提高有杆泵泵效的方法

1、毕业设计（论文）提高有杆泵泵效的方法年级专业： 春石油工程（采油） 学生姓名： 学号： 指导教师： 职称： 导师单位： 摘要机械采油是利用机械方法将原油从井筒提升到地面的生产过程。全世界最通用的机械采油法是有杆泵抽油，而其最常见的问题泵效低。泵效的高低反映了泵性能的好坏及抽油参数的选择是否合适。影响泵效的因素有多方面因素：地质因素、设备因素和工作方式的影响在一定程度上都会影响泵效的高低。另外还包括包括：冲程损失的影响、气体对泵效的影响、漏失的影响、泵筒未充满的影响等等，要想提高泵效，就要选择合理的工作方式，合理利用气体能量，减少气体和砂子的影响。因此，提高有杆泵井的泵效已成为各个生产单位节能降

2、耗，节约成本的一个重要问题。本论文的主要内容是通过对影响泵效存在的因素进行较详细地分析，通过分析提出提高有杆泵井泵效的方法。目 录第1章 前言11、泵的排量及泵效12、影响泵效的因素12.1冲程损失的影响12.2气体对泵效的影响22.3漏失的影响22.4泵筒未充满的影响23、提高泵效的措施33.1选择合理的工作方式33.2合理利用气体能量，减少气体和砂子的影响3第2章 气体对抽油泵泵效的影响及对策42.1含气油井的抽油泵泵效和气锁条件52.2 避免气锁并提高泵效的途径62.3 措施分析7第3章 防冲距对抽油机井泵效的影响分析93.1防冲距的理论分析103.1.1 抽油杆受力分析103.1.2防

3、冲距的计算113.2游动阀开启的条件及柱塞位移113.3实例分析12第4章 泵的充满度13第5章 泵的漏失16第6章 提高泵效的措施17第7章 结论19参考文献21致 谢22第1章 前言胜利油田经过多年开采，采油工艺措施日趋完善，但随着油井数量的增加，产液量的增多，地层供液时有不足，抽油泵效呈下降趋势，甚至出现检下泵后不出液的现象，作者通过理论分析与现场实践，给出了影响有杆泵泵效的因素及提高泵效的措施。1、泵的排量及泵效泵的排量即在一个冲程内完成进油与排油的过程。每日排量 式中：泵的理论排量，m3/d n冲次，次/min； f活塞断面面积，m2； s光杆冲程长度，m。 在抽油井生产中，实际排量

4、q一般都比理论排量低，两者的比值被称作泵效，用表示，即：越大，说明泵的工作实效越好，但在正常情况下，若达到0.70.8，就认为泵的工作是良好的。只有自喷井刚转入抽油时，油井连抽带喷，此时的才接近于1.实际生产中，往往低于0.7，甚至很低。这是由于深井泵受各种因素影响的结果。2、影响泵效的因素2.1冲程损失的影响由于抽油杆、油管在工作过程中承受交变载荷作用，从而引起抽油杆和油管的弹性伸缩，使活塞冲程小于光杆冲程，并减少了活塞让出的体积，造成泵效降低。抽油杆越长，强度越小，冲程损失就越大。抽汲原油的粘度过大而引起流体与抽油杆之间的摩擦阻力增加，在下冲程时，抽油杆运动严重滞后，缩短了抽油泵活塞的有效

5、冲程长度，降低了泵效。2.2气体对泵效的影响当活塞在下死点位置时，在泵的活塞下游动阀与固定阀之间有一定的距离，这个距离叫防冲距，两固定阀之间的泵筒容积叫余隙容积。当抽油泵入口端的压力低于饱和压力时，抽吸时总是气、液两相混合进入泵筒内，而气体进入泵筒内占据一定的体积，必然减少进入泵筒内的液量使泵效降低，甚至会发生“气锁”现象，即气体进入泵筒后，活塞的运动只起着压缩气体的作用使固定阀无法打开，油无法进入泵筒内，虽然活塞一直在做往复运动，但抽不出油。2.3漏失的影响漏失会使泵效降低。常见的漏失包括以下几种：2.3.1油管漏失：包括丝扣漏、腐蚀穿孔漏、制造缺陷的管壁砂眼、接箍破裂等。2.3.2选泵不合

