2抽油泵的工作原理
双作用抽油泵
双作用抽油泵
1、工作原理：
上冲程时下部固定阀打开。
与此同时，上腔室体积减小，压力增大，上固定阀关闭，下游动阀关闭，上腔室的油流启开上游动阀，通过上柱塞排出地面。
下冲程时下固定阀关闭，下游动阀打开，上游动阀关闭，原油通过下柱塞、上柱塞、进入油管。
与此同时，上腔室体积增大，压力降低，上固定阀打开，原油从油管与套管的环形空间进入汲油。
2、结构特点：
⑴一个往复冲程可完成两次汲油和排油的过程，比泵径和工作参数完全相同的抽油泵提高了产液量。
⑵因为下冲程时杆柱下行阻力较大，不宜在原油粘度过大而出砂严重的油井中使用，且抽油杆柱易断脱。
3、技术参数：。
有杆抽油系统——第3章 抽油泵讲解
3.2 抽油泵的类型与结构
泵筒总成
泵筒是管式泵最主要的零件，其两端带有螺纹，内 表面经热处理，具有良好的耐磨、耐腐蚀性能，并能保 证与柱塞的高精度配合；泵筒接箍一端与泵筒连接并以 额定的上扣扭矩来保证其内孔端面与泵筒端面的密封， 另一端由管螺纹与加长短节连接并密封。
油管接箍直接连接在井下油管下端，起到把管式抽油 泵固定在油管上的作用。
3.2 抽油泵的类型与结构
柱塞总成
柱塞总成由柱塞上部出油阀罩，上下出油阀球与阀座， 柱塞，柱塞下部出油阀罩组成。
按柱塞两端的螺纹形式分为外螺纹柱塞和内螺纹柱塞。 按表面强化工艺分为镀铬柱塞和喷焊柱塞。喷焊柱塞与 镀铬柱塞相比具有表面孔隙率低，耐腐蚀性能好，更耐磨损， 与各种内壁硬化和电镀的泵筒均能匹配使用等优点。
(1) 抽油杆柱和油管柱的弹性伸缩
(2) 气体和充不满的影响 (3) 漏失影响 l
V液
V活
入
Sp S
(4)Bl
3.1 抽油泵的工作原理及工作特点
（四）提高泵效的措施
(1)选择合理的工作方式 ①选用长冲程、低冲次，减小气体影响，降低悬点载荷，特别 是稠油井。 ②连喷带抽井选用大冲数快速抽汲，以增强诱喷作用。 ③深井抽汲时，S和N的选择一定要避开不利配合区。 (2)确定合理沉没度。 (3)改善泵的结构，提高泵的抗磨、抗腐蚀性能。
3.2 抽油泵的类型与结构
2．杆式抽油泵的结构及特点 杆式泵在下泵时是将整个泵随抽油杆柱下入油管内
的预定位置并固定，所以又称之为“插入式泵”。 按固定装置在泵上的位置和在抽油时泵筒上下移动
还是柱塞移动，可将杆式泵分成定筒式顶部固定杆式泵 图1；定筒式底部固定杆式泵图2；动筒式底部固定杆式 泵图3。
抽油泵工作原理
抽油泵工作原理
抽油泵工作原理是指通过机械设备将液体从低压区域抽送到高压区域的过程。
抽油泵通常由泵体、叶轮、轴和电动机等组成。
当电动机启动时，轴开始旋转，驱动叶轮在泵体内高速旋转。
液体进入泵体后，随着叶轮的旋转，被吸入叶轮的叶片间隙中，并被分流到叶轮的出口侧。
在叶轮的作用下，液体被迅速推送至泵体的出口。
在液体推送过程中，由于液体的惯性和泵体内的压力变化，产生了一股牵引力，使液体继续向泵体出口方向移动。
同时，由于出口区域的容积逐渐减小，液体的压力也逐渐增大。
当液体被推送至出口处时，压力已经增大到能克服介质管道中的阻力，从而使液体被迫流入管道中，进一步被输送到目标区域。
整个过程中，电动机持续驱动叶轮旋转，不断吸入和推送液体，从而实现了抽油泵的工作。
综上所述，抽油泵通过机械设备将液体从低压区域抽送到高压区域。
在电动机驱动下，泵体内的叶轮快速旋转，吸入液体并推送至出口处，形成一定的压力，然后通过管道输送到目标区域。
抽油机工作原理-PPT
概述
有杆泵
抽油机有杆泵（简称有杆泵）
采油
地面驱动螺杆泵
有杆泵采油占主导地位，占人工举升方式的90％
发展时间长
技术较成熟
✓工艺比较配套
✓设备装置耐用，故障率低
✓抽深和排量能够覆盖大多数井
抽深和排量不及水力活塞泵和射流泵，单独排量不及电潜泵
对出砂、高气油比、结蜡或流体中含有腐蚀性介质的井会降低 效率和寿命
假设： 活塞的冲程等于光杆的冲程； 活塞让出的体积完全被原油充满 抽油系统无漏失。 即：柱塞上下一次吸入和排出的液体体积相等
泵的理论排量为 Qt 1440 ApSn
式中： Qt——泵的理论体积排量，m3/d； Ap——柱塞截面积 ，m2 ； D——泵径，m； S——光杆冲程，m； n——冲次，min－1。
O
S
Sp
加载、卸载过程中游
S
动阀和固定阀均关闭
静态载荷理论示功图
泵内吸液，井口排液的过程
造成吸液进泵的条件:泵内压 力(吸入压力)<沉没压力。
2）下冲程
抽油杆带动活塞向下运动： a.泵内压力升高， 固定凡尔关闭，停止吸油。 b.游动凡尔打开， 泵内油转入活塞以上油管。 c.抽油杆卸载。
泵排出液体的过程
造成泵排出液体的条件:泵内压力>柱 塞以上的液柱压力。
⑵.泵的理论排量
的固定阀装置（有的固定阀直接连接在泵筒下部随 油管下入）；
柱塞连接在抽油杆柱下端下入泵筒内。
优点：结构简单，成本低，排量较大 缺点：起下泵作业时，它需起下全部油管，修井时 间长，费用高 适用范围：下入深度较小，产量较高的井
2）杆式泵 将整个泵在地面组装成套后，随抽油杆柱插入油
管内的预定位置固定，故又称为“插入式泵”。
示功图分析
图1
图2
图中的二条虚线，是分析用的最大和最小理论载荷 线。图1为稀油井的泵正常工作的示功图。图2为稠油 井的泵正常工作的示功图。此图形的特点是：上载荷 线高于最大理论载荷线，下载荷线低于最小理论载荷 线，四个角比较园滑。
二、供液能力差的示功图
B1 WL
λ
Sp
B C
λ
A Wr D D1
Sp
S
这样，在静载荷作用下悬点理论示功图为平行四边形ABCD。曲线所圈 闭面积的大小表示泵做功的多少。ABC为上冲程的静载荷变化线，AB为加 载线，在加载过程中游动凡尔和固定凡尔同时处于关闭状态；在B点以后加 载完毕，变形也就结束，活塞与泵筒开始发生相对位移，同时固定凡尔打开， 液体进入泵筒并充满活塞所让出的泵筒空间。BC是吸入过程（活塞冲程用 Sp表示），BC＝Sp，在此过程中游动凡尔一直处在关闭状态。CDA为下冲 程静载荷变化线。CD为卸载线，在卸载过程中，游动凡尔和固定凡尔同时 处于关闭状态，在D点以后，卸载完毕；变形结束时，活塞开始与泵筒发生 向下的相对位移，游动凡尔被顶开而开始排液。DA＝Sp为排出过程，在排 出过程中，固定凡尔一直处于关闭状态。
2007年3月
内容提要
一、抽油泵的工作原理 二、理论示功图绘制
三、典型示功图分析
一、抽油泵的工作原理 二、理论示功图绘制
三、典型示功图分析
抽油泵分类
管式泵
1、油管
2、锁紧卡
杆式泵
1、油管
2、锁紧卡
3、活塞
4、游动凡尔 5、工作筒 6、固定凡尔
3、活塞
4、游动凡尔 5、工作筒 6、固定凡尔
泵的工作原理
套管 油管 抽油杆
抽油泵
4. 型号
CYB
□
/ห้องสมุดไป่ตู้
□ 冲程
G
L
Z 整筒泵
抽油泵 泵径
管式 吸阀可捞
CYB-55/3GZ：泵径55mm, 冲程3m,管式泵，整体泵筒。
六、配套工具
抽油泵管柱上通常有油管、 筛管、气锚、磁防蜡器、泄 油器、回音标、油管锚、扶 正器等 抽油杆柱上常见有脱接器、 防脱器、防蜡器、扶正器等。
