石工1303-刁玉乾-1302010314抽油泵泵效实验

中国石油大学采油工程实验报告实验日期：2016.4.19成绩：班级：石工1303学号：1302010314姓名：刁玉乾教师：战永平同组者：李佳濛，蒋海楠，贺跃龙，崔煜东，郑仲，马文抽油泵泵效实验20161.实验目的(每空1分，共17)(1)游梁式抽油机主要由游梁-连杆-曲柄机构、减速箱、动力设备、辅助设备等四大部分组成。抽油泵主要由工作筒（外筒和衬套）、柱塞、游动阀、固定阀组成。按照抽油泵在油管中的固定方式，抽油泵可分为管式泵和杆式泵。(2)游梁式抽油机是以游梁支点和曲柄轴中心连线做固定杆，以曲柄、连杆、游梁后臂为活动杆所构成的四连杆机构。(3)泵效是指油井生产过程中，实际产量与理论产量的比值。2.实验内容(每题4分，共24分)(1)光杆冲程：光杆从上死点到下死点的距离称为光杆冲程长度，简称光杆冲程。(2)泵充满系数：进入泵内液体体积与柱塞让出的泵内体积之比，表示泵的充满程度。(3)气锁：在抽汲时由于气体在泵内压缩和膨胀，使吸入和排出阀无法打开，出现抽不出油的现象。(4)沉没度：表示泵沉没在动液面以下的深度。(5)动液面：油井生产时油套环形空间的液面。(6)冲程损失：由于抽油杆柱和油管柱的弹性伸缩而引起的光杆冲程与柱塞冲程之差。3.实验过程(每空1分，共10分)上冲程：抽油杆柱带着柱塞向上运动，活塞上的游动阀受管内液柱压1力而关闭。此时，泵内(柱塞下面的)压力降低，固定阀在环形空间液柱压力与泵内压力之差的作用下被打开。上冲程是泵内吸入流体、井口排出流体的过程。造成泵吸入的条件是泵内压力(吸入压力)低于沉没压力。下冲程：抽油杆柱带着柱塞向下运动，固定阀一开始就关闭，泵内压力增高到大于柱塞以上液柱压力时，游动阀被顶开，柱塞下部的液体通过游动阀进入柱塞上部，使泵排出液体。由于光杆进入井筒，在井口挤出相当于光杆体积的液体。下冲程是泵向油管内排液的过程。造成泵排出液体的条件是泵内压力(排出压力)高于柱塞以上的液柱压力。4.数据处理（写出算例）（30分）(1)理论排量计算(公式编辑器编写)min/0.108845.384314.3422mlsnDQt(2)实际排量计算(公式编辑器编写，只写一个计算示例即可)以有气锚泵未通气时为例：min/ml7604190Q(3)泵效计算：(公式编辑器编写，只写一个计算示例即可)以有气锚泵未通气时为例：%9.69%1001088760tQQ(4)泵效计算结果(填上气量)泵效数据表气量(ml)无气锚泵泵效，%有气锚泵泵效，%未通气(0)22.169.9小气量(200)28.568.6中气量(1000)23.964.6大气量(1600)15.664.0(5)以气量为横坐标，泵效为纵坐标做出泵效与气量的关系图2(6)泵效与气量的关系曲线，以及实验时观察到现象，分析曲线。由上图可得：随气量的增加泵效降低，气量增加对有气锚泵的泵效影响要小于对无气锚泵的泵效影响，在气量较小时无气锚泵的泵效略有升高。分析：①当泵内吸入气液混合物后，气体占据柱塞让出的部分空间，使进入泵的液量减小，使泵效减小，气量越大，吸入泵内的液量越小，泵效越小。所以随气量增大，有气锚泵和无气锚泵的泵效都呈下降趋势。②气锚为井下油气分离器，将油流中的自由气在进泵前分离出来，减小了气体对泵效的影响。所以随气量增加有气锚泵的泵效下降趋势要弱，降低程度小。③井下气体膨胀可以举油，使油井连喷带抽，所以当气量较小时气体的举油作用大于气体减小泵充满程度的作用，使泵效增大。所以在无气锚泵的泵效曲线上，小气量时出现泵效升高的现象。如下图：无气锚泵抽油且当气量较大时，柱塞下有明显气柱，占据了柱塞让出的体积。35.问题（19分）(1)气锚的分气原理。(5分)答：气锚作为井下油气分离装置，基本原理是建立在油气密度差的基础上，它在泵的入口处将油流中的自由气在进泵前分离出来，通过油套环形空间排到地面，为了更好地有效利用油气密度差，使油气分离得更完善，曾设计了各种不同结构的气锚，结构如下图所示。4(2)简述杆式泵与管式泵的特点与适用范围。(7分)答：①杆式泵。特点：整个泵在地面组装好后接在抽油杆柱的下端整体通过油管下入井内，由预先装在油管预定深度(下泵深度)上的卡簧固定在油管上检泵时不需要起油管。所以，杆式泵检泵方便；结构复杂，制造成本高；排量小。适用范围：下泵深度较大，但产量较低的井。②管式泵。特点：是把外筒和衬套在地面组装好后，接在油管下部先下入井内，然后投入固定阀，最后把活塞接在抽油杆柱下端下入泵内。结构简单、成本低；泵径大，排量大；检泵时需起出油管，修井工作量大。适用范围：下泵深度不很大、产量较高的油井。(3)简述抽油机泵效的主要影响因素以及提高泵效的措施？。(7分)答：主要影响因素：抽油杆柱和油管柱的弹性伸缩、气体和充不满的影响。提高泵效的措施:(1)选择合理的工作方式。(2)确定合理的沉没度，以降低泵口气液比，减少进泵气量，从而提高泵的充满程度。(3)改善泵的结构，提高泵的抗磨，抗腐蚀性能，采取防砂，防腐蚀，防蜡及定期检泵等措施。(4)使用油管锚减少冲程损失。(5)合理利用气体能量及减少气体影响。5