6、理：活塞与衬套的配合间隙过大，活塞和衬套的配合间隙要根据原油粘度、井温以及含沙量等数据来选择。2.3.3抽油泵的零件磨损或被卡，包括衬套与活塞工作面、阀、阀座因磨损而引起的漏失。比如井筒内液体存在含硫的气体，会很快腐蚀泵的零件，使固定阀变脆而损坏；井身弯曲，抽油杆与油管壁发生摩擦，落下的金属碎屑垫住固定阀造成坐封不严漏失；偏磨造成活塞与衬套一边间隙增大，加大漏失量。2.4泵筒未充满的影响若地层能量低或沉没度较小时，有时活塞的运动速度大于所吸入液体的运动速度，供油跟不上，原油来不及充满活塞所让出的泵筒空间，而活塞已开始下行，出现充不满的现象，使泵的充满系数减小，泵效降低。同时，活塞下行时还可能与

7、液体发生冲击，引起整个抽油杆系的振动，遇到这种情况，一般是加深泵的沉没度，或选择合理的抽吸参数来解决。3、提高泵效的措施泵效受泵自身工作情况及油层条件双向制约，因此，为了提高泵效应对油井及油层两方面采取措施。对于油层的措施，主要是提高和维持油层能量，保证有充足的供液能力。对于井底附近油层物性不好，可采取如解堵酸化、多脉冲压裂解堵等增产措施来提高井底附近油层的渗透率，进而提高油层的供液能力。对于油井方面的措施主要有以下几点：3.1选择合理的工作方式在满足稠油生产的前提下，为了达到长冲程、慢冲次的生产要求，一般采用12型抽油机作为主要抽油设备，选用大泵径抽油泵进行采油。这样可以改善充满程度，可适应

8、稠油排液速度慢的特点。在满足产量要求的前提下，尽量选用慢冲次。因冲次快时，活塞向下运动将撞击液面引起杆柱振动，使泵效降低，且使抽油杆易发生弹性疲劳，缩短使用寿命。但冲数也不能太慢，太慢将增加漏失的程度。在满足产量要求的前提下，尽量采用长冲程。采用长冲程可以缩小冲程损失所占的比例，有利于提高泵效，可减少气体对泵效的影响。但是，长冲程也有不利的一面，即加大冲程会使减速箱的扭矩加大，因而需要较大功率的电动机。3.2合理利用气体能量，减少气体和砂子的影响对于由自喷刚转抽的井，可合理控制套管气，适当增加泵的沉没度，提高泵口吸入压力，提高泵的充满程度，从而提高油井产量和泵效。对于正常抽油的井，为了提高泵的

9、充满系数，应尽量减少余隙容积；增加泵的沉没度减少进泵筒的油气比。减少气体影响的另一种措施是在泵的入口端安装气锚。刚进入气锚筒的油气，液体为水平流动，而气泡则部分上浮到气锚顶部，从顶部孔眼排到套管环形空间。对于油层胶结差、疏松，易出砂的油井，可通过实施人工井壁防砂工艺、高温固砂工艺来防止砂粒进入泵筒；此外，现场常采用的方法是在泵下的一定深度安装砂锚。砂锚的原理是在油流速度和方向改变时，砂子由于相对密度大而从油中沉淀出来，油和砂在井下未进泵筒前就被分离开。目前，施工现场上使用砂锚时，砂锚的下部要根据油井出砂情况下入一定长度的管柱，作为沉砂使用。第2章 气体对抽油泵泵效的影响及对策抽油泵在抽汲过程中

