Date	Doc. No.	Process	Case number	In/Out	Journal description	To/from
20.05.2019	20-01	Saksbehandling	20093173	UT	PT Opphørt Patent - SPC for ikke betalt årsavgift (3311)
08.03.2019	19-01	Saksbehandling	20093173	UT	PT Påminnelse om ikke betalt årsavgift (3329) (PT20093173)
16.01.2014	18-01	Saksbehandling	20093173	UT	PT Registreringsbrev Nasjonal Patent
04.11.2013	15-01	Saksbehandling	20093173	UT	PT Meddelelse om patent	Onsagers AS
30.10.2013	16-01	Saksbehandling	20093173	INN	Korrespondanse (hoved dok)	Onsagers AS
28.10.2013	14-03	Saksbehandling	20093173	INN	Beskrivelse, krav og sammendrag	Onsagers AS
28.10.2013	14-02	Saksbehandling	20093173	INN	Korrespondanse (hoved dok)	Onsagers AS
28.10.2013	14-01	Saksbehandling	20093173	INN	Hovedbrev	Onsagers AS
26.07.2013	13-02	Saksbehandling	20093173	UT	EP 2491660 revidert søknad
26.07.2013	13-01	Saksbehandling	20093173	UT	Realitet patent	Onsagers AS
09.05.2011	12-01	Saksbehandling	20093173	UT	Publisert patentsøknad	Onsagers AS
21.02.2011	11-04	Saksbehandling	20093173	INN	Patenttegninger	Onsagers AS
21.02.2011	11-03	Saksbehandling	20093173	INN	Beskrivelse	Onsagers AS
21.02.2011	11-02	Saksbehandling	20093173	INN	Hovedbrev	Onsagers AS
21.02.2011	11-01	Saksbehandling	20093173	INN	Korrespondanse (hoved dok)	Onsagers AS
17.11.2010	10-02	Saksbehandling	20093173	INN	Krav	Onsagers AS
17.11.2010	10-01	Saksbehandling	20093173	INN	Korrespondanse (hoved dok)	Onsagers AS
21.10.2010	09-01	Saksbehandling	20093173	INN	Korrespondanse (hoved dok)	Onsagers AS
15.05.2010	08-01	Saksbehandling	20093173	UT	Anmodning om Norsk oversettelse	Onsagers AS
15.05.2010	07-02	Saksbehandling	20093173	UT	PT report 02:54:58
15.05.2010	07-01	Saksbehandling	20093173	UT	Realitet patent	Onsagers AS
01.12.2009	05-01	Saksbehandling	20093173	UT	Infobrev til oppfinner	Onsagers AS
18.11.2009	06-01	Saksbehandling	20093173	INN	Korrespondanse (hoved dok)
18.11.2009	04-03	Saksbehandling	20093173	INN	Fullmakt
18.11.2009	04-02	Saksbehandling	20093173	INN	Erklæring: søkers rett til oppfinnelse
18.11.2009	04-01	Saksbehandling	20093173	INN	Korrespondanse (hoved dok)
20.10.2009	03-05	Saksbehandling	20093173	INN	Patenttegninger
20.10.2009	03-04	Saksbehandling	20093173	INN	Krav
20.10.2009	03-03	Saksbehandling	20093173	INN	Beskrivelse
20.10.2009	03-02	Saksbehandling	20093173	INN	Sammendrag
20.10.2009	03-01	Saksbehandling	20093173	INN	Korrespondanse (hoved dok)
20.10.2009	02-01	Saksbehandling	20093173	UT	PT Formelle mangler_nasj patent (2009.10.20)
19.10.2009	01-03	Saksbehandling	20093173	INN	Patenttegninger	Onsagers AS
19.10.2009	01-02	Saksbehandling	20093173	INN	Beskrivelse	Onsagers AS
19.10.2009	01-01	Saksbehandling	20093173	INN	Søknadsskjema PT (PT Form)	Onsagers AS

Description, claims and drawings

Disclaimer: This text has been machine-scanned and may contain errors – please refer to "Publications" for legally binding content.

