1、抽油機(jī)井參數(shù)分析與計(jì)算,1,一、引言 二、抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷及其計(jì)算 三、抽油機(jī)井示功圖 四、總結(jié),內(nèi)容提要,2,一、引言,抽油機(jī)井參數(shù)的分析與計(jì)算，是機(jī)械采油的重要內(nèi)容之一。是一種以參數(shù)分析和計(jì)算為基礎(chǔ)的抽油機(jī)井驢頭懸點(diǎn)載荷確定方法。主要是通過沖程、沖次、泵徑、泵深、抽油桿直徑及長度等抽汲參數(shù)對驢頭懸點(diǎn)載荷的分析與計(jì)算，計(jì)算出驢頭懸點(diǎn)的最大載荷和最小載荷，根據(jù)驢頭懸點(diǎn)載荷與光桿位移關(guān)系繪出曲線，它是分析和判斷抽油泵（深井泵）抽吸狀況最有效的手段，其基礎(chǔ)是理論示功圖。通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，為下一節(jié)結(jié)合抽油機(jī)井生產(chǎn)數(shù)據(jù)（同步測試、液量），對實(shí)測示功圖進(jìn)行準(zhǔn)確的分析判斷，可提出合理的可行的措施意見，打下一個(gè)

2、堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。,3,1、靜載荷 由圖1-1可知，抽油機(jī)上行（上沖程）時(shí)，游動(dòng)閥是關(guān)閉的，懸點(diǎn)（光桿）所受靜載荷為（抽油桿柱重、活塞截面以上的液柱重量）：,二、抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷及其計(jì)算,4,二、抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷及其計(jì)算,（1）.抽油桿柱重量： 式中： 桿柱重量，N； 油桿截面積，mm2; 鋼的相對密度； g 重力加速度，9.8m/s2; 抽油桿柱長度，m;,1、靜載荷,5,二、抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷及其計(jì)算,（2）.活塞截面以上的液柱重量: 式中： 液柱重量，N 活塞截面積，mm2; 液體相對密度。,1、靜載荷,6,二、抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷及其計(jì)算,（3）在液體中抽油桿（柱）重量： 由圖1-2可知，抽油機(jī)在下行（下

3、沖程）時(shí)，固定閥是關(guān)閉的，游動(dòng)閥是打開的，懸點(diǎn)（光桿）所受靜載荷為：,式中： 在液體中桿柱重在抽油桿柱自重減去液體對其浮力，N。,7,二、抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷及其計(jì)算,2.動(dòng)載荷（慣性載荷）,慣性載荷是由于抽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)驢頭帶著抽油桿柱和液柱作變速運(yùn)動(dòng)，因而產(chǎn)生桿柱和液柱的慣性力，如果忽略抽油桿和液柱的彈性影響，則可以認(rèn)為兩者各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是完全是一致的。慣性的大小和方向隨著抽油桿運(yùn)動(dòng)速度大小和方向而變化，在上、下沖程開始時(shí)慣性載荷最大，而方向相反。所以在計(jì)算慣性載荷時(shí)，通常計(jì)算最大值。其計(jì)算公式為：,式中：W慣慣性載荷最大值，N； S抽油機(jī)沖程，m; N抽油機(jī)沖速，min-1。,8,二、抽油機(jī)懸點(diǎn)載

4、荷及其計(jì)算,3.驢頭懸點(diǎn)最大載荷、最小載荷計(jì)算,1).抽油機(jī)在上沖程時(shí)為最大載荷,其計(jì)算公式如下：,2).抽油機(jī)在下沖程時(shí)為最小載荷。其計(jì)算公式如下：,抽油機(jī)在上行時(shí)光桿受力情況,抽油機(jī)在下行時(shí)光桿受力情況,根據(jù)抽油機(jī)運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，抽油機(jī)在上下沖程中懸點(diǎn)載荷是不同的 。,式中：W最大驢頭懸點(diǎn)最大載荷，N；,式中： W最小驢頭懸點(diǎn)最小載荷，N。,9,二、抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷及其計(jì)算,3.驢頭懸點(diǎn)最大載荷、最小載荷計(jì)算,如果把抽油機(jī)驢頭懸點(diǎn)看作曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，曲柄旋轉(zhuǎn)半徑與連桿長度之比為1/4，且只考慮液柱、桿及桿柱慣性載荷時(shí)，可用下列公式計(jì)算：,10,二、抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷及其計(jì)算,3.驢頭懸點(diǎn)最大載荷、

5、最小載荷計(jì)算 如果把抽油機(jī)驢頭懸點(diǎn)看作簡諧運(yùn)動(dòng)，并考慮液柱的慣性載荷時(shí)，可用下列公式進(jìn)行計(jì)算：,11,二、抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷及其計(jì)算,4.驢頭懸點(diǎn)最大載荷、最小載荷計(jì)算實(shí)例： 已知某井使用的抽油桿直徑d=25mm，深井泵泵井D=44mm，泵掛深度H=1000m，沖程S=3.0m，沖數(shù)n=6min-1，該井含水率fw=80%，原油相對密度o=0.8，水的相對密度w=1.0，求該井驢頭懸點(diǎn)最大載荷W最大、最小載荷W最?。ǔ橛蜅U的相對密度s=7.8104N/m3，不計(jì)接箍重量，g=10m/s2）。 解：求混合的密度=o（180/100）+w80/100 =0.80.2+1.00.8=0.96,=,+,1

