采油工程有桿泵采油湯

采油工程有桿泵采油湯第一頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二有桿泵采油典型特點：(1)常規(guī)有桿泵采油：抽油機懸點的往復運動通過抽油桿傳遞給井下柱塞泵。(2)地面驅動螺桿泵采油：井口驅動頭的旋轉運動通過抽油桿傳遞給井下螺桿泵。有桿泵采油分類：地面能量通過抽油桿、抽油泵傳遞給井下流體。第二頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二常規(guī)有桿泵采油是目前我國應用最廣泛的采油方式，我國機械采油井占總井數的90%以上，其中有桿泵占機采井的90%以上。全國產液量的60％、產油量的75%靠有桿抽油采出。本章主要講授礦場普遍采用的游梁式抽油機井有桿泵采油。即：常規(guī)有桿泵采油第三頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二

螺桿泵是一種新型的機械采油設備。蘇聯于1973年首先研制成功采油用井下單螺桿泵，之后，美國、加拿大、法國等一些國家也相繼研制和應用了螺桿泵采油。我國從1986年開始引進和使用螺桿泵采油。螺桿泵采油，就其驅動方式來講，可分為地面驅動和井下驅動兩類。目前廣泛應用的是地面驅動單螺桿泵。采油方法－螺桿泵采油第四頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二（一）系統(tǒng)組成

螺桿泵主要由地面驅動和井下泵兩部分組成。驅動部分由防爆電機、皮帶輪、減速箱和光桿密封器組成。井下泵由接頭、轉子、定子、定位襯套和扶正器等組成。采油方法－螺桿泵采油第五頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二（二）工作原理（略）采油方法－螺桿泵采油（三）特點1）結構簡單，占地面積小，有利于海上平臺和叢式井組采油；2）只有一個運動件（轉子），適合稠油井和出砂井應用；3）閥內無閥件和復雜的流道，水力損失??；4）泵實際揚程受液體粘度影響大，粘度上升，泵揚程下降較大。第六頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二（四）國內技術現狀1）螺桿泵采油技術應用領域比較寬廣，不僅在高粘、含氣、含砂的油井上得到應用，而且在高含水、海上油井上也得到了應用。在發(fā)揮螺桿泵解決高粘度、高含氣、高含砂油井井液抽汲難的優(yōu)越性的同時，配合各種防砂措施和電加熱空心抽油桿，使螺桿泵的應用領域不斷拓寬。2）通過開發(fā)一系列專用配套裝置，解決了驅動系統(tǒng)調控、管柱防脫與扶正、桿柱防脫與扶正、泵與抽油桿的對接、抽空保護、清防蠟解堵、工況診斷等技術難題。采油方法－螺桿泵采油第七頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二（四）國內技術現狀3）通過研究螺桿泵系統(tǒng)所受作用力和力矩，建立了描述系統(tǒng)工作狀況的數學模型，為螺桿泵采油系統(tǒng)的分析診斷奠定了基礎。4）通過開展螺桿泵工況診斷和優(yōu)化技術的研究，可以幫助人們正確判斷油井工作狀況，提供地面驅動系統(tǒng)、井筒內桿柱設計和泵型等方面的優(yōu)化設計方案，提出調參的依據。采油方法－螺桿泵采油第八頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二（五）發(fā)展趨勢1）為提高排量和揚程，國外各公司在單螺桿泵結構優(yōu)化的同時，積極研究多頭螺桿泵。2）為提高螺桿泵的綜合性能和使用壽命，國外各公司在優(yōu)化定子橡膠的配方和增強轉子的耐磨、抗腐蝕的同時，還探索使用金屬定子、非金屬轉子。采油方法－螺桿泵采油第九頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二（五）發(fā)展趨勢3）為降低螺桿泵的制造成本，以提高經濟效益，國外各公司在普遍從采用圓鋼毛坯加工成型轉子向采用熱軋成型轉子方向發(fā)展的同時，積極發(fā)展鋼管熱軋成型轉子。4）為避免桿、管磨損和抽油桿斷脫問題，以減少井下事故，國外各公司不斷改進井下驅動的螺桿泵系統(tǒng)，應用規(guī)模日益擴大。采油方法－螺桿泵采油第十頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二第一節(jié)抽油裝置及泵的工作原理一、抽油裝置抽油機抽油桿抽油泵其它附件設備組成抽油裝置示意圖

