潜油电泵的嵌入式智能多参数测量系统研究

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井下数据监测系统是一种经济、实用、可靠的监控系统,可随时反映油井的生产情况。而电动潜油泵是油井开发的重要机械采油设备,对其进行作业过程的监测,能够帮助管理人员及时掌控生产动态。同时,对实时测量的井下设备的各种参数进行统计和分析可以避免因设备的损坏而导致的影响生产的情况发生。这对油田中保证生产设备正常运转,降低生产成本,提高生产效率有着非常重要的意义。   本文所论述的油井多参数监测系统是基于电力载波技术对潜油电泵多个参数进行采集、传输和处理,分为井上和井下两部分。井下下位机由电源板和信号采集板两部分构成。在井上用电抗器构造一个星点,通过三相潜油电缆为下位机提供120V直流供电,经电源板转换后,分别为信号采集板和传感器供电。   信号采集板上包括有温度传感器、压力传感器、振动传感器和漏电流采集电路,可以对电机漏电流、采油电机的温度、入口的压力、入口的温度、出口的压力以及电机振动参数(X轴、Y轴)七路信号进行测量,并通过一个可编程的CPLD控制的模拟切换电路分时将各路信号传回。   上位机基于嵌入式ARM平台架构,以三星S3C2440处理器为核心,包括相应的外围电路,主要完成系统初始化、数据采集处理、数据显示、串行通讯和对异常工况进行报警等功能。   本文对反激式DC/DC变换器、信号板结构、AD驱动、QT程序设计和压力传感器的温度补偿等内容进行了较为详细的论述。该系统在实验室和油田的多次实验中,进一步提高了系统的带载能力,降低了功耗,修正了压力传感器因温度变化而引起的误差。测试结果达到设计目标,对进一步研究井下数据的采集和处理有一定的意义。
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