6、+Sn2/1790,12,二、抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷及其計(jì)算,=(D2d2)0.96+d27.8103100010/4(1+362/1790) =48.15104(1+0.0603)=5.106104 N=51.06KN,=,=(7.8-0.96)103101000d2/4,=6.841073.14252510-6/4,=33559N=33.559kN,該井驢頭懸點(diǎn)最大載荷W最大為51.06KN，最小載荷W最小為33.559KN,13,三、抽油機(jī)井示功圖,抽油機(jī)井示功圖是描繪抽油機(jī)井驢頭懸點(diǎn)載荷與光桿位移關(guān)系的曲線 1、理論示功圖：它是在一定理想條件下繪制出來的，主要是用來與實(shí)測示功圖進(jìn)行對比分析，以

7、此來判斷深井泵的工作狀況 。其理想條件為： 假設(shè)泵、管沒有漏失，泵正常工作； 油層供液能力充足； 不考慮動(dòng)載荷的影響； 不考慮砂、蠟、抽油的影響； 不考慮油井連噴帶抽； 認(rèn)為進(jìn)入泵的液體是不可壓縮的，閥是瞬時(shí)關(guān)閉的。,14,三、抽油機(jī)井示功圖,理論示功圖 ：是抽油機(jī)井驢頭懸點(diǎn)光桿處載荷與位移的關(guān)系建立在直角坐標(biāo)系的圖形,W,15,三、抽油機(jī)井示功圖,理論示功圖各條曲線的意義分別是(圖1-3中) ： AB線段為增載線，即驢頭從下死點(diǎn)（A)開始上行，游動(dòng)閥關(guān)閉活塞以上油管內(nèi)液柱重量Wl和桿重Wr都作用與驢頭懸點(diǎn)上，并使桿（變長）、管（減載縮短）發(fā)生彈性變形，直到B點(diǎn)極限，活塞并沒有跟著光桿發(fā)生位移

8、，而這一段變形量就稱為沖程損失，包括桿損1和管損2，此過程中固定法并沒有打開。BC線段為上載荷線，即桿管彈性變形結(jié)束，載荷増至最大（W最大=Wr+Wl),活塞開始跟著光桿同步上行之上死點(diǎn)C,此過程中固定閥打開，泵筒進(jìn)油（液），井口排液；這是上沖程完畢，開始下沖程。 CD線段為卸載線，即驢頭開始下行，游動(dòng)閥處于關(guān)閉狀態(tài)，固定閥也還是處于打開狀態(tài)，此時(shí)懸點(diǎn)載荷在變小，桿管與前一過程發(fā)生相反的彈性變形，直至D點(diǎn)活塞并沒有跟著光桿一起下行，其沖程損失也是（1+2）。 DA線段為下載荷線，即桿管彈性變形結(jié)束，載荷降至最?。╓r)，活塞開始跟著光桿同步下行至下死點(diǎn)A,此過程中固定閥關(guān)閉，游動(dòng)閥打開，油管進(jìn)

9、液。圖1-3中AD1為光桿沖程，AD為活塞沖程。這樣一個(gè)沖程完畢，理論功圖也就解釋完畢了。,16,三、抽油機(jī)井示功圖,2.實(shí)測示功圖:實(shí)測示功圖是由專門測試儀器在抽油機(jī)井口懸繩器處測得，如圖1-4所示。,光桿沖程S,圖1-4 抽油機(jī)井實(shí)測示功圖,17,三、抽油機(jī)井示功圖,實(shí)測功圖 ：如圖1-4中由ABCD繪制（測試記錄筆畫的）的封閉曲線 實(shí)測示功圖中，其橫坐標(biāo)為沖程坐標(biāo)，縱坐標(biāo)為載荷（大?。Ｓ蓤D中最高位置B點(diǎn)量出高度，再由測試儀的力比（實(shí)際值與圖上數(shù)值的筆）就可以計(jì)算出本井最大載荷。由圖中A點(diǎn)到C點(diǎn)橫向（水平）量出其長度，再由測試儀的減程比（實(shí)際長度值與圖上數(shù)值得比）就可以計(jì)算出本井光桿的最大沖程。 抽油機(jī)井實(shí)測示功圖對抽油機(jī)井的日常管理和抽油狀況分析是相當(dāng)重要的,18,三、抽油機(jī)井示功圖,如何把理論示功圖繪制在實(shí)測示功圖上的方法 （1）.以實(shí)測示功圖的基線（沖程）為橫坐標(biāo)，在基線的左端作縱坐標(biāo)表示載荷線（光桿載荷）； （2）.根據(jù)油井抽吸參數(shù)計(jì)算出Wr和Wl的值，然后再由測試儀器（動(dòng)力儀）的力比計(jì)算出Wr和Wl在示功圖上的值； （3）.沖程損失的計(jì)算：由于其計(jì)算較復(fù)雜，現(xiàn)場多數(shù)不進(jìn)行具體計(jì)算，實(shí)際上也不影響分析： （4）.根據(jù)Wr和Wl在示功圖的數(shù)值大小，畫在實(shí)測示功圖上，其長短與基線相同，如圖1-4中的虛線