第十一頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二(一)抽油機它是有桿深井泵采油的主要地面設備，它將電能轉化為機械能，將旋轉運動轉化成往復運動。游梁式抽油機游梁-連桿-曲柄機構、減速箱、動力設備和輔助裝置包括：游梁式抽油機和無游梁式抽油機兩種第十二頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二第十三頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二抽油機的運動過程游梁連桿曲柄減速箱驢頭曲柄軸第十四頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二工作原理工作時，動力機將高速旋轉運動通過皮帶和減速箱傳給曲柄軸，帶動曲柄作低速旋轉。曲柄通過連桿經橫梁帶動游梁作上下擺動。掛在驢頭上的懸繩器便帶動抽油桿柱作往復運動。游梁式抽油機分類后置式（普通式）和前置式第十五頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二③運動規(guī)律不同：后置式上、下沖程的時間基本相等；前置式上沖程較下沖程慢。圖3-2后置式抽油機結構簡圖圖3-3前置式氣動平衡抽油機結構簡圖①游梁和連桿的連接位置不同。不同點：②平衡方式不同：后置式多采用機械平衡；前置式多采用氣動平衡。第十六頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二新型抽油機：為了節(jié)能和加大沖程異相型游梁式抽油機異形游梁式抽油機雙驢頭游梁式抽油機鏈條式抽油機寬帶傳動抽油機液壓抽油機節(jié)能加大沖程第十七頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二圖3-4異相型游梁式抽油機第十八頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二異相型游梁式抽油機是近二十年來發(fā)展起來的一種性能較好的抽油機。從外形上看，它與常規(guī)型游梁式抽油機沒有顯著的差別。其特點是：1）上沖程曲柄轉角（約192）大于下沖程的曲柄轉角（約168），因此上沖程懸點運動較下沖程緩慢，降低了上沖程懸點的加速度，從而降低了上沖程懸點的慣性載荷，提高了抽油機的承載能力。2）曲柄中心線與平衡重力臂中心線之間設置了一特殊的相位角，可降低凈扭矩峰值，改善了減速箱的工作條件；同時可降低電機功率。據美國同類產品的資料報道，與常規(guī)式抽油機相比，可節(jié)省電機功率15%。第十九頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二雙驢頭游梁式抽油機采用平衡配重的平衡方式使平衡易調且平衡效果好，在一定程度上具有節(jié)能效果，屬于節(jié)能型游梁式抽油機。第二十頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二雙驢頭游梁式抽油機第二十一頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二鏈條式抽油機第二十二頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二鏈條式抽油機的特點：1）沖程長，有利于稠油井開采；2）采用氣動平衡，因而電機工作平穩(wěn)，且平衡效果好；3）占地面積小，節(jié)能效果好。4）鋼絲繩使用壽命短，易造成斷鏈條事故。第二十三頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二寬帶式抽油機第二十四頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二寬帶式抽油機的特點：1）沖程長、沖次低、尤其適用于深井、稠油開采；2）結構緊湊，布局合理，體積小，重量輕，尤其運用于海洋采油；3）可不停機六級調節(jié)工程沖程；4）運動特性好，與常規(guī)型抽油機相比，扭矩減少50%，動載減少1/2-1/3，實際承載能力增加；5）采用同頻自動控制損局，整機運行平穩(wěn)，噪音低，節(jié)電達10-35%。第二十五頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二優(yōu)點：沖程倍增。缺點：游梁前端載荷增大近一倍。第二十六頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二液壓增程抽油機第二十七頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二游梁式抽油機系列型號表示方法CYJ12—3.3—70(H)F(Y，B，Q)游梁式抽油機系列代號CYJ-常規(guī)型CYJQ-前置型CYJY-異相型懸點最大載荷，10kN光桿最大沖程，m減速箱曲柄軸最大允許扭矩,kN.m減速箱齒輪形代號，H為點嚙合雙圓弧齒輪。平衡方式代號F：復合平衡Y：游梁平衡B：曲柄平衡Q：氣動平衡第二十八頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二(2)抽油泵a.結構簡單，強度高，質量好，連接部分密封可靠；b.制造材料耐磨和抗腐蝕性好，使用壽命長；c.規(guī)格類型能滿足油井排液量的需要，適應性強；d.便于起下；e.結構上應考慮防砂、防氣，并帶有必要的輔助設備。一般要求機械能轉化為流體壓能的設備第二十九頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二主要組成工作筒(外筒和襯套)、柱塞及游動閥(排出閥)和固定閥(吸入閥)。分類按照抽油泵在油管上的固定方式可分為：管式泵和桿式泵典型的抽油泵管式泵桿式泵第三十頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二A-管式泵B-桿式泵管式泵：外筒和襯套在地面組裝好接在油管下部先下入井內，然后投入固定閥，最后再把柱塞接在抽油桿柱下端下入泵內。桿式泵：整個泵在地面組裝好后接在抽油桿柱的下端整體通過油管下入井內，由預先裝在油管預定深度(下泵深度)上的卡簧固定在油管上，檢泵時不需要起油管。第三十一頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二管式泵特點：結構簡單、成本低，泵徑大，排量大。但檢泵時必須起出油管，修井工作量大，故適用于下泵深度不很大，產量較高的油井。桿式泵特點：結構復雜，制造成本高，排量小，檢泵不需起出油管，修井工作量小。桿式泵適用于下泵深度大、產量較小的油井。第三十二頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二(3)抽油桿柱常規(guī)抽油桿通過接箍連接成抽油桿柱，上經光桿連接抽油機，下接抽油泵的柱塞，其作用是將地面抽油機懸點的往復運動傳遞給井下抽油泵。常規(guī)抽油桿的桿體是實心圓形截面的鋼桿，其特點是：結構簡單、易制造、成本低。主要用于常規(guī)有桿抽油方式。第三十三頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二1、外螺紋接頭2、卸荷槽3、推承面臺肩4、扳手方徑5、凸緣6、圓弧過渡區(qū)第三十四頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二抽油桿的直徑分別為13、16、19、22、25、28mm.抽油桿的長度一般為8000mm和7620mm，另外，為了調節(jié)抽油桿柱的長度，還有長度不等的抽油桿短接。抽油桿的強度：C級桿（570MPa）,D級桿（810MPa）.接箍：它是抽油桿組合成抽油桿柱時的連接零件。按其結構特征可分為：普通接箍、異徑接箍和特種接箍。普通接箍：連接等直徑的抽油桿異徑接箍：用于連接不同直徑的抽油桿特種接箍：主要有滾輪式接箍和滾珠式接箍，用于斜井和普通油井，降低抽油桿和油管之間的摩擦力，減少對油管的磨損。扶正器第三十五頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二為了滿足高含水、稠油、高含蠟、含腐蝕介質以及深井和斜井采油的需要，國內外開發(fā)并應用了許多結構、材料、用途與普通抽油桿不同的特種抽油桿，如：1、超高強度桿2、玻璃鋼桿3、鋁合金桿4、空心抽油桿5、連續(xù)抽油桿第三十六頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二玻璃鋼抽油桿：具有強度高，重量輕，彈性好和耐腐蝕的特點，其強度和同規(guī)格的D級鋼桿相近，但重量只有鋼桿的1/3.塔里木油田大量選用，其主要目的：降低抽油機的懸點負荷，以最大限度的提高抽油桿的使用壽命，進而延長檢泵周期。玻璃鋼抽油桿通過幾年的實踐，得到以下3條結論：1、在條件允許的情況下，使用玻璃鋼桿適當降低抽油桿負荷（一般控制在60%-70%），減少斷脫現象。第三十七頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二2、玻璃鋼桿原則上不重復使用（由于缺乏對起出的玻璃鋼抽油桿的檢測手段），因此若重復使用，將增大玻璃鋼抽油桿的斷脫機率。3、嚴格控制產品質量，保證使用至少一年。高強度H級桿：1、由于H級桿比同規(guī)格D級桿的強度高30%，在相同載荷條件下，疲勞壽命高兩倍，此時同比在不增加載荷的條件下，將延長檢泵周期。第三十八頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二抽油桿柱中還有以下附屬器具：1、光桿。位于抽油桿頂端，其作用是連接驢頭鋼絲繩與井下抽油桿，并同井口盤根配合密封抽油井口。因此，對其強度和表面光潔度要求較高。2、加重桿。用于大泵提液井、稠油井和深油井，抽油桿柱下部采用加重桿是減少抽油桿柱彎曲偏磨，防止抽油桿斷脫的有效方法。3、抽油桿扶正器。用于深井、斜井和定向井，使抽油桿柱處于油管中心，不直接與油管接觸，減少抽油桿的磨損、振動和彎曲。此外還用用于減少抽油桿振動的減振器、防止抽油桿接箍旋松的防脫器等。第三十九頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二二、泵的工作原理（一）泵的抽汲過程抽油桿柱帶著柱塞向上運動，柱塞上的游動閥受管內液柱壓力而關閉。1)上沖程

