圖文詳解液力反饋抽油泵的工作原理和懸點靜載荷測試
2020-12-07 電子發燒友圖文詳解液力反饋抽油泵的工作原理和懸點靜載荷測試
發表於 2017-10-20 15:31:44
隨著全國各大油田含水的上升，伴隨產生的抽油杆柱下行阻力大的現象日益突出，為了解決這個問題，各個油田都在進行液力反饋泵的推廣試點工作，為了使液力反饋泵的應用更加合理，有必要對它的靜載荷進行分析。液力反饋抽油泵的特點是抽油杆柱下行時不存在由於抽油杆浮力裡所引起的下行阻力。
抽油機懸點載荷包括靜載荷和動載荷兩部分，靜載荷是指抽油機停機時懸點所受的載荷，動載荷是指由於懸點運動所產生的載荷，主要是慣性載荷和摩擦載荷，載荷可以通過示功儀測取。此前懸點靜載荷多採用直接計算的方法，由於抽油杆柱組合的多樣性以及井筒中流體的複雜性，使得杆柱自重和液柱載荷的計算不很精確，導致靜載荷的計算誤差較大。
液力反饋抽油泵的工作原理
圖中1-抽油杆；2-泵筒接箍；3-上柱塞；4-出油閥；5-進油閥；6-上泵筒；7-中心管；8-中間接箍；9-下柱塞；10-下泵筒；11-下部接頭。
圖1 液力反饋抽油泵
液力反饋抽抽油泵的特點是抽油杆柱下行時不存在由於抽油杆浮力裡所引起的下行阻力，其結構簡圖見圖1。液力反饋抽抽油泵是由兩臺不同泵徑的抽油泵串聯而成，中心管將上下柱塞聯為一體。這種泵的進、出油閥均裝在柱塞上，在下衝程時，柱塞下行，上柱塞與上泵筒的環形腔A體積減小，壓力增大，A腔的原油通過孔b將進油閥關閉，出油閥打開並排入油管中。此時進油閥關閉，油管內液柱的壓力通過進油閥施加在柱塞上（即液力反饋）強迫柱塞克服稠油的阻力下行。在上衝程時，柱塞上行，A腔增大，壓力減小，進油閥打開，出油閥被油管內的液柱壓力關閉，泵下的原油經孔b流入A腔。
這種泵的設計特點是採用大下柱塞形成的A腔和只在大下柱塞上裝進出油閥，以達到下衝程時進油閥關閉，實現液力反饋的目的。
懸點靜載荷
由於油井情況的複雜性，抽油杆柱在井下的受力狀態也極為複雜，依據工藝需要，會有扶正器、脫節器等井下工具連接在抽油杆上，這些工具的部分數據不容易準確獲取，利用杆柱組合計算杆柱自重的方法並不準確。同樣，流體在井筒中的流動也是一個複雜的過程，流體在井筒中是多相流，用垂直多相管流計算方法計算時需要液體粘度、密度、含水、氣液比、飽和壓力和溫度分布等參數［3］，由於計算所採用的理論模型和液體物性參數存在誤差，導致計算出的液柱載荷不準確。
抽油機懸點所受的靜載荷包括［5］：抽油杆柱自重引起的載荷、液柱載荷、井口油壓產生的載荷、沉沒壓力產生的載荷以及抽油杆柱所受的浮力。漏失曲線是在抽油機停止運動時測試得到的，漏失曲線反映的懸點靜載荷與抽油機停機時懸點的位置和停機上下衝程過程有關，如圖1所示，運動所產生的慣性載荷和摩擦載荷等不會對漏失曲線產生影響。下面研究用漏失曲線測試值和解析方法計算各靜載荷值的方法，研究中尚未考慮抽油杆接箍所受的壓差、摩擦力對杆柱的夾持力以及泵內外壓差的影響。
圖1 漏失曲線
上漏失曲線
上漏失曲線是在抽油機上衝程接近上死點時停機測取得到的，如果遊動閥、油管等處有漏失，上漏失曲線的載荷值隨時間下降，在上漏失曲線起始點處的載荷值主要由以下幾部分組成：抽油杆柱自重引起的向下的載荷、液柱產生的向下的載荷、井口油壓產生的向下的載荷、沉沒壓力引起的向上的作用力。
