受全球持续低油价的影响,某油田面临形势越来越严峻,尤其是外围油田。为进一步提高机采系统效率,降低机采系统耗电,选择某采油队作为示范区,在前期实验基础上,规模应用电动潜油柱塞泵采油系统,与常规采油系统相比,举升单耗大幅降低,同时在用人成本和维护费用上也有明显降低。

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。

电动潜油柱塞泵举升工艺作为机采井的一种新型节能举升工艺,经过10多年的研究与试验,使工艺结构日趋成熟,但部分试验井频繁出现超负荷停井问题。结合葡萄花油田现场试验数据,采用统计分析方法,得出电动潜油柱塞泵的直线电动机设计安全系数,即当实际泵深与直线电动机理论扬程之比小于或等于40%时,可以满足工艺运行需求,保证油井运行时率,为电动潜油柱塞泵举升工艺的进一步推广提供借鉴。

为了降低低产井开发成本,延长检泵周期,在某低产区块进行电动潜油柱塞泵及其配套技术现场试验。根据该区块特点,设计试验方案,将机械开采方式由抽油机改造为电动潜油柱塞泵,并配套闭环控制技术、远程控制技术和新型工具,通过对比改造前后的生产参数,评价电动潜油柱塞泵系统的工作性能。由试验数据显示,在日产液量基本不变的情况下,电动潜油柱塞泵比抽油机系统效率提高4. 4%,节电率达到30. 7%;电动潜油柱塞泵应用闭环控制技术,可以有效降低冲击载荷,使系统运行更加稳定,比常规控制技术节电27. 3%;采用远程控制技术可以在线获取生产参数,减少巡井工作量。结果表明,电动潜油柱塞泵对低产区块具有良好的适应性,拥有广泛的推广价值,是油田节能降耗的重要技术支撑。

针对现阶段无法直接获取电动潜油柱塞泵位移和载荷这一技术难点,研发了电动潜油柱塞泵故障诊断系统。通过该系统在地面实时采集电压和电流参数,同时经小波数据处理算法过滤出正常信号,计算出功率来实现时间一功率示功图的绘制,进而分析出系统故障类型。室内实验和现场试验说明,通过时间一功率示功图,可以直观地分析采油井生产状态,从而及早发现、及时处理常见系统故障,保障了采油井的正常生产。电动潜油柱塞泵故障诊断系统的成功研发,为电动潜油柱塞泵的故障分析提供了重要的技术支持。