抽油机井理论示功图学习教案

1、会计学1抽油机井理论抽油机井理论(lln)示功图示功图第一页，共45页。2、理论(lln)示功图的形成学习(xux)目录4、理论(lln)示功图的绘制3、理论示功图载荷计算1、示功图有关概念工况分析培训班工况分析培训班第1页/共44页第二页，共45页。2、理论(lln)示功图的形成学习(xux)目录4、理论(lln)示功图的绘制3、理论示功图载荷计算1、示功图有关概念2022-7-63工况分析培训班工况分析培训班第2页/共44页第三页，共45页。（1）示功图： 由专门的仪器测出，是描绘抽油机井驴头悬点载荷与光杆位移的关系曲线。封闭的曲线所围成的面积表示在一个冲程中抽油泵所作的功。 用途： 示功

2、图反映了抽油泵的工作情况，通过分析，可以了解油井的生产动态(dngti)及抽油装置的各项参数选择是否合理。1、示功图有关(yugun)概念2022-7-64工况分析工况分析(fnx)培训班培训班第3页/共44页第四页，共45页。第4页/共44页第五页，共45页。（2）理论示功图： 在理想情况下，只考虑悬点所承受(chngshu)的静载荷及由于静载荷引起的杆管弹性变形，而不考虑其他因素的影响，所绘制的示功图。1、示功图有关(yugun)概念绘制理论示功图目的： 与实测示功图比较，找出载荷变化差异(chy)，从而判断深井泵、抽油杆、油管的工作状况及油层的供液情况。2022-7-66工况分析培训班工

3、况分析培训班第5页/共44页第六页，共45页。理论(lln)示功图假设条件：1、假设泵、管没有(mi yu)漏失，泵工作正常；2、油层供液能力充足，泵充满(chngmn)程度良好；3、不考虑活塞在上、下冲程中，抽油杆柱所受到的摩擦力、惯性力、振动载荷与冲击载荷等动载荷的影响；4、不考虑砂、蜡、气、稠油的影响；5、不考虑油井连抽带喷；6、认为进入泵内的液体是不可压缩的，阀是瞬时开闭的。7工况分析培训班工况分析培训班第6页/共44页第七页，共45页。（3）实测(sh c)示功图： 实测(sh c)示功图是是在砂、蜡、气和惯性载荷、振动载荷等综合因素影响下，实际测得的示功图也称地面示功图。1、示功图

4、有关(yugun)概念2022-7-68工况分析工况分析(fnx)培训班培训班第7页/共44页第八页，共45页。2022-7-69工况分析工况分析(fnx)培训班培训班第8页/共44页第九页，共45页。2022-7-6采油工工况分析采油工工况分析(fnx)培训培训班班102、理论(lln)示功图的形成学习(xux)目录4、理论示功图的绘制3、理论最大最小载荷计算1、示功图有关概念第9页/共44页第十页，共45页。第10页/共44页第十一页，共45页。上游动阀上游动阀（连接(linji)抽油杆）固定(gdng)阀罩固定(gdng)阀固定阀球和座下游动阀（有锥度）活塞上的防砂槽第11页/共44页第

5、十二页，共45页。 深井泵的活塞在做往复运动。活塞在最低位置时，两个凡尔之间有一余隙，此余隙内充满(chngmn)了液体。当活塞下行程快接近死点时，固定凡尔关闭着，游动凡尔打开着，此时，活塞上下液体连通，光杆上只承受抽油杆柱在油中的重量；油管承受了全部液柱重量。 当活塞到达下死点开始上行程的瞬间，游动凡尔立即关闭，使活塞上下不连通。活塞要推动其上的液柱向上移动，这个液柱的重量就加在活塞上，并经过抽油杆加在光杆上。油管此时只承受它与活塞之间环形截面上液柱的重量。2022-7-613A点是下死点(s din)ABSW第12页/共44页第十三页，共45页。 在下死点前后，抽油杆柱上多了一个(y )活

