RU2752826C1 - Downhole power supply for downhole equipment - Google Patents

Downhole power supply for downhole equipment Download PDF

Info

Publication number
RU2752826C1
RU2752826C1 RU2021101664A RU2021101664A RU2752826C1 RU 2752826 C1 RU2752826 C1 RU 2752826C1 RU 2021101664 A RU2021101664 A RU 2021101664A RU 2021101664 A RU2021101664 A RU 2021101664A RU 2752826 C1 RU2752826 C1 RU 2752826C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
downhole
control unit
voltage
batteries
downhole equipment
Prior art date
Application number
RU2021101664A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ленар Гамбарович Рахмаев
Владимир Борисович Оснос
Original Assignee
Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина filed Critical Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина
Priority to RU2021101664A priority Critical patent/RU2752826C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2752826C1 publication Critical patent/RU2752826C1/en

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B41/00—Equipment or details not covered by groups E21B15/00 - E21B40/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/14—Electrodes for lead-acid accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.SUBSTANCE: invention relates to the oil and gas industry, in particular to the research of wells using an autonomous power supply of downhole equipment. The downhole power supply for downhole equipment includes at least one housing with paired cavities, made with the possibility of filling with downhole fluid to generate electrical energy using different potential electrodes, a control unit, a voltage monitoring unit, a cascade diode voltage multiplier (VM), an input module and a battery. The multipolar electrodes are obtained by batteries of alternating plates, forming anodes and cathodes. In one paired cavity of the housing there is an acid battery, and in the second, an alkaline one. The anodes and cathodes of these batteries are connected to the input of the VM through the input module, which excludes the mutual influence of the batteries. The control unit is designed with the ability to determine the voltage on the VM cascades and direct the permissible maximum of them for charging the battery, the output of which is connected to the downhole equipment through the voltage control unit.EFFECT: proposed downhole power supply for downhole equipment makes it possible to work independently of the pH factor of the downhole fluid and use the fluctuations of the generated electric current to generate the necessary voltage for the operation of downhole equipment, while allowing it to be serviced in the field due to the absence of chemically active components inside the housing.1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности, к исследованиям скважин с применением автономного источника питания глубинного оборудования.The invention relates to the oil and gas industry, in particular, to researching wells using an autonomous power source for downhole equipment.

Известно устройство для энергоснабжения скважинной аппаратуры контроля состояния пласта при добыче нефти (патент RU № 2239051, МПК E21B 43/00, E21B 47/00, H01M 6/32, опубл. 27.10.2004 Бюл. № 30), установленное в скважине и содержащее химические элементы питания, установленные в корпусах, имеющих полости, и в общем корпусе, при этом общий корпус закреплен с зазором внутри скважины, причем полости в корпусах химических элементов питания заполнены основным компонентом и выполнены с возможностью сообщения через одно или несколько впускных отверстий в корпусах и в общем корпусе с кольцевым зазором между общим корпусом и скважиной для пропитки основного компонента химических элементов питания пластовыми флюидами.A device for power supply of downhole equipment for monitoring the state of the formation during oil production is known (patent RU No. 2239051, IPC E21B 43/00, E21B 47/00, H01M 6/32, publ. 27.10.2004 Bull. No. 30), installed in the well and containing chemical batteries installed in housings with cavities and in a common housing, while the common housing is fixed with a gap inside the well, and the cavities in the housings of the chemical batteries are filled with the main component and are configured to communicate through one or more inlet openings in the housings, and in a common casing with an annular gap between the common casing and the well for impregnation of the main component of chemical nutrients with formation fluids.

