实验二抽油泵泵效和示功图实验 实验目的 1.掌握泵效测量和计算的方法 2.观察泵效和产气量之间的关系; 3、观察悬点载荷随悬点位移变化的过程,了解地面示功图的测试原理。 4、掌握根据实测示功图分析井下泵的工作状况的方法。 实验原理 1.抽油泵的泵效计算 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: 式中:Q一泵的实际排液量:Qr一泵的理论排量:n、一泵效 D 2r= Sn 式中:D一泵径:S一冲程: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,通过测定有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): 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 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。 2、理论示功图及其分析 以悬点位移为横坐标、悬点载荷为纵坐标作出的静载荷作用下的理论示功图如下图示
实验二 抽油泵泵效和示功图实验 一．实验目的 1. 掌握泵效测量和计算的方法； 2. 观察泵效和产气量之间的关系； 3、观察悬点载荷随悬点位移变化的过程，了解地面示功图的测试原理。 4、掌握根据实测示功图分析井下泵的工作状况的方法。 二．实验原理 1．抽油泵的泵效计算 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： 式中： Q — 泵的实际排液量；QT — 泵的理论排量；ηv — 泵效。 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，通过测定有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）： 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。 2、理论示功图及其分析 以悬点位移为横坐标、悬点载荷为纵坐标作出的静载荷作用下的理论示功图如下图示：
在下死点A处的悬点静载荷为W’,长冲程开始后液柱载荷'逐渐加到柱塞上,引起抽油 杆柱和油管柱的变形,载荷加完后停止变形(元=BB),B点以后悬点以不变的静载荷 (W′+W)上行至上死点C。从上死点开始下行后,由于抽油杆柱和油管柱的弹性,液柱 载荷川逐渐由柱塞转移到油管上,悬点逐渐卸载,在D点卸载完毕,悬点以固定的静载荷 W′继续下行到A点。这样,在静载荷作用下的悬点理论示功图为平行四边形ABCD。ABC为 上冲程,AB为加载线,加载时,游动阀和固定阀同时处于关闭状态,B点加载完毕,变形结 束,所以λ=BB,柱塞与泵筒开始发生相对移动,固定阀也开始打开而吸入液体,故BC 为吸入过程BC=SP(SP泵的冲程),在此过程中,游动阀处于关闭状态。在D点卸载完毕, 变形结束,DD=λ,柱塞开始与泵筒发生向下的相对位移,游动阀被顶开而开始排出液 体。DA为排出过程,DA=SP,排出过程中固定阀处于关闭状态 考虑惯性后的理论示功图是把惯性载荷叠加在静载荷上,叠加后的示功图为一个扭曲 的平行四边形。考虑振动时,则把抽油杆柱引起的悬点载荷叠加在扭曲的四边形上,由于抽 油杆柱的振动发生在粘性液体中,所以为阻尼振动,叠加之后,在吸入过程和排出过程将出 现逐渐减弱的波浪线 气体和充不满对示功图的影响 由于在下冲程末余隙内还残存一定数量的溶解气和压缩气,上冲程开始后泵内压力因 气体的膨胀而不能很快降低,使吸入阀打开滞后,加载变慢。余隙越大,残存的气量越多, 泵口压力越低,吸入阀打开滞后的越多,BB线越长。(如下图示) 下冲程时,气体受压缩,泵内压力不能迅速提高,使排出阀滞后打开。卸载变慢,泵
在下死点 A 处的悬点静载荷为 Wr ，长冲程开始后液柱载荷 W1 逐渐加到柱塞上，引起抽油 杆柱和油管柱的变形，载荷加完后停止变形（ BB ），B 点以后悬点以不变的静载荷 （ Wr + W1 ）上行至上死点 C。从上死点开始下行后，由于抽油杆柱和油管柱的弹性，液柱 载荷 W1 逐渐由柱塞转移到油管上，悬点逐渐卸载，在 D 点卸载完毕，悬点以固定的静载荷 Wr 继续下行到 A 点。这样，在静载荷作用下的悬点理论示功图为平行四边形 ABCD。ABC 为 上冲程，AB 为加载线，加载时，游动阀和固定阀同时处于关闭状态，B 点加载完毕，变形结 束，所以 BB ，柱塞与泵筒开始发生相对移动，固定阀也开始打开而吸入液体，故 BC 为吸入过程 BC=SP（SP 泵的冲程），在此过程中，游动阀处于关闭状态。在 D 点卸载完毕， 变形结束， DD ，柱塞开始与泵筒发生向下的相对位移，游动阀被顶开而开始排出液 体。DA 为排出过程，DA= SP，排出过程中固定阀处于关闭状态。 考虑惯性后的理论示功图是把惯性载荷叠加在静载荷上，叠加后的示功图为一个扭曲 的平行四边形。考虑振动时，则把抽油杆柱引起的悬点载荷叠加在扭曲的四边形上，由于抽 油杆柱的振动发生在粘性液体中，所以为阻尼振动，叠加之后，在吸入过程和排出过程将出 现逐渐减弱的波浪线。 3、气体和充不满对示功图的影响 由于在下冲程末余隙内还残存一定数量的溶解气和压缩气，上冲程开始后泵内压力因 气体的膨胀而不能很快降低，使吸入阀打开滞后，加载变慢。余隙越大，残存的气量越多， 泵口压力越低，吸入阀打开滞后的越多， BB 线越长。（如下图示） 下冲程时，气体受压缩，泵内压力不能迅速提高，使排出阀滞后打开。卸载变慢，泵
