国内高粘度泵工况测试技术进展和集成智能化工况测试技术

(一)、国内高粘度油泵工况测试技术进展
　　1982年，由美国Kois&Myers公司作为一种举升工艺配套技术提出，该技术产生于高粘度油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，应用广泛。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年代高粘度油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，成熟于高粘度油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。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
　　该技术最早始于20世纪70年代初期大型汽轮发电机组的测试，20世纪90年代末期应用于高粘度油泵举升，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)、高粘度油泵集成智能化工况测试技术
　　美国CaseServies公司研究的高粘度油泵测控系统，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高粘度油泵转速、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油泵的工作状况，并能预测可能出现的问题，还能通过调节参数，提高高粘度油泵的使用寿命和减少作业成本。美国Paradigm举升技术公司与UnivisonDrives公司共同的高粘度油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，可以监测和控制高粘度油泵井的液面和泵吸入压力、优化油井产量，防止由于泵抽空而损坏定子的事故发生。美国休斯敦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。在高粘度油泵采油井中，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。