УСТРОЙСТВО ПОГРУЖНОЙ ТЕЛЕМЕТРИИ Российский патент 2020 года по МПК G01D3/28 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах управления погружными электронасосами, применяемыми при нефтедобыче.

Известно устройство погружной телеметрии, [Патент №2272996 RU, МПК G01D 3/00, приоритет от 06.10.2004 г.], содержащее LC фильтр, полупроводниковый диод, датчик давления, датчик температуры, причем дроссель LC фильтра первым выводом подключен к входу устройства, а вторым выводом - к первому выводу полупроводникового диода, датчик давления и датчик температуры выполнены в виде трехполюсников, к второму выводу полупроводникового диода подключен вход токового делителя, первый выход которого присоединен к входу источника питания, первым выходом соединенного с первым входом питания коммутатора, вторым выходом - к общему проводу и ко второму входу питания коммутатора, третьим выходом - к первому выводу каждого датчика и к первому аналоговому входу коммутатора, четвертым выходом - к второму выводу каждого датчика и к второму аналоговому входу коммутатора, третьи выводы датчика давления и датчика температуры соединены с третьим и четвертым аналоговыми входами коммутатора соответственно, выход коммутатора подключен к первому выводу резистора, присоединенного вторым выводом к второму выходу токового делителя.

Недостатком указанного устройства погружной телеметрии является недостаточная скорость передачи измеряемых параметров, обусловленная наличием LC-фильтра, имеющего относительно большую постоянную времени нарастания. Элементом, ухудшающим массогабаритные характеристики и надежность устройства в целом, является громоздкий LC-фильтр, что является также недостатком устройства погружной телеметрии.

Известно устройство защиты погружной телеметрии [Патент №2423768 C1 RU, МПК Н02Н 9/04, приоритет от 03.06.2010 г.], содержащее герконовое реле, первый вывод которого подключен к аноду диода, а второй вывод соединен с входом LC-фильтра, выход которого соединен с обмоткой герконового реле, при этом катод диода соединен с первым выводом зарядного резистора, отличающееся тем, что оно содержит дополнительный диод, катод которого соединен со вторым выводом герконового реле, а анод -с вторым выводом зарядного резистора и входом делителя напряжения, выход которого соединен с входом порогового устройства, выход которого соединен с управляющим входом электронного ключа, при этом вход электронного ключа соединен с вторым выводом обмотки герконового реле, а выход - с входом контроллера блока погружной телеметрии, к выходу LC-фильтра подсоединен катод ограничительного стабилитрона, анод которого соединен с землей. Устройство защиты погружной телеметрии может содержать делитель напряжения, в котором первый резистор, первый вывод которого является входом делителя, а второй вывод является выходом делителя и соединен с первыми выводами второго резистора и конденсатора, вторые выводы которых соединены с землей. Устройство защиты погружной телеметрии может содержать LC-фильтр, в котором конденсатор первым выводом соединен с выходом дросселя, а вторым - с землей.

Недостатком указанного устройства защиты погружной телеметрии и, соответственно, устройства погружной телеметрии в целом является большое значение времени включения - до 10…20 секунд, от момента подачи питающего напряжения до момента срабатывания герконового реле и, соответственно до включения устройства погружной телеметрии.