泵內壓力降低，固定閥在環(huán)形空間液柱壓力(沉沒壓力)與泵內壓力之差的作用下被打開。油層活塞上行第四十頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二泵吸入的條件：泵內壓力(吸入壓力)低于沉沒壓力。泵內吸入液體、井口排出液體。活塞上行游動閥關閉固定閥打開液柱壓力沉沒壓力第四十一頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二2)下沖程柱塞下行，固定閥在重力作用下關閉。泵內壓力增加，當泵內壓力大于柱塞以上液柱壓力時，游動閥被頂開。柱塞下部的液體通過游動閥進入柱塞上部，使泵排出液體。油層活塞下行第四十二頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二泵排出液體的條件：泵內壓力(排出壓力)高于柱塞以上的液柱壓力。柱塞上下抽汲一次為一個沖程，在一個沖程內完成進液與排液的過程?；钊滦杏蝿娱y打開固定閥關閉液柱壓力泵內壓力第四十三頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二工作原理：深井泵是依靠抽油機帶動抽油桿使活塞在襯套內部做往復運動來實現抽油的。上沖程下沖程閥的狀態(tài)游動閥關閉打開固定閥打開關閉泵吸（排）液吸液排液第四十四頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二活塞上下運動一次稱為一個沖程，分為上沖程和下沖程。每分鐘內完成上、下沖程的次數稱為沖次，用n來表示

懸點在上、下死點間的位移，稱為光桿沖程，用S來表示。活塞在上、下死點間的位移，稱為活塞沖程，用Sp來表示。

第四十五頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二（二)泵的理論排量泵的工作過程是由三個基本環(huán)節(jié)所組成，即柱塞在泵內讓出容積，井內液體進泵和從泵內排出井內液體。在理想情況下，活塞上、下一次進入和排出的液體體積都等于柱塞讓出的體積：

每分鐘的排量為：

每日排量:泵的理論排量第四十六頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二第二節(jié)抽油機懸點運動規(guī)律及載荷研究目的：是研究抽油裝置動力學，它是進行抽油裝置的設計、選擇以及工作狀況分析的基礎懸點：抽油桿在驢頭上的懸掛點。運動規(guī)律：位移S、速度v、加速度a。一、抽油機懸點運動規(guī)律第四十七頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二固定桿：游梁支點與曲柄軸的連線活動桿：曲柄、連桿、游梁后臂四連桿機構四連桿機構可以簡化為簡諧運動和曲柄滑塊運動第四十八頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二(一)簡化為簡諧運動時懸點運動規(guī)律假設條件：r/l0、r/b0圖3-7抽油機四連桿機構簡圖

