潜油电泵作为一种重要的石油人工举升设备在油田的二次三次采油中发挥着不可替代的作用,尤其随着易采原油的日益减少,油井的井况越来越复杂,这就对潜油电泵应用的可靠性提出了更高的要求。潜油电泵作为一种无杆采油设备,其泵挂往往在1km或者更深,油井的高温、高压、振动等恶劣工况严重影响着机组的可靠与高效运转。研究潜油电泵运行工况监控技术对提高潜油电泵的使用寿命,不断提高其可靠性,开发具有实用价值的潜油电泵工况监控技术具有重要的研究意义。本文以大庆油田级项目为依托,以大庆力神泵业有限公司生产的潜油电泵机组为研究对象,开展潜油电泵运行工况监控关键技术及工程化研究。本文围绕潜油电泵机组运行时的温度、压力、振动和泄露电流实时信号的精确测量、长距离传送、地面解析技术,以及潜油泵排量辨识、运行工况分析与故障预诊断等关键技术,进行了较为系统的研究和现场试验工作。通过对国内外潜油电泵井下参数测试技术的研究现状及潜油电泵机组特殊的工作环境分析,研究基于低频数字编码技术进行信号传输方法与实现技术。确定了温度、压力、振动以及泄漏电流等潜油电泵井下状态信号的提取与处理方法以及井下测量装置的电源供给方法。在潜油电泵变频驱动情况下,对变频器产生的不平衡电压和高次谐波给所监测的井下状态信号传输造成的干扰进行了测试与分,在此基础上,研究了相应的硬件及软件数字滤波算法,提高了数据监测的准确性。此外,潜油电泵排量是描述潜油电泵机组运行状态的重要参数,受到井下环境以及流量计自身结构特性的限制,目前在大庆油田实现电泵井排量直接测量的技术还不成熟。依据井下压力参数以及潜油电机运行电流、运行频率,研究排量与井下压力、电机运行电流、频率之间的关系,基于潜油离心泵的特性曲线,采用分段线性逼近算法,实时辨识出电泵井的实际排量,对于介质粘度较大或含气量较大的电泵井,先对特性曲线进行校正,然后再进行排量辨识。根据课题要求和本文所研究的工程问题的需要,基于监测数据和辨识数据,结合电流曲线比对和故障特征判断技术,对潜油电泵的运行工况和故障诊断进行分析,在此基础上,针对三种不同的潜油电泵优化目标,给出了相应的机组运行参数调节方法。现场试验结果表明,上述技术对提高潜油电泵机组的运行寿命及整体效率有一定的实用价值。