一种对在水下流体提取井的树(11)处的至少一个装置(12)供电的方法包括使用磁共振耦合以用于将电力从源(1、2、3、4)无线传输至该装置或者每个装置。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及向水下装置、特别是在水下流体提取井的树处的装置供应电力。
技术介绍
在海底流体提取井的开采树上，对压力和/或温度(P/T)传感器以及对在海底控制模块(SCM)内的方向控制阀(DCV)的电力供应典型地从海底电子模块(SEM)来供应。同样地，对安置在开采树自身上、在SCM外部的传感器的电力，也从SEM经由SCM馈送。这样的电力通过简单的配线来供应。然而，沿着不得不在高大气压与低温下运行的连接器的配线是昂贵的。本专利技术提供较便宜的对电力配线以及连接器的备选方案。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供对在水下流体提取井的树处的至少一个装置供电的方法，该方法包括使用磁共振耦合(magnetic resonance coupling)以用于将电力从源无线传输至每个装置。根据本专利技术的另一方面，提供用于对在水下流体提取井的树处的至少一个装置供电的设备，该设备包括用于使用磁共振耦合以用于将电力从源无线传输至每个装置的部件。可存在多个这样的装置，每个经由通过磁共振耦合与所述源的发射器电路耦合的相应的接收器电路来供电。在这个例子中，来自源的电力可通过对这些装置中的至少一个唯一的编码来调制，在装置的接收器电路处对编码的探测促使电力被供给该装置。备选地， 对装置的至少一个唯一的编码可通过无线部件被传输至装置的接收器电路，在装置的接收器电路处的对编码的探测促使电力被供给该装置。可存在多个这样的源，每个以多个频率的相应一个谐振(resonant)以及可存在多个这样的装置，每个通过以所述频率的相应一个谐振的相应接收器电路来供电。至少一个这样的源可在树的海底控制模块中。另外地或者备选地，至少一个这样的源可在树的海底控制模块的海底电子模块中。在这样的例子中，至少一个这样的装置可在海底控制模块中和/或至少一个这样的装置可位于海底控制模块外部。至少一个这样的源可被安置在树外部，例如在远程操作的交通工具上或者适合于由潜水者携带，或者被安置在表面位置处。至少一个这样的装置可包括传感器。至少一个这样的装置可包括方向控制阀。使用本专利技术的优点本专利技术减少了对需要电力以运行的外部装置与SCM中的装置之间的昂贵的配线以及馈通连接器的需要。附图说明图1是用于图示本专利技术的原理的附图；图2是本专利技术的实施例的示意图；图3示意地图示本专利技术的另一实施例；图4示意地图示本专利技术的进一步的实施例；以及图5示意地示出本专利技术的进一步的实施例。具体实施例方式通过磁共振传输电力的概念早到如电的发现，因为特斯拉自己提出了该技术。实际上，该技术在电工程
一直未占有地位直至近代，主要因为通过磁共振来实现电力传送所需要的便宜的电子设备只有最近才变得可用。磁共振的基本原理涉及变压器，其中芯不是含铁材料而是空气(或者真空)。在该变压器内，初级线圈与次级线圈采用来自源供应的初级电流的运行频率来谐振。谐振的次级线圈的高“磁获得”(如，高Q)允许其与初级线圈分离数米，从而导致电力的无线传输。该技术最近已通过Witricity公司证实在不采用从电力源到家电的有线连接的情况下给膝上型电脑与移动电话电池充电。典型地，被认为是实用且有效的电源的频率是大约10MHz，并且典型地通过电子正弦波振荡器与电力输出级来提供。图1图示专利技术所基于的原理，其中标准50Hz电源1向AC至DC电源2馈电，AC至DC电源2给振荡器3馈电， 从而振荡器3采用与初级电路4的谐振频率匹配的频率运行，初级电路4包括与电容器4b 串联的初级线圈如。初级电路4用作磁天线。在接收端，在包括绕组如与串联电容器恥的次级电路5的次级绕组fe中感应电压。次级电路5采用与初级电路4的相同频率谐振。 感应的电压通过整流器6来整流来为可包括传感器和/或DCV的设备7提供所需要的DC 源。