游梁和連桿的連接點B的運動可看做簡諧運動，即認為B點的運動規(guī)律和D點做圓周運動時在垂直中心線上的投影(C點)的運動規(guī)律相同。則B點經過t時間(曲柄轉角φ)時位移為：驢頭在下死點曲柄垂直向上第四十九頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二以下死點為坐標零點，向上為坐標正方向，則懸點A的位移為：A點的加速度為:A點的速度為:圖3-8簡諧運動時懸點位移、速度、加速度曲線第五十頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二(二)簡化為曲柄滑塊機構時懸點運動規(guī)律把B點繞游梁支點的弧線運動近似地看做直線運動，則可把抽油機的運動簡化為曲柄滑塊運動。圖3-9曲柄滑塊機構簡圖A點位移：假設條件：

第五十一頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二解的過程第五十二頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二第五十三頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二第五十四頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二

為了便于用求導來得到A點的速度和加速度，應將A點得位移公式進一步簡化。二項式定理展開，取前兩項第五十五頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二A點的位移：A點的速度：A點的加速度：懸點沖程（最大位移）：第五十六頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二適用條件：應用于一般計算和分析，在精確計算和分析及抽油機設計時，則須按抽油機實際四連桿計算。懸點的最大加速度，即在上、下死點處。第五十七頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二圖3-10懸點速度變化曲線1-按簡諧運動計算；2-精確計算；3-按曲柄滑塊機構計算圖3-11懸點加速度變化曲線1-按簡諧運動計算；2-精確計算；3-按曲柄滑塊機構計算第五十八頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二通過游梁擺角的變化來求得位移(三)、精確方法計算懸點運動規(guī)律第五十九頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二二、抽油機懸點載荷計算(一)懸點所承受的載荷抽油機在工作時懸點所承受的載荷，是進行抽油設備選擇及工作狀況分析的重要依據。動載荷靜載荷其他載荷桿重液重沉沒壓力井口回壓振動慣性摩擦第六十頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二（一）靜載荷包括：抽油桿柱載荷；作用在柱塞上的液柱載荷；沉沒壓力對懸點載荷的影響；井口回壓對懸點載荷的影響上沖程（即桿柱在空氣中的重力）下沖程（即桿柱在液體中的重力）1.抽油桿柱載荷第六十一頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二2.作用在柱塞上的液柱載荷上沖程:下沖程:A-上沖程B-下沖程游動閥關閉，作用在柱塞上的液柱載荷為：

游動閥打開，液柱載荷作用于油管，而不作用于懸點。第六十二頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二3.沉沒壓力(泵口壓力)對懸點載荷的影響上沖程:在沉沒壓力作用下，井內液體克服泵入口設備的阻力進入泵內，此時液流所具有的壓力即吸入壓力。吸入壓力作用在柱塞底部產生向上的載荷:下沖程：吸入閥關閉，沉沒壓力對懸點載荷沒有影響。第六十三頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二4.井口回壓對懸點載荷的影響液流在地面管線中的流動阻力所造成的井口回壓對懸點產生附加的載荷。上沖程：增加懸點載荷下沖程：減小抽油桿柱載荷由于沉沒壓力和井口回壓在上沖程中造成的懸點載荷方向相反，可以抵消一部分，因而，在近似計算中可以忽略這兩項。第六十四頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二（二）動載荷(慣性載荷、振動載荷)1.慣性載荷(忽略桿液彈性影響)抽油機運轉時，驢頭帶著抽油桿柱和液柱做變速運動，因而產生抽油桿柱和液柱的慣性力。慣性力與質量有關，與懸點加速度的大小成正比，其方向與加速度方向相反。抽油桿柱的慣性力：液柱的慣性力：第六十五頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二為油管過流斷面變化引起液柱加速度變化的系數上沖程:前半沖程加速度為正，即加速度向上，則慣性力向下，從而增加懸點載荷；后半沖程中加速度為負，即加速度向下，則慣性力向上，從而減小懸點載荷。懸點加速度在上、下沖程中大小和方向是變化的。下沖程:與上沖程相反，前半沖程慣性力向上，減小懸點載荷；后半沖程慣性力向下，將增大懸點載荷。第六十六頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二有公式（3-11a，3-11b）：最大加速度應發(fā)生在上下死點處，其值見上面公式.將公式（3-11a，3-11b）帶入到：抽油桿柱的慣性力：液柱的慣性力：第六十七頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二抽油桿柱引起的懸點最大慣性載荷上沖程：取r/l=1/4時，下沖程：第六十八頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二液柱引起的懸點最大慣性載荷上沖程：下沖程：下沖程中液柱不隨懸點運動，沒有液柱慣性載荷懸點最大慣性載荷上沖程：下沖程：第六十九頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二2.振動載荷抽油桿柱本身為一彈性體，由于抽油桿柱作變速運動和液柱載荷周期性地作用于抽油桿柱，從而引起抽油桿柱的彈性振動，它所產生的振動載荷亦作用于懸點上。其數值與抽油桿柱的長度、載荷變化周期及抽油機結構有關。(在考慮抽油桿柱彈性時最大載荷計算時介紹)第七十頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二（三）摩擦載荷(1)抽油桿柱與油管的摩擦力(2)柱塞與襯套之間的摩擦力(3)液柱與抽油桿柱之間的摩擦力(4)液柱與油管之間的摩擦力(5)液體通過游動閥的摩擦力上沖程主要受(1)、(2)、(4)影響，增加懸點載荷下沖程主要受(1)、(2)、(3)、(5)影響，減小懸點載荷第七十一頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二1.抽油桿柱與液柱之間的摩擦力抽油桿柱與液柱間的摩擦發(fā)生在下沖程，摩擦力方向向上。阻力的大小隨抽油桿柱的下行速度而變化，最大值為：主要決定因素：液體粘度和抽油桿的運動速度。把懸點看做簡諧運動，則第七十二頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二2.液柱與油管間的摩擦力上沖程時，游動閥關閉，油管內的液柱隨抽油桿柱和柱塞上行，液柱與油管間發(fā)生相對運動而引起的摩擦力的方向向下，故增大懸點載荷。下沖程液柱與抽油桿柱間的摩擦力約為上沖程中油管與液柱間摩擦力的1.3倍。即：第七十三頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二3.液體通過游動閥產生的阻力fp