Наиболее близким по технической сущности является источник питания скважинной аппаратуры (патент RU № 2208156, МПК E21B 47/00, опубл. 10.07.2003 Бюл. № 19), содержащий химические элементы, размещенные в корпусах и в общем корпусе, закрепленном с зазором внутри колонны бурильных труб, причем химические элементы выполнены с раздельно хранящимися компонентами, основной компонент находится в закрытой полости химического элемента, выполненной с возможностью сообщения с дополнительной полостью, содержащей компонент, вызывающий активизацию химического элемента, общий корпус снабжен блоком управления и блоком контроля напряжения, расположенными в общем корпусе и соединенными с химическими элементами.The closest in technical essence is the power supply for downhole equipment (patent RU No. 2208156, IPC E21B 47/00, publ. 10.07.2003 Bull. No. 19), containing chemical elements placed in housings and in a common housing fixed with a gap inside the string drill pipes, and the chemical elements are made with separately stored components, the main component is located in a closed cavity of the chemical element, made with the possibility of communication with an additional cavity containing a component that causes activation of the chemical element, the common body is equipped with a control unit and a voltage control unit located in general body and connected to chemical elements.

Недостатками обоих устройств являются узкая область применения из-за возможности несоответствия pH –фактора скважинного флюида химическим элементам, находящимся в корпусе (например, если флюид – кислый, а химический элемент – щелочной, или наоборот, то происходит их быстрая нейтрализация), в качестве одного из электродов используют корпус, что требует, после его извлечения, восстановление или полную замену корпуса, а это - дополнительные расходы, не учитывается непостоянство и постоянную изменчивость вырабатываемого потенциала электродами из-за изменения количества и pH –фактора скважинного флюида, при этом наличие химически активных компонентов делает невозможным замену и ремонт этих устройств в полевых условиях из-за опасности отравления или химических ожогов обслуживающего персонала.The disadvantages of both devices are a narrow field of application due to the possibility of a mismatch between the pH-factor of the well fluid and the chemical elements in the casing (for example, if the fluid is acidic, and the chemical element is alkaline, or vice versa, then they are quickly neutralized), as one a housing is used from the electrodes, which requires, after its extraction, restoration or complete replacement of the housing, and this is an additional cost, the inconstancy and constant variability of the potential generated by the electrodes due to changes in the amount and pH-factor of the borehole fluid is not taken into account, while the presence of chemically active components makes it impossible to replace and repair these devices in the field due to the danger of poisoning or chemical burns of the operating personnel.

Технической задачей предполагаемого изобретения является создание скважинного источника питания для глубинного оборудования, работающего независимо от pH –фактора скважинного флюида и использующего колебания вырабатываемого электрического тока для генерации необходимого напряжения для работы глубинного скважинного оборудования, при этом позволяющего проводить обслуживание его в полевых условиях из-за отсутствия химически активных компонентов внутри корпуса.The technical objective of the proposed invention is to create a downhole power source for downhole equipment that operates independently of the pH-factor of the downhole fluid and uses fluctuations in the generated electric current to generate the required voltage for the operation of downhole equipment, while allowing it to be serviced in the field due to the lack of chemically active components inside the case.

Техническая задача решается скважинным источником питания для глубинного оборудования, включающим, как минимум, один корпус с парными полостями, выполненный с возможностью заполнения скважинным флюидом для выработки электрической энергии при помощи разно потенциальных электродов, блок управления и блок контроля напряжения.The technical problem is solved by a downhole power source for downhole equipment, including at least one housing with paired cavities, made with the possibility of filling with a wellbore fluid to generate electrical energy using different potential electrodes, a control unit and a voltage control unit.

Новым является то, что дополнительно снабжен каскадным диодным умножителем напряжения – УН, входным модулем, и аккумуляторной батареей, причем разно полярные электроды получены батареями чередующихся пластин, образуя аноды и катоды, в первой парной полости корпуса для образования кислотного аккумулятора, а во второй – щелочного, аноды и катоды этих аккумуляторов соединены со входом УН через входной модуль, исключающий взаимное влияние аккумуляторов, блок управления выполнен с возможностью определения напряжения на каскадах УН и направления допустимого максимального из них для зарядки аккумуляторной батареи, выход которой через блок контроля напряжения соединен с глубинным оборудованием.The novelty is that it is additionally equipped with a cascade diode voltage multiplier - UN, an input module, and a storage battery, and the oppositely polarized electrodes are obtained by batteries of alternating plates, forming anodes and cathodes, in the first paired cavity of the housing for the formation of an acid battery, and in the second - an alkaline , the anodes and cathodes of these batteries are connected to the input of the UH through the input module, which excludes the mutual influence of the batteries, the control unit is configured to determine the voltage on the cascades of the UH and the direction of the permissible maximum of them for charging the battery, the output of which is connected to the downhole equipment through the voltage control unit ...

