复合连续油管采油井下动态监测技术

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石油作为一种不可再生能源,随着其被开发储存量在不断减少,为了能够提高石油开采效率避免资源浪费,完善采油设备及开采技术显得尤为重要。传统采油作业,井下开采设备时常出现故障却难以被发现,从而造成设备损坏等问题,严重影响开采效率。为此研究井下动态监测技术,是实现智能化采油的关键。文章主要围绕复合连续油管采油时,对井下潜油电泵工作状况的监测展开研究。整个监测系统实现了对井下泵的入口温度、电机绕组温度、出入口压力、X、Y和Z三个轴的振动以及基准电流的监测。系统供电设计是基于星点等势原理,并采用模拟电流环进行信号传输。整个监测系统的设计包括了地面系统和井下系统两部分。首先,对井下系统进行了设计。包括了传感器选型,以及设计井下稳压电路、井下滤波电路、传感器采集电路以及多参数时序切换电路等。采集到的多参数信息会被转换为电流信号,并依次传输至地面系统。其次,对地面系统进行了设计。包括了地面系统的电源模块、滤波电路、数据采集电路以及以单片机和STM32芯片为核心的外围电路,实现了TFT-LCD液晶显示、数据存储、异常报警和上位机通信等功能。为了便于监测,设计了多参数远程监测软件,将上位机显示的数据作为服务器端,通过网络TCP/IP传输协议实现了远程客户端的监测。最后,进行系统实验与调试。通过仿真实验,证实了井下供电和稳压电路的可行性,同时验证了地面和井下滤波器电路能够有效地抑制共模电压。通过多参数传感器实验,对井下各个传感器的线性度进行修正,拟合得到的线性方程为地面还原多参数信息提供了理论依据。通过地面和井下系统联调实验,验证了整个系统的可靠性。通过上位机软件实验和远程监测模拟,软件能够正常运行且能达到远程监测的目的。
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