柱塞面積fo

閥孔面積在高粘度的大產量井內，液體通過游動閥產生的阻力往往是造成抽油桿柱下部彎曲的主要原因，對懸點載荷也會造成不可忽略的影響。由于液流通過游動閥的壓頭損失而產生的柱塞下行阻力為：第七十四頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二抽油桿柱載荷、液柱載荷及慣性載荷是構成懸點載荷的三項基本載荷。稠油井內摩擦載荷及大沉沒度井的沉沒壓力產生的載荷突出；在低沉沒度井內，由于泵的充滿程度差，會發(fā)生柱塞與泵內液面的撞擊，將產生較大沖擊載荷，從而影響懸點載荷。第七十五頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二二.懸點最大和最小載荷1.計算懸點最大載荷和最小載荷的一般公式如下：最大載荷發(fā)生在上沖程最小載荷發(fā)生在下沖程第七十六頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二在下泵深度及沉沒度不很大、井口回壓及沖數不高的稀油直井內，在計算最大和最小載荷時，通?？梢院雎訮v、F、Pi、Ph及液柱慣性載荷，則：令：則：第七十七頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二2.考慮抽油桿柱彈性時懸點最大載荷的計算(自學)初變形期：從上沖程開始到液柱載荷加載完畢的過程。自學要點：抽油桿柱做變速運動所產生的慣性載荷動載荷抽油桿柱運動引起的自由縱振產生的振動載荷忽略液柱對抽油桿柱動載荷的影響初變形期后，抽油桿柱帶著活塞隨懸點做變速運動。在此過程中，除了液柱和抽油桿柱產生的靜載荷外，還會在抽油桿柱上引起動載荷。第七十八頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二3.計算懸點最大載荷的其它公式應用于一般井深及低沖數油井簡諧運動、桿柱和液柱慣性載荷簡諧運動、桿柱慣性載荷簡諧運動、桿柱和液柱慣性載荷曲柄滑塊運動、桿柱慣性載荷第七十九頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二第三節(jié)：抽油機平衡、扭矩與功率計算一、抽油機平衡計算不平衡原因

若抽油機沒有平衡塊，當電動機帶動抽油機運轉時，由于上沖程中懸點承受著最大的載荷，所以抽油機必須作很大的功才能使驢頭上行；而到下沖程中，抽油機在自身的重力作用下克服浮力下行，此時抽油機不僅不需要做功，反而接受外來的能量作負功。因而就造成抽油機上下沖程的不平衡。第八十頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二抽油機不平衡造成的后果：

①上沖程中電動機承受著極大的負荷，下沖程中抽油機反而帶著電動機運轉，造成功率的浪費，降低電動機的效率和壽命；

②由于負荷極不均勻，會使抽油機發(fā)生激烈振動，而影響抽油裝置的壽命。

③會破壞曲柄旋轉速度的均勻性，影響抽油桿和泵正常工作。第八十一頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二(一)平衡原理抽油機不平衡，是因為上、下沖程中的懸點載荷不同，造成電動機在上、下沖程所作的功不相等。要使抽油機在平衡條件下運轉，則應在下沖程中把能量儲存起來，在上沖程中利用儲存的能量來幫助電動機做功，從而使電動機在上下沖程中都做相等的正功。設計一個簡單的平衡實驗在抽油機后梁加一個重物第八十二頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二下沖程：抽油桿自重和電動機一起對重物做功上沖程：重物儲存的能量釋放出來和電動機一起對懸點做功要使抽油機平衡，應該讓電動機在上下沖程做功相等為了使抽油機平衡，在下沖程中需要儲存的能量或上沖程中需要釋放的能量應該是懸點在上下沖程中所做功之和的一半。第八十三頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二(二)平衡方式氣動平衡機械平衡游梁平衡：游梁尾部加平衡重；曲柄平衡(旋轉平衡)：平衡塊加在曲柄上；復合平衡(混合平衡)：

游梁尾部和曲柄上都有平衡重。下沖程：通過游梁帶動的活塞壓縮氣包中得氣體，把下沖程中做的功儲存起來并轉化成氣體的壓縮能。上沖程：被壓縮的氣體膨脹，將儲存的壓縮能轉換成膨脹能幫助電機做功。多用于大型抽油機，節(jié)約鋼材，改善抽油機的受力狀況，但加工制造質量要求高第八十四頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二(三)平衡計算抽油機在一個抽汲循環(huán)中，重物在下沖程中儲存的能力或上沖程中幫助電動機所作的功，等于上沖程和下沖程懸點做功之和的一半。上沖程中懸點所作的功下沖程中懸點所作的功由于慣性載荷在上下沖程所作的總功為0，因而沒有考慮慣性力上式的結果為在下沖程中存儲的能量或在上沖程中平衡重所作的功第八十五頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二1)復合平衡圖3-14復合平衡平衡半徑公式:2)曲柄平衡平衡半徑公式：圖3-15曲柄平衡第八十六頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二3)游梁平衡達到平衡所需要的游梁平衡塊重:

圖3-16游梁平衡第八十七頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二(四)抽油機平衡檢驗方法1)測量驢頭上、下沖程的時間平衡條件下上、下沖程所用的時間基本相等。如果上沖程快，下沖程慢，說明平衡過量。則應減小平衡重量或平衡半徑，反之則應增加平衡重量或平衡半徑2)測量上、下沖程中的電流平衡條件下上、下沖程的電流峰值相等。如果上沖程的電流峰值大于下沖程的電流峰值，說明平衡不夠。應增加平衡重量或增大平衡半徑；反之則應減小平衡重量或平衡半徑3)觀察法聲音、皮帶松緊、啟動是否順利等抽油機在生產過程中因油層情況、油井情況和油井工作制度的改變，其原來的平衡都會被破壞。第八十八頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二二、曲柄軸扭矩計算及分析(一)計算扭矩的基本公式抽油過程中減速箱輸出軸(曲柄軸)的扭矩M等于曲柄半徑R與作用在曲柄銷處的切線力T的乘積，即：第八十九頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二復合平衡抽油機：曲柄平衡抽油機：游梁平衡抽油機：不同平衡方式的抽油機扭矩精確計算相關式推導要點：力矩平衡、三角幾何關系以上公式為扭矩計算的精確公式，但由于其中有一些幾何參數無法求出，因而很難直接用于實際計算第九十頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二簡化條件：忽略游梁擺角和游梁平衡重慣性力矩的影響。復合平衡抽油機:曲柄平衡抽油機：游梁平衡抽油機：扭矩因數：懸點載荷在曲柄軸上造成的扭矩與懸點載荷的比值。抽油機結構不平衡值B：等于連桿與曲柄銷脫開時，為了保持游梁處于水平位置而需要加在光桿上的力。(方向向下為正)不同平衡方式的抽油機扭矩簡化計算相關式第九十一頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二(二)扭矩因數計算圖3-17抽油機幾何尺寸與曲銷受力圖第九十二頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二(五)最大扭矩計算公式1.計算最大扭矩的近似公式(1)抽油機懸點運動簡化為簡諧運動(2)忽略抽油機系統(tǒng)的慣性和游梁擺角的影響(3)最大峰值扭矩發(fā)生在曲柄轉角為90時簡化條件：有效平衡值：抽油機結構不平衡重及平衡重在懸點產生的平衡力。它表示了被實際平衡掉的懸點載荷值。在平衡條件下：第九十三頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二2.計算最大扭矩的經驗公式蘇聯拉瑪扎諾夫于1957年提出：根據國內油井扭矩曲線的峰值建立的經驗公式：第九十四頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二三、電動機選擇和功率計算(一)電動機功率計算

電動機的選擇關系到電能的利用效率和能否充分發(fā)揮抽油設備與油層生產能力。a.負荷是脈沖的，而且變化大；游梁式抽油裝置的特點：

目前國產抽油機所選配的電動機大多是高起動轉矩系列的三相異步封閉式鼠籠型電動機。b.啟動條件困難，要求有大的啟動轉矩；c.所用的電動機功率不太大，但總的數量大；d.在露天工作，要求電動機維護簡單、工作可靠。第九十五頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二電動機功率與曲柄軸上的扭矩關系式為：由于抽油機懸點載荷是變化的，所以電動機功率與傳到曲柄軸上的扭矩也是變化的，因此在變負荷條件下，電動機的選擇一般是根據扭矩的變化規(guī)律，按等值扭矩來計算，即：等值扭矩Me

：用一個不變化的固定扭矩代替變化的實際扭矩，使其電動機的發(fā)熱條件相同，則此固定扭矩即為實際變化的扭矩的等值扭矩。第九十六頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二等值扭矩與最大扭矩之間的關系作簡諧運動時，扭矩呈正弦規(guī)律變化：真實運動規(guī)律：考慮到不平衡等因素，實際計算時建議采用：電動機功率：第九十七頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二(3)光桿功率計算的近似計算：水力功率：在一定時間內將一定量的液體提升一定距離所需要的功率光桿功率：通過光桿來提升液體和克服井下損耗所需要的功率(1)根據實測示功圖準確計算：(2)根據示功圖繪制扭矩曲線準確計算光桿平均功率。第九十八頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二第四節(jié)泵效計算泵效：在抽油井生產過程中，實際產量與理論產量的比值。影響泵效的因素(1)抽油桿柱和油管柱的彈性伸縮(2)氣體和充不滿的影響因為實際產量一般都比理論產量要低柱塞沖程小于光桿沖程泵內吸入氣體和泵的排量大于油層供油能力第九十九頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二(3)漏失影響柱塞與襯套的間隙及閥和其他連接部件間的漏失都會使排量減少。此時若泵的質量好，漏失的影響不大。但是如果液體有腐蝕性或含砂時，就會造成腐蝕和磨損，還有泵內結蠟，這會嚴重破壞泵的工作。一、柱塞沖程柱塞沖程小于光桿沖程抽油桿柱和油管柱的彈性伸縮泵效小于1交變載荷作用第一百頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二