Description

Det er i mange situasjoner behov for å kommunisere over store avstander. Ofte sammenfaller slike kommunikasjonsbehov med et behov for å overføre kraft/energi.

For eksempel er det i petroleumsbrønner et behov for å kommunisere fra oversiden (topside) til nedihull for å overføre kontrollsignaler til nedihullsutstyr og fra nedihulls til overside, for eksempel for å overføre overvåkningsdata fra nedihullsutstyr.

Andre eksempler på områder med kommunikasjonsbehov er boreoperasjoner for tuneller eller brønner, overvåkning av gruveganger, etc.

Tradisjonelt har slik kommunikasjon vært basert på dedikerte kabler eller tradisjonell modemteknologi. Ettersom det ofte er store avstander gjennom tøft miljø og kraftkabler utstråler mye rippel-støy, får ofte tradisjonell modemteknologi problemer. I varme omgivelser er det ikke aktuelt med optisk fiberkommunikasjon på grunn av laseres begrensede ytelse ved høye temperaturer.

US 5995020 angår et nedihulls kraft- og kommunikasjonssystem for å operere en verktøystreng i en brønn. Systemet omfatter et apparat for å overføre elektrisitet mellom et nedihulls brønnverktøy og brønnoverflaten. En kontroller er anbrakt ved brønn overflaten, en mottakermodul er engasjert med brønnverktøyet og en leder er forbundet med kontrolleren og mottakermodulen. Kontrolleren kan omfatte en kommunikasjonstransmitter og en modulator som kan opereres til å generere et elektrisk signal som representerer minst to tilstander og/eller en databit som

representerer en adresse. Adressen brukes for å forbinde energi til et ønsket verktøy.

US 2007/0202839 angår en fremgangsmåte for å overføre data over en vanlig kraft-el-/energiledning til et svitsj-mode energiforsyningssystem. Dataene overføres ved å frekvensmodulere energisignalet. Denne fremgangsmåten er ikke tilpasset for bruk i petroleumsbrønner og kommunikasjonen er kun fra energikilden til energiforbrukeren.

US 207/0286305 angår et overføringsapparat for digitale signaler til en bruker på en ledning hvor det er til stede et forsyningssignal for elektroniske anordninger. En utførelse omfatter en svitsjekonverter og midler for å variere svitsjefrekvensen til konverteren basert på et signal som skal overføres.

Hensikten med oppfinnelsen er å tileiebringe et system for å kommunisere fra undergrunnsutstyr over en energikabel/ledning/linje som benytter energi-/spenningsoverføringen til utstyret for å kommunisere fra utstyret nedihulls til oversiden.

I en utførelse omfatter systemet for å kommunisere over en energikabel en energiledning (linje) forbundet med en energi-/spenningskilde i en ende, en svitsj-mode omformer forbundet med energiledningen i en annen ende for å omforme spenningen mottatt fra energikilden gjennom energiledningen, midler for å modulere svitsj-mode omformeren og en mottaker tilpasset til å motta og prosessere signaler fra svitsj-mode omformeren.

Energikilden er vanligvis en høyspenningskilde for å være i stand til å overføreenergien over store avstander med så lite tap som mulig. Energikilden er i en utførelse en dc spenningskilde.

Svitsj-mode omformeren er forbundet til energiledningen og omformer spenningen forsynt av energikilden til et mer egnet spenningsnivå for utstyret. Svitsj-mode omformeren er for eksempel en dc-dc omformer. I en utførelse er svitsj-mode omformeren en svitsj-mode inverter.

Svitsj-mode omformeren kan velges og/eller være utformet for å optimalisere svitsjefrekvensen. Raskere svitsjing forbedrer maksimal datarate og fører til mindre behov for å filtrere signalet. I en utførelse omfatter svitsj-mode omformeren silisiumkarbidtransistorer. Silisiumkarbidomformere er egnet for å operere ved høyere energi og høye temperaturnivåer. De har lav motstand og dermed lavere energitap og tillater rask svitsjing.

