抽油泵泵效实验+石工12-1+何皓楠+12021028+28

中国石油大学采油工程实验报告实验日期：2015.11.8成绩：班级：石工12-1班学号：12021028姓名：何皓楠教师：战永平同组者：刘向森汤麟罗兴强张峰抽油泵泵效实验一、实验目的(1)观察抽油机、抽油泵的结构和工作过程(机杆泵四连杆机构)；(2)掌握泵效测量和计算的方法；(3)观察泵效和产气量之间的关系；(4)观察气锚的分气效果；(5)了解示功图的测试及工况分析。二、实验原理抽油泵的效率是分析抽油机井工作状况的重要参数，根据气液混合物流过抽油泵的能量方程式和机械能守恒原理可以分析抽油泵的效率。泵的实际排量要小于理论排量，两者的比值称作泵容积效率，油田统称泵效，也有称作泵的排量系数，即：TVQQ式中：Q-泵的实际排液量；TQ-泵的理论排量；v-泵效。SnDQT42式中：D-泵径；S-冲程；n-冲次。影响泵的容积效率的因素是多方面的，如油杆、油管的弹性变形，液体漏失以及泵筒内液体的充满程度和液体在地层与地面体积的差异等。当有气体进入泵中时，泵效由于气体的影响而降低，增加气锚装置可将部分气体分离到环形空间中，使泵效提高，通过测定油气锚和无气锚时的排量可计算出气锚的分气效果(泵效的相对减少量)：未通气时泵效通气后泵效未通气时泵效泵效的相对减少量-实验用供液瓶代替地层供液，用小型抽油机带动活塞产液，由空压机供气。在油管出口用量筒和秒表计量实际排量。三、实验设备及材料(1)实验设备：小型抽油机，深井泵模型，空压机，阀组，空气定值器，浮子流量计，供液瓶，秒表等。(2)实验介质：空气，水。四、实验步骤(1)记录实验深井泵的泵径；(2)移动支架使泵筒中心线是否与驴头对准，检查对应泵筒的进气管和进液管是否畅通；(3)用手转动皮带轮带动驴头上下运动，记录柱塞冲程；(4)接通抽油机电源，测量冲次；(5)用量筒和秒表在油管出口记录实际排液量，重复三次；(6)打开空压机电源，调节空气定值器旋钮，将进入泵筒中的气量定为0.4L/min，待产液稳定后，记录三次井筒的排量；(7)打开空压机电源，调节空气定值器旋钮，将进入泵筒中的气量定为0.8L/min，待产液稳定后，记录三次井筒的排量；(8)打开空压机电源，调节空气定值器旋钮，将进入泵筒中的气量定为1.6L/min，待产液稳定后，记录三次井筒的排量；(9)关闭抽油机和空压机电源，轻抬支架更换泵筒，更换对应的进液管和进气管；(10)重复5-9步；(11)清扫地面，实验结束。五、注意事项(1)不要触摸运转中抽油机的平衡块和刹车；(2)要保证泵筒中心线与驴头对齐；(3)开动抽油机前，一定要检查相应的供液管和供气管是否畅通；(4)不要无休止地拧空气定值器的调节钮；(5)实验过程中要注意观察柱塞和凡尔的工作情况；(6)出现意外情况时先关闭电源。六、数据处理1、原始数据表1抽油泵泵效原始数据表基础参数泵径（mm）冲程（cm）冲次（次/min）理论排量(ml/min)30385.61503.43无气锚泵(ml/次)序号123平均未通气137.5135135135.6小气量140140140140中气量145145142.5144.2大气量132.5132.5135133.3有气锚泵(ml/次）未通气150140145145小气量140135140138.3中气量140145145143.3大气量130140145138.3表2抽油泵泵效原始数据表（换算单位后）基础参数泵径（mm）冲程（cm）冲次（次/min）理论排量(ml/min)30385.61503.43无气锚泵(ml/min)序号123平均未通气770756756759.36小气量784784784784中气量812812798807.52大气量742742756746.48有气锚泵(ml/min）未通气840784812812小气量784756784774.48中气量784812812802.48大气量728784812774.482、处理过程（1）泵的理论排量：错误!未找到引用源。（2）计算泵效，以有气锚泵为例：①未通气：min/ml81238127848401Q540.043.150381211TvQQ②小气量：错误!未找到引用源。min/ml48.77437847567842Q错误!