На фиг. 1 изображена схема скважинного источника питания.FIG. 1 shows a diagram of a borehole power source.

На фиг. 2 изображена увеличенная выноска А фиг. 1.FIG. 2 shows an enlarged callout A of FIG. one.

Скважинный источник питания для глубинного оборудования включает в себя как минимум один корпус 1 (фиг. 1) с парными полостями 2 (фиг. 2) и 3, выполненный с возможностью заполнения скважинным флюидом через отверстия 4 для выработки электрической энергии при помощи соответствующих разно потенциальных электродов 5, 6 и 7, 8, блок управления 9 (фиг. 1) и блок контроля напряжения 10. Скважинный источник питания дополнительно снабжен каскадным диодным умножителем напряжения – УН 11 (на схему и конструктивное выполнение УН 11 авторы не претендуют), входным модулем 12 (транзисторный, тиристорный или т.п.), и аккумуляторной батареей 13. причем разно полярные электроды 5 (фиг. 2), 6 и 7, 8 получены батареями чередующихся пластин, образуя выходной положительный электрод (анод) и выходной отрицательный электрод (катод) соответственно. Для исключения короткого замыкания между пластинами разно полярных электродов 5, 6 и 7, 8 могут быть установлены сепараторы 14 из диэлектрика. В одной парной полости 2 корпуса 1 электроды 5 и 6 могут быть выполнены из свинца и сульфата свинца соответственно для образования кислотного аккумулятора (инициирует электрический ток в кислой среде). Во второй парной полости 3 корпуса 1 электроды 7 и 8 могут быть выполнены из гидроксида никеля с добавлением бария, графита и оксида железа соответственно для образования щелочного аккумулятора (инициирует электрический ток в кислой среде). На конструкцию пластин разно полярных электродов 5, 6 и 7, 8 и их химических состав авторы не претендуют, так как подобные аккумуляторы известны из открытых источников. Аноды и катоды кислотного и щелочного аккумуляторов соответствующего корпуса 1 через кабель 15 соединены с входным модулем 12 (фиг. 1), который имеет высокое сопротивление на входе (не показан) для исключения взаимного влияния аккумуляторов (подзарядку одного аккумулятора другим или взаимный саморазряд). При постоянных перепадах внутрискважинного давления (например, в добывающих скважинах при работе штангового глубинного плунжерного насоса) в качестве перегородки 17 (фиг. 2) между парными полостями 2 и 3 корпуса 1 использован пьезоэлектрик для выработки электрической энергии при перепаде давлений и периодическом сжатии пьезоэлектрика. Анод и катод пьезоэлектрической перегородки 18 также соединены кабелем 15 с входным модулем 12 (фиг. 1). Электроэнергия с входного модуля 12 подается на УН 11, в котором электроды диодов соответствующих каскадов (не показаны) соединяются с блоком управления 9. Блок управления 9 определяет, на каком каскаде УН 11 допустимое для аккумуляторной батареи 13 напряжения, которое и направляется в аккумуляторную батарею 13 для его зарядки. Выход 16 аккумулятора через блок контроля напряжения 10, стабилизирующего выходное напряжение, кабелем 18 соединяют с глубинным оборудованием (датчик давления, датчик температуры, импульсный генератор, инклинометр, приемо-передающее устройство и/или т.п. – не показаны).The downhole power source for downhole equipment includes at least one housing 1 (Fig. 1) with paired cavities 2 (Fig. 2) and 3, made with the possibility of filling with wellbore fluid through the openings 4 to generate electrical energy using the corresponding different potential electrodes 5, 6 and 7, 8, control unit 9 (Fig. 1) and voltage control unit 10. The borehole power supply is additionally equipped with a cascade diode voltage multiplier - UN 11 (the authors do not pretend to the circuit and design of UN 11), input module 12 (transistor, thyristor, etc.), and a battery 13. and oppositely polar electrodes 5 (Fig. 2), 6 and 7, 8 are obtained by batteries of alternating plates, forming an output positive electrode (anode) and an output negative electrode (cathode ) respectively. To eliminate a short circuit between the plates of oppositely polarized electrodes 5, 6 and 7, 8, separators 14 made of dielectric can be installed. In one paired cavity 2 of the housing 1, the electrodes 5 and 6 can be made of lead and lead sulfate, respectively, to form an acid battery (initiates an electric current in an acidic environment). In the second pair cavity 3 of the housing 1, the electrodes 7 and 8 can be made of nickel hydroxide with the addition of barium, graphite and iron oxide, respectively, to form an alkaline battery (initiates an electric current in an acidic environment). The authors do not pretend to the design of plates of oppositely polar electrodes 5, 6 and 7, 8 and their chemical composition, since such batteries are known from open sources. The anodes and cathodes of the acid and alkaline batteries of the corresponding housing 1 are connected through the cable 15 to the input module 12 (Fig. 1), which has a high resistance at the input (not shown) to exclude the mutual influence of the batteries (recharging one battery with another or mutual self-discharge). With constant downhole pressure drops (for example, in production wells when a sucker rod plunger pump is operating), a piezoelectric is used as a partition 17 (Fig. 2) between the paired cavities 2 and 3 of the body 1 to generate electrical energy with a pressure drop and periodic compression of the piezoelectric. The anode and cathode of the piezoelectric partition 18 are also connected by cable 15 to the input module 12 (Fig. 1). Electricity from the input module 12 is supplied to the UN 11, in which the electrodes of the diodes of the corresponding stages (not shown) are connected to the control unit 9. The control unit 9 determines on which cascade UN 11 the voltage permissible for the storage battery 13, which is sent to the storage battery 13 to charge it. The battery output 16 through the voltage control unit 10, stabilizing the output voltage, is connected with a cable 18 to the downhole equipment (pressure sensor, temperature sensor, pulse generator, inclinometer, transceiver and / or the like are not shown).

