《有杆抽油系统》课程综合复习资料

中国石油大学 华东 现代远程教育 有杆抽油系统 第 1 页 共 6 页 有杆抽油系统有杆抽油系统 一 一 1 在上下冲程中 摩擦载荷始终增加抽油机的悬点载荷 2 抽油设备由抽油机 抽油杆 抽油泵及井下采油附件组成 3 游梁式抽油机主要由电动机 皮带减速箱 曲柄 连杆 游梁机构以及辅助部件等四大部分 组成 4 旋转驴头游梁式抽油机 蛋形驴头游梁式抽油机 六连杆双游梁抽油机均具有长冲程的特点 5 游梁式抽油机的运动指标越接近于 1 悬点的实际运动规律就越接近于真实运动规律 6 对于要求安装刮蜡器的抽油杆 需要在抽油杆上设置一定数量的限位器 限位器之间的距离 为冲程的一半 7 气锁会因沉没压力升高而自动解除 8 气锁会因沉没压力升高而自动解除 9 K 级杆用于中 重负荷并有腐蚀性的油井 10 采用玻璃钢抽油杆可以实现小泵深抽或大排量的功能 11 钢丝绳抽油杆是具有代表性的柔性抽油杆 12 抽油杆及其接箍的主要失效类型是疲劳断裂 13 对于要求安装刮蜡器的抽油杆 需要在抽油杆上设置一定数量的限位器 限位器之间的距离 为冲程的一半 14 抽油泵主要有泵筒 柱塞 游动阀 固定阀组成 15 可打捞式管式抽油泵由于加长短节与柱塞的配合间隙大而增加了泵的余隙 故在油气比大的 油井不宜采用 16 碗式柱塞适用于含砂较多的油井 17 在抽油泵下悬挂尾管或下油管锚均可改善油管的工作状况 二 单选题二 单选题 1 弹性滑动使带速 于主动轮表面速度而又 于从动轮表面速度 从动轮的圆周速 度总是 主动轮的圆周速度 B A 超前 滞后 低于 B 滞后 超前 低于 C 超前 滞后 高于 D 滞后 超前 高于 2 下冲程中 沉没压力对悬点载荷的影响是 C A 增加 B 减小 C 没有影响 D 前半冲程增加 后半冲程减小 3 下列 C 特点不是玻璃钢抽油杆的性能特点 A 重量轻 B 弹性好 C 可承受轴向压缩载荷 D 耐腐蚀 4 测量抽油机井示功图使用的仪器是 B A 回声仪 B 水力动力仪 C 传感测试仪 D 记录仪 5 带状抽油杆是一种由石墨复合材料制成的抽油杆 具有 A 以及耐腐蚀 使用寿命长等 特点 A 抗疲劳强度高 B 弹性好 刚度低 C 结构尺寸大 D 磨损均匀 中国石油大学 华东 现代远程教育 有杆抽油系统 第 2 页 共 6 页 6 在典型抽油杆工艺路线的基础上 增加 D 工序 并调整部分工序便可形成超高强度抽 油杆的制造工艺路线 A 抛丸强化 B 热校直 C 冷校直 D 表面淬火 7 下列 B 不是管式抽油泵的特点 A 结构简单 成本低 B 泵筒壁厚 承载能力大 8 在油井中使用刮蜡器以后 抽油杆在上下冲程时的阻力增加 这将使悬点最大负荷增加 使 抽油杆在下冲程时产生附加的弯曲应力 为此应在抽油杆下部使用 A A 加重杆 B 扶正器 C 减振器 D 防脱器 9 下列 A 抽油泵不适合于在含砂油井使用 A 流线型抽油泵 B 三管抽油泵 C 防砂卡抽油泵 D 出砂井用抽油泵 10 提升液体和克服各种阻力所消耗的功率为抽油机的 B A 输入功率 B 光杆功率 C 有效功率 D 系统效率 C 适于高产液井 D 多在深井中使用 四 多选题四 多选题 1 抽油机的平衡主要受下列 ABCD 因素的影响 A 油井生产参数 B 平衡方式 C 平衡位置 D 抽油机的几何外形 2 适合于油气比大油井使用的抽油泵主要有 AC A 两级压缩抽油泵 B 流线型抽油泵 C 机械启闭阀抽油泵 D 三管抽油泵 3 按固定装置在泵上的位置和在抽油时是泵筒上下移动还是柱塞上下移动 可将杆式抽油泵分 为 ABD 三类 A 定筒式顶部固定杆式泵 B 定筒式底部固定杆式泵 C 动筒式 顶部固定杆式泵 D 动筒式底部固定杆式泵 4 空心抽油杆是为满足 AC 井的开采而研制的 A 稠油井 B 出砂井 C 结蜡井 D 稀油井 5 除了抽油杆和接箍以外 抽油杆柱的附属器具主要有 ABCD A 抽油光杆 B 抽油杆扶正器 C 加重杆 D 抽油杆防脱器 五 简答题五 简答题 1 怎样判断游梁式抽油机的平衡状况 不平衡时怎样进行调整 答 从抽油机扭矩曲线上观察驴头在上下冲程中峰值扭矩是否相等 