潜油电泵井运行工况监测技术能够实现对油井生产参数及潜油电泵机组运行参数的实时监测,使油田用户能够及时了解油井和采油设备的生产运行状态,一方面可以有效的监控电泵机组的安全运行,另一方面可以通过调整生产工艺参数,达到优化开采方案、提高采油效率,最终做到合理化开采。近几年,国内部分企业和高校针对125℃潜油电泵井运行工况监测技术展开研究,哈尔滨工业大学和力神泵业有限公司合作开发的125℃耐温等级的产品已进入中试阶段,其他高校和企业尚处于理论研究阶段。随着油气井的不断深入开发,深井和高温井日趋增多,印尼、苏丹、中东、新疆等油田的部分电泵井井温已超过125℃,现有监测技术已不能够满足高温井油气开发要求,而国内150℃温度等级的该项技术仍属空白,国内对该类产品的应用全部依赖国外进口。因此本文对150℃潜油电泵井运行工况监测技术进行深入研究,实现对深井、高温油井的实时状态监测。本文设计的150℃潜油电泵井运行工况监测系统可以实现对潜油电泵油井井下的七个物理参数进行监测,分别为泵入口压力、泵出口压力、环境温度、电机温度、X轴方向振动、Z轴方向振动和泄漏电流。系统可按照功能和结构分为井下一次仪表和地面二次仪表两部分。井下一次仪表随潜油电泵机组一同下井,完成高温环境下的参数测量并将测量参数传输至地面二次仪表。井下一次仪表主要包括电源电路、数据采集电路、信号调理电路、时序控制电路和信号传输电路。井下电源采用反激式结构,选取高温性能较好的纳米晶材料作为其变压器磁芯。采用满足设计精度和高温环境的信号传感器对物理参数进行数据采集,利用调理电路使其满足电流环传输对信号电压的要求。利用单片机时序控制电路对测量参数进行分时采样和传输,再通过电压-电流转换电路,以电流环的方式将信号传输至地面二次仪表。地面二次仪表在地面通过星点直流供电法为井下单元供电,并对井下输出的参数数据进行处理和显示,完成人机交互工作。主要由供电电源、主控电路板和MCGS触摸屏组成。地面仪表的核心控制芯片为LPC2378,通过硬件电路和软件程序的配合工作,实现LPC2378对系统的周期性供电控制、A/D采样、数据送显、继电保护和数据存储等功能。通过对MCGS触摸屏的界面设计,使触摸屏和主控板的传输数据实时显示在触摸屏上,实现运行监视、参数曲线、报警保护值设定等功能。