RU2313817C2 - System for powering a well instrument - Google Patents
System for powering a well instrument Download PDFInfo
- Publication number
- RU2313817C2 RU2313817C2 RU2005123700/09A RU2005123700A RU2313817C2 RU 2313817 C2 RU2313817 C2 RU 2313817C2 RU 2005123700/09 A RU2005123700/09 A RU 2005123700/09A RU 2005123700 A RU2005123700 A RU 2005123700A RU 2313817 C2 RU2313817 C2 RU 2313817C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- voltage
- downhole tool
- cable
- Prior art date
Links
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 32
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 abstract description 7
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 abstract description 7
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
- Control Of Voltage And Current In General (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Предлагаемое изобретение относится к геофизике, а именно к системам энергоснабжения удаленных нагрузок, в частности к системам питания скважинных приборов, которые применяются при исследовании глубоких буровых скважин, например геологоразведочных или эксплуатационных, для добычи нефти, газа.The present invention relates to geophysics, and in particular to remote load energy supply systems, in particular to downhole power supply systems, which are used to study deep boreholes, for example exploration or production wells, for oil and gas production.
Предлагаемая система питания скважинного прибора может быть использована для снабжения электроэнергией как одного скважинного прибора, так и группы параллельно соединенных скважинных приборов, регламентируемым параметром питания которых является их входное напряжение. Ее можно также использовать и для других аналогичных удаленных нагрузок, соединенных с источником постоянного тока кабелем для электрокаротажа длиной до 9 км.The proposed power system of the downhole tool can be used to supply electricity to a single downhole tool or a group of parallel connected downhole tools, regulated by the power supply parameter of which is their input voltage. It can also be used for other similar remote loads connected to a direct current source with an electric logging cable up to 9 km long.
Уровень техникиState of the art
Как известно, вследствие большой протяженности кабеля, соединяющего скважинный прибор с источником питания, в системах питания скважинных приборов возникает проблема стабилизации напряжения на входе прибора, поскольку кабель имеет значительное электрическое сопротивление. Проблема стабилизации напряжения на входе прибора также связана с тем, что в системах питания используется кабель для электрокаротажа различной номенклатуры, имеющей разную величину сопротивления кабеля. Кроме того, сопротивление кабеля существенно зависит от его рабочей температуры или от температуры окружающей среды. Напряжение на входе скважинного прибора изменяется как при изменении сопротивления кабеля, так и при изменении мощности, потребляемой скважинным прибором.As you know, due to the large length of the cable connecting the downhole tool to the power source, in the power systems of downhole tools there is a problem of stabilizing the voltage at the input of the device, since the cable has a significant electrical resistance. The problem of stabilizing the voltage at the input of the device is also associated with the fact that power systems use a cable for electric logging of different nomenclature, which has a different value of cable resistance. In addition, the resistance of the cable depends significantly on its operating temperature or on the ambient temperature. The voltage at the input of the downhole tool changes both when the cable resistance changes, and when the power consumed by the downhole tool changes.
Известна система питания скважинного прибора (US Patent 5550411), содержащая регулируемый источник питания постоянного тока, который связан со скважинным прибором кабелем для электрокаротажа, два проводника которого электрически связаны каждый с одного конца с соответствующей входной клеммой скважинного прибора, а с другого - с соответствующей выходной клеммой источника питания постоянного тока, и устройство регулирования напряжения, электрически связанное с источником питания и со скважинным прибором.A known downhole tool power system (US Patent 5550411), comprising an adjustable DC power source that is connected to the downhole tool with an electric logging cable, two conductors of which are electrically connected at each end from one end to the corresponding input terminal of the downhole tool, and from the other to a corresponding output a DC power supply terminal, and a voltage control device electrically coupled to the power source and to the downhole tool.
В этой системе в качестве устройства регулирования напряжения использован шунтирующий регулятор напряжения, обеспечивающий стабилизацию напряжения на входе одной из частей скважинного прибора, который используется для визуального исследования скважины. Стабилизация напряжения обеспечивается только для электронной части прибора путем установки шунтирующего регулятора напряжения по существу в корпус скважинного прибора.In this system, a shunt voltage regulator is used as a voltage control device, which stabilizes the voltage at the input of one of the parts of the downhole tool, which is used for visual examination of the well. Voltage stabilization is provided only for the electronic part of the device by installing a shunt voltage regulator essentially in the body of the downhole tool.