六、配套工具
作用：坐住内筒。
②内筒：与柱塞、游动阀连在一 起；由抽油杆下放，坐于外筒。 （ 3 ）优点：提抽油杆，内筒， 柱塞，两阀便提出，方便检修。 （4）缺点：泵径小，产液量低 。
杆式抽油泵
（5）定筒杆式泵 内筒坐于外筒。 抽油杆带柱塞在内筒往运动，实现吸 排油，固定阀在内筒下。 （6）动筒杆式泵（图4-5（b）） 柱塞坐于外筒之内，固定阀位于柱塞 顶部，游阀在泵筒顶部。 内筒（泵筒）连抽油杆，并沿柱塞上 下往复运动。 优点：泵筒动，（可使外围环空液体产生 旋涡运动） 防止泵周围砂子下沉，避免 卡泵。 游阀在顶部，停抽时，游阀关，可防 止砂子进泵筒内。 缺点：不宜在偏斜井眼中工作，筒与 油管间产生磨损。
试 吸 力 法
灌 注 法
下泵要求
（1）、按要求核对深井泵的泵径、类型 、检验合格证等，检查泵的完好性。
（2）、下井油管螺纹上，均匀涂上密封 脂，然后将泵及下井工具下入井内，完成 生产管柱。
（3）、完成抽油井生产管柱后，油管试压 15-20MPA，稳压10分钟，压降不超过1MPA为 合格。
8.下杆
主体
销钉
密封垫
抽油杆
撞击头投入20min后再 投20-80m抽油杆，油管 液面下降后再起
投20-80m抽油杆，油管 液面下降后再起
湖北小型电动油泵工作原理
湖北小型电动油泵工作原理
2.吸油过程：当电动机转动后，油泵的吸油口就会产生负压，将液体
从油箱中吸入泵腔。
液体通过油泵的吸入阀进入泵腔。
3.压油过程：当泵腔内的液体被吸入后，电动机继续转动，泵腔内的
液体就会被压缩，从而提升液体的压力。
液体通过油泵的出口阀被推向液
压系统。
4.液压阀控制：液压阀起到控制油液流向和压力的作用。
正常情况下，油泵会将液体直接供应给液压系统。
当液压系统需要油液时，液压阀会打开，将油液传递到系统中。
当液压系统需要停止工作时，液压阀会关闭，
停止供油。
5.油箱：油箱主要用于存放液体。
在工作过程中，驱动油泵的电动机
会将液体吸入和压出，通过管路输送到液压系统中。
油液在液压系统中完
成工作后，会回流到油箱。
总结起来，湖北小型电动油泵的工作原理可以简化为：电动机驱动油
泵旋转，油泵通过吸入阀将液体从油箱中吸入，然后通过压油阀将液体压出，供给液压系统使用。
这一过程通过液压阀的控制实现油液的流向和压
力的调节。
油液在液压系统中完成工作后，再回流至油箱，实现循环使用。
抽油泵工作原理
抽油泵工作原理
抽油泵是一种用来将液体（通常是油）从一个地方抽到另一个地方的设备。
它的工作原理基于以下几个方面：
1. 动力源：通常，抽油泵使用电机作为动力源。
电机通过传递动力给抽油泵的转子来驱动泵的工作。
2. 泵的结构：抽油泵通常由一个转子（也称为叶轮）和一个固定在泵体内的腔室组成。
转子的运转会在腔室产生真空，将液体吸入泵内。
3. 吸入过程：当转子开始旋转时，它会将腔室与进油管道连接起来。
腔室内的压力较低，形成真空。
液体会通过进油管道进入腔室，填满腔室中的空隙。
4. 推出过程：当转子继续旋转时，腔室与出油管道连接。
在这个过程中，液体被推出腔室，并通过出油管道流向目标位置。
5. 润滑和密封：由于液体的高速流动以及泵的旋转，润滑和密封是抽油泵工作的关键。
抽油泵通常会通过给予关键部件润滑油，来防止摩擦和磨损。
需要注意的是，不同类型的抽油泵可能会有稍微不同的工作原理。
但总的来说，以上的基本原理适用于大多数抽油泵。
抽油泵常见故障及对策
抽油泵常见故障及对策摘要：随着社会的进步，生产生活中对于石油资源的需求不断增长，油田需要提高自身的开采效率，才能满足社会需求。
抽油泵在油田机械采油过程中容易出现各种各样的故障和问题，影响原油产量，增加采油成本的同时，还可能带来一定的安全风险。
对此，技术人员需要做好对于抽油泵常见故障及原因的分析，积极引入新工艺新方法，对抽油泵运行中的故障进行防范，保证抽油泵的稳定可靠运行。
关键词：抽油泵；常见故障；对策引言抽油泵是采油机械非常重要的组成部分，抽油泵采油也是现阶段油田采油最为常用的方法，能够为油田开发带来较大的经济效益。
想爱你阶段，抽油泵采油作业环节，存在一定的限制因素，容易受到汽油、蜡等物质的损害，导致抽油泵内部和外部受到损害，影响采油作业的效率和效果。
1抽油泵工作原理及其应用要求1.1抽油泵工作原理抽油泵需要与抽油机进行配合，可将油井内原油以特定的工作方式，传送至指定的装置内。
抽油泵系统可分为泵筒、吸入阀门、柱塞、出油阀门等结构，其中，柱筒结构为抽油泵提供运行动力。
在实际的原油开采作业中，当原油被传输到油井下方，抽油泵内部的柱塞结构会进行反复运动，在压力的作用下，原油将会被传送到指定的输油管道中，而这一过程需要保持连续性，抽油泵反复连续上下运作，不断将外部压力传导至相应位置。
抽油泵的工作过程可分为上冲程与下冲程，在上冲程中，泵筒内容空间容量会大幅度提升，压力也会随之减小，而此时，泵筒上下方将会形成压力差，这种压力差可使原油顺着吸入阀门进入泵腔。
上冲程阶段，抽油泵负责将原油抽入到泵体内部，相反，下冲程阶段，抽油泵需要将原油压入到指定的输送管道之中。
在下冲程阶段，柱塞向下运动，泵筒内部空间迅速变小，内部压力上升，此时，吸入阀门保持关闭状态，而出油阀门将会在内外压力差的作用下打开，原油就可顺利进入到泵筒上方，抽油泵反复做功，柱塞上下反复，不断持续上冲程与下冲程，最终将原油提取到地面。
1.2抽油泵的应用要求在抽油泵的工作过程中，为了确保油田长期产能，其必须保证以下几点：（1）抽油泵的吸入阀门与柱塞的材质强度必须满足实际使用需求，尤其是承受压力最多的泵筒结构，必须同时具备足够的坚硬性与密封性，在承受高压时，其整体不会出现形变。
2-抽油泵的工作原理
泵是通过活塞的往复运动把油套环形空间 内的液体吸入泵筒，并排出到上部油管，再举 升到地面。
上部油管
工作状态分为两个过程：上冲程和下冲程。
泵筒内部 油套环空
抽油泵的工作原理
三 抽油泵的工作原理
上部油管
上冲程
工作状态-吸液入泵、排液出井
泵筒内部
阀球状态-游动阀关闭，固定阀打开
油套环空
抽油泵的工作原理
一 “三抽”系统简介
占人工采油井的 90% 左右，始终 占据主导位置。最大扬程可达 4000m ， 最高排量可以达到400m3/d。 技术优点：技术比较成熟；结实 耐用；工艺比较配套；扬程和排量 可以适应大多数油井。 技术局限：出砂、出气、结蜡、 腐蚀油井会降低泵效和使用寿命。
抽油杆
抽油泵 工作原理
抽油泵的工作原理
授课对象：采油中级工 授课目标：理解并掌握抽油泵的工作原理
授课内容（20分钟）：1.三抽系统简介
2.抽油泵的基本知识 3.抽油泵的工作原理
授课重点：抽油泵的工作原理
授课难点：1.抽油杆上下运动过程中阀球开、闭状态的转换 2.抽油泵腔室中的压力变化 教学方法：讲授法、图例法、视频法 参考书籍：《有杆泵采油原理及应用》-石油工业出版社 参考标准：《GB-T18607-2008抽油泵及其组件规范》
标称油管外径 上部加长 短节长度
H—厚壁泵筒 泵筒类型 W—薄壁泵筒（金属柱塞泵） S—薄壁泵筒（软密封柱塞泵）
标称泵径
泵的类型