Наиболее близким техническим решением является устройство погружной телеметрии [Заявка №2012133149/28 RU, МПК G01D 3/00, приоритет от 02.08.2012 г., дата публикации 10.02.2014 бюл. №4], содержащее конденсатор, варистор, полупроводниковый диод, источник питания, нагрузочный резистор, один или несколько датчиков температуры, выполненных в виде двухполюсников, один или несколько датчиков давления, выполненных в виде четырехполюсников, блок усилителей аналоговых сигналов, цифровой датчик вибрации, микропроцессорное устройство и коммутирующий элемент, причем, полупроводниковый диод присоединен одним выводом к входной клемме, а вторым - к первому выводу нагрузочного резистора, второй вывод которого соединен с выходом коммутирующего элемента, конденсатор, первым выводом присоединен к входной клемме устройства, а вторым - к первому входу источника питания и первому выводу варистора, второй вывод которого подключен к общему проводу и ко второму входу источника питания, первый вход коммутирующего элемента присоединен к выходу микропроцессорного устройства, а второй вход - к общему проводу, первый выход источника питания подключен к первым входам питания цифрового датчика вибрации и микропроцессорного устройства, вторые входы питания которых присоединены к общему проводу, второй выход источника питания соединен с первым входом питания блока усилителей аналоговых сигналов, первый вывод каждого датчика давления и каждого датчика температуры присоединен к соответствующему с четвертого по К токовому выходу источника питания, второй вывод каждого датчика давления и каждого датчика температуры, второй вход питания блока усилителей аналоговых сигналов, третий выход источника питания, второй вход питания блока усилителей аналоговых сигналов присоединены к общему проводу, первый вывод каждого датчика температуры, третий и четвертый выводы каждого датчика давления присоединены к соответствующим с первого по N входам блока усилителей аналоговых сигналов, соответствующие с первого по Р выходы которого подключены к соответствующим с первого по Р аналоговым входам микропроцессорного устройства, цифровые входы которого с первого по М соединены с соответствующими с первого по М цифровыми выходами цифрового датчика вибрации.

Недостатком указанного устройства погружной телеметрии является недостаточная помехоустойчивость при работе с вентильными двигателями, или устройством управления двигателями с высоким содержанием высокочастотных гармоник выходного напряжения, например станции управления с частотным регулированием напряжения без выходных Sin-фильтров, а также недостаточная помехозащищенность и надежность при однофазном коротком замыкании обмотки двигателя на корпус.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, выражается в расширении функциональных возможностей за счет повышения помехоустойчивости и помехозащищенности при передаче данных, а также в повышении надежности.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве погружной телеметрии, содержащем конденсатор, варистор, полупроводниковый диод, источник питания, нагрузочный резистор, один или несколько датчиков температуры, выполненных в виде двухполюсников, один или несколько датчиков давления, выполненных в виде четырехполюсников, цифровой датчик вибрации, микропроцессорное устройство и коммутирующий элемент, причем, полупроводниковый диод присоединен вторым выводом к первому выводу нагрузочного резистора, второй вывод которого соединен с выходом коммутирующего элемента, второй вывод варистора подключен к общему проводу и ко второму входу источника питания, первый вход коммутирующего элемента присоединен к выходу микропроцессорного устройства, а второй вход - к общему проводу, первый выход источника питания подключен к первым входам питания цифрового датчика вибрации и микропроцессорного устройства, вторые входы питания которых присоединены к общему проводу, второй вывод каждого датчика давления и каждого датчика температуры присоединены к общему проводу, цифровые входы микропроцессорного устройства с первого по М соединены с соответствующими с первого по М цифровыми выходами цифрового датчика вибрации, первый вывод каждого датчика температуры, первый, третий и четвертый выводы каждого датчика давления присоединены к соответствующим с первого по N аналоговым входам микропроцессорного устройства, первый вход источника питания соединен со вторым выводом полупроводникового диода и первым выводом нагрузочного резистора, полупроводниковый диод присоединен первым выводом к первым выводам конденсатора и варистора, а также ко второму выводу дросселя, первым выводом соединенного с выходом мостового диодного высоковольтного ключа, в диагональ которого подключен первым и вторым выводами коммутирующий элемент, вход мостового диодного высоковольтного ключа присоединен к входной клемме устройства, третий вывод коммутирующего элемента подключен к четвертому выводу устройства управления коммутирующим элементом, первый вывод устройства управления коммутирующим элементом соединен с входной клеммой устройства, второй вывод присоединен к общему проводу, а третий - ко второму выводу коммутирующего элемента и к соответствующему узлу мостового ключа.

