在无杆举升采油技术中应用电动潜油柱塞泵的井多为低产井,这些低产井通过设置地面控制装置调整泵冲次来控制采油井产量。为延长单井运转周期,研制了电动潜油柱塞泵井下工况自适应控制系统。井下工况自适应控制系统可实现井下沉没压力的采集、分析,并对电动潜油柱塞泵运行冲次进行调整,实现了对井液采出速率的闭环控制,使得电动潜油柱塞泵能够在一定的沉没度条件下运行,优化了电动潜油柱塞泵的工作条件。该装置累计应用4口井,实现了自适应控制功能。现场试验表明,应用电动潜油柱塞泵井下工况自适应控制系统,为实现采油井的平稳运行和节能提效提供了技术保证。

潜油柱塞泵无杆举升技术在应用过程中存在排量范围小、机组可靠性低以及潜油电缆易损坏等问题。为此,对潜油直线电机初级及次级结构进行了耐磨和防腐设计,对加工工艺和初级绕组进行了优化,同时研究应用柔性无感控制技术,以提高潜油柱塞泵机组系统效率,减弱机组运行过程中的振动。室内及现场试验结果表明:优化后的潜油柱塞泵机组不仅系统效率高、举升力大,而且检泵周期大幅延长,2口试验井的检泵周期均超过了1 000 d。随着潜油柱塞泵无杆举升技术的不断完善,其在低产和定向井的应用规模也将不断扩大,对低渗油田经济高效开发具有重要意义。