10、, 泵腔内存在游离气、溶解气及凝析气, 这些气体是影响抽油泵泵效的主要因素。上冲程中, 如果在固定阀与游动阀之间有圈闭的气体, 且膨胀后不能使降低的压缩腔压力低于泵的吸入压力, 固定阀不能打开, 泵即发生上冲程气锁; 当泵的排出压力低于油管内的液柱压力时, 游动阀不能打开, 即泵在下冲程时发生气锁。严重时, 在上、下冲程均有可能发生气锁现象。在含气抽油井中, 要防止抽油泵气锁和提高泵效, 需要采取综合防气的措施,除应适当增加沉没度、加大冲程、降低冲次、定期放掉套管气、用大过流面积的高性能井下油气分离器(或气锚) 外, 还需要使用具有防气锁和提高泵效的特种结构抽油泵。在油田开采中后期的油井或动液

11、面低的油井,特别是高气液比的油井, 气体是影响抽油泵泵效的主要因素之一。抽油泵在抽汲过程中, 泵腔(泵筒内下游动阀与固定阀之间的部分) 内存在游离气、溶解气和凝析气。泵上冲程时, 若泵腔内的压力低于气体溶于液体的饱和压力, 溶于液体中的气体就会从液体中分离出来。当泵腔内的温度低于原油中某些组分的临界温度时, 压力的降低还会引起这些液态组分部分地向气态转化, 成为凝析气。这些气体占据泵腔的部分体积, 会降低泵的充满度,从而降低了泵效。泵下冲程时, 泵腔内气液两相流体被压缩, 直到泵腔内压力大于游动阀上部的压力时, 游动阀才打开, 将泵腔内的原油排出。含气油井中的抽油泵阀球一般都会开启滞后, 当在

12、泵腔内的气体所占据的体积足够大时, 不但下冲程时游动阀打不开, 甚至上冲程时固定阀也有可能打不开,整个上、下冲程中只是腔内气体在膨胀和压缩, 而没有液体举升, 此时抽油泵出现“气锁”现象,无法正常工作。气锁时还常会发生“液压冲击”,造成有杆抽油系统的振动, 并加速损坏。为此, 我们从气体对抽油泵泵效的影响因素、气锁条件及提高泵效的分析中, 探讨适合于含气油井比较理想的抽油泵结构及防止气锁的方式。2.1含气油井的抽油泵泵效和气锁条件1、泵腔内的压力含气油井中的抽油泵, 在上冲程时, 固定阀和游动阀之间会有气体聚积, 若没有相的变化(即泵腔内的油在压力降低时无凝析气产生) , 则泵腔内的压力变化可

13、根据气体的状态变化规律近似地表示为 (1)式中柱塞在上冲的x 位置时, 压缩腔内的压力, mpa;x 柱塞相对于上冲开始时的位置, m;pf 游动阀关闭瞬间, 压缩腔内的压力,近似于泵的排出压力, mpa;pd 泵的排出压力, mpa;vg 在上冲开始, 当游动阀关闭时, 固定阀与游动阀之间聚积的气体体积, m3 ;vx 当柱塞在x 位置时, 柱塞上行让出的体积, m3 ;lg 在上冲开始, 当游动阀关闭时, 固定阀与游动阀之间被聚积的气体有效长度, m。泵腔内气体的比热比(定压比热与定容比热之比值) 。等温膨胀或压缩时, 气体的比热比= 1; 绝热膨胀或压缩时, 甲烷在大气压下, = 113

14、03。2、含气油井的抽油泵泵效如果泵吸入处的气/液体积比(即油气比) 是m , 则抽油泵泵效为 （2）式中e抽油泵泵效, %;lb 泵内凝析气所占据的一部分冲程长度, m;p0 泵的吸入压力, mpa;s 泵的冲程, m;seff 泵的有效冲程长度, m, 3、气锁发生的条件由式(2) 可知, 对于油气比m 足够大(即m) 或有限的油气比, 分子趋于0 时, 泵将不泵送液, 此时就发生气锁。(1) 上冲程；在上冲程中, 如果在固定阀与游动阀之间有圈闭的气体, 且膨胀后不能使降低的压缩腔压力低于泵的吸入压力, 固定阀不能打开,泵即发生气锁。根据式(1) , 有 (3)或 (4)式中柱塞在上死点位

