螺杆泵工况测试技术的国内外进展探讨

一、国内
　　1、经验测试技术
　　1982年，由   Kois&Myers公司作为一种举升工艺配套技术提出，该技术产生于螺杆泵举升工艺配套技术发展初期，衍生于抽油机井测试技术，具有相当长的历史，应用   广。测试方式属于直接测试方法，测试参数包括油井产液量、动液面、油(套)管压力和驱动电机电流，通过建立在不同工况下各参数的对应变化关系，判断油井正常、管漏、油管(杆)断脱和工作参数异常等工况，方法简单、直观，利用量液管、液面回声仪、压力表和钳型电流计等一次仪表便能完成全部测试工作，但较易受人为因素干扰。由于经常关闭井口阀门进行鳖压测试，对操作   会带来不利影响。
　　2、电参数测试技术
　　该技术自19世纪30年代螺杆泵诞生之日起就已经存在了，是基于抽油机井能耗分析的一种比较成熟的测试技术，测试参数主要包括三相电流、工作电压、输入(出)电功率和功率因数等，通过监测电功率的有功分量与无功分量的变化规律，揭示油井生产系统在不同丁况下的负载与能耗的对应关系。由于测试部位位于电控箱内，测试数据的采集、存储和传输比较容易，适合长期监测与远程监控，应用前景可观。
　　3、光杆载荷刚试技术
　　该技术产生于1980年末期，成熟于螺杆泵杆管环空流条件下杆柱动力学理论研究比较完善时期，近年在国内发展很快。通过实时采集井口光杆传感器的扭矩、轴向力和转速参数，经过数模转化传输给测试主机进行油井工况测试。为仪器的综合测试功能，采用系统集成方法，把电参数、井温、油套压及动液面等测试单元以模块组合的方式整合为一体，国内生产厂家有6家。扭矩、轴向力测试精度达到0.5级，光杆转速精度接近l级。由于测试系统供电普遍使用机载充电电池，无法测试系统长期连续监测。
　　4、机械振动测试技术
　　该技术   早始于20世纪70年代初期大型汽轮发电机组的测试，20世纪90年代末期应用于螺杆泵举升，处于现场小规模应用阶段。通过采集油并不同采样点机械振动信号，分析信号频谱的时域、频域，去除噪声信号干扰并建立油井在不同工况下的特征频谱，能够、真实、地反映机械设备运行工况。通过井下传感器测量井筒温度、流量、油(套)管压力等参数，电磁发生装置定期产生机械振动信号，并由下人地层的信号接收装置采集经过数模转化传输给测试主机，实现对油井工况的连续监测。
　　二、   
　　1、基于系统集成智能化工况测试技术
　　   CaseServies公司研究的螺杆泵测控系统，集成了多个微型传感器单元和通用的硬件平台，根据搭载的不同测试模块可实时测试螺杆泵转速、地面管线压力、气液比、地面温度和油(套)管压力等多种参数并预测变化的趋势。根据这些信息和电动机的使用情况，用户可以准确地判定高粘度泵的工作状况，并能预测可能出现的问题，还能通过调节参数，提高螺杆泵的使用寿命和减少作业成本。   Paradigm举升技术公司与UnivisonDrives公司共同的螺杆泵井下压力传感器与屏蔽电缆放置在定子提升短节上方的油管上，电缆传输0~20mA的信号到地面矢量变速装置中，可以监测和控制螺杆泵井的液面和泵吸人压力、优化油井产量，防止由于泵抽空而损坏定子的事故发生。   休斯敦Wilson公司的已获权的液面控制系统(FM1100型)，与变频驱动装置(VFD1000)配套使用，操作者利用该系统可在不用井下传感器的情况下监测和控制多口井的液面。在螺杆泵采油井中，该系统利用变频驱动装置(VFD)改变电动机速度，保持油井恒定的液面高度，同时还可监测油井流量、井筒温度、油(套)管压力和电流，自动优化油井液面高度，提高油井产量。
　　2、基于网络的远程工况测控技术
　　伴随着网络技术的发展，Inlemet技术正在逐渐向油井智能仪器仪表系统设计渗透，实现油井智能仪器仪表系统的网络通讯功能以及在此基础上的系统远程升级、重置优化和自身维护。
　　系统编程技术(ISP)是对软件进行修改、组态或重组的一种   ，是LATTICE半导体公司   先提出的。在油井智能仪器仪表设计、制造过程中的每个环节，甚至在产品卖给   终用户以后，公司都具有对其器件、电路板或整个电子系统的逻辑和功能随时进行组态或重组能力的   。巧P技术了油井仪器仪表在安装与维护上的某些限制和连接弊病，只要通过PC终端，应用嵌人式系统处理器的油井智能仪器仪表可以实现基于Internet网络的远程数据采集、智能控制、上传/下载数据文件和系统维护等功能而无需拆卸硬件。
　　通过在螺杆泵井口及电控箱中安装各类传感器，自动采集井口流量、油(套)管压力、驱动电机电流、电压、功率、转速等数据，经过变频控制柜内置RS485MODBUS协议读取所采集的各项参数，再经过GPRSModem可以将这些数据通过GPRS网络传递给数据管理服务器，通过工况闭值模型的分析，给出该井运行是否正常的诊断，如果发现有异常工况，可以立刻警报，及时采取措施，以利于   生产。
　　3、基于虚拟仪器的图形化工况测试技术
　　测试仪器主要是由数据采集、数据分析和数据显示等3部分组成。在虚拟现实系统中，生产数据分析和显示   用PC机的软件完成。因此，只要额外提供   的数据采集硬件，就可以与PC机组成测试仪器。这种基于PC机的测试仪器称为虚拟仪器。在虚拟仪器中，硬件集成了能够满足GPIB、VXI、RS-32和RS-485协议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能，实现数据采集技术及输入输出技术，包括单片机、接口和输人输出设备；而软件作为虚拟测试仪器的核心，内置便于应用TCP/理、ActioX等软件标准的库函数，用以实现生产数据的处理，由于采用图形化编程，还能够以视图、动画的形式显示生产数据分析过程和工况诊断结果。因此使用同一个硬件系统，只要应用不同的软件编程，就可功能   不同的工况测试仪器。为了提高虚拟仪器的   度，对测量信号采用分段软件补偿，使其具有自动校正、自选量程等功能。部分仪器为了扩展自身功能，在仪器中设置了多种物理测量功能，如：量制变换功能、间接结果计算功能、自动控制功能、打印功能、停电保存功能、智能测试诊断等一些传统测试仪器无法实现的功能。因此具有通用性、可视性、可扩展性和升级性，具有传统的油井测试仪器所无法比拟的应用前景和市场。
　　      仪器(NI)有限公司应用图形化编程软件(LabVIEW)了可编程自动化控制系统(FP2000)，该系统已经成功地使欧洲北海油田约305口油井实现了自动化，北海油田作业公司生产技术部门的60多位员工通过该系统可以对油井工况进行实时视图监控。这个视图监控包括了经过整合的警报列表、流程图和数据处理趋势等内容。