2抽油机技术指标与计算20136

1第二部分抽油机井主要生产技术指标中国石油大庆培训中心2第二部分讲述内容：一、抽油机驴头悬点载荷分析与计算（一）抽油机驴头悬点载荷（二）抽油机驴头悬点载荷分析与计算（三）抽油机驴头悬点最大和最小载荷与计算二、抽油机井主要生产技术指标计算3悬点游梁式抽油机—抽油泵采油装置图1-固定阀；2-柱塞；3-油管；4-抽油杆；5-套管；6-套管三通；7-法兰盘；8-油管三通；9-光杆密封盒；10-套管闸门；11-套压表；12-回压闸门；13-油压表；14-生产闸门；15-悬绳器；16-驴头；17-中轴承；18-连杆；19-曲柄；20-减速器；21-电动机；22-刹车装置；23-配电箱（一）抽油机驴头悬点载荷作用在抽油机驴头悬点的主要载荷有：（1）抽油杆柱重力。（静）（2）油管内柱塞以上液柱重力。（静）（3）抽油杆柱和柱塞以上液柱运动时所产生的惯性载荷。（动）（4）摩擦力。（动）（5）抽油杆柱和液柱运动时所产生的振动载荷。（动）一、抽油机驴头悬点载荷分析与计算4（6）泵口吸入压力。（静）（7）井口回压。（静）（8）液体和柱塞运动不一致或泵充不满等引起的冲击载荷。（动）悬点游梁式抽油机—抽油泵采油装置图1-固定阀；2-柱塞；3-油管；4-抽油杆；5-套管；6-套管三通；7-法兰盘；8-油管三通；9-光杆密封盒；10-套管闸门；11-套压表；12-回压闸门；13-油压表；14-生产闸门；15-悬绳器；16-驴头；17-中轴承；18-连杆；19-曲柄；20-减速器；21-电动机；22-刹车装置；23-配电箱51.抽油杆柱的重力（1）上冲程悬点承受抽油杆柱本身（在空气中）的重力，方向向下，增加悬点载荷。LgqgLAWGGGr或其中：24GGDAgGGLqLAWGGGr下泵深度示意图其中（二）抽油机驴头悬点载荷分析与计算6式中Wr--抽油杆柱重力，N；AG--抽油杆截面积，m2；L--抽油杆柱长度（或下泵深度），m；g--重力加速度，g＝9.8m/s2；ρG--抽油杆材料的密度，kg/m3（取ρG＝7850kg/m3）；qG--每米抽油杆质量，kg/m；γG--抽油杆材料的重度，N/m3（取γG＝78500N/m3）；DG--抽油杆直径，m；qG′--每米抽油杆重量，N/m；7下泵深度示意图b（2）下冲程悬点承受抽油杆柱在液体中的重力，方向向下，增加悬点载荷。或bWWgLALgAgLAgLAFWWrGowGrGowGGGowGGowGGGsrr8式中Wr＇——抽油杆柱在液体中的重力，N；FS——抽油杆柱在液体中所受到的浮力，N；ρow——混合液柱的密度，kg/m3；γow——混合液柱的重度，N/m3；b——失重系数。GowGb9其中：o1或o1其中或式中ρw——水的密度，通常1000kg/m3；ρo——油的密度，kg/m3；γw——水的重度，通常10000N/m3；γo——油的重度，N/m3；fw——原油含水百分数，%。102.油管内柱塞以上液柱重力（1）上冲程悬点承受液柱重力，方向向下，增加悬点载荷。gLAAWowGPLowGPLLAAW24PPDA下泵深度示意图其中或11式中WL--柱塞以上的液柱重力，N；L--下泵深度（或抽油杆柱长度），m；AP--泵的柱塞截面积，m2；DP--抽油泵直径，m。（2）下冲程液柱重力不是作用在悬点上，即对悬点载荷无影响。（3）上、下冲程中在杆柱和管柱之间相互转移的载荷gLAWowPL式中WL＇--柱塞以上相当于柱塞截面积的液体柱重力，N。123.抽油杆柱和液柱运动时所产生的惯性载荷（1）上冲程悬点承受抽油杆柱、液柱惯性载荷，大小用Ιru、Ιiu表示，方向向下，增加悬点载荷。①上冲程抽油杆柱的最大惯性载荷GrruLrSnWI117902②上冲程液柱的最大惯性载荷GLiuLrSnWI11790213GrrdLrSnWI117902（2）下冲程悬点承受抽油杆柱惯性载荷，大小用Ιrd表示，方向向上，减少悬点载荷。①下冲程抽油杆柱的最大惯性载荷②下冲程液柱的最大惯性载荷液柱重力不是作用在悬点上，即无惯性载荷。