15、置时, 压缩腔内的压力, mpa;油管内的液柱压力, mpa。当式(3) 成立时, 泵在上冲程时发生气锁。(2) 下冲程；在下冲程中, 压缩腔内的压缩压力为 (5)式中 柱塞在下冲程的x 位置时, 压缩腔内的压力, mpa;泵内液体扫过的体积充满度, 无量纲。由此可得 (6)当泵的排出压力低于油管内的液柱压力(即ph pd ) 时, 游动阀不能打开, 即当式( 6) 成立时, 泵在下冲程时发生气锁。2.2 避免气锁并提高泵效的途径1、避免气锁的发生上述分析是针对含气油井的常规抽油泵而言的, 当给定了下泵深度以后, 油管内的液柱压力ph 即已给定, 要避免上、下冲程中气锁的发生,根据式(4) 、

16、(6) 可知, 只有增加泵的吸入压力p0、加大冲程s、减小泵腔内被聚积的气体有效长度lg。2、提高泵效的途径很明显, 由式(2) 可看出, 要提高含气油井的抽油泵泵效, 需要从以下几个方面做工作。(1) 降低pd / p0 比值。常规泵的排出压力pd由下泵深度决定, 只有提高泵的吸入压力p0 , 即增加泵的沉没度, 才会提高泵效。但随着沉没度的不断增加, 会加剧凝析气的产生, 即会加大lb ,所以有一个最佳沉没度; 另外, 随着沉没度的不断增加, 还会因冲程损失及漏失的可能性增加而降低泵效。(2) 加大冲程s , 提高抽油泵的压缩比。(3) 降低冲次n。随着冲次的降低, 泵腔内的压力变化速度就

17、会减慢, 腔内从原油中分离出的溶解气和凝析气就会减少, lg 和lb 都会减小。同时,每一冲程的排油时间就长, 油气在进泵前就会有较长的分离时间, 减少了进入泵腔的气体。(4) 降低进入泵腔内的油气比m。采用具有尽可能大的过流面积的高性能井下油气分离器(或气锚) , 能降低进入抽油泵的游离气体。2.3 措施分析目前国内外已经采用了许多措施来防止含气油井的抽油泵发生气锁并提高其泵效, 下面对各种结构进行分析比较。1、防气锁游动阀(1) 滑动剪切密封阀，该阀没有阀球、阀座和阀罩, 它采用滑动剪切密封技术, 在下冲程时利用阀杆的向下运动带动滑阀的硬质碟片向下滑动而强制打开油流通道, 上冲程时又随阀杆

18、而强制关闭, 不受流体压缩的影响, 避免了气锁, 滑动剪切密封阀原理图如图1所示。图1滑动剪切密封阀原理图1阀杆; 2泵筒; 3滑动减切阀总成; 4柱塞该结构设计有缓冲腔室, 在下冲程流体会充满缓冲腔, 所以能在上冲程时减缓冲击。该阀可用于含气油井或封隔器以下的位置。(2) 带阀球顶杆的游动阀有2种带阀球顶杆的防气游动阀。磁力强制开启游动阀。用作下游动阀,它是在常规下游动阀的下接头内增加永磁滑块和顶杆。上冲程时, 永磁滑块和顶杆相对柱塞下行, 在磁力作用下游动阀关闭; 下冲程时, 永磁滑块和顶杆相对柱塞上行, 在顶杆作用下游动阀开启。虽然该阀防气效果明显, 但柱塞下行阻力较大, 需与加重杆、扶

19、正器配套使用, 不适用于含气的稠油井。带阀心的游动阀。该阀也是在常规游动阀的基础上改进的, 它是在阀座下增加作阀球顶杆用的阀心, 阀心能在一定的范围内滑动, 具有一定的防气锁作用。2种带阀球顶杆的防气游动阀在阀球开启时,均要靠顶杆滑动顶起阀球离开阀座, 对阀球的使用寿命有一定影响, 当油稠时顶杆下行困难, 所以不适用于易砂卡、蜡卡的稠油井。2、螺旋式固定阀罩该阀罩由阀盖、阀体和下接头互相焊接而成。阀盖上的612 mm油流通孔与盖的端面成45角; 阀体内壁上的2 条螺旋槽同样与阀体端面成45角, 并与阀盖的螺旋线对齐。这种阀改变了液流进入泵腔的方向, 增强了通液能力, 提高了泵控制可压缩流体的能

