影响泵效的因素及
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于 70%。
2. 惯性载荷对冲程损失的影响
? 当悬点上升到上死点时 , 抽油杆在向上最大惯性力作用下减
载而缩短 , 因此悬点到上死点后 , 抽油杆在惯性力的作用下 带着活塞仍然上行 , 使活塞 比静载荷改变时 , 向上多移动一 段距离λ'。
? 当悬点运行到下死点时 , 抽油杆受到向下的最大惯性力 ,
?
?
21713 2.1? 1011
?
400 (3.8 ? 10 ? 4
?
600 2.85 ? 10? 4
?
1000 11.65 ? 10 ?4 )
＝0.415（m）
? 冲程损失对泵效的影响 :
?
?
/
?
?
?
? 100%
S
?
? 0.415 ? 100% ? 23%
1.8
? 由此可见 , 只考虑冲程损失的影响 , 泵效 就只能达到 70% 多。所以实际泵效一般都低
? 解：
W
/ L
?
f p ?gL ?
? ?gL
4
? 4 ? 0.0562 ? 900 ? 9.8 ? 1000 3.14
? 21713(N ) ? 21.713(kN )
? 查表 4 -2 得 7/8m 、 3/4in 抽油杆的截面积为
பைடு நூலகம்
3.8cm2 和 2. 85cm 2。
? ? W / ( L1 ? L2 ? L ) E f r1 f r 2 f t
让出泵筒容积之比。用 β 表示 , 其表达式为式 。
?
? ? VO/
Vp
? 式中 VP 一一一活塞让出的泵筒容积m3;
?
V'O 一一 进入泵筒中液体的体积m3。
? (4) 气锁 : 大量气体进入泵内 , 在抽汲时由于气体在泵内压
缩和膨胀 ,使固定阀和游动阀无法打开 , 导致泵抽不出油的
现象。
2. 气体对泵效的影响
?
1)
? 式中 fr一抽油杆的截面积m2；
E
fr ft
?
ft 一油管的截面积，m2；
?
fp 一油管的截面积，m2；
?
E 一抽油杆材料的弹性模量 ,Pa; 钢的弹性模量为 2.1×
1011 Pa ;
? ?
L 一下泵深度 ,m。 (2) 油井使用多级抽油杆时的计算公式?: ?
f p ? L gL
( L1
3. 考虑惯性载荷和静载荷后的活塞冲程
? 考虑惯性载荷和静载荷后的活塞冲程 ：
? SP=S-λ+λi
?
由以上分析可知 , 惯性载荷增加 , 能使活塞冲程增大 ,
有利于提高泵效。 但增大惯性载荷会使悬点最大载荷增大 ,
最小载荷减小 , 使抽油机的工作条件变坏 , 还会使充满程度
减小。因此 , 不能用增加冲数 , 增加惯性载荷的办 法来增加
使抽油杆伸长 , 活塞又比静载荷改变时向下多移动一段距离 λ″。
? 在惯性载荷的作用下 , 使活塞冲程比只有静载荷时要增
加λi。
? λi＝λ'+λ″
? 根据虎克定律 :
?
?i
?
Wr Sn2 L E
(
1 fr
?
1) ft
? 实际上 , 由于抽油杆柱上各点所承受的惯性力不同 , 计算中 一般取平均值 , 即取悬点惯性载荷的一半。
1. 静载荷引起的冲程损失
? 1) 冲程损失的形成过 程
? 由于液柱载荷在上 下冲程中交替作用在抽 油杆和油管上 , 从而引 起抽油杆柱和油管柱交 替地增载和减载 , 同时 交替地发生伸长和缩短。
2) 冲程损失的计算
? ?
(1) 油井使用单级杆时的计算公式为 : ??
f p ? L gL2 ( 1
?
液体的密度越大 , 冲程损失越大 ;
?
抽油杆的截面积越 大 , 冲程损失越小 ;
?
油管的截面积越大 ( 即油管壁越厚 ) , 冲程损失越小。
? 冲程损失影响的泵效 :
?
?
/
?
?
?
? 100%
S
例题
? 某井使用的油管直径为 2in( 外径 73mm 、内径 62mm) 选用 56mm 的管式泵 , 下泵深度为 1000m, 由直径为 7/8in 抽油杆 400m 、直径为 3/4in 抽油杆 600m 组成二级抽油杆柱 , 井内液体密度为 900kg/m3, 光 ; 杆冲程为 1. 8m, 试计算冲程损失及 对泵效的影响。
影响泵效的因素及 提高泵效的措施
一、泵效的概念
泵效：泵的实际排量与泵的理论排量之比的百分数。
泵效是衡量泵工作状况好坏的重要参数 , 也是反映油 井管理水平的一项重要技术指标。
? 泵效的表达式为 :
?