Driften av svitsj-mode omformeren genererer normalt rippel på energiledningen som forplanter seg gjennom energiledningen. Svitsj-moden kontrolleres av modulasjonsmidlene for å benytte rippel som bærer for dataoverføring. Svitsjingen er i en utførelse kontrollert for å generere rippeltidsserier som omfatter data på serieformat.

I en utførelse omfatter systemet midler for å redusere rippel fra svitsj-mode omformeren, for eksempel et filter. Filteret kan være forbundet med eller integrert i svitsj-mode omformeren. Filteret kan forme rippel til et egnet overføringsnivå, og etterlate en dc-spenning som har en viss mengde rippel.

Midlene for å modulere svitsj-mode omformeren kan være en hvilken som helst modulator som er egnet for å kontrollere svitsjingen av svitsj-mode omformeren. Midlene for å modulere svitsj-mode omformeren kan implementere flere modulasjonsmetoder. I en utførelse er dc-komponenten til modulasjonssignalet null. Dette vil sikre at lavspennings dc-utgangen fra svitsj-mode omformeren ikke endres av modulasjonen.

Eksempler på modulasjonsmetoder som kan implementeres av modulasjonsmidlene er bifasemodulasjon og frekvensskiftmodulasjon. Bifasemodulasjon gir større båndbredde og en svitsjenyttefaktor (duty factor) på 50%. Frekvensskiftmodulasjon kan gi nyttefaktor forskjellig fra 50%, men har smalere signalbåndbredde. Andre modulasjonsmetoder kan også benyttes, slik som for eksempel to-tone frekvensmodulasjon.

Signalene generert av modulasjonen av svitsj-mode omformeren vil forplante seg gjennom energiledningen og mottas av mottakeren. Mottakeren omfatter eller er forbundet med midler for å prosessere signalene. Prosesseringen kan omfatte omforming, demodulering og utgivelse av signalet. Demodulasjonsmetoden vil svare til modulasjonsmetoden.

I en utførelse omfatter mottakeren eller den er forbundet til en pulsomformer for å isolere det interessante signalet fra høyspenningssignalet. Pulsomformeren er i ette tilfellet arrangert foran demoduleringsmidlene.

Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet mer detaljert ved hjelp av eksempler og med referanse til de medfølgende figurene. Figur 1 viser et blokkdiagram av prinsippet for systemet i henhold til oppfinnelsen.

Figur 1 viser et blokkdiagram av et system 10 i henhold til oppfinnelsen. En energikilde, i dette tilfellet en høyspennings DC energikilde (HVDC) 11 er tilveiebrakt ved oversiden av petroleumsbrønnen. HVDC-en er forbundet til en energiledning, kabelen 14, som fører ned inn i brønnen til utstyr/verktøy som er lokalisert nedihulls (ikke vist). Nedihulls er kabelen 14 forbundet til en svitsj-mode omformer 15 for å omforme/transformere høyspenningen lavere spenning 18 som kan benyttes av nedihullsutstyret. Svitsj-mode omformeren 15 er forbundet til eller omfatter modulasjonsmidler for å modulere svitsjingen basert på dataene som skal kommuniseres. I dette eksemplet er modulasjonsmidlene integrert i svitsj-mode omformeren 15. Data fra nedihullsustyr som kan kommuniseres til oversiden er for eksempel; loggedata, status for utstyret slik som temperatur, driftsmodus, eventuelle feiltilstander/alarmsignaler, etc. Dataene gis inn til modulasjonsmidlene som modulerer svitsj-mode inverteren i henhold til dataene som skal overføres.