Размещение устройства регулирования напряжения по существу в корпусе скважинного прибора, предназначенного для размещения в скважине, приводит к повышению расхода мощности наземного источника питания, по меньшей мере, в два раза.Placing the voltage control device essentially in the housing of the downhole tool for placement in the well leads to an increase in the power consumption of the ground power source by at least two times.
Это приводит также к повышенному тепловыделению внутри скважинного прибора, что существенно снижает надежность работы скважинного прибора.This also leads to increased heat generation inside the downhole tool, which significantly reduces the reliability of the downhole tool.
Известны также системы питания скважинного прибора, в которых в качестве устройства регулирования напряжения использованы наземные автоматические устройства с обратной связью, в которых отклонение напряжения на входе скважинного прибора от эталонного (заданного) значения передаются обратно на один из блоков устройства для восстановления эталонного значения.Downhole tool power systems are also known, in which ground-based automatic feedback devices are used as the voltage control device, in which the deviation of the voltage at the input of the downhole tool from the reference (set) value is transmitted back to one of the device blocks to restore the reference value.
Известна система питания скважинного прибора (US Patent 5508603), в которой источник питания постоянного тока связан со скважинным прибором кабелем для электрокаротажа, два проводника которого электрически связаны каждый с одного конца с соответствующей входной клеммой скважинного прибора, а с другого - с соответствующей выходной клеммой источника питания постоянного тока и которая имеет устройство регулирования напряжения с задатчиком напряжения и вычислителем, два входа и выход которого электрически связаны со входом и выходными клеммами источника питания постоянного тока, и к одному входу которого подключен выход задатчика напряжения.A known downhole tool power system (US Patent 5508603), in which a DC power source is connected to the downhole tool by an electric logging cable, two conductors of which are electrically connected at each end from one end to the corresponding input terminal of the downhole tool, and from the other to the corresponding source output terminal DC power supply and which has a voltage control device with a voltage regulator and a computer, two inputs and an output of which are electrically connected to the input and output terminals Sources of DC power, and to one input of which is connected the output voltage setpoint.
В этой системе питания в устройстве регулирования напряжения в качестве вычислителя использован аналоговый вычислитель, в частности компаратор, а в качестве задатчика напряжения используется, например потенциометр. Эта система питания скважинного прибора содержит еще два проводника кабеля, каждый из которых подключен с одного конца к соответствующей входной клемме скважинного прибора, а с другого - к мосту коррекции полярности напряжения устройства регулирования напряжения. Выход моста подключен к соответствующему входу вычислителя и электрически связан с входом источника питания постоянного тока.In this power system, in the voltage control device, an analog computer, in particular a comparator, is used as a calculator, and, for example, a potentiometer is used as a voltage regulator. This downhole tool power system contains two more cable conductors, each of which is connected from one end to the corresponding input terminal of the downhole tool, and from the other to the voltage polarity correction bridge of the voltage control device. The bridge output is connected to the corresponding input of the calculator and is electrically connected to the input of the DC power source.
Наличие обратной связи компенсирует влияние, вносимое только сопротивлением каротажного кабеля. Влияние, вносимое изменением мощности, потребляемой скважинным прибором, в данной системе не компенсируется. В результате работоспособность скважинного прибора при резких изменениях потребляемой им мощности не может быть гарантирована.The presence of feedback compensates for the influence introduced only by the resistance of the wireline cable. The effect introduced by the change in power consumed by the downhole tool is not compensated in this system. As a result, the operability of a downhole tool with sharp changes in its power consumption cannot be guaranteed.
Наличие двух дополнительных проводников кабеля для электрокаротажа, занятых для передачи информации о фактическом напряжении на входе скважинного прибора, накладывает дополнительные ограничения на тип используемого кабеля (на количество его жил). В частности, в данной системе невозможно использовать одножильный кабель. В случае же использования многожильного кабеля, как минимум четыре его проводника будут заняты для обеспечения функции стабилизации напряжения на входе скважинного прибора.The presence of two additional cable conductors for electric logging, used to transmit information about the actual voltage at the input of the downhole tool, imposes additional restrictions on the type of cable used (on the number of cores). In particular, it is not possible to use a single-core cable in this system. In the case of using a multicore cable, at least four of its conductors will be occupied to provide the function of stabilizing the voltage at the input of the downhole tool.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
В основу изобретения поставлена задача создать систему питания скважинного прибора с таким устройством регулирования напряжения, которое обеспечивало бы стабилизацию напряжения на выходе каротажного кабеля любой номенклатуры, в том числе одножильного, и одновременно повысило бы надежность работы скважинного прибора.The basis of the invention is the task of creating a power system for a downhole tool with such a voltage control device that would provide voltage stabilization at the output of a logging cable of any nomenclature, including single core, and at the same time increase the reliability of the downhole tool.