20、力。当阀球离开阀座时, 入口流量面积迅速增大, 井液通过阀罩内腔的螺旋槽而产生螺旋运动, 形成锥状液流,降低液流通过阀罩的流动阻力, 不会引起大的压降, 减少原油内溶解气的释放和凝析气的产生, 从而能有效地防止固定阀的气锁, 提高了泵效。在防气特种泵中, 很少对固定阀进行改进, 固定阀一般都用常规阀球。螺旋固定阀罩与防气游动阀或防气泵结合使用, 防气效果会更好。3. 槽形球室型闭式阀罩该阀有良好的导向性, 阀球的飘忽量很小。井液自下向上流过斜槽时, 流体对阀球有一个向下的分力, 使阀球不会靠紧在球室的顶部, 这样不但出油孔过流面积增加, 而且当柱塞反方向时, 此分力促使阀球迅速下落, 减少入座

21、泵效损失。油气混抽阀固定阀罩也具有流线形流动特性, 能减轻进入泵腔液流的紊流程度, 减少原油内溶解气的逸出, 能有效地防止阀球动作的滞后, 提高泵效。槽形球室型闭式阀罩可应用于下游动阀和固定阀。增加阀座孔直径有利于减小入口处的油流阻力, 也有利于防止气锁, 但通孔直径太大, 阀球的冲击速度会增加; 若太小, 阀球的升距又会增大。阀座通孔直径取阀球直径的0.779 为宜。因为阀球对阀座的冲击动能与阀球的质量无关, 球大只会增加水力损失, 所以用大固定阀是提高泵效的有益途径。阀合理的流道应能导向并限制阀球的最大升距, 以及合理的阀罩结构, 有利于提高泵效。4. 两级压缩抽油泵该泵有2道密封副和2个

22、工作腔, 是在常规泵的基础上改进的, 它由细长的上柱塞与较大直径的下柱塞串联而成, 在下柱塞下端有下游动阀, 在上柱塞下端有上出油阀和中间出油阀。下冲程时, 下工作腔的油气进入上工作腔, 完成第一级压缩; 上冲程时, 上工作腔的油气再次被压缩, 完成第二级压缩。这种泵适用于高油气比油井, 且在下冲程时上游动阀关闭有利于柱塞下行, 抽油杆受力情况更好, 还有利于防气抽稠。油气比大时, 上工作腔比下工作腔小得多。第3章 防冲距对抽油机井泵效的影响分析根据抽油杆的弹性伸长量, 计算了防冲距的合理取值, 从而改善了抽油泵防冲距设计中常因采用经验值而使泵效降低的问题。结合抽油泵泵阀的开启条件, 推导了抽

23、油泵柱塞的滞后位移, 进而得到抽油泵在一定杆管泵组合下的排量系数及防冲距对泵效的影响关系式, 为合理确定防冲距提供了依据。在有杆泵采油生产中, 影响抽油泵泵效的因素主要有杆管柱的伸缩、井液中的含气量、泵的充满度及漏失等。由于余隙空间的存在, 使得泵在抽油过程中, 余隙空间被弹性能大的气体所占据, 致使上冲程时泵的固定凡尔开启滞后或根本打不开( 气锁) , 井液进泵数量减少甚至进不了泵, 极大地影响了抽油效率。而且余隙越大, 余隙内残留气体越多, 则气体影响越大, 造成有效冲程越小, 泵效越低。在高油气比油田的有杆泵采油中这种影响尤为明显。目前人们主要从增加泵的沉没度、加大冲程、降低冲次等方面进