T—管式泵 R—杆式泵
抽油泵的工作原理
二 抽油泵的基础知识
4 抽油泵的结构
上游动阀 上阀罩 阀罩 阀球 阀座 接箍 接箍 外筒
阀座
阀球
抽油机试题百问百答
1、什么是抽油机？答：抽油机是抽油井地面机械传动装置，它和抽油杆、抽油泵配合使用，能将井下的原油抽到地面。
2、抽油机有哪几部分组成？答：抽油机主要是由主机部分和辅机两大部分组成。
主机是由底座、减速箱、曲柄、平衡块、连杆、横梁、支架、游梁、驴头、悬绳器及刹车装置组成，辅机部分是由电动机、电路控制装置组成。
3、抽油杆的作用是什么？答：抽油杆是有杆泵抽油装置中的一个重要组成部分。
通过抽油杆接箍连结成抽油杆柱，上接光杆，下接深井泵活塞。
抽油机的动力经抽油杆柱传递到深井泵，使深井泵的活塞作往复运动。
4、抽油机曲柄连机构的作用是什么？答：曲柄连杆机构的作用是将电动机的旋转运动变成驴头的往复运动。
5、抽油机的驴头为什么做成弧形？答：驴头做成弧形的作用是保证抽油时光杆能始对准井口中心位置。
它的弧线是以支架轴承为圆心，以游梁前臂长为半径画孤而得到的。
6、抽油机游梁的作用是什么？答：游梁固定在支架上，前端安装驴头承受井下负荷，后端连结横船、连杆、曲柄、减速箱传递电动机的动力。
7、抽油机减速箱的作用是什么？答：是将电动机的高速转动，通过三轴二级齿轮减速变成曲柄轴（输出轴）的低速转动，同时支撑曲柄平衡块。
8、抽油机平衡块的作用是什么？答：平衡块装在抽油机的尾部或曲柄轴上。
它的作用是：当抽油机上冲程时，平衡块向下运动，帮助克服驴头上的负荷；在下冲程时，电机使平衡块向上运动，储存能量，在平衡块的作用下，可以减小抽油机上下冲程的负荷差别。
9、悬绳器的作用是什么？答：悬绳器连接光杆和抽油机驴头，使光杆在工作过程中能处于井口中心位置，使抽油杆的运动始终与驴头弧面保持相切。
10抽油机的工作原理是什么？答：由电机供给动力，减速箱装置将马达的高速旋转运动变为抽油机曲柄的低速旋转运动，并由曲柄－连杆－游梁机构将低速旋转运动变成抽油机驴头的上下往复运动，通过抽油杆柱带动深井泵活塞上下往复运动，从而将原油从井底举升到地面。
11、游梁式抽油机代号例如，CYJ10 - 3 –37（H）B（F、Q、Y）；表示该机为游梁式抽油机；悬点最大载荷为100KN；光杆最大冲程为3m；其减速箱曲柄轴最大扭矩为（37×100）KN·m；减速箱齿轮为点啮合圆弧齿轮（无H时为渐开线齿轮传动形式）；CYJ是抽油机代号；B表示平衡方式为曲柄平衡。
抽油泵基本原理及其管理技术
７ ８・
科 技 论 坛 抽油泵基本原理及其 Nhomakorabea管理 技术
魏子棋
（ 大庆 油田有限责任公 司第一采油厂生产保障大队， 黑龙江 大庆 １ ６ ３ ０ ０ ０ ） 摘 要： 抽 油泵在我 们附近的生活 中时常会被应 用到 ， 不管是抽 油机也好 ， 还是抽 油泵， 本文 主要介 绍 了抽油泵 的一 些定义类型 ， 并 对影响抽 油泵工作效 率的因素进行分析 ， 从 而提 出改进的一些措施 ， 以及抽 油泵如何进 行故障排 除， 希望对抽 油泵在 今后的发展 中有所 帮助 。 关键词 ： 抽 油泵； 基本 ； 工作原理 ； 管理技 术 １ 概 述 成的７ 中 程损失 抽油泵在我们的日常生活中处于非常重要的位置，在各行各业都会 （ １ ） 材料力学方面的ｌ 生能所在 Ｉ ＝ ＝ 下冲程中造成的损失。 （ ２ ） 过大的冲程 被应用到， 用途非常的广泛。 但是， 即使是这样， 抽油泵在人们的印象中， 关 造成的瞬陛载荷。（ ３ ） 当抽油杆行程滞后于抽油机行程 ， 由原油粘度 、 井斜 于工作的原理没有一个完整的了解 ，本文根据当前抽油泵的工作原理分 等原因造成滞后所产生的损失。 （ ４ ） 下冲程时， 抽油泵泵腔内所产生的高压 析抽油泵在工作当中可能出现的—些故障 ，以及当前影响抽油泵工作效 可能对抽油杆柱造成压缩或弯曲变形 ， 这样就容易造成冲程损失， 以及油 率的因素进行探讨， 并提 出相应的改进措施 ， 希望能够对使用抽油泵的人 管承受液柱重量产生伸长造成的冲程损失。 ４ ． １ ． ３由于沉没度低造成的泵筒液体未充满。 有所帮助 。 ２抽油泵 的定义及类型 （ １ 大时挤压泵筒容积或造成气锁。（ ２ ） 泵筒 内进人不充分的液体， 抽油泵是一种常用的井下装置，主要作用是由抽油机带动把井内原 早沉没廖 氐 时。（ ３ ） 泵筒 、 阀球、 阀座磨损 、 腐蚀。 油抽到地面。它主要由泵筒 、 吸入阀、 活塞、 排除阀四大部分组成。最常用 ４ ２针对损失所采取的相应措施 的抽油泵可分为丽种， 分别为管式泵和杆式泵， 是按照抽油泵在井下的固 （ １ ） 合理的调节防冲程的冲距。 （ ２ ｝ 汁泵挂的深度要合理。 （ ３ ） ｘ 寸 于抽 定方式来分。 油杆的杆柱组合要合理优化。（ ４ ） 在深井作业时， 要进行油管锚定 ； 有含气 杆式泵—般用于产量较小， 液面较低的深井 ， 因为它的设计一般具有 油的井， 要使用气锚 ； 稠油油井要适当的采取降粘措施。（ ５ ） 合理选用抽油 选择适合油井状况的抽油泵。（ ６ ） 在工作制度上采用ｆ 氐 冲次长冲程 ， 这 内外两层工作筒 ， —般没计泵径较小， 泵排量校小。作业时， 只需起出抽油 泵 ， 杆就可将泵带至地面进行维修即可。 样有利于泵筒充满原油， 减少冲程损失。 而管式泵则反之， 它的特点是把外筒、 衬套和吸入阀在地面组装好并 ５ 抽油泵故障排除与维护保养 接在油管下部先下人井中，然后把装有排 出阀的活塞用抽油杆通过油管 ５ ． １ 液击 下入泵中。 因其结构简单 ， 制作成本低 ， 在相同油管直径下允许下人的 井下抽油泵在上冲程中，由于供液不足或者泵内进液体的地方局部 泵径较杆式泵大， 因 而排量大。 但检泵时！ 斯 油管 ， 修井工作量大， 故 堵塞导致泵排量下降， 动液面上升。由于泵腔未被液体完全充满， 所以在 泵腔顶部就会出现低气压顶，随后在下冲程中，游动阀一直处于关闭状 适用于下泵深度不大， 产量较高的井。 ３抽油泵工作 的基本原理 态， 直至与液体接触时的一瞬间， 液压突然升高， 阀被打开。这样会对抽油 抽油泵在工作的时候， 活塞是主动件 ， 作用是通过改变泵内的压力。 泵带来一定的故障， 故此 ， 当出现这样的状况的时候 ， 要采取一定的措施， 泵阀是从动件 ， 仅当满足阀球下方的压力大于其上方压力时才打开， 让液 比如说 ： 当供液不足时 ， 要制定合理的工作制度 ， 在泵内部出现进液孔堵 体通过阀座孑 Ｌ 向上流， 否则阀关闭阻止液体向下流。 最主要表现在两个 塞时， 要及时的洗井并检查抽油泵。 冲程： 即上冲程和下冲程来—起完成工作。 ５ ２气体 上冲程时 ： 出现气锁现象主要是因为当井下的游离气体进 入泵筒或者在上冲程 抽油泵的上冲程是由泵内吸 人 液体然后从井口将液体排到地面的一 时吸进液在泵的人 口处油气分离时， 所产生的气 人 泵筒， 影响泵的充 个过程。 它在这个作业的工程中， 首先要 将抽油杆柱向上拉动柱塞， 让柱 满程度 ， 还有一种晴况就是抽油泵余 隙内存有部分“ 死油” 没有及时被清 当这样的情 拔生 就会出现气锁现象。 