Svitsj ehandlingen til DC/DC omformeren forårsaker at rippel-strøm forplanter seg langs kabelen 14. Modulasjonen av svitsj-mode inverteren forårsaker en modulasjon av rippel-strømmen som forplanter seg gjennom kabelen og kan mottas av en (puls)mottaker 13.1 denne utførelsen er en pulsomformer 12 arrangert mellom kabelen 14 og mottakeren 13. Mottakeren 13 demodulerer signalet og gir ut det demodulerte signalet.

Figur 2 viser en utførelse av oppfinnelsen med flere detaljer. Energikabelen 20 er typisk en koaksialkabel med høy kapasitans og lav impedans. Den mates med høyspennings DC via en pulsomformer 25 som er en del av mottakeren 22 lokalisert på oversiden.

Kabelen 20 mater nedihulls spenning til svitsj-mode omformeren 21 som omformer inngangsspenningen til en buss-spenning mer egnet for å mate motorer og annet nedihullsutstyr. Inverteren 21 omfatter en energisvitsjtransistor 24, for eksempel en høyhastighets SiC (silisiumkarbid) transistor. Svitsjesekvensen for transistoren 24 kontrolleres av en bifasemodulator 25. En kapasitans 23 reduserer rippel på ledningen og forbedrer dermed energioverføringen. Energikabelen 20 vil selv gi mest av inngangskapasitansen som behøves av inverteren.

Figur 3 viser en typisk bifasemodulasjonssekvens (Manchesterkodet) og tilvarende rippelsignal mottatt på oversiden. Bemerk tidsforsinkelsen relatert til forplantningen over en 3 km lang energioverføringskabel. Med denne modulasjonsteknikken, som ikke har en DC-komponent, vil utgangsspenningen typisk forbli nær halvparten av linjeinngangsspenningen som er velegnet for motordesign. En lastavhengig regulering kan utføres på oversiden basert på målinger av laststrømmen og nedihullspenningen. Hvis en nedihullsregulering er ønske, kan bruken av en totonemodulasjon kombineres med en nyttefaktorkontroll av utgangsspenningen fra inverteren.

Claims

1. System for å kommunisere over en energikabel, omfattende - en energilinje (20) som løper gjennom en petroleumsbrønn og som er forbundet med en høyspennings dc-energikilde i en ende, karakterisert ved - en svitjs-mode omformer forbundet til energilinjen i den andre enden for å omforme spenning mottatt fra høyspennings dc-energikilden gjennom energilinjen, idet svitsj-mode omformeren omfatter en energisvitsjtransistor (24), - en bifasemodulator (25) som kontrollerer svitsjesekvensen til energisvitsjtransistoren (24) basert på data som skal kommuniseres, og - en mottaker (22) anordnet ved energikildeenden og tilpasset til å detektere og prosessere ripplesignaler fra svitsj-mode omformeren som forplanter seg på energilinjen.

2. System i henhold til krav 1,karakterisert ved at kabelkapasitansen tilveiebringer inngangskapasitansen til svitsj-mode omformeren.

3. System i henhold til krav 1,karakterisert ved at energikabelen strekker seg fra over jorden inn i undergrunnen og at energikilden og mottakeren er lokalisert på overflaten og svitsj-mode omformeren er lokalisert nedihulls.

4. System i henhold til krav 1,karakterisert ved at svitsj-mode omformeren omfatter silisiumkarbidtransistorer.

5. System i henhold til krav 1,karakterisert ved at det benyttes rask svitsjing for å oppnå forbedret dataoverføringsrate.

6. System i henhold til krav 1,karakterisert ved at det er anordnet filtre i forbindelse med svitsj-mode omformeren og/eller mottakeren for å forbedre signalkarakteristikk og redusere effekttap i kabelen.

Drawings

System for å kommunisere over en energikabel i en petroleumsbrønn

Key information

Abstract and drawing

Publications

Documents

Description, claims and drawings

Priority

Patent classes

Citations

Applicants, owners and inventors

Agent

Status history

Payment history

Oppositions and appeals

Administrative limitation

Liens and licences

Gazette entries