24、行研究, 以提高抽油泵效率。本文通过对抽油杆的受力状况及其弹性变形量的分析, 研究合理的余隙容积, 以提高泵效。3.1防冲距的理论分析在抽油泵抽汲循环的上、下冲程过程中, 液柱的重力从固定凡尔上转到游动凡尔上, 使抽油杆柱和油管交替加载和卸载。因静液柱重力引起的抽油杆柱和油管柱在工作过程中发生弹性伸长, 使抽油杆下冲程时下移的距离大于实际冲程的长度, 故防冲距的目的主要是考虑到抽油杆在轴向拉力的作用下会伸长, 避免杆柱与泵筒底部发生碰撞而上提的一定距离, 杆柱的实际伸长量一般都小于所提距离, 所以活塞的实际冲程也小于理论冲程。3.1.1 抽油杆受力分析根据抽油杆柱在工作过程中的受力状态, 建立

25、力学模型( 见图3-1) 。由采油工艺 3- 4 可知杆柱所受合力为式中wr 为抽油杆柱在液体中的自重( kn) ;wrd 为抽油杆柱动载荷( kn) ; wfd 为液柱动载荷( kn) ; f 为井液密度( kg/ m3 ) ; wr 为抽油杆柱自重( kn) ; wf 为作用于柱塞环形面积上的液柱重量( kn) ; a 为抽油杆加速度( m/ s2 ) ; 为泵杆管的截面差之比, = ( a p- a r ) / ( a i- ar ) ; a i 为油管内径的流通面积( m2 ) ; a p 为柱塞面积( m2 ) ; a r 为抽油杆截面积( m2 ) 。图3-1 抽油杆力学模型3.1

26、.2防冲距的计算防冲距的大小主要取决于抽油杆柱的弹性变形量, 且抽油杆柱伸长量计算公式为为了防止碰泵, 防冲距x 0 的取值范围为3.2游动阀开启的条件及柱塞位移当柱塞上冲程达到上死点时, 设固定阀关闭,泵筒内压力近似为泵的沉没压力, 此时游动阀不能立即打开, 泵筒内为密闭容腔, 随着柱塞下冲程的进行, 泵筒内液体被压缩, 压力升高。当游动阀所受的液体力足以克服游动阀重量和井筒压力时, 游动阀才能打开, 而且游动阀开启前, 密闭容腔内质量无交流, 因此, 游动阀开启时, 柱塞的位移量为式中分别为抽油机冲程和防冲距（m），分别为泵筒内沉没压力和开启压力下的液体密度。同一个抽油泵在同一口油井上以同

27、一冲次正常工作时, 其泵效为式中分别为抽油泵的实际排量和理论排量;为抽油泵的实际冲程( m) 。3.3实例分析( 1) 防冲距与泵效的关系。以1000m泵挂深度为例, 动液面为750 m, 冲程4 2 m, 冲次 , 泵径为, 杆径为, 进行编程分析同一抽油泵在不同防冲距和油气比时泵效的变化情况( 见图3-2) 。图3-2 防冲距与泵效的关系从图3-2 可以看出, 随着油气比的增大, 有效冲程减小, 泵效降低; 当油气比一定时, 随着防冲距的增加, 泵的有效冲程也是减小的, 泵效亦降低。因此, 在一定的冲程条件下, 油气比一定, 防冲距越小, 抽油泵的余隙体积越小, 泵筒的充满系数越大, 泵效

28、越高。因此合理的防冲距是提高泵效的有效途径之一。( 2) 防冲距与泵径、杆径的关系。仍以1 000 m泵挂深度, 750 m 动液面, 4.2 m 冲程, 冲次为例。当改变抽油杆和抽油泵直径的时候, 防冲距大小的变化情况见图3-3。从图3-3 中可以看出, 当不同的杆径和泵径相组合时, 泵径不变, 防冲距随着杆径的减小而增大; 杆径不变, 防冲距随着泵径的增大而增大。因此在选用不同泵杆组合时应采用相应的最优防冲距值, 从而改善以往抽油泵设计防冲距时采用经验值导致泵效降低的问题。图3-3 不同泵径和杆径下防冲距的变化曲线第4章 泵的充满度多数油田在深井泵开采期，都是在井底流压低于饱和压力下生产的