6、塞截面以上液柱的重量，油管上少了一个(y )活塞截面以上液柱的重量。 这时，就要发生弹性变形，油管就要缩短，抽油杆就要伸长（细长的油管和抽油杆柱，本身是一个(y )弹性体，在负荷变化时，就产生相应的变形，此变形的多少和负荷变化的多少成正比）此时，光杆虽然在上移，但活塞相应于泵筒来说，实际未动，这样，就画出了图中AB斜直线。AB线表示了光杆负载增加的过程，称为增载线。2022-7-614ABSW第13页/共44页第十四页，共45页。 当弹性变形完毕光杆带动活塞开始上行（B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，光杆处所承受的负荷，仍和B点时一样(yyng)没有变化，所以

7、，画出一条直线BC。B点是固定(gdng)凡尔打开点2022-7-615ABSWC第14页/共44页第十五页，共45页。 当活塞到达上死点（C点），在转入下行程的瞬间，固定凡尔关闭，活塞开始压缩泵筒中的液体。活塞挤压给液体一个作用力，这个力作用在油管上，使油管伸长；液体反过来又给活塞一个反作用力，使抽油杆柱开始减载，杆柱缩短，油管伸长、抽油杆缩短，使泵内压力不能及时升高。 当杆管变形结束，泵内压力大于泵上油管内液柱压力，游动凡尔打开（D点），活塞上下连通。此时，由于油管伸长，抽油杆柱缩短，活塞相对于泵筒没有(mi yu)移动，于是画出了CD斜线。CD斜线表示了光杆上负荷减少的过程，称为减载线。

8、2022-7-616第15页/共44页第十六页，共45页。 当弹性变形完毕，活塞开始下行，液体就通过游动凡尔向活塞以上转移，在液体向活塞以上转移的过程中，光杆上所受的负荷不变，所以画出一条和BC平行的直线(zhxin)DA。 当光杆行到下死点，在下行程完毕又将开始的瞬间，游动凡尔关闭，负荷又发生转移，开始了一个新的往复，这样，就画成了一个封闭的曲线，我们叫它做示功图。2022-7-617ABSWCD第16页/共44页第十七页，共45页。AB增载线BC活塞上行程线，最大载荷线ABC驴头上(tu shn)行程线CD减载线DA活塞下行程线，最小载荷线CDA驴头下行程线 2022-7-618工况分析工

9、况分析(fnx)培训班培训班CBAS光光S活活DWrW1W静静SW第17页/共44页第十八页，共45页。A点：下死点B点：悬点加载完毕，固定阀打开(d ki)点C点：上死点D点：悬点卸载完毕，游动阀打开(d ki)点2022-7-619工况分析工况分析(fnx)培训班培训班CBAS光光S活活DWrW1W静静SW第18页/共44页第十九页，共45页。S光-光杆冲程，米；S活-活塞行程，米；Wr-抽油杆柱以上的在井筒内液体中的重量(zhngling)，KN；W1-活塞截面液柱重量(zhngling)，KN；W静W杆W液-光杆承受的最大静负荷，KN；1-抽油杆伸缩长度，米；2-油管伸缩长度，米；12

10、-冲程损失，米。2022-7-620工况分析工况分析(fnx)培训班培训班CBAS光光S活活DWrW1W静静SW1212第19页/共44页第二十页，共45页。2022-7-6采油工工况分析采油工工况分析(fnx)培训班培训班212、理论(lln)示功图的形成学习(xux)目录4、理论示功图的绘制3、理论示功图载荷计算1、示功图有关概念第20页/共44页第二十一页，共45页。 理论示功图只考虑了悬点所承受的静载荷(zi h)及冲程损失，而不考虑其他因素的影响。减程比：光杆冲程(chngchng)在图上的长度与光杆实际冲程(chngchng)长度之比，用“a”表示。 a = S图/S实力比：实际悬