Указанный технический результат достигается также тем, что в устройстве погружной телеметрии первый вывод каждого аналогового датчика температуры и первый, третий и четвертый выводы каждого аналогового датчика давления могут быть присоединены ко входам LC-фильтров, выходы которых подключены к соответствующим с первого по N аналоговым входам микропроцессорного устройства, при этом в LC-фильтрах первый вывод индуктивности L, присоединен ко входу фильтра, а ее второй вывод подключен к первому выводу конденсатора С и к выходу фильтра, второй вывод конденсатора С присоединен к общему проводу.

Указанный технический результат достигается также тем, что в устройстве погружной телеметрии коммутирующий элемент может быть выполнен на одном или нескольких высоковольтных полевых транзисторах с соответствующими цепями управления, а устройство управления коммутирующим элементом может содержать ключевой полевой транзистор, подключенный своим стоком к четвертому выводу устройства управления и к последовательно включенным защитному диоду и высокоомному резистору, соединенному своим вторым выводом с первым выводом устройства управления, при этом исток ключевого полевого транзистора присоединен к третьему выводу коммутирующего элемента и к первым выводам резистора, конденсатора и стабилитрона, которые своими вторыми выводами подключены к затвору ключевого полевого транзистора, соединенному с катодом защитного диода, анод которого присоединен к средней точке резистивного делителя, включенного между третьим и вторым выводами устройства управления, четвертый вывод устройства управления подключен к цепям управления одного, или нескольких включенных последовательно в диагональ мостового диодного высоковольтного ключа выводами сток-исток высоковольтных полевых транзисторов, содержащих параллельно соединенные резистор и стабилитрон подключенные между истоком и затвором, причем затвор высоковольтного полевого транзистора, исток которого присоединен к третьему выводу устройства управления и к соответствующему узлу мостового ключа, соединен с четвертым выводом устройства управления и первым выводом конденсатора, соединенного своим вторым выводом с третьим выводом устройства управления, затворы второго и последующих подключенных последовательно высоковольтных полевых транзисторов присоединены с четвертым выводом устройства управления через защитные диоды.

Устройство погружной телеметрии является частью телеметрической системы, содержащей блок наземный, осуществляющий регистрацию параметров измеренных устройством погружной телеметрии. Устройство погружной телеметрии подключается к блоку наземной телеметрии по линии связи «общая точка статорной обмотки погружного электродвигателя, соединенная в звезду - жилы погружного кабеля - общая точка высоковольтного трансформатора, повышающая обмотка которого соединена в звезду».

Устройство погружной телеметрии подключается своим входом (выходом) к общей точке статорной обмотки погружного электродвигателя и своим общим проводом - к заземленной броне погружного кабеля, питающего погружной электродвигатель.

Выполнение устройства погружной телеметрии содержащего конденсатор, варистор, полупроводниковый диод, источник питания, нагрузочный резистор, один или несколько датчиков температуры, выполненных в виде двухполюсников, один или несколько датчиков давления, выполненных в виде четырехполюсников, цифровой датчик вибрации, микропроцессорное устройство и коммутирующий элемент, причем, полупроводниковый диод присоединен вторым выводом к первому выводу нагрузочного резистора, второй вывод которого соединен с выходом коммутирующего элемента, второй вывод варистора подключен к общему проводу и ко второму входу источника питания, первый вход коммутирующего элемента присоединен к выходу микропроцессорного устройства, а второй вход - к общему проводу, первый выход источника питания подключен к первым входам питания цифрового датчика вибрации и микропроцессорного устройства, вторые входы питания которых присоединены к общему проводу, второй вывод каждого датчика давления и каждого датчика температуры присоединены к общему проводу, цифровые входы микропроцессорного устройства с первого по М соединены с соответствующими с первого по М цифровыми выходами цифрового датчика вибрации, причем, первый вывод каждого датчика температуры, первый, третий и четвертый выводы каждого датчика давления присоединены к соответствующим с первого по N аналоговым входам микропроцессорного устройства, первый вход источника питания соединен со вторым выводом полупроводникового диода и первым выводом нагрузочного резистора, полупроводниковый диод присоединен первым выводом к первым выводам конденсатора и варистора, а также ко второму выводу дросселя, первым выводом соединенного с выходом мостового диодного высоковольтного ключа, в диагональ которого подключен первым и вторым выводами коммутирующий элемент, вход мостового диодного высоковольтного ключа присоединен к входной клемме устройства, третий вывод коммутирующего элемента подключен к четвертому выводу устройства управления коммутирующим элементом, первый вывод устройства управления коммутирующим элементом соединен с входной клеммой устройства, второй вывод присоединен к общему проводу, а третий - ко второму выводу коммутирующего элемента и к соответствующему узлу мостового ключа, повышает помехоустойчивость и повышает надежность устройства в целом, а также повышает помехозащищенность при однофазном коротком замыкании обмотки погружного двигателя на корпус.

