抽油机井系统效率测试.ppt
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1、抽油机井系统效率测试抽油机井系统效率测试计算与分析计算与分析二二一二年七月一二年七月宣宣贯贯教教材材目目 录录 第一章第一章 简要介绍简要介绍第二章第二章 定义、术语定义、术语第三章第三章 抽油泵抽油泵第四章第四章 示功图分析示功图分析第五章第五章 指标要求指标要求 第六章第六章 测试与计算测试与计算目目录录第第七七章章 注意事项注意事项第第三三章章术术语语和和定定义义第第一一章章 简简要要介介绍绍第第三三章章术术语语和和定定义义1底座底座 2支架支架 3悬绳器器 4驴头 5游梁游梁 6横梁横梁轴承座承座7横梁横梁 8连杆杆 9曲柄曲柄销装置装置 10曲柄装置曲柄装置 11减速器减速器12刹刹
2、车保保险装置装置 14电动机机 15配配电箱箱第第一一章章 简简要要介介绍绍第第三三章章术术语语和和定定义义游梁式抽油机代号游梁式抽油机代号CYJ 常规型常规型CYJQ 前置型前置型 悬点额定载荷悬点额定载荷光杆最大冲程光杆最大冲程平衡方式平衡方式减速器额定扭矩减速器额定扭矩减速器结构型式代号减速器结构型式代号H-圆弧齿轮圆弧齿轮B曲柄平衡曲柄平衡Q气动平衡气动平衡F复合平衡复合平衡Y-游梁平衡游梁平衡抽油机代号的表示抽油机代号的表示第第一一章章 简简要要介介绍绍第第三三章章术术语语和和定定义义主要工作参数:泵径、冲程、冲次。主要工作参数:泵径、冲程、冲次。泵径:泵径:指深井泵活塞直径的名义尺
3、寸。指深井泵活塞直径的名义尺寸。冲程:冲程:一般指光杆在上、下死点间的移动一般指光杆在上、下死点间的移动距离。有效冲程是指活塞在泵筒中一行程距离。有效冲程是指活塞在泵筒中一行程的长度。的长度。冲次:冲次:驴头每分钟上、下运动的次数。驴头每分钟上、下运动的次数。如何选择合理工作参数:如何选择合理工作参数:当抽油机已选当抽油机已选定,并且设备能力足够大时,在保证产定,并且设备能力足够大时,在保证产量的前提下,应以获得最高的泵效为基量的前提下,应以获得最高的泵效为基本出发点来调整参数。在保证本出发点来调整参数。在保证活塞直径、活塞直径、冲程、冲次的乘积不变时冲程、冲次的乘积不变时,可任意调整,可任意
4、调整3 3个参数。但冲程、冲次、活塞的组合个参数。但冲程、冲次、活塞的组合不同时,冲程损失不同。不同时,冲程损失不同。一般采用小泵径、大冲程、小冲次,一般采用小泵径、大冲程、小冲次,可减小气体对泵效的影响;对油比较稠可减小气体对泵效的影响;对油比较稠的井,一般采用大泵径、大冲程、低冲的井,一般采用大泵径、大冲程、低冲次;对连抽带喷井则选用大冲次快速抽次;对连抽带喷井则选用大冲次快速抽汲,增强诱喷作用。汲,增强诱喷作用。第第一一章章 简简要要介介绍绍第第三三章章术术语语和和定定义义筛管和丝堵是防止有异物进泵。筛管和丝堵是防止有异物进泵。井下管柱图井下管柱图第第一一章章 简简要要介介绍绍第第三三章
5、章术术语语和和定定义义动液面:动液面:抽油机井在生产过程抽油机井在生产过程中油套管环形空间中的液面深中油套管环形空间中的液面深度叫动液面。(动液面深度:度叫动液面。(动液面深度:表示井口到动液面的距离表示井口到动液面的距离)静液面:静液面:抽油井关井后,油套抽油井关井后,油套管环形空间中的液面逐渐上升管环形空间中的液面逐渐上升到一定位置,而且稳定下来,到一定位置,而且稳定下来,这时的液面的深度叫静液面。这时的液面的深度叫静液面。(静液面深度:(静液面深度:从井口到液面从井口到液面的距离的距离)沉没度:沉没度:泵深与动液面的差值泵深与动液面的差值。L:L:下泵深度(泵挂)下泵深度(泵挂)L Lf