可直接判断出抽油机的平衡 状况 如果上冲程峰值扭矩大于下冲程峰值扭矩 则表明上重下轻 平衡不够 需要增大平衡扭 矩 否则需要减小平衡扭矩 对于游梁式抽油机来说 除了用扭矩曲线判断抽油机的平衡状况之外 常用的方法还有如下 几种 1 观察法 电动机是否有不正常的 呜呜 声 采取反复开停抽油机的方法来观察驴头和曲柄的停留位置 一般平衡理想的抽油机 当 曲柄在任何转角停抽时 曲柄可停留在任何位置 如果当驴头在任何位置停抽时 最后驴头停在 上死点 表明平衡块偏重 相反 最后驴头停在下死点 则表明平衡块偏轻 2 测时法 对于常规型游梁式抽油机来说 当完全平衡时 抽油机上下行程的时间是相等的 如果上冲 程快 下冲程慢 则说明所加的平衡块过重 应减轻平衡块的重量 或是减小平衡半径 相反 中国石油大学 华东 现代远程教育 有杆抽油系统 第 3 页 共 6 页 如果下冲程快 上冲程慢 则说明所加的平衡块过轻 应加重平衡块的重量 或是增加平衡半径 但是 测时法不适用于异相平衡或气平衡的游梁式抽油机的平衡判断 3 测电流法 现场最简便的方法就是用钳形安培表测量电动机的三相电流 对于平衡良好的抽油机来说 上下行程电动机的电流峰值是相等或相近的 如果测得上冲程电流大于下冲程电流 则表明平衡 重偏轻 否则平衡重偏重 要使抽油机上下行程时电动机的电流峰值相等是很困难的 一般规定 抽油机平衡率 下冲程电流峰值 上冲程电流峰值 不小于 70 即认为抽油机已处于平衡状态 4 平衡半径法 目前没有直接测减速器轴扭矩的仪器 用贴应变片的方法计算扭矩 成本高 难操作 现场 一般采用扭矩因素法和经验公式法 2 简述气锚的工作原理 答 建立在油气密度差的基础上 利用滑脱和离心的作用将油气分开 上冲程时 泵吸入阶段 分气过程可分为四个步骤 1 气泡在套管内随液流上升时 由于油气密度差 使油气产生滑脱 气泡上行速度等于 液体上升速度加上气泡在静止液体中上升速度 因次 气泡上升速度较液体上升速度快一个 进 行气泡首次分离 2 气泡在气锚进液孔附近进行二次分离 当气泡到达气锚进液孔附近时 液流要流向气 锚进液孔 流动方向发生改变 气泡上升速度及方向也将改变 液体中气泡能否进入气锚取决于 垂直分速与水平分速的比值 垂直分速越大 水平分速越小 则气泡越不容易进入气锚 因此 越靠近气锚的气泡 水平分速越大 越容易被液流带入气锚 气泡直径越小 垂直分速越小 越 容易被液流带入气锚 3 进入进液孔的气泡 在进液孔附近进行三次分离 当油气刚进入气锚时 液体流向是 近似水平的 而气泡有向上的上浮速度 这时有部分气泡上浮到气帽中 从排气孔排出 4 气泡在气锚环形空间进行第四次分离 这时气泡速度是液流下行速度减去气泡上升速 度 气锚环形空间有一部分能分离的最小气泡滞留在环形空间 下冲程时 泵排除阶段 不吸入 此时在泵的固定阀以下液体流速为零 所进行的以上四 个步骤的气泡都在静止条件下上浮至气锚的气泡中 或套管环形空间 这是分气效率最高阶段 3 简述杆式泵与管式泵的特点与适用范围 答 杆式泵 杆式泵与管式泵相比具有起下泵时不起下油管的特点 适合在深井中使用 杆式泵形式多样 选择的余地大 由于杆式泵整体从油管内下入 泵径受到油管尺寸的限制 所以相同尺寸的油管可以下入 的杆式泵泵径要比管式泵泵径小 因而其排量也受到了限制 管式泵 管式抽油泵结构简单 成本低 泵筒壁厚较厚 承载能力大 相同尺寸的油管中 可安装的管式泵泵径比杆式泵大 所以排液量也较大 对于产液量更大的油井 还可通过脱接器安装泵径大于油管内径的管式抽油泵以满足高产 中国石油大学 华东 现代远程教育 有杆抽油系统 第 4 页 共 6 页 液量的要求 4 何谓泵的充满程度 说明深井泵的气锁现象是否可以自动解除 为什么 答 泵的充满程度是指进入泵内的液体体积与柱塞让出的泵内体积之比 可以自动解除 5 试举例 5 种特种抽油杆 答 超高强度抽油杆 玻璃钢抽油杆 空心抽油杆 电热抽油杆 连续抽油杆 柔性抽油杆 带 状抽油杆 铝合金抽油杆 KD 级抽油杆等 6 简述加重杆的作用 答 当采用大直径抽油泵或抽稠油时 