14式中Ιru--上冲程抽油杆柱的最大惯性载荷，N；Ιiu--上冲程液柱的最大惯性载荷，N；Ιrd--下冲程抽油杆柱的最大惯性载荷，N；S--悬点冲程，m；n--冲数，r/min；LG--连杆长度，m；r--曲柄半径，m。λ＝r/LG15（三）抽油机驴头悬点最大和最小载荷根据分析，抽油机驴头悬点最大发生在上冲程中，最小载荷发生在下冲程中。1.把抽油机的运动简化为曲柄滑块运动，只考虑抽油杆柱、液柱载荷及抽油杆柱惯性载荷时，取λ=r/LG=1/4时：（1）最大载荷为：GrLrLrsnmax1614402maxsn14402maxsn或取时：41GLr17（2）最小载荷为：GrrLrsnWWP117902min所以23902minsnWbWPrr或23902minsnWWPrrrdrIWPmin182.把抽油机的运动简化为简谐运动，只考虑抽油杆柱、液柱载荷及抽油杆柱、液柱惯性载荷时，取λ=r/LG=0时：（1）最大载荷为：179012maxsnWWPLr所以GLGrLrLrsnWLrsnmax取时：0GLr19所以（2）最小载荷为：17902minsnWbWPrrGrrLrsnWWP117902min或17902minsnWWPrrrdrIWPmin20练习1：某抽油机井使用CYJ7-2.1-26HB型抽油机，使用φ62mm平式油管，下CYB56泵生产，该井使用单级抽油杆CYG22，泵下入深度L=850m，该抽油机的冲程S=2.1m，冲次n=9r／min，原油密度ρo=870kg/m3，油井含水43%，试计算驴头悬点最大载荷、最小载荷？（抽油机的运动简化为曲柄滑块运动，取g=10m/s2，ρG=7850kg/m3）【课堂练习】21练习2：某抽油机井下入深度L=620m，下CYB56T泵生产，抽油机的冲程S=2.1m，原油密度ρo=860kg/m3，油井含水40%，用CYG19单级抽油杆和φ62mm平式油管，试计算驴头悬点最大载荷、最小载荷及冲程损失？（不考虑惯性载荷，抽油机的运动简化为曲柄滑块运动，取g=9.8m/s2，ρG=7850kg/m3，qG=2.30kg/m，AG=2.85cm2，At=11.9cm2，AP=24.63cm2）22二、抽油机井主要生产技术指标计算（一）抽油机载荷利用率抽油机载荷利用率：抽油机实际悬点最大载荷与抽油机名牌最大载荷之比值。型号：CYJY10-3-37HB%100理实利PPP（二）抽油机冲程利用率抽油机冲程利用率：抽油机实际冲程与抽油机名牌最大冲程之比值。%100理实利SSS23（三）抽油机冲次利用率抽油机冲次利用率：抽油机实际冲次与抽油机名牌最大冲次之比值。%100理实利MMM%100理实利nnn（四）抽油机扭矩利用率抽油机扭矩利用率：抽油机曲柄轴实际最大扭矩与抽油机名牌额定扭矩之比值。minmaxmax236.0300PPSSM24（五）电动机功率利用率电动机功率利用率：电动机名牌功率利用程度，是实际输入电功率与电动机名牌额定功率之比值。%100理实利NNNcos3IUN实其中25（六）抽油机平衡率抽油机平衡率：抽油机下冲程时通过电动机的最大电流与上冲程时通过电动机的最大电流之比值。%100上下IIB（七）抽油泵泵效抽油泵泵效：抽油机井的实际日产液量与抽油泵的理论日产液量之比值。%100理实QQ26练习3：某抽油机井使用CYJ7-2.1-26HB型抽油机，下泵深度L=930m，下泵CYB56，冲程S=1.8m，冲次n=9r／min，使用φ62mm平式油管和CYG19抽油杆，原油密度ρo=860kg/m3，油井含水35%，试计算驴头悬点最大载荷、最小载荷、载荷利用率、冲次利用率、扭矩利用率、冲程利用率？（抽油机的运动简化为曲柄滑块运动，取g=10m/s2，ρG=7850kg/m3）练习4：某抽油机井使用的三相异步电动机功率因数为cos=0.8，线电压为380V，平均线电流为80A，电动机铭牌功率为45kW，试求电动机功率利用率?【课堂练习】