29、，即使在高于饱和压力下生产，泵口压力也低于饱和压力。因此，在抽吸时总是气液两相同时进泵，气体进泵必然减少进入泵内的液体量而降低泵效。当气体影响严重时，可能发生“气锁”，即在抽吸时由于气体在泵内压缩和膨胀，使吸入和排出阀无法打开，出现抽不出油的现象。通常采用充满系数来表示气体的影响程度： （4-1）式中 上冲程活塞让出的容积；每冲程吸入泵内的液体体积。 充满系数表示了泵在工作过程中被液体充满的程度。越高，则泵效越高。泵的充满系数与泵内气液比和泵的结构有关。下面就利用图4-1来研究它们的关系。图4-1 气体对泵充满程度的影响活塞在上死点位置时，泵内液、气体积；吸入泵内的液体体积；活塞让出的容积；活

30、塞在下死点时，吸入阀与排出阀间的泵筒容积。由图4-1可看出：用r表示泵内气液比，即，则。那么： 即：由图4-1 还可以看出：则：将代人式（4-1）得：令表示余隙比，则： (4-2)分析式（4-2）可得出如下结论：（1）k值越小，值就越大。因，所以，要减小k值，可使尽可能小和增大柱塞冲程以提高。因此，在保证柱塞不撞击固定阀的情况下，尽量减小防冲距，以减小余隙。因此，在保证柱塞不撞击固定阀的情况下，尽量减小防冲距，以减小余隙。（2）r越小，值就越大。为了降低进入泵内的气液比，可增加泵的沉没深度，使原油中的自由气更多地溶于油中；也可以使用气锚，使气体在泵外分离，以防止和减少气体进泵。 如果忽略余隙，

31、即时，则公式（4-2）变为： （4-3）式中：地面生产气油比，； 泵内溶解气油比，； 溶解系数，； 沉没压力，； 体积含水率。 若油层能量低或原油粘度大使泵吸入时阻力很大，那么往往使活塞移动快，供油跟不上，油还未来得及充满泵筒，活塞就已经开始下行，出现所谓充不满现象，从而降低泵效。对于这种情况，一般可加深泵挂增大沉没度，或选用合理的抽吸参数，以适应油层的供油能力。对于稠油，可采取降粘措施。第5章 泵的漏失影响泵效的漏失因素包括：（1）排出部分漏失。柱塞与衬套的间隙漏失、游动阀漏失，都会使从泵内排出的液量减少。（2）吸入部分漏失。固定阀漏失会减少进入泵内的液量。（3）其它部分的漏失。尽管泵正常工

32、作，由于油管丝扣、泵的连接部分及泄油器密封不严，都会因漏失而降低泵效。由于磨损、砂卡、蜡卡及腐蚀所产生的漏失很难计算，可根据示功图来分析漏失的严重程度。新泵正常工作时的漏失量，一般可根据试泵时所测的漏失量来估算，也可根据下面方法来计算和分析漏失量与抽吸参数之间的关系。静止条件下：式中：静止条件下的间隙漏失量，； 泵径，m； 液体运动粘度，； 柱塞的长度，m； 柱塞两端的液柱压差，m； 重力加速度，； 柱塞与泵筒的径向间隙，m。当活塞向上运动时往上带的液量为：式中：柱塞运动向上带的液量， 柱塞运动速度，。柱塞向上运动时的漏失量为：因柱塞下行时，柱塞与衬套间不存在漏失，故在整个冲程中的总漏失量为。

33、 由上述公式可看出：低粘度深井中的漏失量大；提高泵的配合等级可减少漏失量；快速抽吸可减少漏失量。在抽吸过程中，因为磨损，间隙是个变值，是时间的函数，故漏失量将随时间而增加。如果只考虑柱塞间隙漏失，在漏失系数： 利用活塞冲程、充满系数和漏失量的计算式，就可以建立泵效与抽油杆长度、杆径、泵径、冲程、冲数、气油比、含水、液体密度、溶解系数、沉没压力等参数的理论关系式，它不仅可以用于抽油技术设计，而且可以用于研究不同条件下抽吸参数对泵效的影响。第6章 提高泵效的措施泵效的高低是反应应抽油设备利用效率和管理水平的一个重要指标。前面只就泵本身的工作状况进行了分析，谈到了相应的措施。实际上，泵效筒油层条件有