Выполнение устройства погружной телеметрии содержащего мостовой диодный высоковольтный ключ, в диагональ которого подключен первым и вторым выводами коммутирующий элемент, выполненный на одном или нескольких высоковольтных полевых транзисторах с соответствующими цепями управления, расширяет функциональные возможности, повышает помехозащищенность при однофазном коротком замыкании обмотки погружного двигателя на корпус и повышает надежность устройства в целом.

На Фиг. 1 приведена схема электрическая функциональная устройства погружной телеметрии.

На Фиг. 2 приведена схема электрическая функциональная устройства погружной телеметрии, содержащего LC-фильтры.

На Фиг. 3 приведена схема электрическая принципиальная LC-фильтра.

На Фиг. 4 приведена схема электрическая функциональная устройства управления коммутирующим ключом и мостового ключа, который содержит два подключенных последовательно коммутирующих высоковольтных полевых транзистора.

Устройство погружной телеметрии (см. Фиг. 1) содержит конденсатор 1, варистор 2, полупроводниковый диод 3, источник питания 4, нагрузочный резистор 5, один или несколько аналоговых датчиков температуры 6…8, выполненных в виде двухполюсников, один или несколько аналоговых датчиков давления 9 и 10, выполненных в виде четырехполюсников, цифровой датчик вибрации 11, микропроцессорное устройство 12, коммутирующий элемент 13, дроссель 14, мостовой диодный высоковольтный ключ на диодах 15-18 и коммутирующем элементе 19, устройство управления коммутирующим элементом 20. Устройство погружной телеметрии (см. Фиг. 2) также может содержать Г-образные LC-фильтры 21 (см. Фиг. З), где L - индуктивность 22 и С - конденсатор 23.

Полупроводниковый диод 3 присоединен катодом (вторым выводом) к первому выводу нагрузочного резистора 5, второй вывод которого соединен с выходом коммутирующего элемента 13, второй вывод варистора 2 подключен к общему проводу и ко второму входу источника питания 4, первый вход коммутирующего элемента 13 присоединен к выходу 3 микропроцессорного устройства 12, а второй вход - к общему проводу, первый выход источника питания 4 подключен к первым входам питания цифрового датчика вибрации 11 и микропроцессорного устройства 12, вторые входы питания которых присоединены к общему проводу. Аналоговые датчики температуры 6…8, выполнены в виде двухполюсников. Аналоговые датчики давления 9 и 10, выполнены в виде четырехполюсников, второй вывод каждого аналогового датчика давления и каждого аналогового датчика температуры присоединены к общему проводу. Цифровые входы микропроцессорного устройства 12 с первого по М соединены с соответствующими с первого по М цифровыми выходами цифрового датчика вибрации 11, причем первый вывод каждого датчика температуры 6…8, первый, третий и четвертый выводы каждого датчика давления 9, 10 присоединены к соответствующим с первого по N аналоговым входам микропроцессорного устройства 12, первый вывод каждого аналогового датчика температуры 6…8 и первый, третий и четвертый выводы каждого аналогового датчика давления 9, 10 могут быть присоединены (см. Фиг. 2) ко входам LC-фильтров 21, выходы которых подключены к соответствующим с первого по N аналоговым входам микропроцессорного устройства 12. В LC-фильтрах 21 (см. Фиг. 3) первый вывод индуктивности 22, присоединен к входу фильтра (вывод 1), а ее второй вывод подключен к первому выводу конденсатора 23 и к выходу фильтра (вывод 2), второй вывод конденсатора 23 присоединен к общему проводу (вывод 3).

