[发明专利]用于电子潜水泵的接地故障免疫数据测量系统的系统与方法

权利要求书

1.一种耦接至电动潜水泵ESP的数据测量系统，所述系统包括：

地面单元，其耦接至三相电力电缆，所述三相电力电缆耦接至所述ESP的三相电机

井下单元，其耦接至所述ESP的所述电机并且位于井中的井下，所述井下单元包括：

多个传感器；

处理器，其耦接至所述传感器并且配置为接收传感器数据；以及

调制器，其耦接至所述处理器并且配置为生成至少三路频率调制载波信号，用于将所述传感器数据运载至所述地面单元，多路频率调制载波信号中的每一路运载相同的传感器数据并且调制为独有的频率；

其中所述井下单元电容性地耦接至所述ESP的所述电机的电机绕组，并且配置为穿过电容性耦接并且通过所述三相电力电缆向所述地面单元传输所述至少三路载波信号，

其中所述井下单元包括非隔离电源，其中所述非隔离电源包括：

输入滤波器，其配置为从所述ESP的Y-点接受输入功率；

开关前置调节器，其耦接至所述输入滤波器并且配置为提供中间DC电压；

降压后置调节器，其配置为接收所述中间DC电压并且提供第一输出DC电压和第二输出DC电压。

2.如权利要求1所述的数据测量系统，其中所述地面单元包括：

解调器，其配置为对所述至少三路载波信号进行解调；以及

处理器，其配置为从解调的载波信号中提取传感器数据。

3.如权利要求1所述的数据测量系统，其中所述地面单元包括：

调制器，其配置为提供频率调制控制数据载波信号，其中所述地面单元配置为穿过所述电容性耦接并且通过所述三相电力电缆向所述井下单元传输所述控制数据载波信号。

4.如权利要求3所述的数据测量系统，其中所述频率调制控制数据载波信号包括160kHz处的载波信号。

5.如权利要求1所述的数据测量系统，其中所述地面单元包括：

多个分压器；以及

多个载波振幅比较器，其配置为从所述至少三路载波信号中提取载波振幅数据。

6.如权利要求1所述的数据测量系统，包括：

耦接至所述地面单元的计算机，其中所述地面单元向所述计算机传输传感器数据。

7.如权利要求6所述的数据测量系统，其中所述地面单元从所述计算机接收控制数据。

8.如权利要求1所述的数据测量系统，其中所述地面单元布置在用于所述ESP的控制器的外壳中。

9.如权利要求1所述的数据测量系统，其中所述地面单元耦接至AC电压源。

10.如权利要求9所述的数据测量系统，其中所述AC电压源配置为给所述ESP的监控器供电。

11.如权利要求1所述的数据测量系统，其中所述至少三路频率调制载波信号包括64kHz处的第一载波信号、96kHz处的第二载波信号、以及128kHz处的第三载波信号。

12.如权利要求1所述的数据测量系统，其中耦接至所述处理器的所述调制器配置为通过频率键控生成所述至少三路频率调制载波信号。

13.如权利要求1所述的数据测量系统，其中所述多个传感器包括：温度传感器、压力传感器、振动传感器、以及电压传感器。

14.如权利要求1所述的数据测量系统，其中所述多个传感器包括流量计，其包括具有多个差压换能器的差压传感器。

15.一种从井的井下区域传输数据的方法，包括：

从位于数据测量系统的井下单元中的多个传感器接收传感器数据，所述井下单元位于所述井的井下区域中；

通过所述井下单元的调制器将所述传感器数据编码到至少三路频率调制载波信号中；

通过所述井下单元的复用器对所述至少三路载波信号进行复用以产生复用的载波信号；

通过穿过电动潜水泵ESP的三相电机的每个电机绕组的电容性耦接将所述复用的载波信号分流到三相电缆；和

通过三相电力电缆的每一条线路向地面单元传输所述复用的载波信号。

16.如权利要求15所述的方法，包括：

在所述井的地面处的地面单元接收所述复用的载波信号。