液力反饋泵井懸點靜載荷的測試與分析

1、論文導讀：液力反饋抽抽油泵的特點是抽油桿柱下行時不存在由于抽油桿浮力里所引起的下行阻力，其結構簡圖見圖1。某口油井的基礎數(shù)據(jù)和桿柱組合見表1、表2。測試得到的上漏失曲線值為62KN，下漏失曲線值為50KN。研究了示功儀測試上、下漏失曲線的意義以及力的組成，針對于液力反饋泵井建立了上、下漏失曲線測試時抽油桿的受力平衡方程，通過兩個方程聯(lián)立求解，得到抽油桿自重、泵出口壓力以及液柱載荷的計算公式。關鍵詞：液力反饋泵，油井，抽油桿，靜載荷，測試0. 前言隨著全國各大油田含水的上升，伴隨產(chǎn)生的抽油桿柱下行阻力大的現(xiàn)象日益突出，為了解決這個問題，各個油田都在進行液力反饋泵的推廣試點工作，為了使液力反饋泵的

2、應用更加合理，有必要對它的靜載荷進行分析。抽油機懸點載荷包括靜載荷和動載荷兩部分，靜載荷是指抽油機停機時懸點所受的載荷，動載荷是指由于懸點運動所產(chǎn)生的載荷，主要是慣性載荷和摩擦載荷，載荷可以通過示功儀測取。此前懸點靜載荷多采用直接計算的方法，由于抽油桿柱組合的多樣性以及井筒中流體的復雜性，使得桿柱自重和液柱載荷的計算不很精確，導致靜載荷的計算誤差較大。本文利用示功儀測取漏失曲線12，通過對漏失曲線的分析，計算得到了靜載荷各個分量。1.液力反饋抽油泵的工作原理圖中1-抽油桿；2-泵筒接箍；3-上柱塞；4-出油閥；5-進油閥；6-上泵筒；7-中心管；8-中間接箍；9-下柱塞；10-下泵筒；11-下

3、部接頭。圖1 液力反饋抽油泵液力反饋抽抽油泵的特點是抽油桿柱下行時不存在由于抽油桿浮力里所引起的下行阻力，其結構簡圖見圖1。液力反饋抽抽油泵是由兩臺不同泵徑的抽油泵串聯(lián)而成，中心管將上下柱塞聯(lián)為一體。這種泵的進、出油閥均裝在柱塞上，在下沖程時，柱塞下行，上柱塞與上泵筒的環(huán)形腔A體積減小，壓力增大，A腔的原油通過孔b將進油閥關閉，出油閥打開并排入油管中。此時進油閥關閉，油管內(nèi)液柱的壓力通過進油閥施加在柱塞上（即液力反饋）強迫柱塞克服稠油的阻力下行。在上沖程時，柱塞上行，A腔增大，壓力減小，進油閥打開，出油閥被油管內(nèi)的液柱壓力關閉，泵下的原油經(jīng)孔b流入A腔。這種泵的設計特點是采用大下柱塞形成的A腔

4、和只在大下柱塞上裝進出油閥，以達到下沖程時進油閥關閉，實現(xiàn)液力反饋的目的。2. 懸點靜載荷由于油井情況的復雜性，抽油桿柱在井下的受力狀態(tài)也極為復雜，依據(jù)工藝需要，會有扶正器、脫節(jié)器等井下工具連接在抽油桿上，這些工具的部分數(shù)據(jù)不容易準確獲取，利用桿柱組合計算桿柱自重的方法并不準確。同樣，流體在井筒中的流動也是一個復雜的過程，流體在井筒中是多相流，用垂直多相管流計算方法計算時需要液體粘度、密度、含水、氣液比、飽和壓力和溫度分布等參數(shù)3，由于計算所采用的理論模型和液體物性參數(shù)存在誤差，導致計算出的液柱載荷不準確。抽油機懸點所受的靜載荷包括5：抽油桿柱自重引起的載荷、液柱載荷、井口油壓產(chǎn)生的載荷、沉沒

5、壓力產(chǎn)生的載荷以及抽油桿柱所受的浮力。漏失曲線是在抽油機停止運動時測試得到的，漏失曲線反映的懸點靜載荷與抽油機停機時懸點的位置和停機上下沖程過程有關，如圖1所示，運動所產(chǎn)生的慣性載荷和摩擦載荷等不會對漏失曲線產(chǎn)生影響。下面研究用漏失曲線測試值和解析方法計算各靜載荷值的方法，研究中尚未考慮抽油桿接箍所受的壓差、摩擦力對桿柱的夾持力以及泵內(nèi)外壓差的影響。圖1 漏失曲線1.1上漏失曲線上漏失曲線是在抽油機上沖程接近上死點時停機測取得到的，如果游動閥、油管等處有漏失，上漏失曲線的載荷值隨時間下降，在上漏失曲線起始點處的載荷值主要由以下幾部分組成：抽油桿柱自重引起的向下的載荷、液柱產(chǎn)生的向下的載荷、井口油壓產(chǎn)生的向下的載荷、沉沒壓力引起的向上的作用力。抽油桿在測試上漏失曲線時力的平衡方程為：(1)式中，為上漏失曲線的起始點載荷/（），為抽油桿柱自重/（），為作