? 式中η-泵效 , % ;
? ? Q ? 100%
Qt
?
Q-泵每日的实际体积排量 ,m3/d;
?
Qt- 泵每日的理论排量 , m3/d。
?
L2
? ... ?
L)
?
E
fr1 fr2
ft
? 式中 L1 、 L2 一一分别为第一级、第二级抽油杆的长度 ,m;
? fr1 、fr2 一一分别为第一级、第二级抽油杆的截面积m2。 ? 其他符号的意义同前。
? 从公式 中 可以看出 ：
?
活塞的截面积越大 , 冲程损失越大 ;
?
下泵深度越大 , 冲程损失越大 ;
? 注：
?
计算泵效时 , 泵的实际排量和泵的理论排量单位要统一 , 都用质
量排量或都用体积排量。
?
一般除连抽带喷的井外 , 泵效都是小于100%的 , 若泵效大于
70% 说明泵的工作状况良好。在实际生产中 , 一般泵效都低于 70% 。
二、影响泵效的因素
? 影响泵效的因素： ? 油井的工作制度选择的 不合理、冲程损
活塞冲程 。
( 三 ) 气体对泵效的影响
? 1. 相关概念
? (1) 防冲距 : 当活塞在下死点位置时 , 泵的固定阀与游动阀 之间的距离( 或活塞下端到固定阀罩之间的距离 ) 。
? (2) 余隙容积 : 固定阀与游动阀之间的泵筒容积。用 Vs 来表示。
? (3) 充满系数 : 活塞上冲程时 , 吸入泵内的液体体积与活塞
? 由于抽油机井的井底压力都比较低 , 泵
入口处的压力一般都低于饱和压力。在抽
汲时 , 总会有气体随液体一起进入泵内。
气体占据一定的泵内容积.
失的影响、气体的影响、漏失的影响和供液 不足的影响。
( 一 ) 油井工作制度的影响
? 油井工作制度选择不合理：指的是冲程、 冲数、泵径选得过大 , 使地层能 量供不应求 , 使泵效降低。
( 二 ) 冲程损失的影响
? 冲程损失： 是指光杆冲程与活塞冲程之差。
? 形成冲程损失的原因： 主 要是上下冲程过程中抽油 杆柱和油管柱承受交变载荷而产生弹性伸缩 , 使活 塞冲程小于光杆冲程 , 从而减少了活塞所让出的体 积 , 使泵效降低。
2. 惯性载荷对冲程损失的影响
? 当悬点上升到上死点时 , 抽油杆在向上最大惯性力作用下减
载而缩短 , 因此悬点到上死点后 , 抽油杆在惯性力的作用下 带着活塞仍然上行 , 使活塞 比静载荷改变时 , 向上多移动一 段距离λ'。
? 当悬点运行到下死点时 , 抽油杆受到向下的最大惯性力 ,
?
?
21713 2.1? 1011
?
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?
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?
1000 11.65 ? 10 ?4 )
＝0.415（m）
? 冲程损失对泵效的影响 :
?
?
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?
?
?
? 100%
S
?
? 0.415 ? 100% ? 23%
1.8
? 由此可见 , 只考虑冲程损失的影响 , 泵效 就只能达到 70% 多。所以实际泵效一般都低
? 解：
W
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?
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4
? 4 ? 0.0562 ? 900 ? 9.8 ? 1000 3.14
? 21713(N ) ? 21.713(kN )
? 查表 4 -2 得 7/8m 、 3/4in 抽油杆的截面积为
பைடு நூலகம்
3.8cm2 和 2. 85cm 2。
? ? W / ( L1 ? L2 ? L ) E f r1 f r 2 f t
让出泵筒容积之比。用 β 表示 , 其表达式为式 。
?
? ? VO/
Vp
? 式中 VP 一一一活塞让出的泵筒容积m3;
?
V'O 一一 进入泵筒中液体的体积m3。
? (4) 气锁 : 大量气体进入泵内 , 在抽汲时由于气体在泵内压
缩和膨胀 ,使固定阀和游动阀无法打开 , 导致泵抽不出油的
现象。
2. 气体对泵效的影响
?
1)
? 式中 fr一抽油杆的截面积m2；
E
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?
ft 一油管的截面积，m2；
?
fp 一油管的截面积，m2；
?
E 一抽油杆材料的弹性模量 ,Pa; 钢的弹性模量为 2.1×
1011 Pa ;
? ?
L 一下泵深度 ,m。 (2) 油井使用多级抽油杆时的计算公式?: ?
f p ? L gL
( L1
3. 考虑惯性载荷和静载荷后的活塞冲程
? 考虑惯性载荷和静载荷后的活塞冲程 ：
? SP=S-λ+λi
?