11、点载荷与其在图上的长度之比，用“b”表示(biosh)，单位KN/mm b W实/W图冲程损失：随着载荷的交替转移，使油管和抽油杆发生伸长缩短，因而使活塞实际冲程小于光杆冲程，这一差值即冲程损失。2022-7-622工况分析培训班工况分析培训班第21页/共44页第二十二页，共45页。（1）抽油杆柱载荷： 在上冲程(chngchng)中，游动阀关闭，抽油杆柱不受管内液体浮力的作用，所以上冲程(chngchng)中作用在悬点的抽油杆柱载荷为杆柱在空气中的重力。上冲程悬点承受(chngshu)载荷：抽油杆柱空气中重：Wrd2/4L杆d杆直径(zhjng) m 重度，单位:NWrq杆L qr每米抽油杆

12、空气中重，单位: N2022-7-623工况分析培训班工况分析培训班第22页/共44页第二十三页，共45页。上冲程(chngchng)悬点承受载荷： 在上冲程中，由于(yuy)游动阀关闭，作用在柱塞上的液柱引起的悬点载荷为：（2）作用(zuyng)在柱塞上的液柱载荷活塞有效截面上液柱重：W1D2/4L液 d2/4L液 =（D2d2）/4L液 上冲程悬点承受载荷： Wr W1即悬点最大静载荷：W最大 Wr W1W1q1L qr活塞有效截面上每米液柱重，单位: N2022-7-624工况分析培训班工况分析培训班第23页/共44页第二十四页，共45页。 在下冲程中，游动阀打开后，油管内液体的浮力作用

13、在抽油杆柱上。所以(suy)，下冲程中作用在悬点上的抽油杆柱的重力减去液体的浮力，即它在液体中的重力作用在悬点上的载荷。Wrd2/4L（杆 液） 重度，单位(dnwi):N下冲程悬点承受(chngshu)载荷：最小静载荷： W最小 Wr3、理论示功图载荷的计算Wrq杆L qr每米抽油杆液柱中重，N2022-7-625工况分析培训班工况分析培训班第24页/共44页第二十五页，共45页。上行程(xngchng)：悬点最大静载荷：W最大 Wr W1 下行程(xngchng)：悬点最小静载荷： W最小 Wr上下行程(xngchng)中在杆柱和管柱之间相互转移的载荷： 相互转移的载荷为上下冲程悬点承受的

14、静载荷之差： W最大W最小（Wr W1） Wr上下冲程载荷差值用 W1表示。2022-7-626工况分析培训班工况分析培训班第25页/共44页第二十六页，共45页。 上下(shngxi)冲程载荷差 = WrW1Wr d2/4L杆（D2d2）/4L液 d2/4L（杆 液） （D2d2）/4L液 d2/4L液 D2/4L液令W1D2/4L液，简称(jinchng)转移载荷。由以上(yshng)推导可知： Wr W1 Wr W12022-7-627工况分析培训班工况分析培训班第26页/共44页第二十七页，共45页。W最大 Wr W1 Wr W13、理论示功图载荷(zi h)的计算2022-7-628

15、工况分析培训班工况分析培训班CBAS光光S活活DWrW1W静静SW第27页/共44页第二十八页，共45页。2022-7-6采油工工况分析采油工工况分析(fnx)培训班培训班292、理论(lln)示功图的形成学习(xux)目录4、理论示功图的绘制3、理论最大最小载荷计算1、示功图有关概念第28页/共44页第二十九页，共45页。1109.某井的实测示功图上，上冲程最高点到基线(jxin)的距离为L=4，动力仪力比为c=2kN/mm，抽油机型号为CYJ10-3-48B，求抽油机负载利用率(g取10m/s2)。1109. 解：(1)悬点最大载荷(zi h)Wmax=Lc=4102=80（kN）(2)负