Поставленная задача решена тем, что в системе питания скважинного прибора, в которой источник питания постоянного тока связан со скважинным прибором кабелем для электрокаротажа, два проводника которого электрически связаны каждый с одного конца с соответствующей входной клеммой скважинного прибора, а с другого - с соответствующей выходной клеммой источника питания постоянного тока и которая имеет устройство регулирования напряжения с задатчиком напряжения и вычислителем, выходы которых электрически связаны со входом источника питания постоянного тока, согласно изобретению в качестве устройства регулирования напряжения использовано устройство регулирования напряжения с программным управлением, в котором задатчик напряжения имеет четыре входа, один из которых является управляющим, вычислитель имеет три входа, один из которых является управляющим, и выход вычислителя электрически связан со входом источника питания через задатчик напряжения, выход которого непосредственно подключен к входу источника питания, к одному входу которого подключен выход вычислителя, и которое содержит блок управления, имеющий управляющий вход и два выхода, один из которых подключен к управляющему входу задатчика напряжения, а другой - к управляющему входу вычислителя, два преобразователя аналогового сигнала в цифровую форму, каждый из которых имеет вход и выход, подключенный к соответствующему входу задатчика напряжения и вычислителя, измеритель напряжения, клеммы которого подключены по существу к выходным клеммам источника питания, а выход - к входу одного преобразователя аналогового сигнала, и измеритель тока, клеммы которого включены между одной выходной клеммой источника питания и соответствующим проводником кабеля, а выход - к входу другого преобразователя аналогового сигнала.The problem is solved in that in the power system of the downhole tool, in which the DC power source is connected to the downhole tool with an electric logging cable, two conductors of which are electrically connected at each end from one end to the corresponding input terminal of the downhole tool, and from the other to the corresponding output terminal a direct current power source and which has a voltage control device with a voltage adjuster and a computer, the outputs of which are electrically connected to the input of the power source According to the invention, as a voltage regulating device, a programmable voltage regulating device is used, in which the voltage regulator has four inputs, one of which is the control, the computer has three inputs, one of which is the control, and the output of the computer is electrically connected to the input of the power source through the voltage regulator, the output of which is directly connected to the input of the power source, to one input of which the output of the calculator is connected, and which contains a control unit having a control input and two outputs, one of which is connected to the control input of the voltage regulator, and the other to the control input of the calculator, two analog signal to digital converters, each of which has an input and output connected to the corresponding input voltage regulator and calculator, a voltage meter, the terminals of which are connected essentially to the output terminals of the power source, and the output to the input of one analog signal converter, and a current meter, terminal which we are connected between one output terminal of the power source and the corresponding cable conductor, and the output is to the input of another analog signal converter.
Целесообразно, чтобы в системе питания скважинного прибора при использовании скважинного прибора, содержащего на своем входе емкостную нагрузку, задатчик напряжения имел дополнительный вход, а вычислитель дополнительный выход, который подключен к дополнительному входу задатчика напряжения.It is advisable that in the power system of the downhole tool when using the downhole tool containing a capacitive load at its input, the voltage regulator has an additional input, and the calculator has an additional output that is connected to the additional input of the voltage regulator.
Таким образом, использование в предлагаемой системе питания скважинного прибора устройства регулирования напряжения с программным управлением позволяет расширить номенклатуру используемых каротажных кабелей, так как обеспечивает стабилизацию напряжения на выходе каротажного кабеля любой номенклатуры, в том числе одножильного. Это одновременно повышает надежность работы скважинного прибора.Thus, the use of a voltage control device with program control in the proposed downhole power system of the downhole tool allows you to expand the range of logging cables used, since it provides voltage stabilization at the output of a logging cable of any range, including single core. This simultaneously increases the reliability of the downhole tool.