抽油杆在測試上漏失曲線時力的平衡方程為：
綜上所述，通過公式（2）、（3）、（11）、（12）、（13）可以分別得到井口油壓產生的載荷、沉沒壓力產生的載荷、液柱載荷及抽油杆柱自重。
計算實例
某口油井的基礎數據和杆柱組合見表1、表2。
表2 抽油杆柱組合
油杆級數油杆長度（m）油杆外徑（mm）抽油杆線重（kg/m）
第1級1000.1254.19
測試得到的上漏失曲線值為62KN，下漏失曲線值為 50KN 。
利用上面的計算方法對該井進行計算之後，得到的計算結果見表3：
表3 計算結果列表
杆柱組合自重（KN）44.88
泵出口壓力（）8.68
沉沒壓力對上柱塞的作用力（KN）12
井口回壓對上柱塞的作用力（KN）1.34
沉沒壓力對下柱塞的作用力（KN）4.74
井口回壓對下柱塞的作用力（KN）0.41
泵出口壓力對上柱塞的作用力（KN）29.12
泵出口壓力對下柱塞的作用力（KN）8.93
從表3中的計算結果中可以看出，用漏失曲線推算出的杆柱組合自重為44.88KN，而用兩級抽油杆長度乘以抽油杆線重的方法計算得到的杆柱自重為41.06KN，兩者相差3.82KN，差異很大，產生差異的主要原因是由於用線重計算杆重的方法忽略了杆柱組合中部分元件，這些元件包括光杆、泵活塞、短節和扶正器等。
用漏失曲線推算出的泵出口壓力為8.68MPa，而根據油水相對密度和含水率計算得到的泵出口靜水壓是9.63MPa，引起計算結果差別的主要原因是：該井的動液面較高的原因，另外在油管內，流體處於氣液兩相流狀態，如用純液流計算，就會導致計算結果偏大。採用多相垂直管流計算方法會得到較準確的計算值，但需要的已知參數多，且不易準確獲取。
結論
研究了示功儀測試上、下漏失曲線的意義以及力的組成，針對於液力反饋泵井建立了上、下漏失曲線測試時抽油杆的受力平衡方程，通過兩個方程聯立求解，得到抽油杆自重、泵出口壓力以及液柱載荷的計算公式。該方法測試數據簡單，所得到的參數對液力反饋泵井工況診斷和油井工藝方案設計具有重要作用。
井口油壓產生的載荷：
將式（8）與式（9）代入式7中得液柱的壓力為
聲明：本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人，不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用，如有內容圖片侵權或者其他問題，請聯繫本站作侵刪。 侵權投訴
相關焦點
-
液力耦合器的結構與工作原理詳解
打開APP 液力耦合器的結構與工作原理詳解 steve 發表於 2018-10-06 15:44:00 由於液體ATF在液力耦合器中作循環流動時，有受到任何其它附加外力，故發動機作用於泵輪上的轉矩與渦輪所接收並傳給從動軸的轉矩相等。 在介紹液力耦合器之前，必須首先了解液力耦合器的結構及其工作原理，這是學習變矩器工作原理的基礎。液力耦合器是一種液力傳動裝置，又稱液力聯軸器。在不考慮機械損失的情況下，輸出轉矩與輸入轉矩相等。 -
液力耦合器原理及油路流程詳解
調速型液力耦合器的工作原理調速型液力耦合器主要由泵輪、渦輪、勺管室等組成,如下圖所示。如此周而復始的重複，形成工作油在泵輪和渦輪中的循環流動圓。由此可見，泵輪把輸入的機械功轉換為油的動能，而渦輪則把油的動能轉換成為輸出的機械功,從而實現動力的傳遞。下面兩張圖是液力耦合器油路圖，能夠直觀的看出液力耦合器中潤滑油和工作油的油路走向及作用。 -
