抽油井功图分析

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1、示功图分析2010年9月一、悬点所承受的载荷1、抽油杆柱的重力2、作用在活塞上的液柱载荷3、惯性载荷4、摩擦载荷5、抽油过程中产生的其它载荷（一）抽油杆柱的重力抽油机驴头上下运动时，带着抽油杆做往复运动，抽油杆的重量始终作用在驴头上。下冲程时，游动凡尔打开后，油管内液柱的浮力作用在抽油杆柱上，所以作用在悬点上的抽油杆柱的重力减去液体的浮力，即它在液体中的重量。W’r=fr(ρs–ρi)gL=q’rL上冲程时，游动凡尔关闭，抽油杆柱不受管内液体浮力的作用，所以作用在悬点上的抽油杆柱的重力，即在空气中的

2、重量。Wr=frρsgL=qrgL（二）作用在活塞上的液柱载荷在上冲程中，由于游动凡尔关闭，作用在活塞上的液柱引起的悬点载荷为：W1=(fp–fr)ρigL下冲程中，由于游动凡尔打开，液柱载荷通过固定凡尔作用在油管上，而不作用在悬点上。（三）惯性载荷抽油机运转时，驴头带着抽油杆柱和液柱做变速运动，因而产生抽油杆柱和液柱的惯性力。如果忽略抽油杆柱和液柱的弹性影响，则可以认为抽油杆柱和液柱各点的运动规律和悬点完全一致。所以，产生的惯性力除与抽油杆柱和液柱的质量有关外，还与悬点加速度的大小成正比，其方向与

3、加速度方向相反。上冲程中，前半冲程加速度方向与运动方向相同，即加速度向上，而惯性力向下，增加悬点载荷；后半冲程加速度方向与运动方向相反，即加速度向下，惯性力向上，减小悬点载荷。速度V加速度a惯性力Iu速度V加速度a惯性力Iu上冲程前半冲程上冲程后半冲程下冲程时情况则刚好相反。速度V加速度a惯性力Id速度V加速度a惯性力Id下冲程前半冲程下冲程后半冲程上冲程中悬点最大惯性载荷为Iu(为液柱加抽油杆柱在上冲程时引起的最大惯性载荷)；下冲程悬点最大惯性载荷Id(为下冲程抽油杆柱引起的最大惯性载荷，液柱不随

4、悬点运动，无液柱惯性载荷)。但在实际中由于抽油杆柱和液柱的弹性，抽油杆和液柱各点的运动与悬点运动并不一致，所以，上述方法计算的惯性载荷将大于实际值。（四）摩擦载荷抽油机工作时，作用在悬点上的摩擦载荷由五部分组成：1、抽油杆柱与油管的摩擦力，在直井中不超过抽油杆重量的1.5%，可忽略。2、柱塞与衬套之间的摩擦力，当泵径不超过70毫米时，其值小于1717牛。3、液柱与抽油杆柱之间的摩擦力，除与抽油杆柱的长度和速度有关外，主要取决于液体的粘度。下冲程时，摩擦力方向向上，是稠油井抽油杆遇阻的主要原因，所以在

5、抽汲高粘度液体时，不能采用快速抽汲方式，否则将因下行阻力过大抽油杆柱无法正常下行。4、液柱与油管之间的摩擦力，除与液流速度有关外，主要取决于液体的粘度。5、液体通过游动凡尔的摩擦力，除与凡尔结构有关外，主要取决于液体粘度和液流速度。在高粘度大产量井内，液体通过游动凡尔产生的阻力往往是造成抽油杆柱下部弯曲的主要原因，对悬点载荷也会造成不可忽略的影响。上冲程中作用在悬点上的摩擦载荷是由1、2、4三项组成，方向向下，增大悬点载荷，用Fu表示。下冲程中作用在悬点上的摩擦载荷是由1、2、3、5四项组成，方向向

6、上，减小悬点载荷，用Fd表示。（五）抽油过程中产生的其它载荷除上述四种载荷外，如振动载荷、回压及沉没度都会影响到悬点载荷。1、沉没压力（泵口压力）及井口回压对悬点载荷的影响上冲程中，在沉没压力作用下，井内液体克服泵的入口设备的阻力进入泵内，此时液流所具有的压力叫吸入压力。此压力作用在活塞底部而产生向上的载荷Pi。下冲程中，固定凡尔关闭，沉没压力对悬点载荷没有影响。液流在地面管线中的流动阻力所造成的井口回压对悬点将产生附加的载荷。其性质与油管内液体产生的载荷相同。上冲程中增加悬点载荷，用Pbu表示；下

7、冲程中减轻抽油杆柱重量，用Pbd表示。2、振动载荷抽油杆柱本身是一弹性体，由于抽油杆柱变速运动和液柱载荷周期性地作用于抽油杆柱，从而引起抽油杆柱的弹性振动，产生的振动载荷亦作用于悬点上。其数值与抽油杆柱的长度、载荷变化周期及抽油机结构有关。用Pv表示。另外，低沉没度井内，由于泵的充满程度差，会发生活塞与泵内液面的撞击，产生较大的冲击载荷，从而影响悬点载荷。但现时尚无法预计，故在计算悬点载荷时都不考虑。二、悬点最大和最小载荷计算公式根据前面对悬点所承受的各种载荷的分析，抽油机工作时，上下冲程悬点载荷的

8、组成是不同的，最大载荷发生在上冲程，最小载荷发生在下冲程，其值如下：Pmax=Wr+W1+Iu+Pbu+Fu+Pv-PiPmin=W’r–Id-Pbd–Fd-PvPmaxPmin----悬点最大和最小载荷WrW’r----上下冲程中作用在悬点上的抽油杆柱载荷W1----作用在活塞上的液柱载荷；IuId----上下冲程中的最大惯性载荷；PbuPbd----上下冲程中井口回压造成的悬点载荷；FuFd----上下冲程中最大摩擦载荷；Pv----振动载荷；Pi----上冲程中