Скважинный источник питания работает следующим образом.The downhole power supply operates as follows.

Исходя из pH –фактора скважинного флюида и предполагаемого количества глубинного оборудования, требующего электрического питания, определяют необходимое количество корпусов 1 для спуска в скважину (не показана). Собирают скважинный источник питания с необходимым количеством корпусов 1 и проходным каналом 19 для подъема продукции вскрытых пластов (не показаны) или закачки вытесняющего агента или реагента в пласт. При спуске в скважину глубинного оборудования на колонне труб (не показана), в состав колонны труб встраивают (например, при помощи резьбового соединения и/или муфт – не показаны) скважинный источник питания, выход которого 16 кабелем 18 соединяют с соответствующим глубинным оборудованием. Место установки скважинного источника питания в составе колонны труб выбирают так, чтобы при размещении глубинного оборудования в требуемом интервале скважины корпуса 1 погружались полностью в скважинный флюид, который через отверстия 4 (фиг. 2) поступает внутрь парных полостей 2 и 3. В зависимости pH – фактора скважинного флюида на разно полярных электродах 5 (фиг. 2), 6 или 7, 8 образуются разные потенциалы электроэнергии, собирающиеся в соответствующие выходные аноды и катоды аккумулятора, расположенного в полости 2 или 3, и по кабелю 15 подается во входной блок 12. При наличии пьезоэлектрической перегородки 17 во время изменения давления, в ней также вырабатывается электроэнергия, которая по кабелю 17 тоже подается во входной блок 12.Based on the pH-factor of the well fluid and the estimated amount of downhole equipment requiring electrical power, the required number of bodies 1 for running into the well (not shown) is determined. Collect the downhole power source with the required number of bodies 1 and the passageway 19 for lifting the product of the opened formations (not shown) or pumping a displacing agent or reagent into the formation. When running downhole equipment on a pipe string (not shown), a downhole power source is built into the pipe string (for example, using a threaded connection and / or couplings - not shown), the output of which 16 is connected with a cable 18 to the corresponding downhole equipment. The place of installation of the borehole power source as part of the pipe string is chosen so that when the downhole equipment is placed in the required interval, the wells of body 1 are completely immersed in the borehole fluid, which flows through holes 4 (Fig. 2) into the paired cavities 2 and 3. Depending on pH - factor of the borehole fluid on oppositely polar electrodes 5 (Fig. 2), 6 or 7, 8, different electric potentials are formed, collected in the corresponding output anodes and cathodes of the accumulator located in the cavity 2 or 3, and is fed through the cable 15 to the input unit 12. In the presence of a piezoelectric partition 17 during a pressure change, it also generates electricity, which is also supplied through the cable 17 to the input unit 12.