6、 f:动液面深度动液面深度L Ls s:静液面深度静液面深度h hs s:沉没度沉没度第第一一章章 简简要要介介绍绍第第三三章章术术语语和和定定义义l机械采油井的输入功率机械采油井的输入功率 :拖动机械采油设备的电动机的输入:拖动机械采油设备的电动机的输入功率。功率。l抽油机井的光杆功率抽油机井的光杆功率 :光杆提升液体并克服井下各种阻力所:光杆提升液体并克服井下各种阻力所消耗的功率。消耗的功率。l抽油机井的地面效率抽油机井的地面效率 :光杆功率与电动机输入功率的比值,:光杆功率与电动机输入功率的比值,以百分数表示。以百分数表示。l井下效率:抽油机井的有效功率与光杆功率的比值。井下效率:抽油机
7、井的有效功率与光杆功率的比值。l系统效率:有效功率与输入功率的比值。系统效率:有效功率与输入功率的比值。第第二二章章 定定义义、术术语语第第三三章章术术语语和和定定义义l抽油机井的抽油机井的井下效率井下效率 :抽油机井的有效功率与光杆功率的:抽油机井的有效功率与光杆功率的比值,以百分数表示。比值,以百分数表示。l机械采油井的机械采油井的系统效率系统效率 :机械采油井的有效功率与输入功:机械采油井的有效功率与输入功率的比值,以百分数表示。率的比值,以百分数表示。l机械采油井的机械采油井的平均系统效率平均系统效率 :各种机械采油井总输了功率:各种机械采油井总输了功率与输入功率的比值,以百分数表示。
8、与输入功率的比值,以百分数表示。l有功功率有功功率-电能用于做功被消耗,它们转化为热能、光能、电能用于做功被消耗,它们转化为热能、光能、机械能或化学能等,称为有功功率;又叫平均功率。交流机械能或化学能等,称为有功功率;又叫平均功率。交流电的瞬时功率不是一个恒定值,功率在一个周期内的平均电的瞬时功率不是一个恒定值,功率在一个周期内的平均值叫做有功功率,它是指在电路中电阻部分所消耗的功率,值叫做有功功率,它是指在电路中电阻部分所消耗的功率,以字母以字母P表示,单位瓦特。表示,单位瓦特。第第二二章章 定定义义、术术语语第第三三章章术术语语和和定定义义无功功率无功功率 许多用电设备均是根据电磁感应原理
9、工作的,如配电变压器、电许多用电设备均是根据电磁感应原理工作的,如配电变压器、电动机等,它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。动机等,它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率,因此,为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率,因此,所谓的所谓的无功无功并不是并不是无用无用的电功率,只不过它的功率并不转化为机的电功率,只不过它的功率并不转化为机械能、热能而已;因此在供用电系统中除了需要有功电源外,还需械能、热能而已;因此在供用电系统中除了需要有功电源外,还需要无功电源,两者缺一不可。无功功率单位为要无功电源,两者缺一
10、不可。无功功率单位为乏乏(var)。视在功率视在功率在电工技术中,将单口网络端钮电压和电流有效值的乘积,称在电工技术中,将单口网络端钮电压和电流有效值的乘积,称为视在功率(为视在功率(apparent power),记为),记为S=UI。显然,只有单口网络完全由电阻混联而成时,视在功率才等于显然,只有单口网络完全由电阻混联而成时,视在功率才等于平均功率平均功率,否则,视在功率总是大于平均功率(即,否则,视在功率总是大于平均功率(即有功功率有功功率),也),也就是说,视在功率不是单口网络实际所消耗的功率。就是说,视在功率不是单口网络实际所消耗的功率。为以示区别,视在功率不用为以示区别,视在功率不