Использование устройства с программным управлением позволяет учитывать в используемых программах различные факторы, в частности, изменяющиеся в процессе работы скважинного прибора (изменение сопротивления каротажного кабеля, изменение мощности, потребляемой скважинным прибором), позволяющие обеспечить поддержание на входе скважинного прибора заданного напряжения, необходимо для стабильной его работы.Using a programmed control device allows you to take into account various factors in the programs used, in particular, those that change during the operation of the downhole tool (change in the resistance of the wireline cable, change in the power consumed by the downhole tool), which ensures that the specified voltage is maintained at the input of the downhole tool, work.
Увеличение количества доступных для других целей жил кабеля в свою очередь приводит к увеличению функций, выполняемых скважинным прибором, и позволяет увеличить количество скважинных приборов в группе и, следовательно, достоверности измерений.An increase in the number of cable cores available for other purposes, in turn, leads to an increase in the functions performed by the downhole tool, and allows you to increase the number of downhole tools in the group and, therefore, the reliability of the measurements.
Большим преимуществом предлагаемой системы питания является повышение надежности работы скважинного прибора, в частности за счет отсутствия самовозбуждения.A big advantage of the proposed power system is to increase the reliability of the downhole tool, in particular due to the lack of self-excitation.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
В дальнейшем предлагаемое изобретение поясняется подробным описанием вариантов его осуществления и прилагаемыми чертежами, на которых:In the future, the invention is illustrated by a detailed description of the options for its implementation and the accompanying drawings, in which:
Фиг.1 - блок-схема предлагаемой системы питания скважинного прибора.Figure 1 - block diagram of the proposed power system of the downhole tool.
Фиг.2 - блок-схема другого варианта системы питания скважинного прибора, учитывающая как сопротивление проводников каротажного кабеля, так и входную емкость скважинного прибора.FIG. 2 is a block diagram of another embodiment of a downhole tool power system, taking into account both the resistance of the wireline conductors and the input capacity of the downhole tool.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Предлагаемая система питания скважинного прибора может быть использована для подвода электроэнергии как к одному скважинному прибору 1 (фиг.1), предназначенному для размещения в буровой скважине, так и к группе от двух до пяти и более скважинных приборов, входы которых соединены параллельно. Необходимым условием применимости предлагаемой системы является использование скважинных приборов, характеризующихся относительно малым потреблением тока (в частности, не более 1% от номинального потребляемого тока) от источника питания при напряжениях на его входе меньше нормированного (для данного скважинного прибора) порогового уровня.The proposed power system of the downhole tool can be used to supply electricity to one downhole tool 1 (Fig. 1), intended for placement in a borehole, and to a group of two to five or more downhole tools, the inputs of which are connected in parallel. A necessary condition for the applicability of the proposed system is the use of downhole tools that are characterized by relatively low current consumption (in particular, not more than 1% of the nominal current consumption) from the power source at voltages at its input less than the normalized (for a given downhole tool) threshold level.
Эта система содержит регулируемый источник 2 питания постоянного тока, выходное напряжение которого может устанавливаться на уровне от 10 Вольт до 1000 Вольт. Источник 2 питания постоянного тока, являющийся наземным оборудованием системы питания скважинного прибора, связан со скважинным прибором 1 посредством кабеля 3 для электрокаротажа. Два проводника 4 и 5 кабеля 3 электрически связаны каждый с одного конца с соответствующей входной клеммой 6, 7 скважинного прибора 1, а с другого - с соответствующей выходной клеммой 8, 9 источника 2 питания постоянного тока.This system contains an adjustable
В качестве кабеля 3 в предлагаемой системе может использоваться любой известный кабель для электрокаротажа с количеством проводников от двух до восьми и более. Это соответствует количеству внутренних жил кабеля от одной до семи и более. Одним из проводников может служить экран (оплетка) кабеля для электрокаротажа. На чертеже изображен кабель 3 с двумя проводниками 4 и 5. Длина кабеля 3, соединяющего скважинный прибор 1, размещенный в скважине, определяется глубиной скважины, на которой установлен скважинный прибор 1, и может достигать 9 км.As