由以上分析可知 , 惯性载荷增加 , 能使活塞冲程增大 ,
有利于提高泵效。 但增大惯性载荷会使悬点最大载荷增大 ,
最小载荷减小 , 使抽油机的工作条件变坏 , 还会使充满程度
减小。因此 , 不能用增加冲数 , 增加惯性载荷的办 法来增加
使抽油杆伸长 , 活塞又比静载荷改变时向下多移动一段距离 λ″。
? 在惯性载荷的作用下 , 使活塞冲程比只有静载荷时要增
加λi。
? λi＝λ'+λ″
? 根据虎克定律 :
?
?i
?
Wr Sn2 L E
(
1 fr
?
1) ft
? 实际上 , 由于抽油杆柱上各点所承受的惯性力不同 , 计算中 一般取平均值 , 即取悬点惯性载荷的一半。
1. 静载荷引起的冲程损失
? 1) 冲程损失的形成过 程
? 由于液柱载荷在上 下冲程中交替作用在抽 油杆和油管上 , 从而引 起抽油杆柱和油管柱交 替地增载和减载 , 同时 交替地发生伸长和缩短。
2) 冲程损失的计算
? ?
(1) 油井使用单级杆时的计算公式为 : ??
f p ? L gL2 ( 1
?
液体的密度越大 , 冲程损失越大 ;
?
抽油杆的截面积越 大 , 冲程损失越小 ;
?
油管的截面积越大 ( 即油管壁越厚 ) , 冲程损失越小。
? 冲程损失影响的泵效 :
?
?
/
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?
?
? 100%
S
例题
? 某井使用的油管直径为 2in( 外径 73mm 、内径 62mm) 选用 56mm 的管式泵 , 下泵深度为 1000m, 由直径为 7/8in 抽油杆 400m 、直径为 3/4in 抽油杆 600m 组成二级抽油杆柱 , 井内液体密度为 900kg/m3, 光 ; 杆冲程为 1. 8m, 试计算冲程损失及 对泵效的影响。
影响泵效的因素及 提高泵效的措施
一、泵效的概念
泵效：泵的实际排量与泵的理论排量之比的百分数。
泵效是衡量泵工作状况好坏的重要参数 , 也是反映油 井管理水平的一项重要技术指标。
? 泵效的表达式为 :
?
? 式中η-泵效 , % ;
? ? Q ? 100%
Qt
?
Q-泵每日的实际体积排量 ,m3/d;
?
Qt- 泵每日的理论排量 , m3/d。
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? ... ?
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? 式中 L1 、 L2 一一分别为第一级、第二级抽油杆的长度 ,m;
? fr1 、fr2 一一分别为第一级、第二级抽油杆的截面积m2。 ? 其他符号的意义同前。
? 从公式 中 可以看出 ：
?
活塞的截面积越大 , 冲程损失越大 ;
?
下泵深度越大 , 冲程损失越大 ;
? 注：
?
计算泵效时 , 泵的实际排量和泵的理论排量单位要统一 , 都用质
量排量或都用体积排量。
?
一般除连抽带喷的井外 , 泵效都是小于100%的 , 若泵效大于
70% 说明泵的工作状况良好。在实际生产中 , 一般泵效都低于 70% 。
二、影响泵效的因素
? 影响泵效的因素： ? 油井的工作制度选择的 不合理、冲程损
活塞冲程 。
( 三 ) 气体对泵效的影响
? 1. 相关概念
? (1) 防冲距 : 当活塞在下死点位置时 , 泵的固定阀与游动阀 之间的距离( 或活塞下端到固定阀罩之间的距离 ) 。
? (2) 余隙容积 : 固定阀与游动阀之间的泵筒容积。用 Vs 来表示。
? (3) 充满系数 : 活塞上冲程时 , 吸入泵内的液体体积与活塞
? 由于抽油机井的井底压力都比较低 , 泵
入口处的压力一般都低于饱和压力。在抽
汲时 , 总会有气体随液体一起进入泵内。
气体占据一定的泵内容积.
失的影响、气体的影响、漏失的影响和供液 不足的影响。
( 一 ) 油井工作制度的影响
? 油井工作制度选择不合理：指的是冲程、 冲数、泵径选得过大 , 使地层能 量供不应求 , 使泵效降低。
( 二 ) 冲程损失的影响
? 冲程损失： 是指光杆冲程与活塞冲程之差。
? 形成冲程损失的原因： 主 要是上下冲程过程中抽油 杆柱和油管柱承受交变载荷而产生弹性伸缩 , 使活 塞冲程小于光杆冲程 , 从而减少了活塞所让出的体 积 , 使泵效降低。