Первый вход источника питания 4 соединен со вторым выводом (катодом) полупроводникового диода 3 и первым выводом нагрузочного резистора 5, полупроводниковый диод 3 присоединен первым выводом (анодом) к первым выводам конденсатора 1 и варистора 2, а также ко второму выводу дросселя 14, первым выводом соединенного с выходом мостового диодного высоковольтного ключа на диодах 15…18, в диагональ которого (между точкой соединения катодов диодов 15, 17 и точкой соединения анодов диодов 16, 18, соответственно) подключен первым и вторым выводами коммутирующий элемент 19, вход мостового диодного высоковольтного ключа присоединен к входной клемме устройства, третий вывод коммутирующего элемента 19 подключен к четвертому выводу устройства управления коммутирующим элементом 20, первый вывод устройства управления коммутирующим элементом 20 соединен с входной клеммой устройства, второй вывод присоединен к общему проводу, а третий - ко второму выводу коммутирующего элемента и к соответствующему узлу мостового ключа (точке соединения анодов диодов 16, 18).

В устройстве погружной телеметрии коммутирующий элемент 19 может быть выполнен (см. Фиг. 4) на одном или нескольких высоковольтных (в нашем примере исполнения двух) полевых транзисторах 33, 34 с соответствующими цепями управления, а устройство управления коммутирующим элементом 20 содержит ключевой полевой транзистор 24, подключенный своим стоком к четвертому выводу устройства управления 20 и к последовательно включенным защитному диоду 32 и высокоомному резистору 31, соединенному своим вторым выводом с первым выводом устройства управления 20, исток ключевого полевого транзистора 24 присоединен к третьему выводу коммутирующего элемента 19 и к первым выводам резистора 25, конденсатора 26 и стабилитрона 27, которые своими вторыми выводами подключены к затвору ключевого полевого транзистора 24, соединенному с катодом защитного диода 28, анод которого присоединен к средней точке делителя выполненного на резисторах 29, 30, включенных между третьим и вторым выводами устройства управления 20. Четвертый вывод устройства управления 20 подключен к цепям управления одного, или нескольких, в нашем случае двух высоковольтных полевых транзисторов 33 и 34, включенных последовательно в диагональ мостового диодного высоковольтного ключа выводами сток-исток. Цепи управления полевых транзисторов 33 и 34 содержат параллельно соединенные резисторы 35, 36 и стабилитроны 37, 38, соответственно, подключенные между истоком и затвором транзисторов 33 и 34, причем затвор высоковольтного полевого транзистора 34, исток которого присоединен к третьему выводу устройства управления 20 и к соответствующему узлу мостового ключа (точкой соединения анодов диодов 16, 18), соединен с четвертым выводом устройства управления 20 и первым выводом конденсатора 40, соединенного своим вторым выводом с третьим выводом устройства управления 20, затворы второго 33 и последующих подключенных последовательно высоковольтных полевых транзисторов (при необходимости) присоединены с четвертым выводом устройства управления 20 через защитные диоды 39.

На заявляемое техническое решение устройства погружной телеметрии разработана конструкторская документация и оно может быть изготовлено в условиях серийного производства с использованием стандартного оборудования и технологий.