Система питания скважинного прибора включает также устройство 10 регулирования напряжения. В предлагаемой системе в качестве устройства 10 регулирования напряжения использовано устройство регулирования напряжения с программным управлением. Устройство 10 содержит задатчик 11 напряжения, определяющий значение требуемого выходного напряжения источника 2 питания постоянного тока, то есть напряжения на клеммах 8, 9. В качестве задатчика 11 напряжения используется любой известный, например, восьмиразрядный микроконтроллер. Выход 12 задатчика 11 подключен к входу 13 источника 2 питания постоянного тока. Задатчик 11 напряжения имеет четыре входа 14, 15, 16, 17, один вход 17 из которых является управляющим.The power system of the downhole tool also includes a
Устройство 10 регулирования напряжения содержит вычислитель 18, выход 19 которого подключен к входу 16 задатчика 11 напряжения. Вычислитель 18 имеет три входа 20, 21, 22, один вход 22 из которых является управляющим, В качестве вычислителя 18 используется любой известный, например восьмиразрядный, микроконтроллер.The
Вычислитель 18 предназначен для выполнения следующих функций: для формирования импульса напряжения, используемого для тестирования параметров нагрузки, подключенной к выходным клеммам 8, 9 источника 2 постоянного тока. Нагрузкой в представленной на фиг.1 системе является кабель 3 и скважинный прибор 1, условно изображенный на чертеже в виде сопротивления R; для регистрации последовательности значений выходного напряжения и тока источника 2 питания постоянного тока в течение действия тестового импульса напряжения; для вычисления значения сопротивления проводников 4, 5 кабеля 3; для формирования выходного управляющего кода, зависящего от сопротивления проводников 4, 5 кабеля.The calculator 18 is designed to perform the following functions: to generate a voltage pulse used to test the parameters of the load connected to the
Устройство 10 регулирования напряжения содержит блок 23 управления, который предназначен для выполнения последовательности операций задатчика 11 напряжения и вычислителя 18 по заранее заданной программе. В качестве блока 23 управления используется любой известный, например, восьмиразрядный микроконтроллер. Он имеет управляющий вход 24, на который поступает команда на запуск соответствующей программы, и два выхода 25 и 26.The
Выход 25 блока 23 управления подключен к управляющему входу 22 вычислителя 18. Выход 26 блока 23 управления подключен к управляющему входу 17 задатчика 11 напряжения.The
Устройство 10 регулирования напряжения содержит два преобразователя 27, 28 аналогового сигнала в цифровую форму. В качестве преобразователей 27 и 28 используется любой известный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) с разрядностью, например, 12 бит и временем преобразования, например, 1 мсек. Выход 29 преобразователя 27 подключен к входу 14 задатчика 11 напряжения и входу 21 вычислителя 18. Выход 30 преобразователя 28 подключен к входу 15 задатчика 11 напряжения и входу 20 вычислителя 18.The
Устройство 10 регулирования напряжения содержит также измеритель 31 напряжения, клеммы 32, 33 которого подключены по существу к выходным клеммам соответственно 8, 9 источника 2 питания постоянного тока, а выход 34 - к входу 35 одного преобразователя 28. В качестве измерителя 31 напряжения может быть использована любая известная аналоговая схема на базе операционного усилителя.The
Устройство 10 регулирования напряжения содержит также измеритель 36 тока, клеммы 37, 38 которого включены между одной выходной клеммой 9 источника 2 питания постоянного тока и одним проводником 5 кабеля 3. Выход 39 измерителя 36 тока подключен к входу 40 другого преобразователя 36 аналогового сигнала. В качестве измерителя 36 тока может быть использован любой известный датчик тока на базе, например, малоомного резистора и любая известная аналоговая схема, например, на базе операционного усилителя.The
Такая система питания позволяет обеспечить стабилизацию напряжения на выходе каротажного кабеля при использовании по меньшей мере двух проводников 4, 5 кабеля 3. Это обеспечивается за счет вычисления параметров нагрузки, а именно, сопротивления проводников 4, 5 кабеля 3 по заданной программе. Выходное напряжение источника 2 питания задается по следующей формуле 1, которая представлена ниже:Such a power system makes it possible to stabilize the voltage at the output of the logging cable when using at least two conductors 4, 5 of
где Uout - значение напряжения на выходе источника питания,where Uout is the voltage value at the output of the power source,
Ureg - значение напряжения, которое необходимо обеспечить на входе скважинного прибора,Ureg is the voltage value that must be provided at the input of the downhole tool,
Iout - значение выходного тока источника питания,Iout is the value of the output current of the power source,
Rcab - значение сопротивления проводников кабеля.Rcab - resistance value of cable conductors.
