有桿泵舉升模擬試驗系統(tǒng)

1、 有桿泵舉升模擬試驗系統(tǒng) 引言1 隨著油田進入高含水開目前應(yīng)用最廣泛的有桿抽油設(shè)備是游梁式抽油機抽油泵裝置，而室內(nèi)試驗研究采后期，開采難度逐漸加大，應(yīng)用新技術(shù)、新材料是油田發(fā)展的必然趨勢。保障科研項目現(xiàn)場施工的成功率，從而有力推動了科研項目的發(fā)展，應(yīng)走到科研項目的前沿，為科研項目提供有力的技術(shù)支持。因此為深入開展抽油機、抽油桿、抽油泵方面的研究，在0范圍內(nèi)抽油泵的工90大慶油田建立了有桿泵舉升模擬系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠模擬泵筒傾斜0尤其為開發(fā)適應(yīng)定向它的完成可為有桿抽油系統(tǒng)的試驗研究提供有利的技術(shù)支持，作狀況，對油田生產(chǎn)及提高油田開發(fā)經(jīng)濟效益具有重要意井和水平井的高效舉升設(shè)備提供試驗手段， 義。大慶

2、石油學(xué)院在九十年代初研國內(nèi)外為進行有桿泵舉升試驗，研制過相關(guān)的試驗設(shè)備。90該裝置可實現(xiàn)不同沖程、沖次下，抽油泵傾角45制了“深井泵抽油機試驗裝置”，它的最大特點是可以觀察固定凡爾球的工作狀況，壓力、流量等參數(shù)手工計量，的模擬試驗，“水平井抽油泵試驗裝1997年研制成功了0.3MPa。江漢石油學(xué)院于但系統(tǒng)最高壓力不超過，泵出口最高壓力0.6m90傾角范圍內(nèi)工作，泵最大沖程50置”，該裝置抽油泵能在-1年設(shè)計并建造了10min1995。勝利油田在2000mPa.s，沖次401.0MPa，適合介質(zhì)粘度，具有氣、3m20MPa，沖程一套“水平井抽油泵模擬試驗裝置”，該裝置出口最高壓力可達通過所以未能

3、正常運轉(zhuǎn)。液兩相混合供液能力，由于自動化程度較高，控制裝置協(xié)調(diào)性差，由兩大部分構(gòu)成：1）（如圖對以上研究的總結(jié)，研制了有桿泵舉升模擬試驗裝置。試驗裝置 有桿泵舉升模擬機械裝置、有桿泵舉升模擬數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 2 有桿泵舉升模擬試驗機械裝置 裝置的組成2.1）動力驅(qū)動系統(tǒng)：主要由電動機提供動力，帶動減速機、曲柄、導(dǎo)向輪等作回轉(zhuǎn)運動，并1 轉(zhuǎn)化為抽油泵的往復(fù)運動。主要指滑動小抽油泵傾角模擬系統(tǒng)：2）車、游動支架在電動機的作用下，實現(xiàn)變化的相關(guān)）900泵筒不同傾角（游動支架 支架 裝置。主要指在試驗中）3試驗介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)：懸點 使用的介質(zhì)所循環(huán)的管路部分，包括管 線、閥門、畜能器等裝置。 抽油機 抽油

4、泵 試驗裝置的主要功能：2.2能夠模擬一定舉升高度和一定沉1） 滑動小車 導(dǎo)軌 1 有桿泵舉升模擬裝置示意圖1 圖沒度條件下，抽油泵在不同傾角范圍的工作狀態(tài)，并測試不同沖程、沖次下的各項水力參數(shù)（載荷、位移、流量、壓力等）。 2）能夠完成抽油泵摩擦阻力、漏失量和液體流過凡爾時的阻力等特殊試驗參數(shù)的測試。 2.3有桿泵舉升模擬系統(tǒng)的工藝流程 1）常規(guī)試驗工藝流程（圖2） 常規(guī)試驗主要模擬一定舉升高度和一定沉沒度條件下，抽油泵在不同傾角范圍的工作狀態(tài)，并測試不同沖程、9 8 7 5 6 沖次下的各項水力參數(shù)。其工作過程為：首先開啟加熱裝置，度溫某到一定待達后，啟動供液螺桿泵，液體經(jīng)螺桿泵、吸總控管