固定阀与游动阀同时失去作 塞 上的游动阀受油管内液柱压力而关闭。那么如何才能将原油吸入泵内 理掉。 呢？这就要 导 柱塞下面的下泵腔增大容积， 使得泵内压力降低， 从而将 用， 导致气体反复压缩与膨胀， 出现油井不出液的现象。针对这一现象， 我 固定阀在其上下压差作用下打开， 这样的晴况下原油才能被吸入泵内。与 们可采取 以下的措施来排除故障。其一是加大沉没度，使泵进口压力增 其二 二 ｊ 西 ： 过碰泵等措施挤压气体， 减小防冲距。 此同时， 倘若油管 内被液体充满了， 此时就需要将柱塞上面的液体排到地 大； 面上， 由此形成—个循环。当然， 造成液体进 ＾ 泵内的—个 条 舯是泵 ５ ３常用措施 （ １ ） 碰泵 。 选择采用碰 泵时 ， 通常是 因为有抽 油泵泵 内余 留下 的死油造 内压力要低于沉没压力。原来作用在固定阀上的油管内液柱重力将从油 管转移到柱塞上， 从而引起抽油杆柱的伸长和油管柱缩短。 成的不同步、 常规抽油泵有轻｛ 教 砂卡 、 蜡卡、 气体的影响， 或者是附着了铁 下冲程时： 锈等赃物 的时候， 以及因其伴生气 谴 成的泵筒充满酒． 体的程度Ｉ 差。 在宴施 ６ ＭＭ以上的大泵碰泵时要慎重，带有 下冲程与上冲 程相反， 它是抽油杆柱带动柱塞向 下运动， 将泵向 油管 碰泵时要注意的一点就是当超过 ５ 内排出液体的一 —个 『 ｊ 里 。当然造成泵排液的—个条件是泵内压力要高于 脱节器的抽油泵严禁碰泵。稠油井不同步有可能是伴生气的影响， 无固定 柱塞以上的液柱压力。要使得泵排出液体， 那么这就要同时作用于固定阀 阀组， 这方面也要注意。 （ ２ ） 洗井。 洗井可以同步将井壁和油管以及抽油泵 和游动阀。 柱塞压缩固定阀和游动阀之间的液体： 当泵内压力增加至 Ｕ 大于 的死油 、 蜡、 还有残留的铁锈等都携带 出地面， 它是通过地面向井筒注入 泵沉没 压力时 ， 固 定阀先 关闭 ， 当 泵内 压力增加到大于柱 塞 以上液体压力 目的。同时该注意的就是当要选择洗 掖 的
油田抽油泵工作制度
油田抽油泵工作制度油田抽油泵是油田开采过程中关键的采油设备，其工作制度对于油田的生产效率和原油产量具有重要影响。
本文将从抽油泵的工作原理、工作制度的制定、运行管理、维护保养等方面进行详细探讨。
一、抽油泵的工作原理油田抽油泵是一种利用电动机驱动泵体进行原油输送的设备。
其工作原理主要基于柱塞泵的原理，通过电动机驱动泵轴旋转，使柱塞在泵筒内做往复运动。
在柱塞的往复作用下，泵筒内的原油被吸入并压缩，然后通过排出管线输送到油井口。
抽油泵的主要部件包括电动机、泵体、柱塞、泵杆、阀门等。
二、抽油泵工作制度的制定1. 工作制度的分类根据油田生产的特点和需求，抽油泵的工作制度可以分为以下几种类型：（1）固定式工作制度：抽油泵固定在油井口附近，通过固定管线与油井相连，适用于油井产量稳定、井口距离较近的情况。
（2）移动式工作制度：抽油泵通过移动泵车或拖车进行运输和安装，适用于油井产量不稳定、井口距离较远的情况。
（3）自动调节工作制度：通过安装在抽油泵上的传感器和控制系统，根据油井产量的变化自动调节抽油泵的运行参数，提高生产效率。
2. 工作制度的制定原则在制定抽油泵的工作制度时，应考虑以下原则：（1）根据油井的产量和性质确定抽油泵的类型和数量。
（2）合理配置抽油泵的运行参数，如泵深、泵径、泵速等，以达到最佳的生产效率。
（3）考虑油井的井深、井斜、地层压力等因素，确定抽油泵的安装位置和方式。
（4）根据油井的产量变化和维护需求，制定合理的运行和维护计划。
三、抽油泵的运行管理1. 运行监控抽油泵的运行监控是确保其正常工作的重要环节。
通过安装在抽油泵上的传感器，实时监测抽油泵的运行参数，如电流、电压、泵速、泵压等，及时发现并处理异常情况。
2. 产量计量对抽油泵的产量进行准确计量，有助于评估油井的生产状况和抽油泵的运行效果。
可采用流量计、液位计等设备进行产量计量。
3. 巡检与维护定期对抽油泵进行巡检和维护，及时发现并处理设备故障，确保抽油泵的正常运行。
抽油泵分类及检泵原理及过程
活塞 主体
销钉 密封垫
抽油杆
扶正接头
撞击头投入20min后再 投20-80m抽油杆，油管 液面下降后再起
投20-80m抽油杆，油管 液面下降后再起
4.起泵
起出的油管应放在不少于3道油 管桥上，泵及其它工具要高架 ，要详细检查油管及泵，要查 处本此检泵的原因，查不出原 因不能盲目完井。
5.探冲砂
工作人员要穿戴好劳保用品，水 龙带要系好保险绳，动作要迅速 ，听从指挥人员指挥。
冲砂管柱探砂面，笔尖距油层上界 20m时下放速度应小于0.3m／min,大 钩悬重下降10KN-20KN为标准，连探 两次，误差小于0.5m ,记录砂面位 置。
提冲砂管至离砂面3m以上开泵循环正常后 下放管柱，冲砂至设计深度后，保持循环 至出口排量25m3/h，出口含砂量小于0.1％ ，视冲砂合格，并上提油管20m 以上，沉 降3小时左右复探砂面，记录深度。
8.下杆
下
抽 油 杆 及
下 光 杆
活
塞
摆
驴
调
头
防
挂
冲
好
距
悬
绳
器
9.试抽交井
启动抽油机，关流程闸门，井口蹩压2.03.0MPa，停抽油机，稳压5min，井口不刺不漏 ，压力不降，验证油管及泵完好，开生产闸门 ，交采油队管理。
试抽是作业完工后的一项重 要工作，试抽结果的好坏关 系到作业成功与否。
4
油管结蜡检泵：为防止结蜡，按照油井的结蜡规律， 生产一定时间后就要进行检泵。
由于泵漏，使油井产量下降或达不到正常产量。
当动液面或产量突然发生变化时，为了查明原因， 采取恰当措施，需要进行探砂面与冲砂等。
抽油泵工作失灵，游动阀或固定阀被砂、蜡或其他 赃物卡住。
抽油泵基本原理及其管理技术
三、抽油泵的结构和基本原理
1、抽油泵的基本结构
抽油泵结构示意图
抽油泵主要由泵筒、柱 塞、固定阀和游动阀四部分 组成。泵筒即为缸套，其内 装有带游动阀的柱塞。柱塞 与泵筒形成密封，用于从泵 简内排出液体。固定阀为泵 的吸入阀，一般为球座型单 流阀，抽油过程中该阀位臵 固定。游动阀为泵的排出阀， 它随柱塞运动。 柱塞上下运动一次称一 个冲程，也称一个抽汲周期， 其间完成泵进液和排液的过 程。
（七）典型漏失示功图
抽油泵工作状况的好坏，直接影响抽油井的系统效率，因此，需 要经常进行分析，以采取相应的措施。 分析依据：地面实测示功图。 示功图：悬点载荷同悬点位移之间的关系曲线图，它实际上直接 反映的是光杆的工作情况，因此又称为光杆示功图或地面示功图。 实际井将受泵制造质量、安装质量，以及砂、蜡、水、气、稠油和腐 蚀等多种因素的影响，所以，实测示功图的形状很不规则，需对照理 论示功图分析。
联接管 加长管
F 套
套装式抽稠泵示意图
CYB56/44TH1.2-5.7F
优点：
a、结构紧凑、长度短，便于使用和运输，同时也适合下至井眼曲 率较大的井段. b、柱塞不入泵筒时，可实现正反洗井，减少冲砂作业工序，可实 现注汽采油一次管柱 c、具有一定的携砂功能，适用于出砂稠油井生产 .