В большинстве случаев на входе скважинного прибора устанавливается электрическая емкость, обычно используемая для сглаживания пульсаций питающего напряжения и фильтрации собственных высокочастотных помех. В этом случае для обеспечения стабилизации напряжения на входе скважинного прибора используется система питания, блок-схема которой приведена на фиг.2.In most cases, an electric capacitance is installed at the input of the downhole tool, which is usually used to smooth out supply voltage ripples and filter out its own high-frequency interference. In this case, to ensure voltage stabilization at the input of the downhole tool, a power system is used, a block diagram of which is shown in FIG. 2.
Этот вариант блок-схемы системы питания скважинного прибора 41 (фиг.2) с емкостной нагрузкой С подобен блок-схеме системы питания скважинного прибора 1, представленной на фиг.1, за исключением того, что в устройстве 10 регулирования напряжения задатчик 42 напряжения имеет дополнительно вход 43, а вычислитель 44 - дополнительно выход 45, который подключен к входу 43 задатчика 42 напряжения.This embodiment of the block diagram of the power system of the downhole tool 41 (FIG. 2) with a capacitive load C is similar to the block diagram of the power system of the downhole tool 1 shown in FIG. 1, except that in the
Такая система позволяет обеспечить стабилизацию напряжения на выходе кабеля 3 при использовании по меньшей мере двух проводников кабеля для электрокаротажа. Это обеспечивается за счет вычисления параметров нагрузки скважинного прибора 41, включающей сопротивление проводников каротажного кабеля 3 и емкостной нагрузки С на входе скважинного прибора 41 по заранее заданной программе. Выходное напряжение источника 2 питания задается по формуле 2, которая представлена ниже:Such a system allows stabilization of the voltage at the output of
где Uout - значение напряжения на выходе источника питания,where Uout is the voltage value at the output of the power source,
Ureg - значение напряжения, которое необходимо обеспечить на входе скважинного прибора,Ureg is the voltage value that must be provided at the input of the downhole tool,
Iout - значение выходного тока источника питания,Iout is the value of the output current of the power source,
Rcab - значение сопротивления проводников кабеля,Rcab - resistance value of cable conductors,
Cprib - значение емкости на входе скважинного прибора,Cprib - value of the capacity at the input of the downhole tool,
Предлагаемая система питания скважинного прибора работает следующим образом. При включении системы по сигналу, который подается на управляющий вход 24 (фиг.1) блока 23 управления, запускается заданная программа работы устройства 10 регулирования напряжения. При этом постоянно в течение всего времени работы системы измеритель 31 напряжения измеряет напряжение на клеммах 8, 9 источника 2, значение которого с выхода 34 подается на вход 35 преобразователя 28, где преобразуется в цифровой код и затем поступает на вход 15 задатчика 11 напряжения и на вход 20 вычислителя 18. Одновременно измеритель 36 тока измеряет ток, протекающий через клемму 9 источника 2 питания по проводнику 5 кабеля, значение которого с выхода 39 подается на вход 40 преобразователя 27, где преобразуется в цифровой код, который поступает на вход 14 задатчика 11 напряжения и на вход 21 вычислителя 18.The proposed power system of the downhole tool operates as follows. When the system is turned on by a signal that is supplied to the control input 24 (Fig. 1) of the
Работа системы происходит в два этапа. На первом этапе с выхода 26 (фиг.1) блока 23 управления на управляющий вход 14 задатчика 11 напряжения поступает команда на формирование тестового импульса напряжения. Одновременно с выхода 25 блока 23 управления на управляющий вход 22 вычислителя 18 поступает команда на регистрацию последовательности значений выходного напряжения и тока источника 2 в течение действия тестового импульса напряжения.The system operates in two stages. At the first stage, from the output 26 (Fig. 1) of the
Задатчик 11 напряжения формирует тестовый импульс напряжения.The voltage adjuster 11 generates a test voltage pulse.
