[发明专利]井下传感器的接地故障免疫传感器电源

权利要求书

1.一种用于井下传感器的接地故障免疫电力和数据传送系统，包括：

三相电源，所述三相电源连接到电力电缆，从而向沿着井筒定位的井下马达供电，所述电力电缆包括第一导线、第二导线和第三导线，在所述第一导线、第二导线和第三导线上传输电力信号和数据信号；

井下传感器模块，所述井下传感器模块连接到所述井下马达；

交流电源，所述交流电源仅连接到所述第一导线和第二导线，从而将所述电力信号提供给所述井下传感器模块；和

第一隔离模块，所述第一隔离模块连接到所述交流电源，从而响应于沿着所述第一导线或第二导线发生的接地故障而选择性地隔离所述第一导线或第二导线中的一根，从而允许电力信号仅在第一导线或第二导线中的一根上传输，

其中所述电力信号的频率与所述数据信号的一个或多个频率正交。

2.根据权利要求1所述的接地故障免疫电力和数据传送系统，还包括与所述交流电源接口的计算机，所述计算机具有其中存储有指令的计算机可读存储介质，所述指令在由所述计算机执行时使所述计算机执行多项功能，包括以下功能：

控制由所述交流电源提供的所述电力信号的电压、频率或相位中的至少一个；或

斜升所述交流电源的电压电平直到建立与所述井下传感器模块的通信，并将建立所述通信所处的所述交流电源的所述电压电平存储在所述计算机的存储器中。

3.根据权利要求2所述的接地故障免疫电力和数据传送系统，其中所述指令还执行以下功能：

如果由于所述接地故障或与所述接地故障免疫电力和数据传送系统相关的错误而导致通信丢失，则进一步斜升所述交流电源的所述电压电平。

4.根据权利要求3所述的接地故障免疫电力和数据传送系统，其中所述指令还执行以下功能：

如果所述交流电源的所述电压电平达到阈值并且所述通信的可靠性低于限定水平，则触发所述第一隔离模块将所述交流电源切换到所述第一导线或第二导线的未接地导线。

5.根据权利要求1所述的接地故障免疫电力和数据传送系统，其中：

所述交流电源和所述井下传感器模块之间在所述第一导线或所述第二导线之一上的通信基于给所述井下传感器模块供电的电压的电平；或

耦合到所述三相电源和所述电力电缆的变速驱动器(VSD)的开关频率与所述电力信号的所述频率正交，并且与所述数据信号的所述一个或多个频率正交。

6.根据权利要求5所述的接地故障免疫电力和数据传送系统，还包括与所述交流电源接口的计算机，所述计算机具有其中存储有指令的计算机可读存储介质，所述指令在由所述计算机执行时使所述计算机执行多项功能，包括以下功能：

通过调整所述交流电源的电压电平使得对所述井下传感器模块供电的电压电平被校正为达到预定义的配置值，来执行所述交流电源和所述井下传感器模块之间的通信。

7.根据权利要求6所述的接地故障免疫电力和数据传送系统，其中所述预定义的配置值从所述井下传感器模块传达到与所述交流电源接口的所述计算机。

8.根据权利要求1所述的接地故障免疫电力和数据传送系统，还包括与所述交流电源接口的计算机，所述计算机具有其中存储有指令的计算机可读存储介质，所述指令在由所述计算机执行时使所述计算机执行多项功能，包括以下功能：

改变来自所述交流电源的所述电力信号的频率以与所述井下传感器模块通信；或

改变来自所述交流电源的所述电力信号的相位以与所述井下传感器模块通信。