缺点：
a、容易卡泵：套装式抽稠泵在结构上相当于由大泵内套装一小泵， 这样同普通管式泵相比，活塞与泵筒存在两个密封面，如果在 作业过程中井筒内有杂物或是油管内壁刺洗不干净，易造成泵 不能正常工作 b、反馈力受动液面影响大：当动液面回升后，反馈力成比例减少， 导致液面回升后光杆下行困难。
常规柱塞密封段长度1220mm；
可以根据油井井况制造密封段长度为610mm、915mm、1525、1830mm的柱塞； 生产的长柱塞最大长度为8000mm。 3、抽油泵阀副有五种材料： 高铬不锈钢（常规） 硬质合金（比重大、综合性能优良） 陶瓷（耐腐蚀性好、无磁） 司太立合金（国外常用） 可以根据要求进行配置。
详解杆式抽油泵和管式泵的区别及工作原理
详解杆式抽油泵和管式泵的区别及工作原理-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII详解杆式泵与管式泵的区别及工作原理一、结构普通抽油泵主要由泵筒、吸入阀、活塞、排除阀四大部分组成。
按照抽油泵在井下的固定方式，可分为管式泵和管式泵。
①管式泵管式泵又称油管泵，特点是把外筒、衬套和吸入阀在地面组装好并接在油管下部先下入井中，然后把装有排除阀的活塞用抽油杆通过油管下入泵中。
衬套是又材料加工成若干节，衬入外筒内部。
活塞是用无缝钢管制成的中空圆柱体，外表面光滑带有环状沟槽，作用是让进入活塞与衬套间隙的砂粒聚集在沟槽内，防止砂粒磨损活塞与衬套，并且沟槽中存的油起润滑活塞表面的作用。
检泵起泵时为泄掉油管中的油，可采用可打捞的吸入阀（固定阀），通过下放杆柱，让活塞下端的卡扣咬住吸入阀的打捞头，把吸入阀提出。
但是这种泵由于吸入阀打捞头占据泵内空间，使泵的防冲距和余隙容积大，容易受气体的影响而降低泵效。
目前大多数下入管式泵的井是在油管下部安装泄油器，通过打开泄油器泄掉油管中的油。
在下入大泵的井中，由于活塞直径大于油管内径，不能通过油管下入活塞，采用的方法是先把活塞随油管下入井中，后下入抽油杆柱，利用一个成为脱节器的装置与泵中活塞对接。
管式泵结构简单，成本低，在相同油管直接下允许下入的泵径较杆式泵大，因而排量大。
但检泵必须起下油管，修井工作量大，故适用于下泵深度不大，产量较高的井。
②杆式泵杆式泵又称为插入泵，其中定筒式顶部固定杆式泵特点是内外两个工作筒，外工作筒上端装有椎体座及卡簧（卡簧的位置为下泵深度），下泵时把外工作筒随油管先下入井中，然后装有衬套、活塞的内工作筒接在抽油杆的下端下入到外工作筒中并由卡簧固定。
另外还有固定点在泵筒底部的定筒式底部固定杆式泵，以及将活塞固定在底部，由抽油杆带动泵筒上下往复运动的动筒式底部固定杆式泵。
检泵时不需要起出油管，而是通过抽油杆把内工作筒拔出。
抽油泵的工作原理
抽油泵的工作原理抽油泵是一种用于抽取地下油藏中的原油的机械设备。
它是通过一系列的操作和原理，将地下的原油抽取到地面上进行进一步的处理和利用。
下面是抽油泵的工作原理的详细介绍：1.泵体结构：抽油泵的主要组成部分是泵体，通常由一个大型的圆筒形金属壳体构成。
泵体中有一个转子和几个叶片，通常由铸铁、不锈钢或镍铜合金制成。
这些叶片由一根中心轴连接，通过外部动力源（如电机或内燃机）驱动，使转子旋转。
2.吸入和吐出阀：泵体上有两个阀门，即吸入阀和吐出阀。
吸入阀通常位于泵体底部，用于吸入地下的原油，而吐出阀位于泵体顶部，用于抽出原油。
这两个阀门具有单向开关，只允许液体沿一个方向流动。
3.吸入阶段：抽油泵开始工作时，转子开始旋转。
当转子旋转时，吸入阀打开，将地下的原油吸入泵体。
在这个阶段，泵体内部的压力低于地下油藏中的压力，这使得原油能够进入泵体。
4.排出阶段：一旦吸入阶段结束，吐出阀开始打开。
在这个阶段，转子的旋转将原油推向泵体顶部，并将其从泵体排出，以供后续的处理。
同时，吸入阀关闭，防止油流反流。
5.循环运行：抽油泵通常是连续运行的，这是为了保持油井的稳定产量。
一旦完成一次抽出任务，抽油泵会自动启动下一次吸入阶段，继续将原油抽出。
抽油泵具有以下优点：1.高效性：抽油泵能够高效地抽取地下油藏中的原油。
它的高转速和强大的动力源使其能够应对不同类型的油井和地质情况。
2.稳定性：抽油泵可以连续运行，以确保油井保持稳定的产量。
它的自动运行功能可以减少人工干预，提高生产效率。
3.适应性：抽油泵适用于不同类型的油井，包括低渗透油井、高粘度油井和深层油井。
它可以承受高压和高温的环境，适应各种恶劣条件。
4.维护简易：抽油泵的结构简单，维护相对容易。
只需定期检查和更换零部件，可以延长抽油泵的使用寿命。
5.环保性：抽油泵的使用可以最大限度地减少油井的废弃气体和液体的排放，对环境的污染较少。
综上所述，抽油泵通过动力源的驱动和叶片的旋转，将地下的原油吸入泵体并排出至地面。
2023年第24届“巨人杯”全国初中应用物理知识竞赛复赛试卷及答案
2023年第24届“巨人杯”全国初中应用物理知识竞赛复赛试卷及答案一、（16分）1．（16分）请利用现有器材：一块大小合适且质地不一定均匀的木板，一把量程为2m 的卷尺，一台能够测量人体质量的磅秤（如图所示），砖块若干块．设计一个测量人体重心位置的方案．要求写出测量步骤和测量结果的表达式．二、（16分）2．（16分）小明的妈妈为了方便早餐时喝上豆浆，买了一台全自动豆浆机，如图甲所示．图乙所示为豆浆机的主要结构：中间部位是一个连接着刀头的电动机，用来将原料进行粉碎打浆；电热管负责对液体加热煮沸．下表是这个豆浆机的主要技术参数．型号…﹣…额定电220V压额定频50Hz率电机功180W率加热功800W率容量1000mL小明想探究一下豆浆机工作的具体过程以及耗电情况，在某次使用之前，先查看了他家的单相电子电能表，上面注明1600imp/kW•h，之后，他关闭其他所有家用电器，将浸泡好的适量黄豆和l000cm3的清水放入豆浆机的杯体，启动自动控制键，开始用钟表计时的同时记录电能表上面的发光二极管闪烁的次数，豆浆机按“①加热一②预打浆一⑧加热一④打浆一⑤煮浆一⑥防溢延煮”的程序正常工作直至豆浆机发出声光报警，提示豆浆已做好．从启动自动控制键至豆浆机发出声光报警，整个过程用时20min，电能表上面的发光二极管闪烁了320次．其中①、③、⑤三个过程为电热丝单独不间断工作，而②、④为电机单独间歇工作，此过程中电动机累计工作时间为2min，⑥为电热丝单独间歇工作．请回答：（1）②、④两个过程中，电动机为什么要间歇工作？（2）在豆浆机工作的20min内，消耗的电能为多少kW•h？（3）在豆浆机工作的20min内，电热丝和电机都不工作的时间为多少min？三、（16分）3．（16分）下表所示为某品牌的空调器铭牌上的部分参数，其中KFRD表示该空调为家用分体式具有电辅热功能的冷暖空调器．请根据表中的数据，回答下面的问题．（已知：空气的密度为1.29kg/m3，空气的比热容取103J/（kg•℃）．注：空调的电辅热功能有两方面的作用，一是在室外温度不太低时开启电辅热功能可以增加制热量，实现室内温度的快速提升，二是当室外温度很低，空调器的压缩机制热效能过低时，开启电辅热功能可以辅助制热，弥补单纯靠压缩机工作制热量不足的问题．XXXKFRD﹣23GW/Z1分体式房间空调器电源IPH220V﹣50Hz制冷运行制冷量2300W额定输入功率830W制热运行制热量2600W额定输入功率780W电热功率500W（1）如果房间的面积为15m2，高度为2.6m，问：如果按照表中的数据工作，该空调器至少多长时间才能将室内的空气由10℃加热升高至20℃？（2）在l中，若室外温度不太低，实际加热时间约为4.0min，则在利用空调器对室内空气加热的过程中，室内空气向外散热的平均功率约为多少？空调器总共消耗的电能为多少？（3）该空调器在制冷时的额定输入功率为830W，而它的制冷量却是2300W，比输入功率还要大，这是为什么？四、（16分）4．（16分）机器人小组的同学要制作一个能自己从椅子上站起的机器人，如图1所示．