Чаще всего скважинный флюид в добывающих скважинах является слабой щелочью из-за наличия большого количества солей щелочных металлов в минерализованной воде, добываемой из пласта, при этом вырабатывает электрическую энергию щелочной аккумулятор, располагаемый в полости 3. Однако при интенсификации добычи продукции из пласта часто закачивают кислотные реагенты в этот пласт, тогда вырабатывает электрическую энергию кислотный аккумулятор, располагаемый в полости 2. В нагнетательных скважинах в зависимости от закачиваемого в пласт вытесняющего агента, состав которого может меняться, то и состав скважинного флюида может меняться и быть щелочным или кислотным, поэтому электрическую энергию может вырабатывать любой из аккумуляторов. Так как в составе парных полостей 2 и 3 каждого корпуса 1 имеется как кислотный, так и щелочной аккумулятор, то извлекать скважинный источник тока, при смене pH – фактора скважинного флюида, не требуется.Most often, the well fluid in production wells is weak alkali due to the presence of a large amount of alkali metal salts in saline water produced from the formation, while generating electrical energy from an alkaline accumulator located in cavity 3. However, when stimulating production from the formation, acidic reagents into this formation, then an acid accumulator located in cavity 2 generates electrical energy. can be produced by any of the batteries. Since the composition of the paired cavities 2 and 3 of each housing 1 contains both an acid and an alkaline battery, it is not required to remove the borehole current source when changing the pH of the borehole fluid.

С входного блока 12 выработанный электрический ток подается в УН 11, где он усиливается на каждом его каскаде. Так как pH – фактора скважинного флюида не отличается стабильностью, как давление в скважине, то выработанная энергия не отличается стабильностью (фактически является переменной по напряжению и току), что обеспечивает работоспособность УН 11. Блок управления 9, в который предварительно заложено допустимое напряжение для герметичной аккумуляторной батареи 13, определяет на каком каскаде УН 11 допустимое для аккумуляторной батареи 13 напряжения, которое и направляется в аккумуляторную батарею 13 для его зарядки. Наиболее хорошо себя показали в скважинных условиях Li─Ion аккумуляторные батареи 13, не имеющие «эффекта памяти» (не снижается ёмкость при неполной зарядке и разрядке) и имеющие большой количество циклов перезарядки (обычно не менее 3000) до выхода из строя. Аккумуляторная батарея 13 заряжается при выработке достаточной энергии на аккумуляторах, находящихся в полостях 2 или 3 корпусов 1, и разряжается при изменении pH – фактора скважинного флюида, когда энергии выработанной аккумуляторами, находящихся в полостях 2 или 3 корпусов 1, недостаточно. Блок контроля напряжения 10 обеспечивает стабильное напряжение на выходе 16 не зависимо от состояния заряда аккумуляторной батареи 13.From the input unit 12, the generated electric current is supplied to the UN 11, where it is amplified at each of its stages. Since the pH-factor of the wellbore fluid is not stable, like the pressure in the well, the generated energy is not stable (in fact, it is variable in voltage and current), which ensures the operability of UN 11. Control unit 9, in which the allowable voltage for a tight battery 13, determines on which cascade UN 11 the voltage permissible for the battery 13, which is sent to the battery 13 to charge it. Li─Ion rechargeable batteries 13 have shown themselves best in downhole conditions, which do not have a "memory effect" (capacity does not decrease with incomplete charging and discharging) and having a large number of recharge cycles (usually at least 3000) before failure. The storage battery 13 is charged when sufficient energy is generated from the batteries located in the cavities of 2 or 3 of the buildings 1, and discharges when the pH - factor of the well fluid changes, when the energy generated by the batteries located in the cavities of 2 or 3 of the buildings 1 is insufficient. The voltage control unit 10 provides a stable voltage at the output 16, regardless of the state of charge of the battery 13.