液柱載荷交替地由油管轉移到抽油桿柱和由抽油桿柱轉移到油管，使桿柱和管柱發(fā)生交替地伸長和縮短。(一)靜載荷作用下的柱塞沖程沖程損失的影響因素分析：(2)抽油桿和油管的性質、組合；(3)下泵深度；(4)抽油泵的規(guī)格。(1)油層供液狀況和生產流體的性質；第一百零一頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二第一百零二頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二柱塞沖程：沖程損失：油管柱的縮短或伸長量抽油桿柱的伸長或縮短量第一百零三頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二沖程損失計算式（根據虎克定律）：

λ----沖程損失，m；Wl'----考慮沉沒度影響后的液柱載荷，為上、下沖程中靜載荷之差，N；fr、ft----抽油桿及油管金屬橫截面積，m2;L----抽油桿柱總長度，m；ρl----液體密度,kg/m3；E----鋼的彈性模量,2.06-1011Pa；Lf----動液面深度，m；第一百零四頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二多級抽油桿的沖程損失：若各級桿及油管的鋼級不同，則E單獨取值m----抽油桿柱級數，m；Li----第i級抽油桿的長度，m;fri----第i級抽油桿的截面積,m2。

柱塞截面積越大，泵下得越深，則沖程損失越大。為提高泵效，通常不能選用過大的泵，特別是深井中總是選用直徑較小的泵。當泵徑超過某一限度（λ≥S/2）之后，泵的實際排量不但不會因增大泵徑而增加，反而會減小。當λ≥S時，活塞沖程為0，泵的實際排量等于0.第一百零五頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二(二)考慮慣性載荷后柱塞沖程的計算當懸點上升到上死點時，抽油桿柱有向下的(負的)最大加速度和向上的最大慣性載荷，抽油桿在慣性載荷的作用下還會帶著柱塞繼續(xù)上行。當懸點下行到下死點后，抽油桿的慣性力向下，使抽油桿柱伸長，柱塞又比靜載變形時向下多移動一段距離。柱塞沖程增加量：第一百零六頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二根據虎克定律，慣性載荷引起的柱塞沖程增量為：上沖程：下沖程：第一百零七頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二由于抽油桿柱上各點所承受的慣性力不同，計算中近似取其平均值，即：

因此，考慮靜載荷和慣性載荷后的柱塞沖程為：第一百零八頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二盡管慣性載荷引起的抽油桿柱的變形使柱塞沖程增大，有利于提高泵效，但增加慣性載荷會使懸點最大載荷增加，最小載荷減小，使抽油桿受力條件變壞。所以，通常不會增加慣性載荷（快速抽汲）的辦法來增加柱塞沖程。第一百零九頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二(三)抽油桿柱的振動對柱塞沖程的影響

理論分析和實驗研究表明：抽油桿柱本身振動的相位在上下沖程中幾乎是對稱的，即如果上沖程末抽油桿柱伸長，則下沖程末抽油桿柱縮短。因此，抽油桿振動引起的伸縮對柱塞沖程的影響是一致，即要增加都增加，要減小都減小。其增減情況取決于抽油桿柱自由振動與懸點擺動引起的強迫振動的相位配合。液柱載荷交變作用抽油桿柱變速運動抽油桿柱振動抽油桿柱變形第一百一十頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二二、泵的充滿程度氣鎖：抽汲時由于氣體在泵內壓縮和膨脹，吸入和排出閥無法打開，出現抽不出油的現象。多數油田在開采時，都是在井底流壓低于飽和壓力的條件下生產的，即使在高于飽和壓力下生產，泵口壓力也是低于飽和壓力的。在抽汲時總是氣液同時進泵，氣體進泵必然減少進入泵內的液體量從而影響泵效?？赡馨l(fā)生“氣鎖”。第一百一十一頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二用充滿系數β來表示氣體的影響程度圖3-20氣體對沖滿程度的影響充滿系數β表示泵在工作中的液體充滿程度，β越高則泵效越高。充滿系數β的推導：用R表示泵內氣液比，即：第一百一十二頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二圖3-20氣體對沖滿程度的影響第一百一十三頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二泵充滿程度的影響因素分析：(2)生產流體的性質—氣液比R愈小，就越大。為降低進泵的氣液比，可增加泵的沉沒深度，使原油中的自由氣體更多的溶于原油，或使用氣錨，使氣體在泵外分離。減少氣體進泵。(1)防沖距K值越小，值就越大。因K=Vs/Vp,因而要減小K值，要盡可能使Vs小和提高Vp，因而，在保證柱塞不撞到固定閥的情況下，盡量減小防沖距，以減小余隙。第一百一十四頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二如果忽略余隙，則Vs=0時，K=0，則有（3-94）若油層能量低或者原油的粘度大使泵在吸入時的阻力很大，那么活塞移動快時，供油就跟不上，油還沒來得及充滿泵筒，活塞就已經開始下行了，出現充不滿的現象，從而降低泵效，對于這種情況，一般可加深泵掛增加沉沒度，或選用合理的抽汲參數，以適應油層的供油能力。對于稠油，可以采取降粘措施。第一百一十五頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二三、泵的漏失(1)排出部分漏失(2)吸入部分漏失(3)其它部分漏失影響泵效漏失漏失很難計算，除了新泵可根據試泵實驗測試結果和相關式估算外，泵由于磨損、砂蠟卡和腐蝕所產生的漏失以及油管絲扣、泵的連接部分和泄油器不嚴等所產生的漏失很難計算柱塞與襯套的間隙漏失，游動閥漏失，都會使泵內排出的液量減少固定閥漏失會減少進入泵內的液量如油管絲扣泵的連接部分及泄油器不嚴等第一百一十六頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二柱塞與襯套間隙漏失計算靜止條件下的漏失量：活塞向上運動時上帶液量（原本要漏失的帶上去了）：總漏失量為：