圖文講解柱塞泵的結構及工作原理
柱塞泵的結構組成柱塞泵主要由動力端和液力端兩大部分組成，並附有皮帶輪、止回閥、安全閥、穩壓器、潤滑 系統等組成。(5)機座機座是安裝動力端和連接液力端部分的受力構件，機座後部兩側有軸承孔，前部設有與液力端連接的定位銷孔保證滑道中心與泵頭中心的對中性，在機座的前部一側設有放液孔，用來排放滲漏 的液體。 -
噴油泵工作原理
噴油泵工作原理是什麼呢?感興趣的小夥伴們快來看看吧~本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/283739.htm 噴油泵，是柴油機上的一個重要組成部分，由發動機曲軸齒輪帶動凸輪軸轉動以完成噴油功能。噴油泵上一般還都安裝有調速器，用於保障柴油機的低速運轉和對最高轉速的限制，確保噴射量與轉速之間保持一定的關係。 -
詳解uc3842晶片的電壓反饋電路工作原理
打開APP 詳解uc3842晶片的電壓反饋電路工作原理 電子發燒友 發表於 2016-11-05 07:49:11 最初開始接觸電路的朋友們不要因為這款晶片的簡易性而忽視了其中的原理哦。 本篇文章就將對uc3842當中的電壓反饋電路進行較為詳細的講解與分析，希望各位設計者們能充分理解其中的知識點。 輸出電壓直接分壓作為誤差放大器的輸入，如圖1所示。 -
汽車方向盤助力轉向油泵 轉向油泵的結構和工作原理
就目前汽車上配置的助力轉向系統和我能看到的資料，大致可以分為三類，(1)一種是 機械式液壓動力轉向系統;(2)一種是電子液壓助力轉向系統;(3)另外一種電動助力轉向系統，下面就和電動邦小編一起看下汽車方向盤助力轉向油泵吧。 -
齒輪油泵工作原理應用行業
1、性能特點齒輪油泵內部採用漸開線齒輪或圓弧齒輪構成。一般都帶有安全閥。齒輪油泵適用於輸送潤滑性無腐蝕性的油類等液體介質，適用於輸送高揚程的介質。齒輪油泵是靠輸送的介質來潤滑的，優點是對介質要求不高，一般壓力不超過6MPa，具有自吸能力，流量均勻，工作可靠等特點。 -
液力變矩器是如何工作的 其設計發展有哪些
若選擇非透穿度液力變矩器，發動機只能在一個工況點工作，或最大扭矩點或最大功率點，若取發動機最大扭矩點，則啟動性能和加速性能較好，但是不能利用發動機的最大功率，則高速行駛性能較差。三、液力變矩器的工作原理液力變矩器的工作原理就像兩個風扇相對，一個風扇工作，然後將另一個不工作的風扇吹動。 -
液力耦合器的作用及運作原理
打開APP 液力耦合器的作用及運作原理 網絡整理 發表於 2021-01-05 17:34:48 液力耦合器的作用 液力偶合器是輸出轉矩與輸入轉矩相等的液力元件 -
潤滑油泵(齒輪油泵)工作原理內部結構和運行維護
潤滑油泵(齒輪油泵)工作時，泵缸與嚙合齒輪間所形成的工作容積變化和移動來輸送液體，使之增壓的迴轉泵。外嚙合雙潤滑油泵(齒輪油泵)的結構。一對相互嚙合的齒輪和泵缸把吸入腔和排出腔隔開。齒輪轉動時，吸入腔側輪齒相互脫開處的齒間容積逐漸增大，壓力降低，液體在壓差作用下進入齒間。 -
柱塞式噴油泵結構工作原理基礎