Такая схема скважинного источника питания обеспечивает стабильное питание глубинного оборудования в течении всего срока его службы (обычно не менее 2 лет), независимо от pH – фактора скважинного флюида. При выходе из строя скважинный источник питания на колонне труб извлекают из скважины, извлекают выработанные пластины разно полярных электродов 5 (фиг. 2), 6 и/или 7, 8 из соответствующих полостей 2 и/или 3 корпуса 1 и заменяют на новые. Так как агрессивных сред внутри корпуса 1 не имеется, то весь ремонт можно проводить в полевых условиях без угрозы здоровью обслуживающего персонала. При необходимости меняют и другие блоки 9, 10, 11, 12 или 13, но гораздо реже, так как минимальный срок их эксплуатации 4 и более лет. После чего собранный скважинный источник питания считается готовым к спуску в скважину для дальнейшей эксплуатации.Such a downhole power supply scheme provides stable power supply of downhole equipment during its entire service life (usually at least 2 years), regardless of the pH-factor of the well fluid. In case of failure, the downhole power source on the pipe string is removed from the well, the worn-out plates of opposite-polar electrodes 5 (Fig. 2), 6 and / or 7, 8 are removed from the corresponding cavities 2 and / or 3 of the housing 1 and replaced with new ones. Since there are no corrosive environments inside the building 1, all repairs can be carried out in the field without endangering the health of the maintenance personnel. If necessary, change other blocks 9, 10, 11, 12 or 13, but much less often, since their minimum service life is 4 or more years. After that, the assembled borehole power source is considered ready to run into the borehole for further operation.

Предлагаемый скважинный источник питания для глубинного оборудования позволяет работать независимо от pH –фактора скважинного флюида и использовать колебания вырабатываемого электрического тока для генерации необходимого напряжения для работы глубинного скважинного оборудования, при этом позволяет проводить обслуживание его в полевых условиях из-за отсутствия химически активных компонентов внутри корпуса.The proposed downhole power supply for downhole equipment allows you to operate independently of the pH-factor of the well fluid and use fluctuations in the generated electric current to generate the required voltage for the operation of downhole equipment, while allowing it to be serviced in the field due to the absence of chemically active components inside the housing ...

Claims (2)

1. Скважинный источник питания для глубинного оборудования, включающий как минимум один корпус с парными полостями, выполненный с возможностью заполнения скважинным флюидом для выработки электрической энергии при помощи разнопотенциальных электродов, блок управления и блок контроля напряжения, отличающийся тем, что дополнительно снабжен каскадным диодным умножителем напряжения – УН, входным модулем и аккумуляторной батареей, причем разнополярные электроды получены батареями чередующихся пластин, образуя аноды и катоды, в одной парной полости корпуса для образования кислотного аккумулятора, а во второй – щелочного, аноды и катоды этих аккумуляторов соединены со входом УН через входной модуль, исключающий взаимное влияние аккумуляторов, блок управления выполнен с возможностью определения напряжения на каскадах УН и направления допустимого максимального из них для зарядки аккумуляторной батареи, выход которой через блок контроля напряжения соединен с глубинным оборудованием.1. Downhole power supply for downhole equipment, including at least one case with paired cavities, made with the possibility of filling with borehole fluid to generate electrical energy using different-potential electrodes, a control unit and a voltage control unit, characterized in that it is additionally equipped with a cascade diode voltage multiplier - UN, an input module and a storage battery, and bipolar electrodes are obtained by batteries of alternating plates, forming anodes and cathodes, in one pair of the body cavity to form an acid battery, and in the second - an alkaline one, the anodes and cathodes of these batteries are connected to the input of the UN through the input module , excluding the mutual influence of the batteries, the control unit is configured to determine the voltage on the cascades of the UH and the direction of the maximum allowable of them for charging the battery, the output of which is connected to the downhole equipment through the voltage control unit. 2. Скважинный источник питания для глубинного оборудования по п. 1, отличающийся тем, что в качестве перегородки между парными полостями корпуса использован пьезоэлектрик для выработки электрической энергии при перепаде давлений.2. The downhole power source for downhole equipment according to claim 1, characterized in that a piezoelectric is used as a partition between the paired cavities of the body to generate electrical energy at a pressure drop.
RU2021101664A 2021-01-26 2021-01-26 Downhole power supply for downhole equipment RU2752826C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021101664A RU2752826C1 (en) 2021-01-26 2021-01-26 Downhole power supply for downhole equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021101664A RU2752826C1 (en) 2021-01-26 2021-01-26 Downhole power supply for downhole equipment