他们已经完成的部分如图2甲所示：Ol 和O2为两个关节（所有关节处均安装有马达，可使关节在一定范围内缓慢转动）：当机器人的上半身、小腿均垂直于大腿坐在椅子上时，上半身可以绕O1顺时针转动30°角、逆时针转动90°角，小腿只能绕O2逆时针转动90°角，如图2乙所示；O1以上的上半身总长50cm，总质量为11.2kg，其重心G1位于Ol正上方25cm处；在Ol 和O2水平连线上的大腿部分长25cm，两只大腿的总质量为4.8kg，其重心G2位于Ol和O2连线的中点：O2以下的小腿和脚总长27cm，两只小腿和脚的总质量为4.8kg，其重心位于O2正下方6cm处；其中脚在水平面上的前后长度为l0cm．且过O2的竖直线恰好将脚分为对称的两半．现还需在O1正上方40cm的03处，为机器人安装两只手臂（如图2丙所示，大臂可绕关节O3转动360°角、小臂可绕关节04逆时针转动90°角，如图2乙所示；大臂和小臂的长度相等，重心位于整只手臂的中心点）．根据所使用的材料，已知每一只手臂的质量和长度的关系为“每lcm长度手臂的质量为0.06kg”．请你从理论上计算出机器人的整只手臂至少需要多长，才能使机器人能够从图2甲所示的坐姿自己站起来．五、（18分）5．（18分）如图1所示为油田开采石油的抽油系统，由抽油机、抽油杆和抽油泵等部分组成．抽油泵的原理与活塞式抽水机类似；抽油机通过抽油杆，带动抽油泵的活塞上下往复运动，将油层中的原油抽至地面．（l）抽油机的结构如图2甲所示．电动机带动曲柄转动，通过连杆推动游梁和驴头绕支点O往复转动．驴头的外侧为一段以O为圆心的圆弧，它可以确保游梁转动时，上端固定在驴头外侧某一点上的钢丝绳对悬点的拉力始终在同一条竖直线上．已知驴头外侧圆弧的半径为L1，支点O到连杆和游梁连接处的（沿游梁方向）长度为L2．游梁和驴头受到的总重力为G，支点O到游梁和驴头的重心的（沿游梁方向）长度为L3．若当驴头通过钢丝绳拉动悬点保持静止、悬点处受到竖直向下的拉力为F、游梁和水平线的夹角为θ时，连杆对游梁的拉力方向竖直向下，请你求出该拉力的大小．（2）抽油泵处的示意图如图2乙所示．①抽油泵包括活塞、排出阀、吸入阀、油管等组成部分，请说明抽油泵的工作原理．②由于油层内的压强，当套管插入油层时，原油的液面会自动上升到一定高度．再通过抽油泵，可进一步将原油吸至地面．用回声仪可以测出原油液面距地面的深度．在套管中插入油管时，需保证抽油泵始终在原油液面之下．已知在某油田，地面的回声仪发出声波，时间后接收到回声（空气中声速为v）；所安装的抽油杆的总长度为，（单位长度抽油杆的质量为m），横截面积为Sl，活塞的横截面积为S2，原油的密度为ρ．现要将原油抽至地面，抽油杆和活塞匀速上升时，受到的总摩擦阻力为f1，抽油杆和活塞匀速下降时，受到的总摩擦阻力为f2．请分别估算当抽油杆匀速竖直向上提升、匀速竖直下降时，悬点处受到竖直向下的拉力（套管和油管中，原油液面上方的气压相同；地面下的抽油杆长度远大于悬点距地面的高度）．六、（18分）6．（18分）小明地铁时发现，在地铁离开某一站之后不久，透过地铁的车窗，可以看见黑洞洞的地铁隧道墙壁上出现了一小段动画广告，如图甲所示．他很好奇，就上网查到了这种技术的原理：事先用电脑制作好一段动画，再通过软件将动画的每一帧画面逐列的以一定的时间间隔发送到一根长约1m的LED（半导体发光二极管）显示柱上，每根显示柱约有600个LED，如图乙所示，每根显示柱只接收同一幅画面的信号．地铁列车通过时同步感应器驱动显示柱同步发光，随着列车以某个速度行驶，由于视觉暂留效应（人眼在观察景物时，光信号传入大脑神经，需经过一段短暂的时间，光的作用结束后，视觉形象并不立即消失，而是会保留约十分之一秒，视觉的这一现象称为“视觉暂留”），就会在人眼中形成一幅幅静止的具有一定宽度的静止画面，每个显示柱形成的略有变化的画面在掠过乘客眼中时，就会像放电影一样形成一小段动画广告了．试根据以上数据估算：（1）假如要在乘客眼前形成流畅的动画，需要在地铁车窗外每秒出现24幅宽度约90cm 的画面，列车的速度应该是多少km/h？（2）要想展示一个20s的动画广告，每两站之间一共需要多少个LED显示柱？（3）如果某时刻乘客发现动画的画面向车行的前方缓慢移动，是因为实际车速与设计的速度相比偏大还是偏小？（4）若每个LED的耗电功率为直流0.03W，假设将交流电转化为直流电时的效率为80%，某条地铁线路一共有16个站点（含起点与终点站），地铁经过每个相邻站间均有20s的动画广告，每天每根LED显示柱均累计工作2h，则这条双向的地铁隧道中，仅LED显示柱发光每天就会消耗多少kW•h的电能？2014年第24届“巨人杯”全国初中应用物理知识竞赛复赛试卷参考答案与试题解析一、（16分）1．（16分）请利用现有器材：一块大小合适且质地不一定均匀的木板，一把量程为2m 的卷尺，一台能够测量人体质量的磅秤（如图所示），砖块若干块．设计一个测量人体重心位置的方案．要求写出测量步骤和测量结果的表达式．考点：控制变量法与探究性实验方案．专题：探究型实验综合题．分析：重力在物体上的作用点叫做重心，质地均匀，外形规则的物体的重心在物体的几何中心上．解答：答：测量步骤：（1）将磅秤置于水平地面后，调节平衡（调零）；（2）用磅秤测量人体的质量，记为m1；（3）将砖块横向立放于磅秤载物台中央位置，木板一端置于砖块上，另一端用砖块垫起使木板与地面平行，记录磅秤的示数m；（4）被测量的人平躺在木板上，脚底与磅秤外的一端平齐，记录磅秤的示数m；（5）用卷尺测得木板的长度为L．设人的重心到脚底的距离为h，根据杠杆平衡条件得：（m﹣m0）gL=m1gh∴h=L．点评：本题考查了学生对重心以及杠杆平衡条件的掌握，注重了学生实验能力的考查．二、（16分）2．（16分）小明的妈妈为了方便早餐时喝上豆浆，买了一台全自动豆浆机，如图甲所示．图乙所示为豆浆机的主要结构：中间部位是一个连接着刀头的电动机，用来将原料进行粉碎打浆；电热管负责对液体加热煮沸．下表是这个豆浆机的主要技术参数．型号…﹣…额定电压220V额定频率50Hz电机功率180W加热功率800W容量1000mL小明想探究一下豆浆机工作的具体过程以及耗电情况，在某次使用之前，先查看了他家的单相电子电能表，上面注明1600imp/kW•h，之后，他关闭其他所有家用电器，将浸泡好的适量黄豆和l000cm3的清水放入豆浆机的杯体，启动自动控制键，开始用钟表计时的同时记录电能表上面的发光二极管闪烁的次数，豆浆机按“①加热一②预打浆一⑧加热一④打浆一⑤煮浆一⑥防溢延煮”的程序正常工作直至豆浆机发出声光报警，提示豆浆已做好．从启动自动控制键至豆浆机发出声光报警，整个过程用时20min，电能表上面的发光二极管闪烁了320次．其中①、③、⑤三个过程为电热丝单独不间断工作，而②、④为电机单独间歇工作，此过程中电动机累计工作时间为2min，⑥为电热丝单独间歇工作．请回答：（1）②、④两个过程中，电动机为什么要间歇工作？（2）在豆浆机工作的20min内，消耗的电能为多少kW•h？（3）在豆浆机工作的20min内，电热丝和电机都不工作的时间为多少min？考点：电功与热量的综合计算．专题：电和热综合题．分析：（1）豆浆机是由电热管和电动机并联连接，而豆浆机的电动机工作时，电热管不工作；电热管工作时，电动机不工作；（2）1600imp/kW•h表示每消耗1kW•h指示灯闪烁1600次，然后进一步求出指示灯闪烁320次消耗的电能；（3）根据W=Pt求出电动机消耗的电能；根据消耗的总电能和电动机消耗的电能求出电热丝消耗的电能，再利用P=的变形公式求出电热丝工作的时间，最后根据豆浆机工作的时间和电热丝工作的时间即可求出电热丝和电机都不工作的时间．