Система передачи телеметрической информации
Полезная модель относится к исследованиям скважин и может быть использована для передачи телеметрической информации, в частности, параметров среды и параметров двигателя погружного насоса при добыче нефти.
Система передачи телеметрической информации содержит трехфазный дроссель, кабель подачи питания, подземное передающее устройство, включенное между нулем «звезды» электродвигателя и его заземленным корпусом, и наземное приемное устройство, включенное между нулем «звезды» трехфазного дросселя и его заземленным корпусом. Подземное передающее устройство запитано от источника постоянного напряжения наземного приемного устройства через цепи питания электродвигателя и передает обработанные сигналы с датчиков в виде последовательного цифрового кода к наземному устройству током, с частотой ниже или выше частоты канала питания. Приемное устройство при этом содержит источник питания, подключенный к нулю «звезды» трехфазного дросселя через резистор, и к заземленному корпусу; а также устройство приема и обработки информации, включенное между нулем «звезды» трехфазного дросселя и заземленным корпусом.
Полезная модель относится к исследованиям скважин и может быть использована для передачи телеметрической информации, в частности, параметров среды и параметров двигателя погружного насоса при добыче нефти. Известна 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.
К недостаткам данной схемы можно отнести то, что устройство передает сигналы током с частотой, значительно превышающей частоту канала питания. Кроме того, устройство не исключает влияния помех в цепи питания на точность измерения.
Ближайшим аналогом по технической сущности является «Система передачи телеметрической информации» (патент РФ на изобретение №2230187, 2004 г.), состоящая из подземного передающего устройства и наземного приемного устройства, состоящего из источника питания, устройства приема и обработки информации, электронного ключа и двух резисторов, которое подключено между нулем «звезды» вторичных обмоток трехфазного трансформатора и его заземленным корпусом. Подземное передающее устройство, состоящее из стабилизатора напряжения, устройства сбора и передачи информации, датчиков, электронного ключа и двух резисторов, подключено между нулем «звезды» обмоток электродвигателя и его заземленным корпусом, а обмотки электродвигателя подключены к обмоткам трехфазного трансформатора через кабель питания.
Однако данная система характеризуется сложностью схемы за счет реализации передачи команд к подземному устройству, а также реализована с использованием трехфазного трансформатора, что способствует ее удорожанию и не всегда оправдано для специальных задач, например, только для получения информации от геофизических приборов, установленных в скважине.
Целью заявляемого технического решения является упрощение схемы системы передачи телеметрической информации.
Указанная цель достигается тем, что система передачи телеметрической информации содержит трехфазный дроссель, кабель подачи питания, подземное передающее устройство, включенное между нулем «звезды» электродвигателя и его заземленным корпусом, и наземное приемное устройство, включенное между нулем «звезды» трехфазного дросселя и его заземленным корпусом. Подземное передающее устройство запитано от источника постоянного напряжения наземного приемного устройства через цепи питания электродвигателя и передает обработанные сигналы с датчиков в виде последовательного цифрового кода к наземному устройству током, с частотой ниже или выше частоты канала питания. Приемное устройство при этом содержит источник питания, подключенный к нулю «звезды» трехфазного дросселя через резистор, и к заземленному корпусу; а также устройство приема и обработки информации, включенное между нулем «звезды» трехфазного дросселя и заземленным корпусом.
Система передачи телеметрической информации проиллюстрирована на Фиг.1. 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 8 управляется устройством сбора и передачи информации 6. Питание датчиков и устройства сбора и передачи информации осуществляется через стабилизатор напряжения 4.
Приемное устройство включено между нулем «звезды» трехфазного дросселя 10, и его заземленным корпусом и состоит из источника питания 11, подключенного к нулю «звезды» трехфазного дросселя, через резистор 12 и к заземленному корпусу; устройства приема и обработки информации 13, вход которого подключен к нулю «звезды» трехфазного дросселя; Обмотки электродвигателя подключены к обмоткам трехфазного дросселя через кабель 14. Корпус электродвигателя соединен с корпусом трехфазного дросселя посредством металлической конструкции.
Схема передачи телеметрической информации работает следующим образом. При включении приемного устройства 2 от источника питания 11 подается постоянное напряжение к цепи: резистор 12, трехфазный дроссель 10, кабель 14, 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 трехфазного дросселя 10, кабеля 14 и обмоток электродвигателя 3 мало и ими можно пренебречь. Стабилизатор напряжения 4 формирует необходимое питание и опорное напряжение 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, за шунтированный резистор 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 13, которое преобразует последовательный цифровой код, принимаемый от передающего устройства, и использует его по назначению.
При такой схеме включения, не требуется дополнительный кабель для передачи телеметрической информации, передающее устройство запитывается от источника постоянного напряжения приемного устройства через цепь: трехфазный дроссель, 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. Более того, при подборе определенным образом параметров трехфазного дросселя, будет осуществляться подавление помех, возникающих от напряжения питания электродвигателя.
Система передачи телеметрической информации, состоящая из наземного приемного устройства, включающего источник питания, соединенный с резистором и устройством приема и обработки информации, и подземного передающего устройства, подключенного между нулем «звезды» обмоток электродвигателя и его заземленным корпусом и включающего стабилизатор напряжения, два резистора, датчики и устройство сбора и передачи информации, управляющее электронным ключом, при этом к нулю «звезды» обмоток электродвигателя подключены устройство сбора и передачи информации, через первый резистор - стабилизатор напряжения, а через второй резистор - электронный ключ, стабилизатор напряжения и электронный ключ подключены также к заземленному корпусу электродвигателя, отличающаяся тем, что наземное приемное устройство подключено между нулем «звезды» трехфазного дросселя и его заземленным корпусом, при этом к «нулю» звезды трехфазного дросселя подключены устройство приема и обработки информации, а через резистор - источник питания, подключенные также к его заземленному корпусу, причем обмотки электродвигателя подключены к обмоткам трехфазного дросселя.