11、用瓦特瓦特(W)为单位,而用伏安)为单位,而用伏安(VA)或)或千伏安千伏安(KVA)为单位。)为单位。第第二二章章 定定义义、术术语语第第三三章章术术语语和和定定义义功率因数,在交流电路中,电压与电流之间的相位差功率因数,在交流电路中,电压与电流之间的相位差()的余弦叫做的余弦叫做功率因数,用符号功率因数,用符号cos表示,在数值上,功率因数是有功功率和视表示,在数值上,功率因数是有功功率和视在功率的比值,即在功率的比值,即cos=P/S。有效功率有效功率-将井内液体输送到地面所需要的功率。将井内液体输送到地面所需要的功率。有效功率有效功率液量(液量(m3/d)有效扬程有效扬程液密液密9.8
12、1 86400有效扬程动液面深度有效扬程动液面深度(油压(油压-套压)套压)1000 (油管吸入深度(油管吸入深度-动液面深度)动液面深度)(液密(液密-油密)油密)混合液密度混合液密度9.81 液密液密油机平衡度:下行电流与上行电流之比,以百分数表示。油机平衡度:下行电流与上行电流之比,以百分数表示。泵排量系数(泵效):实际产液量与理论排量的比值。泵排量系数(泵效):实际产液量与理论排量的比值。功力装置利用率:输入功率(有功功率)与额定功率的比值,以百功力装置利用率:输入功率(有功功率)与额定功率的比值,以百分数表示。分数表示。第第二二章章 定定义义、术术语语第第三三章章术术语语和和定定义义
13、 抽油泵主要由工作筒、衬套、柱抽油泵主要由工作筒、衬套、柱塞(空心的)和装在柱塞上的游塞(空心的)和装在柱塞上的游动凡尔(分上游动、下游动)动凡尔(分上游动、下游动)(也叫排出凡尔)及装在工作筒(也叫排出凡尔)及装在工作筒下端的固定凡尔(也叫吸入凡尔)下端的固定凡尔(也叫吸入凡尔)组成。组成。1游游动凡凡尔 2活塞活塞 3衬套套 4固定凡固定凡尔第第三三章章 抽抽油油泵泵第第三三章章术术语语和和定定义义第第三三章章 抽抽油油泵泵第第三三章章术术语语和和定定义义第第三三章章 抽抽油油泵泵第第三三章章术术语语和和定定义义深井泵的活塞在做往复运动:深井泵的活塞在做往复运动:1 1、当活塞到达下死点开
14、始上行程的瞬间,、当活塞到达下死点开始上行程的瞬间,游动凡尔立即关闭,使活塞不连通。此时,游动凡尔立即关闭,使活塞不连通。此时,光杆虽然在上移,但活塞相对于泵筒来说,光杆虽然在上移,但活塞相对于泵筒来说,实际未动,这样就画出实际未动,这样就画出ABAB斜直线。(图斜直线。(图1 1)2 2、当弹性变形完毕光杆带动活塞开始上行、当弹性变形完毕光杆带动活塞开始上行(B B点)固定凡尔打开,液体进入泵筒并充点)固定凡尔打开,液体进入泵筒并充满活塞所让出的泵筒空间,此时,光杆处满活塞所让出的泵筒空间,此时,光杆处所承受的负载,仍和所承受的负载,仍和B B点时一样没有变化,点时一样没有变化,所以画出所以
15、画出BCBC线。(图线。(图2 2)3 3、当活塞到达上死点,在转入下行程的瞬、当活塞到达上死点,在转入下行程的瞬间,固定凡尔关闭,游动凡尔打开,活塞间,固定凡尔关闭,游动凡尔打开,活塞上下连通。此时,油管伸长,抽油杆柱缩上下连通。此时,油管伸长,抽油杆柱缩短,光杆下行,活塞相对于泵筒没有移动,短,光杆下行,活塞相对于泵筒没有移动,于是画出于是画出CDCD斜线。(图斜线。(图3 3)4 4、当弹性变形完毕,活塞下行,行程快接、当弹性变形完毕,活塞下行,行程快接近死点时,固定凡尔关闭着,游动凡尔打近死点时,固定凡尔关闭着,游动凡尔打开,此时活塞上下连通,光杆上只承受抽开,此时活塞上下连通,光杆上
16、只承受抽油杆在油中的重量,油管承受了全部液柱油杆在油中的重量,油管承受了全部液柱重量,光杆所受负荷不变,所以画出重量,光杆所受负荷不变,所以画出DADA线。线。(图(图4 4)第第三三章章 抽抽油油泵泵第第三三章章术术语语和和定定义义示功图分析的目的示功图分析的目的第第四四章章 示示功功图图分分析析第第三三章章术术语语和和定定义义第第四四章章 示示功功图图分分析析第第三三章章术术语语和和定定义义第第四四章章 示示功功图图分分析析第第三三章章术术语语和和定定义义第第四四章章 示示功功图图分分析析第第三三章章术术语语和和定定义义第第四四章章 示示功功图图分分析析第第三三章章术术语语和和定定义义第第