的余隙越大进入泵内的气量越多,DD线越长,示功图的“刀把”现象越明显,当进泵气 量很大而沉没压力很低时,就会出现“气锁”,如图点划线所示。但气锁会因沉没压力的升 高而自动解除。 气体使泵效降低的数值可用下式近似计算 =DD/s 充满系数B=ADAD 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0.4ml/min,待 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0.2ml/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0.1ml/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;直至数据合格为止。 11.接通计算机电源,打开计算机,双击示功图测试程序。 12.用手转动皮带轮将驴头悬点降至下死点,并记录下死点悬点载荷W;再将悬点升 至上死点,并记录上死点悬点载荷+"'。 13.记录泵的冲程,并根据悬点载荷画出静载荷作用下的理论示功图。 14.测试并记录示功图。 15.调节气量阀,分别将进入泵筒中的气量定为0.4m3/h、0.2m3/h和0.1m3/h,记录相
的余隙越大进入泵内的气量越多， DD 线越长，示功图的“刀把”现象越明显，当进泵气 量很大而沉没压力很低时，就会出现“气锁”，如图点划线所示。但气锁会因沉没压力的升 高而自动解除。 气体使泵效降低的数值可用下式近似计算： DD s g / 充满系数 AD/ AD 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 0.4ml/min，待 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 0.2 ml/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 0.1ml/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；直至数据合格为止。 11.接通计算机电源，打开计算机，双击示功图测试程序。 12.用手转动皮带轮将驴头悬点降至下死点，并记录下死点悬点载荷 Wr ；再将悬点升 至上死点，并记录上死点悬点载荷 Wr + W1 。 13.记录泵的冲程，并根据悬点载荷画出静载荷作用下的理论示功图。 14.测试并记录示功图。 15.调节气量阀，分别将进入泵筒中的气量定为 0.4m3/h、0.2m3/h 和 0.1m3/h，记录相
应气量时的示功图。 16.断开抽油机和空压机电源,关闭计算机,轻抬支架更换泵筒,更换对应的进液管 打开相应泵的进气阀; 17.重复11-16步 18.清扫地面,试验结束 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.实验报告 1.简述实验目的与实验原理 2.处理数据记录表的数据,包括求理论排量、泵效和分气效果; 3、处理数据记录表的数据,画出静载荷理论示功图 4、根据所记录的各种情况下的示功图,计算气体使泵效降低的数值ng和充满系数β, 并与前面的泵效试验计算结果进行比较,至少给出一组计算实例; 5.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)
应气量时的示功图 。 16.断开抽油机和空压机电源，关闭计算机，轻抬支架更换泵筒，更换对应的进液管， 打开相应泵的进气阀； 17.重复 11-16 步； 18.清扫地面，试验结束。 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．实验报告 1. 简述实验目的与实验原理； 2. 处理数据记录表的数据，包括求理论排量、泵效和分气效果； 3、处理数据记录表的数据，画出静载荷理论示功图； 4、根据所记录的各种情况下的示功图，计算气体使泵效降低的数值 ηg’和充满系数 β， 并与前面的泵效试验计算结果进行比较，至少给出一组计算实例； 5. 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）