抽油泵柱塞在下冲程时将受到较大的阻力 随着泵径和原 油粘度的增大 阻力越大 直至抽油杆柱的下部发生纵向弯曲 使抽油杆柱承受附加弯曲应力 引起抽油杆的早期断裂 为了防止这种现象的发生 减少抽油杆柱的断脱事故 可在抽油杆柱的 下部采用加重杆 7 抽油杆可以分为几个等级 分别应用在什么状况的油井上 答 抽油杆规范 和 GB7229 87 中将普通抽油杆分为 C 级 D 级 K 级三个等级 C 级抽油杆 用于轻 中负荷的油井 D 级抽油杆用于中 重负荷的油井 K 级抽油杆用于轻 中负荷并有腐 蚀性的油井 8 简述改善油管工作状况的措施及其特点 答 1 在抽油泵下悬挂尾管 2 下油管锚 9 抽油井悬点所承受的载荷有哪些 分析上下冲程中存在哪些摩擦载荷 答 1 静荷载 抽油杆柱荷载 作用在柱塞上的液柱荷载 沉没压力 泵口压力 对悬点荷载的影响 井口回压对悬点荷载的影响 2 动荷载 惯性荷载 震动荷载 摩擦荷载 抽油过程中产生的其他荷载 上冲程存在的摩擦荷载 抽油杆柱与油管的摩擦力 柱塞与衬套之间的摩擦力 液柱与油管之间的摩擦力 下冲程存在的摩擦荷载 抽油杆柱与油管的摩擦力 柱塞与衬套之间的摩擦力 液柱与抽油杆柱之间的摩擦力 液体通过游动阀的摩擦力 六 论述题六 论述题 中国石油大学 华东 现代远程教育 有杆抽油系统 第 5 页 共 6 页 1 分析影响有杆泵泵效的因素并提出提高泵效的措施 答 影响泵效的因素 1 抽油杆柱和油管柱的弹性伸缩 2 气体和充不满的影响 3 漏失影响 提高泵效的措施 1 选择合理的工作方式 2 确定合理的沉没度 3 改善泵的结构 提高泵的抗磨 抗腐蚀性能 采取防砂 防腐蚀 防蜡及定期检泵等措施 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影响 2 何谓示功图 画出考虑气体影响下和充不满影响下的示功图并分析示功图的特征 示功图是由载荷随位移的变化关系曲线所构成的封闭曲线图 答 气体影响下的示功图 充不满影响下的示功图 由于在下冲程末余隙内 还存在一定数量的溶解气和压缩气 上冲程开始后泵内压力因为气 中国石油大学 华东 现代远程教育 有杆抽油系统 第 6 页 共 6 页 体的膨胀而不能很快降低 使吸入阀打开滞后 B 点 加载变慢 余隙越大 存在的气量越多 残存的气量越多 泵口压力越低 则吸入阀打开滞后得越多 即 BB 线越长 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 D 点 卸载变慢 CD 泵的余隙越大 进入泵内的气量越多 则 DD 线越长 示功图的 刀把 越明显 当进泵 气量越大而沉没压力很低时 泵内气体处于反复压缩和膨胀状态 吸入和排出阀处于关闭状态 出现 气锁 但气锁会因沉没压力升高而自动解除 充不满的图形特点是下冲程中悬点载荷不能减小 只有当柱塞遇到液面时 才迅速卸载 所 以 卸载线较气体影响的卸载线上的凸形弧线陡而直 有时 当柱塞碰到液面时 振动载荷线会 出现波浪 快速抽汲时往往因撞击液面而发生较大的冲击载荷 使图形变形得很厉害 3 怎样判断游梁式抽油机的平衡状况 不平衡时怎样进行调整 答 从抽油机扭矩曲线上观察驴头在上下冲程中峰值扭矩是否相等 可直接判断出抽油机的平衡 状况 如果上冲程峰值扭矩大于下冲程峰值扭矩 则表明上重下轻 平衡不够 需要增大平衡扭 矩 否则需要减小平衡扭矩 对于游梁式抽油机来说 除了用扭矩曲线判断抽油机的平衡状况之外 常用的方法还有如下 几种 1 观察法 电动机是否有不正常的 呜呜 声 采取反复开停抽油机的方法来观察驴头和曲柄的停留位置 一般平衡理想的抽油机 当 曲柄在任何转角停抽时 曲柄可停留在任何位置 如果当驴头在任何位置停抽时 最后驴头停在 上死点 表明平衡块偏重 相反 最后驴头停在下死点 则表明平衡块偏轻 2 测时法 对于常规型游梁式抽油机来说 当完全平衡时 抽油机上下行程的时间是相等的 如果上冲 程快 下冲程慢 则说明所加的平衡块过重 应减轻平衡块的重量 或是减小平衡半径 相反 如果下冲程快 上冲程慢 则说明所加的平衡块过轻 应加重平衡块的重量 或是增加平衡半径