Устройство погружной телеметрии может быть выполнено на стандартных элементах, включенных в соответствии со стандартными схемами подключения, которые приведены в технической документации. В качестве аналоговых датчиков температуры 6…8 можно использовать платиновые датчики температуры 700-102-AAC-BOO фирмы Honeywell. В качестве аналоговых датчиков давления 9 и 10 можно использовать датчик давления НР40-30-С-М фирмы ООО «ПромА». Цифровой датчик вибрации 11 может быть выполнен на микросхеме ADXL345-EP фирмы AD Analog Devices. Микропроцессорное устройство 12 может быть выполнено на микроконтроллере ADUC7060BSTZ32. Коммутирующий элемент 19 может быть выполнен на одном или нескольких 33, 34 высоковольтных полевых транзисторах IXTH03N400 фирмы IXYS. В качестве ключевого полевого транзистора 24 может быть применен транзистор IRF-830A фирмы VISHAY FORMERLI.

Мостовой диодный высоковольтный ключ на диодах 15…18, в диагональ которого (между точкой соединения катодов диодов 15, 17 и точкой соединения анодов диодов 16, 18, соответственно) подключен первым и вторым выводами коммутирующий элемент 19 предназначен для отключения устройства погружной телеметрии при воздействии на его вход повышенного напряжения при измерении сопротивления изоляции погружного электродвигателя постоянным напряжением до минус 5 кВ при регламентных работах, а также при воздействии на его вход повышенного переменного напряжения амплитудой до 4000 В при однофазном коротком замыкании статорной обмотки погружного двигателя на корпус.

Устройство погружной телеметрии работает следующим образом. Поступающее на вход устройства напряжение (см. Фиг. 1, 2) подается на вход мостового диодного высоковольтного ключа на диодах 15…18, в диагональ которого (между точкой соединения катодов диодов 15, 17 и точкой соединения анодов диодов 16, 18, соответственно) подключен первым и вторым выводами коммутирующий элемент 19 и на первый вывод устройства управления 20. В том случае если входное напряжение не превышает установленное соотношением значений сопротивлений резисторов 30, 29, напряжением стабилизации стабилитрона 27, на выходе устройства управления 20 (четвертом выводе) устанавливается управляющее напряжение, поступающее на 3 вывод коммутирующего элемента 19 и открывающее мостовой диодный высоковольтный ключ. Через открытый мостовой диодный высоковольтный ключ входное напряжение подается на первый вывод дросселя 14, а с его второго вывода - на первый вывод варистора 2 и на первый вывод конденсатора 1.

Дроссель 14 и варистор 2 предназначены для защиты устройства погружной телеметрии от импульсных высоковольтных помех.

Мостовой диодный высоковольтный ключ на диодах 15…18, в диагональ которого (между точкой соединения катодов диодов 15, 17 и точкой соединения анодов диодов 16, 18, соответственно) подключен первым и вторым выводами коммутирующий элемент 19 предназначен для защиты цепей питания устройства погружной телеметрии от повышенных входных напряжений, возникающих при недопустимом перекосе фазных напряжений погружного электродвигателя и при однофазном коротком замыкании на землю в погружном электродвигателе или в погружном кабеле.

Устройство управления 20 (см. Фиг. 4) работает следующим образом: по цепи резистор 31 - диод 32 во время действия положительной полуволны переменное входное напряжение, амплитуда которого не превышает допустимых пределов, заряжает конденсатор 40 до уровня не превышающего напряжение стабилизации стабилитрона 38 в цепи управления транзистора 34 ключевого элемента и открывает его, при этом мостовой диодный высоковольтный ключ на диодах 15…18 открыт и устройство погружной телеметрии работает в штатном режиме. Напряжение, амплитуда которого превышает допустимые пределы, поступающее на вход устройства, во время действия отрицательной полуволны через диод 18, делитель напряжения на резисторах 29, 30 и защитный диод 28 заряжает конденсатор 26 до уровня, определяемого напряжением стабилизации стабилитрона 27, при этом на затворе ключевого полевого транзистора 24 формируется положительное напряжение открывающее его, при этом напряжение на конденсаторе 40 уменьшается до уровня, закрывающего транзисторы 34 и 33, и мостовой диодный высоковольтный ключ на диодах 15…18 закрывается, защищая тем самым все последующие за ним цепи от воздействия повышенного напряжения.

