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中国石油大学（采油工程）实验报告
实验日期： 成绩：
班级： 学号： 姓名： 教师： 同组者：
抽油泵泵效实验
一、实验目的
(1) 观察抽油机、抽油泵的结构和工作过程(机杆泵四连杆机构)； (2) 掌握泵效测量和计算的方法； (3) 观察泵效和产气量之间的关系； (4) 观察气锚的分气效果；
(5) 了解示功图的测试及工况分析。
二、实验原理
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：
?V?QQT
式中：Q-泵的实际排液量；QT-泵的理论排量；?v-泵效。
QT??D24Sn
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，通过测定油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。
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0.2L/min，待产液稳定后，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0.8L/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1.6L/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；
(11) 清扫地面，实验结束。
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、数据分析
表1 抽油泵泵效实验原始数据表
泵径(mm) 基础参数 30 序号 无气锚泵 （mL/min） 未通气 小气量 中气量 大气量 未通气 有气锚泵 （mL/min） 大气量 小气量 中气量 冲程(cm) 36.5 2 634 510 466 325 / 1182 1076 1082 冲次(次/min) 5.6 3 619 537 449 296 / 1060 1051 1054 理论排量（mL/min) 1444 平均 623 530 457 322 / 1160 1066 1053 1 615 542 456 347 / 1239 1072 1025 数据处理如下： （1）计算理论排量：
3.14?3 理论排量： QT?Sn??36.5?5.6?1444mL/min
44（2）计算泵效和分气效果：
以无气锚泵时，未通气和小气量时数据组为例，进行泵效和分气效果计算： 未通气泵效： ?V?QQTQQT?100%?623?100%?43.1% 1444530?100%?36.7% 1445?D22 小气量泵效： ?V??100%? 小气量时的分气效果：
泵效的相对减少量?未通气时泵效-通气后泵效43.1?36.7??14.8%
未通气时泵效43.1同理，可计算得其他数据组结果，结果如下表2：
表2 抽油泵泵效实验数据处理分析表
项目 未通气 小气量 中气量 大气量
无气锚抽油泵 泵效/% 43.1 36.7 31.6 22.3 有气锚抽油泵 泵效的相对减少量/% 泵效/% 泵效的相对减少量/% --- 14.8 26.6 48.3 --- 80.3 73.8 72.9 --- --- 8.1 9.2 根据表2数据绘制泵效与通气量的关系曲线如下：
图1 泵效分析曲线图
结果分析：
根据表2中的泵效数据及图1中的泵效分析曲线，可以明显的得出，（1）在通气量相同的情况下，无气锚泵的泵效明显低于有气锚泵时的泵效，说明安装气锚泵有利于提高泵效；（2）随着通气量的增大，无气锚泵和有气锚泵的泵效都在下降；（3）随着通气量的增大，无气锚泵时的泵效下降速度明显大于有气锚泵时的泵效下降速度。
误差分析：
实验中的误差主要来源于以下几方面：（1）实验记录仪器自身存在一定的精度误差，这是不可避免的；（2）抽油杆柱和油管柱具有一定的弹性伸缩性，造成实际冲程与理论冲程有一定的偏差，从而对结果产生影响。
七、思考题
1、简述抽油泵的工作原理，画出抽油泵的工作过程简图。 答：
上冲程时，工作过程简图如图2。 下冲程时，工作简图如图3。
图2 上冲程 图3 下冲程
2、简述气锚的分气原理。
答：气锚分气的原理是当油气混合物进人气锚后，需向下运动，通过内管下部的孔眼进人内管，然后进人深井泵。在气锚中，油气混合物的流动方向发生了变化，在重力作用下，进人气锚的油气混合物开始分离，原油向下运动，进人内管，气体则向上运动，通过气锚外管上部的孔眼，进人油套环形空间。
八、实验总结