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井下信号提取与传输方法研究

国锋  
【摘要】: 潜油电泵是石油开采业中重要的机械设备,具有排量大、扬程高、管理方便等优点,能够较好地运用于斜井、水平井以及海上采油井,在油田上得到了广泛应用,其高效可靠运行对油田稳产具有重要作用。 为保持潜油电泵高效的采油状态,稳定地提高其采油速度,目前潜油电泵机组多用变频器驱动,本文针对采用变频器驱动的潜油电泵进行了多参数状态监测技术研究。需要检测和传输的潜油电泵井下状态参数有:井下的泵入(出)口压力、井下环境及电机温度、X(Y)向振动及电机泄漏电流七个参数。 潜油电泵状态监测系统测量的参数多,井下系统和地面系统之间距离大,而且存在着变频器的谐波干扰,因此,井下信号向地面传输是课题研究的主要问题之一。课题中采用低频电力线载波技术进行信号传输,开发了相应的耦合电路,将井下的状态监测信号耦合到潜油电缆上,以电力载波形式传输到地面,井下设备电源的供给和信号传输都通过潜油电缆完成。 为降低井下系统的功耗并保证其工作精度和可靠性,以系统级单片机MSC1211为核心处理器设计了井下电路,对潜油电泵运行状态的七个参数进行测量。以TMS320LF2407为核心开发了系统的信号处理模块,对地面系统接收到的信号进行处理并解调,以AVRmega128单片机为核心设计了系统地面系统的主控器,可以实现数据的显示、人机交互和预警等功能,采用双SD卡的形式设计了数据存储方案,提出了一种适合于多处理器之间进行参数传输的通讯方案,提高了数据传输的可靠性和效率。


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