噴油泵是柴油供給系中最重要的另件，它的性能和質量對柴油機影響極大，被稱為柴油機的"心臟"。 一．功用、要求、型式 功用：提高柴油壓力，按照發動機的工作順序，負荷大小，定時定量地向噴油器輸送高壓柴油，且各缸供油壓力均等。 -
部分自動變速箱構造及工作原理
另外由於輸入和輸出兩端存在轉速差，會出現扭矩增大的現象，這就是汽車在啟動時得到的扭矩大於發動機輸出扭矩的原因。▲ 液力變矩器的工作原理液壓油在泵輪和渦輪之間循環，從而使扭矩增大。輸入和輸出之間存在可隨意流動的液壓油，因此液力變矩器可以形成自動離合的狀態。 -
「撬起地球」的新方式,長城潤滑油帶你了解液力傳動系統
液壓器的工作原理液力傳動工作原理見圖1。液力裝置只有上述兩個部件，稱液力耦合器。如液力裝置除有上述兩個部件之外，還有固定的導流部件（導輪），稱為液力變矩器。為擴大液力元件的使用範圍。將液力耦合器或變矩器與各種機械原件組合成一體，則稱為液力機械元件（或稱液力機械耦合器或液力機械變矩器）。所以現在應用的液力傳動有三大類：即液力耦合器、液力變矩器和液力機械變矩器。 -
詳解繼電器的工作原理及電路
詳解繼電器的工作原理及電路掌握知識 -
汽車底盤構造和四大體系詳解
傳動系具有減速、變速、倒車、中斷動力、輪間差速和軸間差速等功能，與發動機配合工作，能保證汽車在各種工況條件下的正常行駛，並具有良好的動力性和經濟性。二.傳動系的種類和組成 傳動系可按能量傳遞方式的不同，劃分為機械傳動、液力傳動、液壓傳動、電傳動等。 -
螺杆空壓機工作原理是什麼(圖文詳解)
打開APP 螺杆空壓機工作原理是什麼（圖文詳解） 發表於 2018-02-02 16:42:24 在壓縮機機體的兩端，分別開設一定形狀和大小的孔口。一個供吸氣用，稱為進氣口；另一個供排氣用，稱作排氣口。 螺杆空壓機優點 高性能高效率 空壓機設備-螺杆式空氣壓縮機採用高容量壓縮組件，其轉子外圓速度低而且達到最佳注油，實現了高效率、高可靠性。 -
液壓齒輪油泵的結構以及工作原理
齒輪泵的工作原理和結構它是分離三片式結構，三片是指泵蓋和泵體，泵體內裝有一對齒數相同、寬度和泵體接近而又互相嚙合的齒輪，這對齒輪與兩端蓋和泵體形成一密封腔，並由齒輪的齒頂和嚙合線把密封腔劃分為兩部分，即吸油腔和壓油腔。兩齒輪分別用鍵固定在由滾針軸承支承的主動軸和從動軸上，主動軸由電動機帶動旋轉。 -
圖靈測試介紹 圖靈機的工作原理詳解
圖靈測試介紹 圖靈機的工作原理詳解 工程師3 發表於 2018-05-01 10:45:00 圖靈測試簡介 圖靈測試（TheTuringtest） -
汽車懸架知識專題:減震器工作原理詳解
懸架系統中由於彈性元件受衝擊產生振動，為改善汽車行駛平順性，懸架中與彈性元件並聯安裝減振器，為衰減振動，汽車懸架系統中採用減振器多是液力減振器，其工作原理是當車架（或車身）和車橋間受振動出現相對運動時，減振器內的活塞上下移動，減振器腔內的油液便反覆地從一個腔經過不同的孔隙流入另一個腔內。 -
電感減震器工作原理,電感減震器工作原理詳解
導讀：電感減震器工作原理，電感減震器工作原理詳解如果汽車失去了減震器是什麼滋味？那我們完全可以聯想到古代出行工具「馬車」帶來的別樣震感。汽車減震器是為了改善汽車行駛的平順性和舒適性，對於需要經常跑崎嶇不平的山路的司機朋友來說，減震器就是非常重要的存在了。