Вычислитель 18 производит регистрацию последовательности значений выходного напряжения и тока источника 2 в течение действия тестового импульса напряжения. По завершении действия тестового импульса напряжения блок 23 управления подает на вход 22 вычислителя 18 команду произвести расчет значения сопротивления проводников 4,5 кабеля 3 и подать это значение на вход 16 задатчика 11 напряжения.The calculator 18 registers a sequence of values of the output voltage and current of the
Длительность и форма тестового импульса напряжения может быть достаточно произвольной. Необходимо лишь, чтобы максимальное (пиковое) напряжение тестового импульса не превышало напряжения, при котором скважинный прибор 1 начинает потреблять ток из кабеля 3.The duration and shape of the test voltage pulse can be quite arbitrary. It is only necessary that the maximum (peak) voltage of the test pulse does not exceed the voltage at which the downhole tool 1 begins to draw current from the
Таким образом, регистрация последовательности значений выходного тока и напряжения позволяет определить с высокой точностью значение сопротивления проводников 4, 5 кабеля 3.Thus, recording a sequence of values of the output current and voltage allows you to determine with high accuracy the resistance value of the conductors 4, 5 of
На втором этапе по вычисленному значению сопротивления проводников 4, 5 кабеля 3 производится вычисление напряжения на выходе кабеля 3 или напряжения на входных клеммах 6, 7 скважинного прибора 1 по формуле 1.At the second stage, the calculated value of the resistance of the conductors 4, 5 of
Сначала с выхода 26 блока 23 управления на вход 17 задатчика 11 подается значение требуемого напряжения на входных клеммах 6, 7 скважинного прибора 1.First, from the output 26 of the
Затем с выхода 26 блока 23 управления на вход 17 задатчика 11 поступает команда начать регулирование напряжения источника 2, обеспечивающее стабилизацию напряжения на входных клеммах 6, 7 скважинного прибора 1, то есть поддержание требуемого значения.Then, from the output 26 of the
Задатчик 11 напряжения обеспечивает регулирование напряжения на входе скважинного прибора 1 с учетом следующих параметров: требуемого значения напряжения на входных клеммах 6, 7 скважинного прибора 1, выходного напряжения источника 2, выходного тока источника 2, скорости изменения напряжения на выходе источника 2, скорости изменения тока на выходе источника 2 питания, сопротивления проводников 4, 5 каротажного кабеля 3. Учет этих параметров позволяет производить вычисление требуемого напряжения на выходе каротажного кабеля 3 и обеспечивать поддержание этого значения напряжение на входных клеммах 6, 7 скважинного прибора 1 в течение всего времени его работы.The voltage adjuster 11 provides voltage control at the input of the downhole tool 1 taking into account the following parameters: the required voltage value at the input terminals 6, 7 of the downhole tool 1, the output voltage of the
Работа системы питания, представленной на фиг.2, по существу аналогична работе системе питания, представленной на фиг.1, за исключением того, что по завершению действия тестового импульса напряжения блок 23 управления подает на вход 22 вычислителя 44 команду произвести расчет значения сопротивления проводников 4, 5 кабеля 3 и емкости С на входных клеммах 6, 7 скважинного прибора 41 и подать эти значения с выходов 19 и 45 соответственно на входы 16 и 43 задатчика 42 напряжения. Задатчик 42 напряжения обеспечивает регулирование напряжения на входных клеммах 6, 7 скважинного прибора 41 с учетом следующих параметров: требуемого значения напряжение на входных клеммах 6, 7 скважинного прибора 41, выходного напряжения источника 2, выходного тока источника 2, скорости изменения напряжения на выходе источника 2, скорости изменения тока на выходе источника 2 питания, сопротивления проводников каротажного кабеля 3 и емкости С на входе скважинного прибора 41. Учет этих параметров позволяет производить с достаточной для нормальной работы скважинного прибора точностью вычисление требуемого напряжения на выходе каротажного кабеля 3 и обеспечивать поддержание этого значения напряжение на входных клеммах 6, 7 скважинного прибора 41 в течение всего времени его работы.The operation of the power system shown in FIG. 2 is essentially similar to the operation of the power system shown in FIG. 1, except that upon completion of the test voltage pulse, the
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005123700/09A RU2313817C2 (en) | 2005-07-26 | 2005-07-26 | System for powering a well instrument |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005123700/09A RU2313817C2 (en) | 2005-07-26 | 2005-07-26 | System for powering a well instrument |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005123700A RU2005123700A (en) | 2007-02-10 |
| RU2313817C2 true RU2313817C2 (en) | 2007-12-27 |
Family
