抽油泵工況分析課件

抽油泵工況分析采油三隊：尤立紅2005年11月一、抽油泵的結構二、抽油泵的工作原理三、理論示功圖的分析四、典型示功圖目錄抽油泵是有桿抽油系統(tǒng)的井下關鍵設備，安裝在油管的下部，沉沒在井液中，通過抽油機、抽油桿傳遞動力抽汲井內的液體。

抽油泵排出閥閥座閥球閥罩排出閥閥座閥球閥罩吸入閥閥座閥球閥罩

鍍鉻防砂槽活塞內螺紋接箍襯套外管工作筒一、抽油泵的結構二、泵的工作原理

泵的活塞上、下運動一次稱

為一個沖程，可分為上沖程和下沖

程。

P1：活塞以上液柱

產生的壓力；

P2：泵筒內的壓力；

P3：油套環(huán)形空間

的沉沒壓力；P1P3P21.上沖程抽油桿柱帶動活塞向上運動。在這個過程中，游動閥受P1的作用而關閉，排出活塞上部泵筒內的液體，柱塞下面的泵腔容積增大，P2隨之降低。當P3>P2時，固定閥克服重力而被打開，井內液體進入泵內，充滿活塞上行所讓出的空間，吸液進泵而排液出井。于此同時，抽油桿由于加載而伸長，油管卸載而縮短。P1P2P3

上沖程是泵內吸入液體，而井口排出液體的過程，造成吸液入泵的條件是泵內壓力低于沉沒壓力，即P2<P3

。下沖程是泵內向油管內排液的過程，造成泵排出液體的條件是泵內壓力高于柱塞以上的液柱壓力，即P2>P1。

在一個沖程中，抽油泵完成一次進油和排油過程，這樣活塞不斷上下運動，將液體排出井口。P2P1P3P1P3P2

示功圖在抽油過程中，儀器將光桿上負荷的變化轉變?yōu)閮x器測力系統(tǒng)內液體的壓力的變化，并通過形成的變換系統(tǒng)確保變化的壓力與光桿的行程有一一對應關系。在光桿往復運動一周后，就可以得到一個封閉的曲線，此曲線表示光桿在每一個位置上負荷的大小，封閉曲線的面積表示泵在一個行程中所作的功的多少。1.靜載荷作用的理論示功圖靜載荷作用的理論示功圖是在理想條件下繪制出來的，為一平行四邊形。各條曲線的意義

ABC為上沖程靜載變化線，其中AB為加載線。加載過程中，載荷逐漸上升，直至Ｂ點活塞以上油管內液柱重W1’和抽油桿柱重Wr’都作用于驢頭懸點上，使桿、管發(fā)生彈性變形，而這一段變形量就被稱為沖程損失λ，包括桿損λ1和管損λ2。在這個過程中，活塞并沒有跟著光桿發(fā)生位移，直到點B加載結束，載荷增至最大W大=Wr’+W1’。BC為上載荷線，此時活塞與泵筒開始發(fā)生相對位移，固定閥開始打開液體進泵，故為吸入過程，

各條曲線的意義

CDA為下沖程靜載變化線，其中CD為卸載線。卸載過程中，懸點載荷在變小，直至Ｄ點，桿和管發(fā)生與上沖程相反的彈性變形，直到D點卸載結束，載荷降至最小Wr’。DA為下載荷線，此時活塞與泵筒開始發(fā)生相對位移，泵開始排液，故DA為排出過程?？紤]慣性載荷的理論示功圖是將慣性載荷疊加在靜載荷上，結果就是因慣性載荷的影響使靜載荷理論示功圖被扭曲一個角度，并且變?yōu)椴灰?guī)則四邊形。2.慣性載荷作用的理論示功圖慣性力F=wr’·s·n2/1790慣性力與沖程成正比，與沖次的平方成正比。在能夠滿足油井生產需要的條件下，要盡量選擇長沖程慢沖次，調大工作參數時，首先要考慮調大沖程，其次才考慮沖次。由于氣體很容易被壓縮，表現(xiàn)在示功圖上便是加載和卸載均緩慢。如圖所示，氣體影響下示功圖的典型特征是呈現(xiàn)明顯的“刀把”形。4.氣體影響下的理論示功圖

在下沖程末余隙內還殘存一定數量的溶解氣，上沖程開始后泵內的壓力因氣體膨脹而不能很快降低，使吸入閥打開滯后(B’點)、加載緩慢。

下沖程由于氣體受壓縮，泵內壓力不能迅速提高，排出閥打開滯后(D’點)，因此使得卸載變得緩慢(C’D’)。P2P3P3P2P1P1漏失程度：漏失越嚴重，對示功圖影響越大；運動過程：漏失的影響只發(fā)生在要求其密閉的運動過程中；抽汲速度。抽汲速度越快，漏失的影響就越小。5.漏失影響下的理論示功圖排出部分漏失影響下的示功圖排出部分漏失的影響發(fā)生在上沖程，由于運動速度的影響，出現(xiàn)加載緩慢和提前卸載現(xiàn)象。保證泵的制造質量及安裝質量；砂、蠟輕微影響可采取碰泵、洗井等措施；腐蝕影響造成漏失需要換泵；若是間隙磨損造成漏失可采取改變防沖距的措施，以改變活塞與襯套的磨損路徑；減少漏失影響的措施四、典型示功圖分析

典型示功圖是指某一因素影響十分明顯，示功圖的形狀反映了該因素影響的基本特征。盡管實際情況很復雜，但總是存在一個最主要因素，因此可根據示功圖判斷泵的工作狀況。正常示功圖該示功圖反映出動載荷不大，充滿良好，漏失較小。抽稠油正常示功圖因摩擦載荷增大，使得最大載荷增大、最小載荷減小。排出閥漏失和吸入閥漏失的典型示功圖

排出閥漏失吸入閥和排出閥同時漏失吸入閥嚴重漏失吸入閥漏失

活塞遇卡示功圖