Аналоговые сигналы, поступающие с датчиков температуры 6…8, представляющих собой высоколинейные термозависимые резисторы, и датчиков давления 9, 10, представляющих собой высоколинейные мостовые резистивные преобразователи избыточного давления, (см. Фиг. 1) непосредственно или через LC-фильтры 21 (см. Фиг. 2) поступают на аналоговые входы с первого по N микропроцессорного устройства 12.

Сигналы с выходов с первого по М от цифрового датчика вибрации 11, предназначенного для преобразования амплитуд вибрации по трем координатным осям X, У, Z в цифровой код, поступают на цифровые входы с первого по М микропроцессорного устройства 12.

Микропроцессорное устройство 12 преобразует в цифровой код аналоговые сигналы, поступающие с датчиков температуры 6…8, и датчиков давления 9, 10 и вырабатывает кодовые посылки, замыкающие с помощью коммутирующего элемента 3 через резистор 5 и диод 3 вход (выход) устройства погружной телеметрии на общий провод, таким образом формируется последовательность импульсов тока потребления устройства погружной телеметрии по постоянному напряжению от наземного блока, соответствующих цифровым кодам текущих значений всех измеренных параметров.

Функционирование устройства погружной телеметрии возможно как при включенном, так и при отключенном состоянии погружного электродвигателя.

Использование мостового диодного высоковольтного ключа на диодах 15-18 и коммутирующем элементе 19, устройства управления коммутирующим элементом 20 и LC-фильтров 21 обеспечивает защиту устройства от повышенного постоянного напряжения (до минус 5 кВ), прикладываемого к устройству при испытаниях от мегаомметра, позволяет повысить надежность и сохранять работоспособность устройства погружной телеметрии при длительном воздействии (более суток) повышенного напряжения амплитудой до 4000 В, вызванного, например, однофазным коротким замыканием статорной обмотки погружного двигателя на корпус, за счет отключения устройства погружной телеметрии при воздействии на его вход повышенного напряжения.