未找到引用源。515.043.150348.77422TvQQ③中气量：min/ml48.80238128127843Q534.043.150348.8023v3TQQ④大气量：min/ml48.77438127847284Q515.043.150348.77444TvQQ无气锚时的泵效同理可得，将所有计算结果整理，如表2所示。表3泵效结果整理无气锚泵有气锚泵Q（ml/min）vQ（ml/min）v未通气759.360.5058120.540小气量7840.521774.480.515中气量807.520.537802.480.534大气量746.480.497774.480.515④泵效与气量关系曲线：七、思考题1、简述抽油泵的工作过程，并画图。答：上冲程：抽油杆柱带着活塞向上运动，活塞上的游动阀受油管内液柱压力而关闭。此时，泵内压力降低，固定阀受压差（环空液柱压力与泵内压力）作用而打开。若油管内充满液体，则井口排出相当于柱塞冲程长度的一段液体。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。柱塞上下抽汲一次为一个冲程，在一个冲程内完成进油与排油的过程。抽油泵工作原理图：图3泵的工作原理2、简述气锚的分气原理。答：气锚作为井下油气分离装置，基本分离原理是建立在油气密度差的基础上的。地层流体从气锚下端进入气锚外筒与套管之间的环形空间。由于气体的滑脱和锚孔的阻挡作用，部分气体被分离出来；而油和剩余气体则由锚孔进入气锚外筒和吸人管之间的环形空间，其流动方向由原来的向上流动突变为向下流动。流体向下流动的过程中，在气液密度差的作用下，气泡获得向上的速度，加上气液混合物进入气锚孔眼时产生撞击和扰动，使部分气体从流体中分离出来，并通过上部锚孔进入气锚外筒与套管之间的环形空间而再次实现分离；同时，分离后的流体进入了吸入管，并从其上端出口排出，实现油气分离。而当泵内吸入气液混合物后，气体占据了柱塞充不满的空间，会使进入泵的液体减少。所以加上气锚后能提高泵效，泵的排量受充气量的影响不大。3、分析实验结果（泵效与气量的关系、误差以及出现误差的原因）。答：由图一可知，随着气量的增加泵效总体趋势在逐渐减小；在实验中可能存在的误差及其产生原因：（1）抽油杆柱和油管柱的弹性伸缩，造成实际冲程小于理论冲程，这样导致泵的实际泵效多降低一部分；（2）柱塞与油管之间的空隙导致泵筒漏失，这样也会导致实验测得的实际排量降低，从而导致泵效降低一部分；（3）实际测量过程中，由于人为的操作不规范和实验仪器本身存在的系统误差，导致测量的不精确性，从而导致实验数据的不精确。4、简述影响抽油泵泵效的因素有哪些，并回答提高泵效的措施和方法。答：（1）泵效的影响因素：○1抽油杆柱和油管柱的弹性伸缩。根据深井泵的工作特点，抽油杆柱和油管柱在工作过程中因承受着交变载荷而发生弹性伸缩，使柱塞冲程小于光杆冲程，所以减小了柱塞让出的体积。○2气体和充不满的影响。当泵内吸入气液混合物后，气体占据了柱塞充不满的空间，或者当泵的排量大于油层共供油能力时，液体来不及进入泵没内，都会使进入泵的液体减少。○3漏失影响。柱塞与衬套的间隙以及阀和其他连接部件间的漏失都会使实际排量减少。○4体积系数的影响。（2）提高泵效的措施：○1选择合理的工作方式。当抽油机已经选定，并且设备能力足够大时，在保证产量的同时，应该获得最高泵效为基本出发点来调整参数。○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、防蜡以及定期检泵等措施。○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的影响。八、实验总结通过本次实验，我近距离观察了抽油机、抽油泵的结构和工作工程,学会了抽油泵扬程、功率和效率的计算方法，观察了泵效的和产气量之间的关系，观察了气锚的分气效果。通过老师的耐心讲解，我学会了在实验中思考如何才能减小实验的误差；在实验数据的处理过程中，我对气锚有了更加深入的了解，对抽油泵的效率有了比较全面的认识。本次实验考验了团队的配合,大家分工明确，一起商量并且解决测量过程中的遇到的各种问题。谢谢老师的悉心指导！