图2示出本专利技术的一个实施例的典型设置。包括谐振初级电路的无线磁电源8(采用频率fl运行)在位于海底流体提取井的海底井树11上的SCM 10内的SEM 9中容置。传感器，如P/T装置12所示，每个与谐振磁接收器13的相应一个连接，磁接收器的每一个包括谐振次级电路以及整流器，其也采用频率fl运行。因而，单个无线磁电源8将电力无线供给SCM 10内的多个P/T装置12，从而典型地监测SCM分配总管14上的水压控制供应。 而且，源8将电力无线地供应给至少一个其他的外部P/T装置15，从而典型地经由相应次级接收器17监测在井树11上的生产流体控制线路16内的生产流体，次级接收器17包括采用频率fl谐振的谐振次级电路。同样在SCM 10内以及典型地在水压总管14上安置的DVC18通过SEM 9的控制电路如需要地个别地被供电。因而，对于向DCV 18的无线馈电，每个SEM控制输出馈电给个体无线磁电源19，其采用与相应磁次级接收器20的次级电路的谐振频率匹配的频率运行。 因为无线电力传输与接收装置的Q很高，通向DCV的电力传输链路能以不同的频率运行，因而允许从来自SEM的个体控制输出来对DCV分别进行控制。仅有两个带接收器20 (其次级电路分别以频率f2与f3谐振)的DCV 18在图2中为简要示意而示出。对于运行DCV的备选设置是具有采用单个频率的公用无线磁电源以及通过用识别编码调制供应的电力来运行各个DCV。该技术具有仅需要单个无线磁电源以用于所有 DCV与无线供电的传感器、以及DCV无线磁接收器的公用设计的优点。本技术的原理在图3中图示，其中对应图1中的那些项目的项目具有如图1中相同的参考数字。无线磁电源的振荡器3的输出经由调制器21与谐振磁初级电路4连接，调制器21在振荡器输出上添加数字编码。该编码在编码生成电路22中生成，编码生成电路22根据来自SEM中的DCV控制电路的线路23上的要求生成适于具体DCV的编码。对于每个DCVM的无线磁电力接收器与解调器与解码器电路25适配。当通过无线电源传输的编码与在解调器与解码器电路 25中的预设匹配时，接收器的输出经由开关沈与DCV连接以运行DCVM。如果传输的编码的解码由处理器执行，则该编码能采用软件嵌入，从而允许所有的DCV采用标准装置设计。 传感器，比如P/T传感器27，从不带解调器与解码器电路的无线磁电力接收器5、6来供电， 从而从公用共享的无线磁电源获得其电力。该配置的主要缺点是共享的电源可变得体积太大而不方便在需要的海底位置(比如SEM)中容纳。对运行DCV进一步的备选的设置是具有采用单个频率的公用磁电源以及使用协议(比如Wi-Fi、蓝牙或者无线USB、等等)通过分离的独立无线传输来运行个体DCV。这样的设置在图4中图示，其中对应图3中的那些项目的项目具有如图3中相同的参考数字。如以图3的实施例，在编码生成电路22中生成编码，编码生成电路22根据来自SEM中的DCV 控制电路的线路23上的要求生成适于具体DCV的编码。该编码被发送以调制独立的发射器观，其经由天线四发送调制的传输，其中传输通过天线30在接收、解调与解码电路31上接收，接收、解调与解码电路31当传输的编码与在电路31中的解码器中存储的编码匹配时运行开关26。开关沈的闭合使无线磁电力接收器5、6能够运行DCV 24。在以上的实施例中，来自P/T传感器的数据还可使用传统技术(比如蓝牙、Wi-Fi 或者无线USB (通用串行总线)等等)被无线本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种对在水下流体提取井的树处的至少一个装置供电的方法，所述方法包括使用磁共振耦合以用于将电力从源无线传输至所述装置或者每个装置。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：P·奥弗顿，A·R·佩克汉，
申请(专利权)人：韦特柯格雷控制系统有限公司，
类型：发明
国别省市：GB
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