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Title: Implementação de sistema de transmissão de dados através da linha de potência dos poços com o método de elevação bombeio centrífugo submerso
Authors: Fonseca, Diego Antonio de Moura
Keywords: Power line communication;Interface de acoplamento;Bombeio centrífugo submerso;Comunicação industrial
Issue Date: 31-Aug-2018
Citation: FONSECA, Diego Antonio de Moura. Implementação de sistema de transmissão de dados através da linha de potência dos poços com o método de elevação bombeio centrífugo submerso. 2018. 91f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e de Computação) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2018.
Abstract: Power Line Communication (PLC) is a widely used data transfer technology in the industrial world. In the petroleum industry, this technology has been applied to the artificial lift method using the Electrical Submersible Pump (ESP) to transfer the data from the bottom of the well to the surface through the same cable that feeds the motor. In the first part of this project, electrical characteristics of a 2,236 meters long ESP cable were measured, such as distributed inductances, capacitances, and impedances. An electric model elaborated from these measurements proposes to reproduce the impedance behavior for a range of frequency from 20 Hz to 10 MHz. The prototype of a data transfer system was developed to send up information about measured variables to the bottom of the well, providing operators and experts an overview about the behavior of the pump and motor. The data transfer took place serially, by DC current signal, with the three-phase cable as a single conductor and the ground connection/wire as a return path. A communication protocol has been developed, ensuring interaction between the modules. The prototypes were initially evaluated in the laboratory with an equipment arrangement that provides a simplified scenario of the ESP system. In a more realistic situation, the modules have been undergone to actual operating conditions through testing in a 30-meter-deep test with ESP equipment. In general, the final results achieved with the transmitter and receiver prototypes, especially considering the ESP installation, have proved their efficiency in the face of low packet loss.
Portuguese Abstract: O Power Line Communication (PLC) é uma tecnologia de transferência de dados bastante difundida no meio industrial. Na área do petróleo essa tecnologia é aplicada no método de elevação artificial por Bombeio Centrífugo Submerso (BCS) na transferência de dados do fundo do poço à superfície pelo mesmo cabo que alimenta o motor. Na primeira parte do trabalho características elétricas, como indutâncias distribuídas, capacitâncias, impedâncias, etc., de um cabo BCS de 2.236 metros são medidas e, a partir dessas medições, é elaborado um modelo elétrico que reproduz o comportamento de impedância para uma faixa de frequência de 20 Hz a 10 MHz. Na sequência, o protótipo de um sistema de transferência de dados é desenvolvido para o envio de informações das variáveis mensuradas no fundo do poço à superfíce, proporcionando aos operadores e especialistas uma visão geral do comportamento da bomba e motor. A transferência dos dados acontece de forma serial, por sinal de corrente CC, com o cabo trifásico visto com condutor único e o terra como caminho de retorno. Um protocolo de comunicação foi desenvolvido, garantindo a interação entre os módulos. Os protótipos são avaliados, inicialmente, em laboratório com um arranjo de equipamentos que propicia um cenário simplificado do sistema BCS. Em uma situação mais realista, os módulos foram submetidos a condições reais de operação através de testes em um poço de testes com 30 metros de profundidade equipado com elementos BCS. De uma forma geral, os resultados finais alcançados com os protótipos transmissor e receptor, principalmente considerando o poço com instalação BCS, comprovaram sua eficiência diante da baixa perda de pacotes.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/26634
Appears in Collections:PPGEE - Doutorado em Engenharia Elétrica e de Computação

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