16、载利用率利=（W额/Wmax）100%= 100%=80%答：该井抽油机负载利用率为80%。第29页/共44页第三十页，共45页。 示功图显示，某井抽油杆断脱，该示功图中线(zhngxin)距横坐标10，动力仪力比为2kN/mm，抽油杆柱在液体中的重力为36.24N/m，试求抽油杆断脱点以上抽油杆的长度。 解：L=hc/g杆=102000/36.24=551.88(m)答：断脱点以上(yshng)抽油杆长551.88m。10第30页/共44页第三十一页，共45页。 某抽油机井示功图的下载荷(zi h)线距基线12，上载荷(zi h)线距基线17，动力仪力比为2.2kN/mm，试求该井液柱重。解

17、：由示功图（驴头悬点载荷）组成(z chn)内容可知：抽油机井井筒液柱重=（上载荷-下载荷）动力仪力比即:WL=（17-12）2.2=11.0(kN)CBAS光S活DWrW1W静SW第31页/共44页第三十二页，共45页。（1）建立坐标：以实测(sh c)图的基线为横坐标S，表示冲程；通过实测(sh c)图的最左端作纵坐标W，表示光杆上的负荷。（2）计算载荷及在图上高度：根据所测的油井参数(cnsh)，求出抽油杆在液体中重量Wr和活塞截面上液柱载荷W1。2022-7-633工况分析工况分析(fnx)培训班培训班（3）然后根据力比计算出Wr W1在纵坐标上高度，分别以Wr、W1为高做横坐标平行线

18、B1C 和 AD1 。第32页/共44页第三十三页，共45页。（4）求冲程损失(snsh)及在图上长度：求出冲程损失(snsh)B1B=冲程损失(snsh)减程比 aB1C=光杆冲程长度减程比 Sa 在B1C线上，取BC=B1CB1B，确定B点，连接AB，过C点做AB平行线CD，则平行四边形ABCD就是(jish)所求理论示功图。2022-7-634工况分析工况分析(fnx)培训班培训班BAD第33页/共44页第三十四页，共45页。1.26KN/mm，原油(yunyu)比重0.86，钢比重7.85，抽油杆、油管的弹性伸缩为0.8m，g=10m/s2，求该井理论示功图。绘制理论(lln)示功图示

19、例：2022-7-635工况分析培训班工况分析培训班第34页/共44页第三十五页，共45页。 1、做直角坐标。以实测图的基线为横坐标，用s表示(biosh)冲程，通过实测图的最左端做纵坐标，用W表示(biosh)光杆负荷。SWOWS2022-7-636工况分析工况分析(fnx)培训班培训班第35页/共44页第三十六页，共45页。 2、计算抽油杆在液体中重量Wr和活塞截面(jimin)上液柱载荷W1Wr d2/4L（杆 液）g这里(zhl)的指比重，无因次量 3.14 0.0222/4 800（7.85 0.972）10 20.9（KN）W1D2/4L液g 3.140.072/4 8000.97

20、210 29.9（KN）没有(mi yu)g时单位是吨。与前面是重度不同。如钢重度=7.85104 N/m3g取10m/s2 2022-7-637工况分析培训班工况分析培训班0.86 (1-80%)+180%第36页/共44页第三十七页，共45页。 3、计算光杆负荷(fh)在纵坐标上的高度下冲程(chngchng) OA Wr/ b 20.9 / 1.26 16.6(mm)上冲程(chngchng) OB (W1 Wr)/b50.8 /1.26 40.3(mm) 在纵坐标上分别以OA、OB为高，做纵坐标的平行线AD、BCSWOABDC2022-7-638工况分析培训班工况分析培训班第37页/共44页第三十八页，共45页。 4、计算(j sun)冲程和冲程损失在图上长度，画出理论示功图光杆(un n)冲程图上长度：S光 S实a36001/45 80(mm)冲程损失(snsh)图上长度:冲程损