潛油電泵井下參數(shù)高精度監(jiān)測及高效運行研究.pdf

1、潛油電泵機組目前已經(jīng)成為采油工業(yè)中的主導設備，為了提高機組的可靠性及工作效率，對機組的工作狀況進行實時監(jiān)測顯得尤為重要?？紤]機組復雜的工作條件，包括高溫、高壓、強腐蝕及井深上達幾千米等，實現(xiàn)對井下參數(shù)檢測并將其準確可靠地傳輸?shù)降孛鎯x表是該領域的研究重點。本課題設計了一種潛油電泵井下參數(shù)監(jiān)測裝置，可以實現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)傳輸，并且具有較高的檢測精度。
　　本課題設計的潛油電泵井下參數(shù)監(jiān)測裝置可以實現(xiàn)以下參數(shù)的監(jiān)測：泵入口壓力、出口壓力、入

2、口溫度、電機繞組溫度、機組振動及漏失電流。系統(tǒng)分為兩個部分：井下檢測單元和井上數(shù)據(jù)處理及顯示單元。系統(tǒng)巧妙利用潛油電機的三相電纜作為傳輸媒介，精簡了結構并節(jié)省了成本。本課題重點為提高系統(tǒng)的精度，從多個角度進行了設計，包括元器件的選擇、采用電流信號傳輸數(shù)據(jù)、多重濾波及查表補償?shù)姆椒ǖ取?br>　　井下檢測單元的設計是本課題設計的重點。它完成參數(shù)數(shù)據(jù)的采集和調(diào)理以及電壓-電流轉換的功能。其中，井下傳感器采用反激變換器供電，其帶載能力直接影響

3、電路的工作情況。數(shù)據(jù)采集和調(diào)理部分主要是將傳感器的信號放大到適合AD采樣的電壓范圍，然后采用PIC單片機控制數(shù)據(jù)選擇器分時選通參數(shù)數(shù)據(jù)，最后采用電壓-電流轉換電路，將數(shù)據(jù)以幀的格式傳輸至井上單元。
　　井上單元由兩部分構成：井下供電部分和數(shù)據(jù)處理及顯示單元，井下供電主要是采用倍壓整流電路獲得井下的供電電壓；數(shù)據(jù)處理及顯示單元主要作用是進行數(shù)據(jù)采樣、濾波及顯示。其中數(shù)據(jù)采樣和濾波部分是由 ARM7系統(tǒng)完成，顯示及信息存儲部分由ARM

4、9系統(tǒng)完成。兩部分之間依靠串口進行通訊。外擴16位 AD采樣芯片及數(shù)字濾波技術的引入，進一步提高了系統(tǒng)的測量精度。
　　本課題設計的潛油電泵井下參數(shù)監(jiān)測設備，通過地面儀表可以實時監(jiān)測各個參數(shù)數(shù)值并進行報警，還可以存儲一定時間的監(jiān)測數(shù)據(jù)及報警信息，以供查詢和分析。極大的方便了客戶，同時有利于機組的高效運行。
　　整個系統(tǒng)經(jīng)過工業(yè)現(xiàn)場的測試，運行穩(wěn)定可靠，測量參數(shù)精度滿足應用需求。最后分析了機組運行工況點的影響因素，并提出了兩種