17、四四章章 示示功功图图分分析析第第三三章章术术语语和和定定义义第第四四章章 示示功功图图分分析析第第三三章章术术语语和和定定义义第第四四章章 示示功功图图分分析析第第三三章章术术语语和和定定义义第第四四章章 示示功功图图分分析析第第三三章章术术语语和和定定义义第第四四章章 示示功功图图分分析析第第三三章章术术语语和和定定义义从功图上看主要表现在活塞下行时,从图上从功图上看主要表现在活塞下行时,从图上CD1线的变化情况来看,线的变化情况来看,由于有个活塞压缩气体的过程,光杆卸载较正常卸载缓慢,到了由于有个活塞压缩气体的过程,光杆卸载较正常卸载缓慢,到了D1点时,游动凡尔被打开。光杆载荷才降到最小
18、理论值。因此,减载点时,游动凡尔被打开。光杆载荷才降到最小理论值。因此,减载线线CD1较增载线较增载线AB1平缓,成为一条向右下方弯曲的弧线。弧线曲率平缓,成为一条向右下方弯曲的弧线。弧线曲率的大小,随着进入泵内气体压力的大小而变化。气体压力大,光杆的大小,随着进入泵内气体压力的大小而变化。气体压力大,光杆卸载快,弧线曲率小。反之,曲率大。曲率中心位于弧线的右下方。卸载快,弧线曲率小。反之,曲率大。曲率中心位于弧线的右下方。这条弧线就是受气体影响的示功图的显著特征。(此类情况存在油这条弧线就是受气体影响的示功图的显著特征。(此类情况存在油气比大或液面高)气比大或液面高)(1)第第四四章章 示示
19、功功图图分分析析第第三三章章术术语语和和定定义义第第四四章章 示示功功图图分分析析第第三三章章术术语语和和定定义义造成供液能力差的原因:造成供液能力差的原因:1、深井泵的工作制度或抽汲参数组合、深井泵的工作制度或抽汲参数组合不合理,泵的排出能力大于油层的供液不合理,泵的排出能力大于油层的供液能力,造成沉没度太小,液体充不满泵能力,造成沉没度太小,液体充不满泵筒。筒。(结合检泵加深、降冲次等措施)(结合检泵加深、降冲次等措施)2、为防止砂、气体影响泵的正常工作,、为防止砂、气体影响泵的正常工作,在泵的下边,接装的气锚、砂锚,当砂、在泵的下边,接装的气锚、砂锚,当砂、蜡或砂蜡共同进入砂锚或气锚后,
20、堵塞蜡或砂蜡共同进入砂锚或气锚后,堵塞了部分或大部分进油孔道,致使液体进了部分或大部分进油孔道,致使液体进入泵筒的流动阻力增大、流量变小,动入泵筒的流动阻力增大、流量变小,动液面升高,液体来不及在泵的进油时间液面升高,液体来不及在泵的进油时间充满泵筒。充满泵筒。(2)供液不足示功)供液不足示功图图第第四四章章 示示功功图图分分析析第第三三章章术术语语和和定定义义供液不足示功图供液不足示功图第第四四章章 示示功功图图分分析析第第三三章章术术语语和和定定义义 吸入部分漏失是指固定凡尔球与凡尔座配合不严,凡尔座锥体装配吸入部分漏失是指固定凡尔球与凡尔座配合不严,凡尔座锥体装配不紧,凡尔罩内落入脏物或
21、蜡卡着凡尔球等而造成漏失。不紧,凡尔罩内落入脏物或蜡卡着凡尔球等而造成漏失。特点:特点:1、卸载线的倾角比泵正常工作时要小些,漏失量愈大,则倾、卸载线的倾角比泵正常工作时要小些,漏失量愈大,则倾角愈小;角愈小;2、示功图的右上角的形状是比较尖的;、示功图的右上角的形状是比较尖的;3、示功图的左下角、示功图的左下角变圆,而且漏失愈严重,越要变得圆;变圆,而且漏失愈严重,越要变得圆;4、增载线比卸载线陡。、增载线比卸载线陡。2、吸入部分漏失、吸入部分漏失第第四四章章 示示功功图图分分析析第第三三章章术术语语和和定定义义排出部分漏失示功图排出部分漏失示功图第第四四章章 示示功功图图分分析析第第三三章
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