5、線、抽油泵及排制室管線返回供液罐。調(diào)節(jié)泵出口閥門，直至抽油泵吸入口壓力穩(wěn)定于預(yù)定值（吸入口在圍0壓力3142 。隨后啟動抽油3MPa） 2.常規(guī)試驗控制圖圖機，通過調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié) 3恒溫控制器 4 加熱器 螺桿泵驅(qū)動裝置 螺桿泵變頻器1 2 抽油泵排出口壓力。 總控制室 電動閥門5 6 抽油機變頻器8 抽油機驅(qū)動裝置7 工作參數(shù)的錄取由數(shù) 9螺桿泵、抽油機控制器 據(jù)采集系統(tǒng)完成。 ）加氣試驗工藝流程（圖2）3 2 加氣試驗在常規(guī)試驗的基礎(chǔ)上，向試驗介質(zhì)中加入氣體，其工作過程為：啟動供液螺桿泵，通過調(diào)節(jié)閥的開啟度使抽油泵吸入口壓力穩(wěn)定于某一設(shè)定值，待工況穩(wěn)定后，啟動空氣壓縮機，再緩慢打開供氣閥，氣體

6、和液體經(jīng)靜態(tài)混合器混合后進入抽油泵，再啟動抽油機，進行工作參數(shù)的錄取。 11 109 8 7 6總制51423 加氣試驗控制圖圖3. 加 5 4恒溫控制器 螺桿泵驅(qū)動裝置 2 3總控制室 1螺桿泵變頻器抽油機驅(qū) 98電動閥門組 空氣壓縮機 7空氣壓縮機控制器 6熱器 螺桿泵和抽油機控制器 11 動裝置 10抽油機變頻器6 ）3）漏失量測試工藝流程（圖47 9 11 8 10 首抽油泵漏失量測試流程為：將抽油泵及蓄能器先啟動補液泵， 將然后啟動抽油泵，內(nèi)充滿液體，5 工泵排出口壓力調(diào)至某一穩(wěn)定值，（或沖程況穩(wěn)定后測試一定時間內(nèi)漏失量通過電子泵的漏失量。內(nèi)）再進入計算機秤直接輸入工控機， 進行處理

7、。1 4 2 3 只是在實際抽油泵在工作時， 抽油泵漏失量測試工藝流程圖4. 上沖程柱塞上下兩端存在壓力差， 抽油泵 5429、閥門 補液泵 電子秤631、下沖程時柱泵筒與柱塞發(fā)生漏失， 供液池 溢流閥 蓄能器 壓力計7 8 10 11可以認為沒塞上下兩端壓力相等，因此實際抽而實際測試過程中柱塞上下兩端的壓力差在上下沖程基本上不變，有液體漏失； 3 ?Q?Q/2實。 油泵的漏失量應(yīng)為測試量的二分之一，即3 有桿泵舉升模擬數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 此系統(tǒng)利用PCL-812PG板卡，將各傳感器模擬電壓信號采集至芯片，利用A/D轉(zhuǎn)換功能將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并將數(shù)字信號傳輸至計算機，由于利用了并行傳輸數(shù)據(jù)的

8、方式，使采集速度大大提高（采集原理見圖2）。 泵排量系數(shù) 壓力傳感器 A/D 泵流量傳感器懸點位移曲線計算溫度傳感懸點速度曲線懸點載荷懸點加速度曲線懸點位移懸點示功圖 2 圖 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)原理圖 將存儲器中數(shù)據(jù)提存儲在預(yù)定的存儲器中，數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C后，通過編制接口程序， 取出來，并轉(zhuǎn)換成工程值，并存儲起來，完成數(shù)據(jù)采集過程。函數(shù)，實現(xiàn)與硬件的Visual Basic系統(tǒng)軟件利用語言編制，通過調(diào)用中APIWindows軟件的主要功能并將數(shù)據(jù)顯示在界面中。函數(shù)讀取采集板存儲器中數(shù)據(jù)，API接口，并利用 圖3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主界面 包括：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)保存、繪圖輸出等功能。軟件采用傳統(tǒng)Windows人機交互系統(tǒng)，使操作過程簡單直觀，程序主界面見圖3。軟件中制作了繪圖功能，可將采集到的數(shù) 4 為程序數(shù)據(jù)采集所繪制的示功圖4據(jù)以曲線的方式顯示在界面上，為研究人員提供了方便。 圖曲線。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)位移與載荷關(guān)系曲線圖4 結(jié)論5 沖次方面可調(diào)范圍較大，綜上所述，該裝置克服了其它有桿泵試驗裝置的缺點，在沖程、 泵筒傾角在0泵吸入口壓力在03MPa范圍內(nèi)可控。10MPa抽油泵排出口最高壓力可達，位移、懸點載荷、范圍內(nèi)可控。能夠同時采集抽油泵吸入口和排出口