34、相当密切的关系。因此，提高泵效的一个重要方面是要从油层着手，保证油层有足够的供液能力。实践证明：对于注水开发而采用抽油开采的油田，加强注水是保证油井高产量、高泵效生产的根本措施；在一定的油层条件下，使泵的工作同油层条件相适应是保证高泵效的前提。下面简要介绍为了提高泵效在井筒方面应采取的一半措施：（1）选择合理的工作方式。当抽油机已选定，并且设备能力足够大时，在保证产量的前提下，应以获得最高泵效为基本出发点来调整参数。在保证的乘积不变（即理论排量一定）时，可任意调整三个参数。但组合不同时，冲程损失不同。一般是先用大冲程和较小的泵径，这样，既可以减小气体对泵效的影响又可降低悬点载荷。对于油比较稠的

35、井，一般采用大泵、大冲程、小冲数；而对于连喷带抽的井则选用大冲数快速抽吸，以增强诱喷作用。深井抽吸时，和的选择一定要避开和的不利配合区。如图3-52中，为0.050.1时，在0.2750.35的范围内，柱塞有效冲程将由于冲数增加而下降；当以后，随着冲数的增加柱塞冲程将明显增加，这有利于提高泵效。当油井产量不限时，应在设备条件允许的前提下，以获得尽可能大的产量为基础来提高泵效。的具体数值，除了可以用计算方法初步确定外，还可以通过生产试验来确定。先选择不同的参数组合分别进行生产，然后根据每组参数，在产量稳定的条件下，对所取得的各项资料进行综合分析，最后选出在保证强度条件下的高产量、高泵效的参数组合

36、。（2）确定合理沉没度，以降低泵口气液比，减少进泵气量，从而提高泵的充满度。（3）改善泵的结构，提高泵的抗磨、抗腐蚀能力，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。如前所述，冲程损失是由于静载荷变化引起抽油杆和油管柱的弹性伸缩造成的。如果用油管锚将油管下端固定，则可消除油管伸缩，从而减少冲程损失。深井中将油管下部锚定可消除由于内压引起的油管螺旋弯曲，从而消除因此而降低的活塞冲程。对于一般含气的抽油井，要提高泵的充满系数就必须降低进泵气油比，其措施之一是适当增加沉没度，以减少泵吸入口处的自由气量。但要增大沉没度，就必须增加下泵深度。因此，用增大沉没度来提高泵效的措施总

37、是受到某些条件的限制。高含气抽油井减少气体对泵工作影响的有效措施是在泵的入口处安装气锚，将油流中的自由气在进泵前分离出来，通过油套环形空间排到地面。气锚作为井下油气分离装置，基本分离原理是建立在油气密度差的基础上。为了更有效地利用油气密度差，使油气分离得更完善，曾设计了各种不同结构的气锚。其中最典型的是利用“回流效应”的简单气锚及带封隔器的井下分离器；另外，还有一种把“回流效应”与离心分离作用相结合的螺旋式井下分离器。第7章 结论从现场来看，提高泵效主要要解决泵抽吸能力及地层供液能力问题，同时也是井筒管理的一项重要工作，相信通过理论学习，优化工艺措施，严密施工环节，强化过程管理等，一定会促进井筒管理再上台阶。在含气油井中, 要防止气锁和提高泵效, 需要采取综合防气的措施, 除适当增加沉没度、加大冲程、降低冲次、定期放掉套管气(或采用井口定压放气阀) 、用大过流面积的高性能井下油气分离器(或气锚) 外, 还需使用阀启闭不受气体影响的特殊结构的抽油泵。（1）对阀的改进主要包括3个方面: 对阀体的改进。固定阀采用带有螺旋槽形球室的大流道阀罩; 游动阀采用滑动剪切密封阀或环形阀。 对腔体的改进。可以用两极压缩抽油泵;中排气抽油泵、气液混抽泵、双级承载杆式泵等和在常规泵基础上加以改进的防气抽油泵。使用中要注意防砂和严格调整防冲距。其中双级承载杆式泵的