论有杆泵的工作效率

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1、论有杆泵的工作效率王飞中国石油大学.石油工程系在抽油井生产过程中，泵的实际常小于其理论排M,二者的比值称为泵的容积效率，汕田通称为泵效，即=QIQt其中理论円产水Q=1440An5n=3607cdn2snppAp为柱塞的截面，S是塞住冲程，n是冲次，dp是泵的直径。一、泵效的影响因素从泵三个基本工作环节出发：.活塞让出体积—.油进泵—油从泵内排!li影响泵效的因素主要冇：抽油杆牲和油管牲的弹性仲缩的影响；气体和充不满的影响；漏失的影响。1.抽油杆和油管弹性仲缩的影响抽汕杆柱和汕管柱的弹性伸缩，将减小

2、活塞冲程，因而降低泵效。抽油杆柱和油管柱的弹性仲缩S越大，活塞冲程与光杆冲程的差别也就越人，泵效也就越低。抽油杆柱所受的载荷性质不hd,则伸缩变形的性质与程度也不同。根裾广义的胡兑定律抽油杆和油管弹性仲缩量是：AnomTT又4+人二EAriAt什是汕杆仲缩量，Xt是汕管仲缩量，E为弹性模量从公式中可以看出：柱塞截面积越大，泵下的越深，则冲程损失越大;为了减小液柱载荷及冲程损失，提高泵效，通常不能选用过大的泵，特别是深井中选用直径较小的泵;当泵径超过某一限定(引起的X>s/2)之后，泵的实际排暈不似不

3、会因增人泵径而增加，反而会减小。当ts，活塞沖程等于零，泵的实际排fi等于零。2.惯性载荷对活塞冲程的影响响h死点：aA最大，向下；Fi大，向上，杆圧缩，多向上移动kiu;卜•夕b、aA最人，A上2fi最人，」M卜，杆拉长，卜•移动,i,d。2TLW,.snLrU一T)2A.E2xl790xA門I911-Hx.9

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5、9hafi最人，JhK，杆拉长，ffl时恕蜱加二）J-.1790xA£Iird2AE2x1790xA..£由于抽汕杆柱上各点的惯性力不M),故取其T均值。根据广义虎克定律

6、可得:在静载荷和惯性载荷的共同作用下，活塞冲程为：所以惯性载荷增加sp,同时Wmax增加，Wmin降低，杆受力条件变差。所以，不采用增加惯性载荷的方法增加sp,即不采用快速抽汕的方法。3.振动载荷对活塞冲程的影响理论分析和实验研究表明：抽油杆柱本身振动的位相在上、下冲程中几乎是对称的，即如在上冲程末抽汕杆柱仲长，则在下冲程末抽汕杆柱缩短；反之亦然。4气体和充不满的影响气锁：由于气体在泵内的压缩和膨胀，使得吸入阀无法打开而抽不出汕，这种现象称为“气?5满系数:是指毎冲次吸入泵内姆原汕体积定义：Fgo为

7、泵内的气液比;匕。=¥8/^+;~）为泵的余隙比；Ks=Vs/Vp可导ill充满系数表达式为：1）.Ks丄，（3T所以应使VpT，Vsi，在不撞击固定凡尔吋，应减小防充距Vs以减小Ks2）Fg0l,,PT所以增加沉没度，增加泵入口压力，减小Fgo或使用气锚以减小气体进泉。3）若油层能量低或u。高，造成充不满，可以采用：加深泵挂，增加沉没度，实施增加措施，优选抽吸参数，若为稠油，可以将粘5.漏失的影响1）排出部分漏失：指活塞与衬卷的间隙漏失和游动阀漏失，将减少泵闪排出的油fi。2）吸入部分漏失：指固

8、定阀漏失，它将会减少进入泵内的油量。3）其它部分漏失：由于油管丝扣、泵的连接部分及泄油器不严，都将降低泵效。6.沉没度影响泵效在一定范围沉没度高则深井泵的吸入压力大，驴头载荷减小，可减小泵漏失程度，因此，有利于泵效的提高。但足如果泵的沉没度过髙，虽然泵的充满程度提高了，似足由于抽油杆弹性仲缩加大，泵效提高的幅度很小，并且可能降低，如果沉没度过小，则会出现泵U气体分离较多，泵的充满系数减小，同样降低泵效，所以，存在一个合理的沉没度。通过对正常生产的油井的沉没度与泵效进行分析如下图：有此看出，随着沉没度

9、的增加，泵效逐渐提高，当达到一定程度的吋候，泵效提高幅度则越来越小。沉没度越低，泵效越低，当沉没度降低到一定程度的时候，泵效降低的速度加快，主要足由于沉没度过低吋导致溶解气分离加剧，气体影响泵效充满系数减小，泵效人度减小。二.提髙泵效的措施泵效的高低，是反映抽汕设备利用率和管理水平的一个重要指标。泵效同汕层条件杏相当密切的关系，耑要汕层奋足够的供液能力。汕层对注水开发汕III,加强注水，实施增产措施。对于并简方面，提高泵效应采取K述措施。Wn£L1790xAE)-A1.选择合理的工作方式S=5*—又

10、+為=5*（1+1）当抽油机已选定，并且设备能力足够大吋，在保证产M•的前提下，应以获得最高泵效为基木出发点来调整抽汲参数。2）当产量不限吋，应在设备条件允许的前提下，以获得尽可能大的产量来提高泵效。调整抽汲参数时，在保证Ap、s和n的乘积不变（即理论排量一定）的条件下，虽然可以任意调整三个参数，但当组合不同时，冲程损失、气体的影响及漏失的影响不同。此外，对于深井抽汲吋，要充分注意振动载荷影响的s和n配合不利区。1.使用汕管锚使用油管锚将油管下端固定，则可消除油管变形