解答：解：（1）②④两个过程为打浆过程，电动机停止转动，刀头也停止旋转，在水和黄豆停止流动后，电动机突然带动刀头再次高速旋转，此时黄豆由于惯性仍然保持静止，这样才能更有效将黄豆打碎，如此反复，最终将黄豆打成细小的颗粒，经加热后成为豆浆；（2）消耗的电能：W=kW•h=0.2kW•h=7.2×105J=0.2kW•h；（3）电动机消耗的电能：W电动机=P电动机t电动机=180W×2×60s=2.16×104J；电热丝消耗的电能：W电热丝=W﹣W电动机=7.2×105J﹣2.16×104=6.984×105J；由P=可得，电热丝工作的时间：t电热丝===873s=14.6min；电热丝和电机都不工作的时间：t=20min﹣14.6min=3.4min．答：（1）②④两个过程为打浆过程，电动机停止转动，刀头也停止旋转，在水和黄豆停止流动后，电动机突然带动刀头再次高速旋转，此时黄豆由于惯性仍然保持静止，这样才能更有效将黄豆打碎，如此反复，最终将黄豆打成细小的颗粒，经加热后成为豆浆；（2）在豆浆机工作的20min内，消耗的电能为0.2kW•h；（3）在豆浆机工作的20min内，电热丝和电机都不工作的时间为14.6min．点评：本题考查豆浆机的工作原理、消耗电能和时间的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是根据题意分析出豆浆机的工作原理．三、（16分）3．（16分）下表所示为某品牌的空调器铭牌上的部分参数，其中KFRD表示该空调为家用分体式具有电辅热功能的冷暖空调器．请根据表中的数据，回答下面的问题．（已知：空气的密度为1.29kg/m3，空气的比热容取103J/（kg•℃）．注：空调的电辅热功能有两方面的作用，一是在室外温度不太低时开启电辅热功能可以增加制热量，实现室内温度的快速提升，二是当室外温度很低，空调器的压缩机制热效能过低时，开启电辅热功能可以辅助制热，弥补单纯靠压缩机工作制热量不足的问题．XXXKFRD﹣23GW/Z1分体式房间空调器电源IPH220V﹣50Hz制冷运行制冷量2300W额定输入830W功率制热运行制热量2600W额定输入780W功率电热功率500W（1）如果房间的面积为15m2，高度为2.6m，问：如果按照表中的数据工作，该空调器至少多长时间才能将室内的空气由10℃加热升高至20℃？（2）在l中，若室外温度不太低，实际加热时间约为4.0min，则在利用空调器对室内空气加热的过程中，室内空气向外散热的平均功率约为多少？空调器总共消耗的电能为多少？（3）该空调器在制冷时的额定输入功率为830W，而它的制冷量却是2300W，比输入功率还要大，这是为什么？考点：电功与热量的综合计算．专题：电和热综合题．分析：（1）由表可知空调的制冷功率，先根据m=ρV求出空调需要制冷空气的质量，再根据Q=cm△t求出空调需要吸收的热量；利用t=求出需要的制冷时间．（2）根据功率的计算公式以及额定功率和实际功率即可求出散热功率；根据制热时的制热输入功率和电热功率以及W=Pt即可求出空调器总共消耗的电能；（3）从物态变化以及吸热、放热的特点进行分析．解答：解：（1）室内空气体积：V=15m2×2.6m=39m3；空调需要制热空气的质量：m=ρV=1.29kg/m3×39m3=50.31kg ；空调需要放出的热量：Q放=c空气m△t=1.0×103J/（kg •℃）×50.31kg×（20℃﹣10℃）=5.03×105J；由P=可得，将室内温度从10℃调升至20℃，需要的时间：t===162.3s=2.7min；（2）散热功率：P散热=P﹣=3100W﹣=1000W；空调器总共消耗的电能：W=Pt′=（500W+780W）×4×60s=3.07×105J；（3）空调器在工作过程中，压缩机通过使工作物质不断发生液化和汽化，将室内的热量搬至室外，因此压缩机消耗的功率可以小于制冷功率．故答案为：（1）该空调器至少2.7min才能将室内的空气由10℃加热升高至20℃；（2）在利用空调器对室内空气加热的过程中，室内空气向外散热的平均功率约为1000W；空调器总共消耗的电能为3.07×105J；（3）空调器在工作过程中，压缩机通过使工作物质不断发生液化和汽化，将室内的热量搬至室外，因此压缩机消耗的功率可以小于制冷功率．点评：本题考查了物态变化过程吸放热现象，质量的计算，物体吸放热量的计算，电功、电功率的计算等；涉及的知识点较多，综合性强，难度较大．四、（16分）4．（16分）机器人小组的同学要制作一个能自己从椅子上站起的机器人，如图1所示．他们已经完成的部分如图2甲所示：Ol 和O2为两个关节（所有关节处均安装有马达，可使关节在一定范围内缓慢转动）：当机器人的上半身、小腿均垂直于大腿坐在椅子上时，上半身可以绕O1顺时针转动30°角、逆时针转动90°角，小腿只能绕O2逆时针转动90°角，如图2乙所示；O1以上的上半身总长50cm，总质量为11.2kg，其重心G1位于Ol正上方25cm处；在Ol 和O2水平连线上的大腿部分长25cm，两只大腿的总质量为4.8kg，其重心G2位于Ol和O2连线的中点：O2以下的小腿和脚总长27cm，两只小腿和脚的总质量为4.8kg，其重心位于O2正下方6cm处；其中脚在水平面上的前后长度为l0cm．且过O2的竖直线恰好将脚分为对称的两半．现还需在O1正上方40cm的03处，为机器人安装两只手臂（如图2丙所示，大臂可绕关节O3转动360°角、小臂可绕关节04逆时针转动90°角，如图2乙所示；大臂和小臂的长度相等，重心位于整只手臂的中心点）．根据所使用的材料，已知每一只手臂的质量和长度的关系为“每lcm长度手臂的质量为0.06kg”．请你从理论上计算出机器人的整只手臂至少需要多长，才能使机器人能够从图2甲所示的坐姿自己站起来．考点：杠杆的平衡条件．专题：简单机械．分析：重力的方向是竖直向下的，机器人站起克服自身的重力，需要将自己的重心移动到脚面上方的范围内；根据机器人受力分析图，把机器人看作是一个杠杆，手臂取最短长度时，身体处于平衡状态时，分别表示出上半身受到的重力、两只大腿受到的重力、两只小腿受到的重力和脚受到的总重力及其各力臂；再表示出则两只手臂受到的总重力，机器人的整只手臂的最短长度为；最后根据杠杆平衡原理F1L1=F2L2，列出方程解答．解答：解：（1）机器人在从座椅上向上站起来之前，必须先将自己的重心移动到脚面上方的范围内．（2）机器人手臂取最短长度时，应满足条件为：机器人上半身绕O1点前倾（顺时针转动）30°角，同时水平向前伸直两只手臂，整个机器人的重心刚好落在脚后跟的正上方．如图答1所示：（3）上半身受到的重力G 1=m 1g=11.2kg ×g ，由几何关系到脚后跟的力臂为7.5cm ；两只大腿受到的总重力G 2=m 2g=4.8kg ×g ，由几何关系到脚后跟的力臂为7.5cm ；两只小腿和脚受到的总重力G 3=m 2g=4.8kg ×g ，由几何关系到脚后跟的力臂为5cm ．（4）设机器人的整只手臂的最短长度为L ，则两只手臂受到的总重力G 4=mg=2×0.06kg/cm ×Lg ；（5）由几何关系到脚后跟的力臂为，由此列出方程： 11.2kg ×g ×7.5cm+×7.5cm=4.8kg ×g ×5cm+2×0.06kg/cm ×g ×L ×， 解得：L=40cm ．答：从理论上机器人的整只手臂至少需要40cm ，能使机器人能够从图2甲所示的坐姿自己站起来． 点评： 本题考查了杠杆平衡原理在实际生活中的灵活应用，需要学生有较强的分析能力，属于难题，能够对力和力臂的正确分析是解答此题的关键．五、（18分）5．（18分）如图1所示为油田开采石油的抽油系统，由抽油机、抽油杆和抽油泵等部分组成．抽油泵的原理与活塞式抽水机类似；抽油机通过抽油杆，带动抽油泵的活塞上下往复运动，将油层中的原油抽至地面．（l）抽油机的结构如图2甲所示．电动机带动曲柄转动，通过连杆推动游梁和驴头绕支点O往复转动．驴头的外侧为一段以O为圆心的圆弧，它可以确保游梁转动时，上端固定在驴头外侧某一点上的钢丝绳对悬点的拉力始终在同一条竖直线上．，支点O到连杆和游梁连接处的（沿游梁方向）长度为已知驴头外侧圆弧的半径为L1．游梁和驴头受到的总重力为G，支点O到游梁和驴头的重心的（沿游梁方向）长L2．