ID=37862063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005123700/09A RU2313817C2 (en) | 2005-07-26 | 2005-07-26 | System for powering a well instrument |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2313817C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2431885C1 (en) * | 2007-06-28 | 2011-10-20 | Майкро Моушн, Инк. | Device power controller and method of adaptive provision of output voltage and output current, which together support substantially permanent output electric power |
| US8332168B2 (en) | 2007-06-28 | 2012-12-11 | Micro Motion, Inc. | Instrument power controller and method for adaptively providing an output voltage and an output current that together maintain a substantially constant electrical output power |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5508603A (en) * | 1995-03-28 | 1996-04-16 | Northrop Grumman Corporation | Polarity corrected, intermittent compensated, remote load voltage regulation |
| US5550411A (en) * | 1992-11-12 | 1996-08-27 | Westech Geophysical, Inc. | Downhole instrument power supply system using shunt voltage regulation |
| RU2150733C1 (en) * | 1999-06-11 | 2000-06-10 | Закрытое акционерное общество "НТ-Курс" | Device for automatic regulation of power supply voltage of logging equipment |
-
2005
- 2005-07-26 RU RU2005123700/09A patent/RU2313817C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5550411A (en) * | 1992-11-12 | 1996-08-27 | Westech Geophysical, Inc. | Downhole instrument power supply system using shunt voltage regulation |
| US5508603A (en) * | 1995-03-28 | 1996-04-16 | Northrop Grumman Corporation | Polarity corrected, intermittent compensated, remote load voltage regulation |
| RU2150733C1 (en) * | 1999-06-11 | 2000-06-10 | Закрытое акционерное общество "НТ-Курс" | Device for automatic regulation of power supply voltage of logging equipment |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2431885C1 (en) * | 2007-06-28 | 2011-10-20 | Майкро Моушн, Инк. | Device power controller and method of adaptive provision of output voltage and output current, which together support substantially permanent output electric power |
| US8332168B2 (en) | 2007-06-28 | 2012-12-11 | Micro Motion, Inc. | Instrument power controller and method for adaptively providing an output voltage and an output current that together maintain a substantially constant electrical output power |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005123700A (en) | 2007-02-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111095008B (en) | Electrical Architecture for Electrochemical Impedance Spectroscopy | |
| Allen et al. | CMOS analog circuit design | |
| CN100583849C (en) | Power Regulation Along Transmission Lines With Feedback Loops | |
| US8058882B2 (en) | Determining electrical characteristics of an electrical cable | |
| WO2004013457A3 (en) | Electric power control for sickline operations in wellbores | |
| CN109195273B (en) | Constant power control device and constant power control method for LED lamps | |
| US7106078B1 (en) | Method and apparatus for measuring transformer winding resistance | |
| RU2313817C2 (en) | System for powering a well instrument | |
| TWI595341B (en) | Programmable power adapter and apparatus for selecting the output of programmable power adapter | |
| CN102375463B (en) | System and method for controlling output voltage of power supply | |
| RU2420853C1 (en) | High-precision method to control pulse current stabiliser | |
| Fang et al. | Real-time voltage drop compensation method with cable impedance detection capability for remote power supply systems | |
| CN104092381A (en) | High-quality multi-channel voltage continuously-adjustable power supply module | |
| US4487737A (en) | Pulsed neutron generator control circuit | |
| EP3016478A1 (en) | Joint control of output power in a multichannel LED driver | |
| RU145763U1 (en) | DEVICE FOR ELECTRIC LOGGING OF WELLS WITHOUT CASING A DEVICE FOR ELECTRICAL LOGGING IN BOREHOLES CASED WITH A STEEL CASING | |
| Urling et al. | Modeling the frequency-domain behavior of magnetic-amplifiercontrolled high-frequency switched-mode power supplies | |
| US11605941B2 (en) | Method and system for monitoring and regulating induced ground line power | |
| NO20160575A1 (en) | Voltage Regulation for a Subsea Control System | |
| CN210804146U (en) | Digital display adjustable power module with overcurrent protection function for electronic circuit | |
| RU59271U1 (en) | ELECTRIC EXPLORATION GENERATOR | |
| CN119995065A (en) | Well logging device and control method thereof | |
| US10700611B2 (en) | Current-to-voltage power converter | |
| CN102902294B (en) | The program control method of supplying power to of logging system subsurface equipment fully-automatic intelligent and system | |
| SU1511728A1 (en) | Electric logging apparatus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090727 |