2018-03-12 | 2018-06-19 | Акционерное общество "Ижевский радиозавод" | SUBMERSIBLE UNIT |
| RU2673499C1 (en) * | 2015-07-17 | 2018-11-27 | Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк. | Sustainable to the earth fault well sensors electric power supply source |
| RU2684535C1 (en) * | 2018-04-24 | 2019-04-09 | Акционерное общество "Ижевский радиозавод" | Telemetric information transmission system and submerged module |
| RU2691245C1 (en) * | 2018-09-11 | 2019-06-11 | Дмитрий Валерьевич Хачатуров | Downhole measuring device cooling method |
| WO2020055375A1 (en) * | 2018-09-11 | 2020-03-19 | Дмитрий Валерьевич ХАЧАТУРОВ | Telemetry system and method for cooling same |
| RU2743910C1 (en) * | 2020-06-30 | 2021-03-01 | Дмитрий Велерьевич Хачатуров | Method for increasing the telemetry system operating resource |
| RU2784110C1 (en) * | 2022-03-23 | 2022-11-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт технических систем "Пилот" | Power supply device for additional downhole equipment |
-
2001
- 2001-11-01 RU RU2001129656/03A patent/RU2230187C2/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ГРАЧЕВ Ю.В., ВАРЛАМОВ В.П. Автоматический контроль в скважинах при бурении и эксплуатации. - М.: Недра, 1968, с. 22-36, 129-139. * |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7982633B2 (en) | 2004-07-05 | 2011-07-19 | Schlumberger Technology Corporation | Data communication and power supply system for downhole applications |
| RU2465456C2 (en) * | 2007-07-18 | 2012-10-27 | Бейкер Хьюз Инкорпорейтед | System and method to supply ac to downhole gauge |
| RU2488962C2 (en) * | 2009-02-23 | 2013-07-27 | Эйрбас Оператионс Гмбх | Method and apparatus for transmitting data and energy through network device |
| US9154325B2 (en) | 2009-02-23 | 2015-10-06 | Airbus Operations Gmbh | Apparatus and method for transferring data and energy via devices of a network |
| RU2509888C2 (en) * | 2012-06-13 | 2014-03-20 | Открытое акционерное общество "Ижевский радиозавод" | Monitoring method of inter-well parameters (versions), and oil recovery process control system |
| RU2606034C1 (en) * | 2013-02-02 | 2017-01-10 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Telemetering equipment for systems with multiphase electric motor |
| US9985690B2 (en) | 2013-02-02 | 2018-05-29 | Schlumberger Technology Corporation | Telemetry equipment for multiphase electric motor systems |
| EA024092B1 (en) * | 2013-04-15 | 2016-08-31 | Республиканское Унитарное Предприятие "Производственное Объединение "Белоруснефть" | Telemetric information transmission system |
| RU2571867C1 (en) * | 2014-11-06 | 2015-12-27 | Акционерное общество "Ижевский радиозавод" | Submersible module (versions) and power transmission system (electric energy) (versions) |
| RU2673499C1 (en) * | 2015-07-17 | 2018-11-27 | Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк. | Sustainable to the earth fault well sensors electric power supply source |
| RU178244U1 (en) * | 2017-12-29 | 2018-03-28 | Дмитрий Валерьевич Хачатуров | Downhole measuring device of an electric submersible pump installation |
| RU180608U1 (en) * | 2018-03-12 | 2018-06-19 | Акционерное общество "Ижевский радиозавод" | SUBMERSIBLE UNIT |
| RU2684535C1 (en) * | 2018-04-24 | 2019-04-09 | Акционерное общество "Ижевский радиозавод" | Telemetric information transmission system and submerged module |
| RU2691245C1 (en) * | 2018-09-11 | 2019-06-11 | Дмитрий Валерьевич Хачатуров | Downhole measuring device cooling method |
| WO2020055375A1 (en) * | 2018-09-11 | 2020-03-19 | Дмитрий Валерьевич ХАЧАТУРОВ | Telemetry system and method for cooling same |
| RU2743910C1 (en) * | 2020-06-30 | 2021-03-01 | Дмитрий Велерьевич Хачатуров | Method for increasing the telemetry system operating resource |
| RU2784110C1 (en) * | 2022-03-23 | 2022-11-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт технических систем "Пилот" | Power supply device for additional downhole equipment |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2230187C2 (en) | Telemetric information transfer system | |
| CN104303424B (en) | Data communication system | |
| US4788545A (en) | Parameter telemetering from the bottom of a deep borehole | |
| EP2102960B1 (en) | Power supply system for downhole network | |
| US4620189A (en) | Parameter telemetering from the bottom of a deep borehole | |
| GB2599283A (en) | Systems and methods for wireless power transmission in a well | |
| US7859427B2 (en) | Bidirectional, DC-isolated transmission channel | |
| EP2491660B1 (en) | System for communicating over a power cable | |
| EP0213768A2 (en) | On-line serial communication interfaces | |
| US4876539A (en) | Parameter telemetering from the bottom of a deep borehole | |
| RU178244U1 (en) | Downhole measuring device of an electric submersible pump installation | |
| DE60029432D1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR TRANSMITTING DATA WITH A UNDERGROUND INSTRUMENT | |
| JPH01502778A (en) | Traction force measurement device using a traction force meter | |
| JP3056500B2 (en) | Inductively coupled communication adapter device | |
| KR100786448B1 (en) | Two-wire power transmitting/receiving communication apparatus and method | |
| EP3640653B1 (en) | Observation circuit for observing an input impedance at a high frequency connector of a mobile device terminal and mobile device terminal comprising such an observation circuit and vehicle comprising the mobile device terminal | |
| US4583093A (en) | Telemetry driving circuit | |
| US20180371896A1 (en) | Fixed-wavelength fiber optic telemetry for casing collar locator signals | |
| RU67636U1 (en) | TELEMETRIC INFORMATION TRANSMISSION SYSTEM | |
| AU2003248157A1 (en) | Method and system for transmitting an information signal over a power cable | |
| CN111294267B (en) | Multi-machine data communication system based on 4-20mA current loop | |
| EP0136077A3 (en) | Telephone line interface circuit | |
| EA024092B1 (en) | Telemetric information transmission system | |
| CN201714377U (en) | Controllable signal emitter capable of being loaded with pseudorandom code | |
| RU2087706C1 (en) | System for transmission and reception of geophysical information |