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防气抽油泵的工作原理及基本组成
作者: 来源: 时间:2015年03月31日

  抽油泵是油田开发过程中的主要设备之一,改善抽油泵的性能可有效地提高油田的原油产量,从而提高油田开发的经济效益。目前对抽油泵的研制工作大致可分为以下三个方面。
  (1)基于力学分析,通过对运动条件和受力条件的简化,对泵阀开启和下落过程进行力学描述;
  (2)根据生产需要以功能设计为原则,在原抽油泵结构基础上进行技术改造,如防砂卡泵和防气抽稠油泵的开发;
  (3)以研究抽油泵效率及其影响因素为目的进行实验室内的有关测试和观察研究。
  如大庆石油学院进行的抽油泵能耗测试研究,采用压力传感器和位移传感器测量抽油泵进出口压力历程曲线、阀球压差变化曲线以及示功图、漏失量等。
  目前,对改善泵性能的最根本的问题——泵内流场还无人涉及。关于泵阀运动规律、泵内结构的合理性论证及其改进等问题解决的关键因素是泵内的流场状态,所以研究泵内流场尤其是混相流流场是改善抽油泵性能的关键所在。随着PIV(粒子成像测速)技术、LDV(激光多普勒液流速度计)技术及超声波技术的日趋成熟,人们可以利用这些先进的流场测试技术在不干扰流场的情况下达到测定的高精度,在加拿大已有使用这些先进技术研究抽油泵流场的实例,但未见有关成果的发表。因此,利用PIV等先进技术对抽油泵内流场进行研究以改进抽油泵的结构是今后发展的大方向。鉴于此,石油大学(北京)海洋工程研究室开展了抽油泵内流场可视化研究,由于这方面尚无先例可循,计划先从试验着手,理论与实践并举。
  抽油泵模拟试验装置设计思路
  抽油泵在井下的工作介质不是单相的,故对现场工作的抽油泵泵腔内流场的实际测试比较困难。为了节省时间和资金,又能测试一般情况下抽油泵泵腔内流场状况,必须使抽油泵模拟试验装置具有气源和液源,以及可视化研究条件,而且流量可调,还应能对单一液相和气液两相时泵内流场的特点进行可视化观察和记录,因此整个泵腔应是透明的。另外,由于流场变动特性较强,应有相应的数据采集和处理系统。为观察泵冲次对流场的影响,抽油杆动力驱动系统应可调。

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