Использование коммутирующего элемента 13, присоединенного своим первым вводом к выходу микропроцессорного устройства 12, а выходом к нагрузочному резистору 5, образующему с полупроводниковым диодом 3 последовательную цепь нагрузки, позволяет обеспечить возможность передачи кодовой информации за счет модуляции во времени тока нагрузки наземного блока по постоянному напряжению, что увеличивает надежность передачи измеренных параметров и увеличивает помехозащищенность канала передачи информации.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах управления погружными электронасосами, применяемых при нефтедобыче. Сущность изобретения заключается в том, что устройство погружной телеметрии дополнительно содержит датчики температуры, датчики давления, выводы которых присоединены к соответствующим аналоговым входам микропроцессорного устройства, первый вход источника питания соединен со вторым выводом полупроводникового диода и первым выводом нагрузочного резистора, полупроводниковый диод присоединен первым выводом к первым выводам конденсатора и варистора, а также ко второму выводу дросселя, первым выводом соединенного с выходом мостового диодного высоковольтного ключа, в диагональ которого подключен первым и вторым выводами коммутирующий элемент, вход мостового диодного высоковольтного ключа присоединен к входной клемме устройства, третий вывод коммутирующего элемента подключен к четвертому выводу устройства управления коммутирующим элементом, первый вывод устройства управления коммутирующим элементом соединен с входной клеммой устройства, второй вывод присоединен к общему проводу, а третий - ко второму выводу коммутирующего элемента и к соответствующему узлу мостового ключа. Технический результат – повышение помехоустойчивости и надежности устройства. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство погружной телеметрии, содержащее конденсатор, варистор, полупроводниковый диод, источник питания, нагрузочный резистор, один или несколько датчиков температуры, выполненных в виде двухполюсников, один или несколько датчиков давления, выполненных в виде четырехполюсников, цифровой датчик вибрации, микропроцессорное устройство и коммутирующий элемент, причем, полупроводниковый диод присоединен вторым выводом к первому выводу нагрузочного резистора, второй вывод которого соединен с выходом коммутирующего элемента, второй вывод варистора подключен к общему проводу и ко второму входу источника питания, первый вход коммутирующего элемента присоединен к выходу микропроцессорного устройства, а второй вход - к общему проводу, первый выход источника питания подключен к первым входам питания цифрового датчика вибрации и микропроцессорного устройства, вторые входы питания которых присоединены к общему проводу, второй вывод каждого датчика давления и каждого датчика температуры присоединены к общему проводу, цифровые входы микропроцессорного устройства с первого по М соединены с соответствующими с первого по М цифровыми выходами цифрового датчика вибрации, отличающееся тем, что первый вывод каждого датчика температуры, первый, третий и четвертый выводы каждого датчика давления присоединены к соответствующим с первого по N аналоговым входам микропроцессорного устройства, первый вход источника питания соединен со вторым выводом полупроводникового диода и первым выводом нагрузочного резистора, полупроводниковый диод присоединен первым выводом к первым выводам конденсатора и варистора, а также ко второму выводу дросселя, первым выводом соединенного с выходом мостового диодного высоковольтного ключа, в диагональ которого подключен первым и вторым выводами коммутирующий элемент, вход мостового диодного высоковольтного ключа присоединен к входной клемме устройства, третий вывод коммутирующего элемента подключен к четвертому выводу устройства управления коммутирующим элементом, первый вывод устройства управления коммутирующим элементом соединен с входной клеммой устройства, второй вывод присоединен к общему проводу, а третий - ко второму выводу коммутирующего элемента и к соответствующему узлу мостового ключа.

2. Устройство погружной телеметрии по п. 1, отличающееся тем, что первый вывод каждого аналогового датчика температуры и первый, третий и четвертый выводы каждого аналогового датчика давления присоединены ко входам LC-фильтров, выходы которых подключены к соответствующим с первого по N аналоговым входам микропроцессорного устройства, в LC-фильтрах первый вывод индуктивности L присоединен ко входу фильтра, а ее второй вывод подключен к первому выводу конденсатора С и к выходу фильтра, второй вывод конденсатора С присоединен к общему проводу.

3. Устройство погружной телеметрии по п. 1, отличающееся тем, что коммутирующий элемент выполнен на одном или нескольких высоковольтных полевых транзисторах с соответствующими цепями управления, а устройство управления коммутирующим элементом содержит ключевой полевой транзистор, подключенный своим стоком к четвертому выводу устройства управления и к последовательно включенным защитному диоду и высокоомному резистору, соединенному своим вторым выводом с первым выводом устройства управления, исток ключевого полевого транзистора присоединен к третьему выводу коммутирующего элемента и к первым выводам резистора, конденсатора и стабилитрона, которые своими вторыми выводами подключены к затвору ключевого полевого транзистора, соединенному с катодом защитного диода, анод которого присоединен к средней точке резистивного делителя, включенного между третьим и вторым выводами устройства управления, четвертый вывод устройства управления подключен к цепям управления одного или нескольких включенных последовательно в диагональ мостового диодного высоковольтного ключа выводами сток-исток высоковольтных полевых транзисторов, содержащих параллельно соединенные резистор и стабилитрон, подключенные между истоком и затвором, причем затвор высоковольтного полевого транзистора, исток которого присоединен к третьему выводу устройства управления и к соответствующему узлу мостового ключа, соединен с четвертым выводом устройства управления и первым выводом конденсатора, соединенного своим вторым выводом с третьим выводом устройства управления, затворы второго и последующих подключенных последовательно высоковольтных полевых транзисторов присоединены с четвертым выводом устройства управления через защитные диоды.