泵效的影响因素及提高措施解析

1. 抽油杆和油管弹性伸缩的影响
抽油杆柱和油管柱的弹性伸缩，将减小活 塞冲程，因而降低泵效。抽油杆柱和油管柱 的弹性伸缩量越大，活塞冲程与光杆冲程的 差别也就越大，泵效也就越低。抽油杆柱所 受的载荷性质不同，则伸缩变形的性质与程 度也不同。
1）A
B驴头上移，游
动阀关闭， Wl 杆，杆伸长λr 。
2) 当产量不限时，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。
无相对位移，吸入阀关闭。
3）B’ C吸入阀打开，B’C=Sp =S-(λr + λt )=S- λ
下冲程：开始时固定阀关闭。 1）C D,抽油杆卸载，缩短λr ； 2）D D’，管加载，伸长λt ； 3）D’ E,游动阀打开，D’E=Sp=S-(λr + λt )
*实际上，抽油杆和油管的伸缩是同时进行的。
第六节 泵效的影响因素及提高措施
在抽油井生产过程中，泵的实际排量 Q 常小于 其理论排量 Qt ，二者的比值称为泵的容积效 率 v ，油田通称为泵效，
其中
v Q Qt
Qt 1440 Ap sn 360d p2sn
一、 泵效的影响因素
活塞让出体积
从泵三个基本工作环节出发： 油进泵
油从泵内排出
影响泵效的因素主要有: 抽油杆柱和油管柱的弹性伸缩 气体和充不满的影响 漏失
泵效同油层条件有相当密切的关系，因此，提 高泵效的一个重要方面是要从油层着手，保证 油层有足够的供液能力。
油层：对注水开发油田：加强注水，实施增产措施
对于井筒方面，提高泵效应采取下述措施。
1.
选择合理的工作方式来提高泵效的基本原则是：
1) 当抽油机已选定，并且设备能力足够大时， 在保证产量的前提下，应以获得最高泵效为基本 出发点来调整抽汲参数。
Fgo
Vg Vo
Vg
FgoVo又Ks
Vs Vp
Vo ' Vo Vs Vp Vg Vp FgoVo
Vo
Vp Vs 1 Fgo
Vo ' Vo
Vs
Vp Vs 1 Fgo
Vs
Vp Vs Fgo 1 Fgo
Vo ' Vp Vs Fgo
1
1 Vs Vp
Fgo
1 Ks Fgo
Vp 1 Fgo Vp 1 Fgo
由于抽油杆柱与油管柱的弹性伸缩使活塞冲程小于
光杆冲程的值，称为冲程损失。 r t
活塞冲程 ： s p s (r t ) s
根据广义虎克定律 ： Ap 1H f 1g ( L m Li )
推导如下：
E
At i1 Ari
W • L A• E
W静 Wr Wl Fs Wr '
抽油
2）B
B’与此同时，
管卸载，缩短λt ，活塞与
衬套无相对位移，吸入阀
关闭。
3）B’ C吸入阀打开， B’C=Sp =S-(λr + λt )=S- λ
(1) 静载荷对活塞冲程
上冲程中：抽油杆加载， 油管卸载。
1）A
B驴头上移，游
动阀关闭， Wl 杆，杆伸长λr 。
抽油
2）B
B’与此同时，管
卸载，缩短λt ，活塞与衬套
(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 程末抽油杆柱伸长，则在下冲程末抽油杆柱缩短； 反之亦然。
2.
通常：P泵入口 Pb 气体进泵减少V液进泵
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油，这种现象称为“气锁”。
则
i
Wr sn2 L 1790 Ar E
Wr s w2L g2
Ar E
在静载荷和惯性载荷的共同作用下，活塞冲程为：
sp
s
i
s(1 Wr n 2 L )
1790 Ar E
考虑到弹性波在抽油杆中的传播速度 a E ，上式
还可写成：
sp
s(1
2
2
)
其中： L a
证明如下：
iu Fird L 1 Wr s w2 (1 r ) L
2 ArE 2 g 2
l ArE
id Firu L 1 Wr s w2 (1 r ) L
2 ArE 2 g 2
l ArE
i
iu id
Wr g
s 2
w2
L ArE
LArs g
g
s 2
w2
L
Ara2 s
L2 s 2a2
w2
2
2
s
2
s 2
sp
s(1
2
2
)
其中：
Lw a
**惯性载荷增加sp ，同时Wmax增加，Wmin降低， 杆受力条件变差。所以，不采用增加关系载荷的 方法增加sp ，即不采用快抽。
活塞冲程比只有静载荷作用时要增加 ：i iu id
由于抽油杆柱上各点的惯性力不同，故取其平 均值。根据广义虎克定律可得：
iu
Fird L 2 Ar E
Wr sn2 L 2 1790 Ar E
(1
r) l
id
Firu L 2 Ar E
Wr sn2 L (1 2 1790 Ar E
r) l
充满系数：是指每冲次吸入泵内的原油(或液体) 的体积 V0与活塞让出容积 V p 之比，即 V0
Vp
泵的充满系数与 泵内气油比及泵 的结构有关。 定义 Fg0 为泵内 的气油比； K s为泵的余隙比；
则：Fg0 Vg V0
可导出充满系数表达式为： 1 K s Fg0
1 Fg0
推导过程如下：
3.
抽油泵在工作时，由于各种原因将产生漏失，使 泵效降低。
1) 排出部分漏失：指活塞与衬套的间隙漏失和游 动阀漏失，将减少泵内排出的油量。
2) 吸入部分漏失：指固定阀漏失，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。
二、
泵效的高低，是反映抽油设备利用率和管理 水平的一个重要指标。
Wr L( Ap Ar ) (L H fl ) Apl g
(Wr LAr g)
Ap l H fl g
r
t
Apl H fl g E
m
(
i 1
Li Ari
L) At
(2)
上死点：aA 最大，向下；Fi最大，向上，杆 压缩，多向上移动λiu ； 下死点：aA 最大，向上；Fi最大，向下，杆 拉长，多向下移动λid
1 Fgo
讨论：
1）Ks , ,应使Vp ,Vs ,在不撞击固
定阀尔时，应减少防冲距Vs以减少Ks
2）Fgo , 增加沉没度，增加泵入口压力，
减少Fgo或使用气锚以减少气体进泵
3）若油层能量低Βιβλιοθήκη Baiduo高，造成冲不满，可以
采用：加深泵挂，增加沉没度，实施增产措 施，优选抽汲参数，若为稠油，可以降粘。