度为L3若当驴头通过钢丝绳拉动悬点保持静止、悬点处受到竖直向下的拉力为F、游梁和水平线的夹角为θ时，连杆对游梁的拉力方向竖直向下，请你求出该拉力的大小．（2）抽油泵处的示意图如图2乙所示．①抽油泵包括活塞、排出阀、吸入阀、油管等组成部分，请说明抽油泵的工作原理．②由于油层内的压强，当套管插入油层时，原油的液面会自动上升到一定高度．再通过抽油泵，可进一步将原油吸至地面．用回声仪可以测出原油液面距地面的深度．在套管中插入油管时，需保证抽油泵始终在原油液面之下．已知在某油田，地面的回声仪发出声波，时间后接收到回声（空气中声速为v）；，活塞的所安装的抽油杆的总长度为，（单位长度抽油杆的质量为m），横截面积为Sl，原油的密度为ρ．现要将原油抽至地面，抽油杆和活塞匀速上升时，横截面积为S2受到的总摩擦阻力为f1，抽油杆和活塞匀速下降时，受到的总摩擦阻力为f2．请分别估算当抽油杆匀速竖直向上提升、匀速竖直下降时，悬点处受到竖直向下的拉力（套管和油管中，原油液面上方的气压相同；地面下的抽油杆长度远大于悬点距地面的高度）．考点：杠杆的平衡条件；速度公式及其应用；气压计和抽水机．专题：长度、时间、速度；气体的压强、流体压强与流速的关系；简单机械．分析：（1）钢丝绳对驴头的拉力（以及摩擦力）始终沿切线方向，所以拉力（以及摩擦力）对支点O的力臂不变，游梁和水平线的夹角为已知，根据力的平衡和余弦定理计算出拉力大小；（2）①根据活塞的运行方向和砝码的关闭情况进行分析解答；②Ⅰ当抽油杆匀速竖直向上提升时，活塞受到的重力远小于抽油杆的重力，可忽略，所以悬点的拉力等于抽油杆受到的重力lmg、加上活塞上方的原油受到的总重ρ（S2﹣S1）lg、加上总摩擦力f1（方向与相对运动方向相反，竖直向下）、并减去套管中高出活塞的原油液柱给活塞向上的压力ρg（l﹣h）S2；据此解答；Ⅱ当抽油杆匀速竖直下降时，悬点的拉力等于抽油杆受到的重力lmg、减去总摩擦阻力f2（方向与相对运动方向相反、竖直向上）、减去抽油管中的原油对抽油杆的浮力ρglS1；据此解答．解答：解：（1）由于钢丝绳对驴头的拉力（以及摩擦力）始终沿切线方向，故钢丝绳拉力（以及摩擦力）对支点O的力臂始终为L1，故T连杆=L2cosθ=FL1+L3cosθ，T连杆=；（2）①活塞向上运动时，由于活塞上方液柱的压力，排出阀关闭．由于套管汇总液柱的压力，吸入阀打开，原油被吸入油管．活塞向下运动时，吸入阀由于受到上方液柱的压力而关闭．排出阀由于受到活塞下方液柱的压力而打开，从而将活塞下方的原油压入活塞上方．如此不断往复运动，利用活塞将原油不断提升至高处．②设原油液面到活塞的液柱深度为h，可求出h=，则原油液面到活塞的液柱深度为l﹣h；Ⅰ．当抽油杆匀速竖直向上提升时，排出阀关闭，吸入阀打开，以抽油杆、活塞、油管中活塞上方的原油液柱整体作为研究对象，悬点的拉力等于抽油杆受到的重力lmg（活塞受到的重力远小于抽油杆的重力，可忽略）、加上活塞上方的原油受到的总重ρ（S2﹣S1）lg、加上总摩擦力f1（方向与相对运动方向相反，竖直向下）、并减去套管中高出活塞的原油液柱给活塞向上的压力ρg（l﹣h）S2；故T匀速上升=lmg+ρ（S2﹣S1）lg+f1﹣ρg（l﹣h）S2=lmg+ρ（S2﹣S1）lg+f1﹣ρg（l﹣）S2；Ⅱ当抽油杆匀速竖直下降时，排出阀打开，吸入阀关闭；以抽油杆和活塞整体做为研究对象．悬点的拉力等于抽油杆受到的重力lmg（活塞受到的重力远小于抽油杆的重力，可忽略）、减去总摩擦阻力f2（方向与相对运动方向相反、竖直向上）、减去抽油管中的原油对抽油杆的浮力ρglS1．故T匀速下降=lmg﹣f2﹣ρglS1．答：（1）该拉力的大小为；（2）①抽油泵的工作原理为：活塞向上运动时，由于活塞上方液柱的压力，排出阀关闭．由于套管汇总液柱的压力，吸入阀打开，原油被吸入油管．活塞向下运动时，吸入阀由于受到上方液柱的压力而关闭．排出阀由。
抽油泵的工作原理
抽油泵的工作原理
抽油泵是一种用于抽取液体的装置，其工作原理基于压力差和吸力力。
以下是抽油泵的工作原理：
1. 创建压力差: 抽油泵通常由一个旋转的叶片或者活塞来创建压力差，从而帮助液体被抽出。
具体来说，当泵的旋转部分或活塞下降时，液体进入泵腔，在接下来的上升过程中，泵腔中的体积减小，从而产生一定的压力。
2. 吸力力: 除了由泵本身的运动产生的压力差外，抽油泵也利用吸力力来将液体移动到泵腔中。
泵腔中的压力低于液体所在区域的压力，因此液体会被吸入泵腔。
3. 排出液体: 抽油泵中的排出管道通常连接到一个容器或管道系统，从而允许被抽取的液体被送往需要的位置。
当泵腔内的压力增加时，液体被排出。
需要注意的是，抽油泵的具体工作原理和结构可能因厂家和类型的不同而略有区别。
但总体而言，抽油泵的工作过程主要涉及压力差的产生和利用吸力力将液体移动到泵腔中的原理。
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二 抽油泵的基础知识
4 抽油泵的结构
上游动阀
阀罩 阀球
阀座 接箍
下游动阀
柱塞
接箍 外筒
阀座
上阀罩 阀球
接箍 固定阀
柱塞
工作筒
抽油泵的工作原理
三 抽油泵的工作原理
上部油管 油套环空
泵是通过活塞的往复运动把油套环形空间 内的液体吸入泵筒，并排出到上部油管，再举 升到地面。
工作状态分为两个过程：上冲程和下冲程。
式
柱 泵 ② 结构简单、成本低、排量大。
塞 式
③ 检泵须起油管，工作量大。
抽
① 柱塞和内泵筒组装好，随抽
油 泵
杆 油杆入井由卡簧固定在油管上。
式 ②检泵不需起油管，检泵方便。 管式泵 杆式泵
泵 ③结构 复杂 ， 成本 高， 故 障率 1-油管 2-锥形锁扣 3-活塞
较高，排量小。
4-游动阀 5-工作筒 6-固定阀
泵筒内部
抽油泵的工作原理
三 抽油泵的工作原理
上部油管
上冲程
泵筒内部
工作状态-吸液入泵、排液出井 阀球状态-游动阀关闭，固定阀打开
油套环空
抽油泵的工作原理
三 抽油泵的工作原理
上部油管
下冲程
泵筒内部
工作状态-泵筒内液体进入上部油管空间 阀球状态-游动阀打开、固定阀关闭
油套环空
三 抽油泵的工作原理
工 作 原 理
抽油泵的工作原理
二 抽油泵的基础知识
3 抽油泵的命名
标称柱塞长度
标称泵筒长度
20-125TH3.0-1.2-0.6-0.6
下部加长 短节长度
标称油管外径
上部加长 短节长度
H—厚壁泵筒
泵筒类型 W—薄壁泵筒（金属柱塞泵）
S—薄壁泵筒（软密封柱塞泵）
标称泵径
泵的类型
T—管式泵 R—杆式泵
抽油泵的工作原理
抽油机
抽油泵在井筒液面 下一定深度，依靠 抽油杆来传递抽油 机的动力，将液体 抽出地面。
抽油泵的工作原理
二 抽油泵的基础知识
1 抽油泵的设计制造要求
结构简单
适应性好
强度高、质量好 连接部件密封可靠
便于起下
防砂防气等
抽油泵的工作原理
二 抽油泵的基础知识
2 抽油泵的分类
① 泵筒和油管先下井柱塞接抽
管 油杆下端入井。
回顾与总结
抽油泵的工作原理
要求 分类 命名 结构
三抽系统简介
活塞上行 活塞下行
游动阀关 固定阀关
固定阀开 游动阀开
吸液入泵 排液出井
液入油管
抽油泵的工作原理
一 “三抽”系统简介
占 人 工 采 油 井 的 90% 左 右 ， 始 终 占据主导位置。最大扬程可达4000m， 最高排量可以达到400m3/d。
技术优点：技术比较成熟；结实 抽油杆 耐用；工艺比较配套；扬程和排量 可以适应大多数油井。
技术局限：出砂、出气、结蜡、 腐蚀油井会降低泵效和使用寿命。
抽油泵 工标：理解并掌握抽油泵的工作原理 授课内容（20分钟）：1.三抽系统简介
2.抽油泵的基本知识 3.抽油泵的工作原理 授课重点：抽油泵的工作原理 授课难点：1.抽油杆上下运动过程中阀球开、闭状态的转换 2.抽油泵腔室中的压力变化 教学方法：讲授法、图例法、视频法 参考书籍：《有杆泵采油原理及应用》-石油工业出版社 参考标准：《GB-T18607-2008抽油泵及其组件规范》