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2752826C1 true RU2752826C1 (en) 2021-08-06

Family

ID=77226151

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021101664A RU2752826C1 (en) 2021-01-26 2021-01-26 Downhole power supply for downhole equipment

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2752826C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003010413A1 (en) * 2001-07-24 2003-02-06 Halliburton Energy Services, Inc. Downhole electrical power system
RU2208156C1 (en) * 2001-12-13 2003-07-10 Закрытое акционерное общество Научно-производственная фирма "Самарские Горизонты" Power supply of downhole apparatuses
RU2239051C2 (en) * 2003-01-04 2004-10-27 Закрытое акционерное общество Научно-производственная фирма "Самарские Горизонты" Method for supplying energy to well equipment for bed state control during oil extraction and device for realization of said method
US10428625B2 (en) * 2016-09-28 2019-10-01 Halliburton Energy Services, Inc. Extended power system for downhole tools
RU2018145162A (en) * 2016-06-02 2020-07-09 Веллтек Ойлфилд Солюшнс АГ INSIDE BORE POWER SUPPLY

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003010413A1 (en) * 2001-07-24 2003-02-06 Halliburton Energy Services, Inc. Downhole electrical power system
RU2208156C1 (en) * 2001-12-13 2003-07-10 Закрытое акционерное общество Научно-производственная фирма "Самарские Горизонты" Power supply of downhole apparatuses
RU2239051C2 (en) * 2003-01-04 2004-10-27 Закрытое акционерное общество Научно-производственная фирма "Самарские Горизонты" Method for supplying energy to well equipment for bed state control during oil extraction and device for realization of said method
RU2018145162A (en) * 2016-06-02 2020-07-09 Веллтек Ойлфилд Солюшнс АГ INSIDE BORE POWER SUPPLY
US10428625B2 (en) * 2016-09-28 2019-10-01 Halliburton Energy Services, Inc. Extended power system for downhole tools

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9722236B2 (en) Apparatus and method for use in storing energy
US10581269B2 (en) Alternative energy booster apparatus
US10547060B2 (en) Downhole mud powered battery
JPS62105376A (en) Method for operating liquid-circulation cell
US10347947B2 (en) Aqueous lithium-ion battery
US10535861B2 (en) Flowing electrolyte battery and method of controlling a flowing electrolyte battery
RU2752826C1 (en) Downhole power supply for downhole equipment
KR20190117483A (en) Matching Charge State in a String
AU2017271220B2 (en) Subsea uninterruptible power supply
US20150140378A1 (en) Molten salt battery and power supply system
AU2018284134B2 (en) Downhole power source
US9553336B2 (en) Power supply system for well
Gao et al. New microbial fuel cell power system for efficiency improvement
CN113187398B (en) Novel magnetic continuous pulse plasma drill bit and drilling method
WO2021054411A1 (en) Power storage system using redox flow battery
KR102673209B1 (en) Battery system and working machine having the same
Brenton et al. Lead-acid battolyser concept
CN104218647B (en) Super capacitor charger control method used in parallel
RU192992U1 (en) Lithium battery
US2951802A (en) Electrolytic oxygen generator
RU2239051C2 (en) Method for supplying energy to well equipment for bed state control during oil extraction and device for realization of said method
JP2014137938A (en) Molten salt battery, and power supply system
US20240222675A1 (en) Salt cavern flow battery system
KR102472636B1 (en) Load Activated Reserve Battery and Leakage Detecting System Including Thereof
WO2021111469A1 (en) Battery less water meter using alternate power source