若只考慮柱塞間隙漏失時，漏失系數為：低粘深井漏失大。措施：提高泵配合等級、快速抽汲第一百一十七頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二四、提高泵效的措施(1)選擇合理的工作方式①選用大沖程、小沖次，減小氣體影響，降低懸點載荷，特別是稠油井。②連噴帶抽井選用大沖數快速抽汲，以增強誘噴作用。③深井抽汲時，S(光桿沖程)和N（沖次）的選擇一定要避開不利配合區(qū)。④fp(柱塞截面積)、S、N的具體數值，除了可用計算得出外，還可根據生產試驗來確定。第一百一十八頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二(3)改善泵的結構(4)使用油管錨減少沖程損失(5)合理利用氣體能量及減少氣體影響(2)確定合理沉沒度確定合理的沉沒度，可以降低泵口的氣液比，減少進泵的氣量從而提高泵的充滿程度。提高泵的抗磨、抗腐蝕性能，采取防砂、防腐蝕、防蠟及定期檢泵等措施。（提高泵的質量）沖程損失主要是因為抽油桿柱和油管柱的彈性伸縮造成的，若下入油管錨將油管下端固定，則可消除油管伸縮，從而減少沖程損失。第一百一十九頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二第五節(jié)有桿抽油系統(tǒng)設計一、抽油桿強度計算及桿柱設計二、地面示功圖的分析三、井下示功圖的分析重點第一百二十頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二抽油桿柱工作時承受著交變負荷所產生的非對稱循環(huán)應力作用。在交變負荷作用下，抽油桿柱往往是由于疲勞而發(fā)生破壞，而不是在最大拉應力下破壞。（若是在最大拉應力下破壞，則斷裂事故將主要發(fā)生在拉應力最大的上部，但礦場試驗表明，上部下部都有斷裂）因此抽油桿柱必須根據疲勞強度來進行計算抽油桿的選擇主要確定的參數有：桿長、桿徑、組合及材料。一、抽油桿柱設計第一百二十一頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二（1）奧金格公式（自學）1.桿柱強度計算方法原則：抽油桿內的折算應力小于疲勞破壞下的許用應力強度。（2）修正古德曼圖目前國內多采用修正的古德曼圖來進行抽油桿強度的校核和桿柱設計。修正的古德曼圖橫坐標為抽油桿柱最小應力σmin縱坐標為抽油桿柱最大應力σmax第一百二十二頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二

修正古德曼圖疲勞安全區(qū)修正的古德曼圖給出的應力范圍比為：要保證抽油桿柱不發(fā)生疲勞破壞，抽油桿的最大應力不應超過許用最大應力，即抽油桿柱的許用最大應力的計算公式：第一百二十三頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二2.有桿抽油機生產系統(tǒng)設計有桿抽油系統(tǒng)包括油層、井筒流動、機-桿-泵和地面管線到油氣分離器。有桿抽油系統(tǒng)設計主要是選擇機、桿、泵、管以及抽汲系數，并預測其工況指標，使整個系統(tǒng)高效而安全地工作。（一）設計原則以油藏供液能力為依據，以油藏與抽油設備的協(xié)調為基礎，最大限度地發(fā)揮設備和油藏潛力，使抽油系統(tǒng)高效而安全地工作。第一百二十四頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二（二）設計內容對于某一固定的抽油機型號，設計的內容有：泵型、泵徑、沖程、沖次、泵深及相應的桿柱組合和材料，并預測相應的抽汲參數下的工況指標，包括載荷、應力、扭矩、功率、產量及電耗等。（三）需要的數據1、井深、套管直徑、油藏壓力、油藏溫度。2、油、氣、水密度，油飽和壓力，地面脫氣原油的粘度。3、含水率、套壓、油壓、生產油氣比、設計前油井的產量、流壓。第一百二十五頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二（四）設計方法有桿抽油系統(tǒng)設計方法可分為不限定產量和給定產量兩種情況下的設計。（自學）第一百二十六頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二第六節(jié)有桿抽油系統(tǒng)工況分析

(1)了解油層生產能力及工作狀況，分析是否已發(fā)揮了油層潛力，分析、判斷油層不正常工作的原因；(2)了解設備能力及工作狀況，分析設備是否適應油層生產能力，了解設備潛力，分析、判斷設備不正常的原因；(3)分析檢查措施效果。分析目的：油層與抽油設備協(xié)調，充分發(fā)揮油層潛力，并使設備在高效率下正常工作，以保證油井高產量、高泵效生產。抽油井分析包括以下內容：第一百二十七頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二一、抽油井液面測試與分析（一）動液面、靜液面及采油指數靜液面：是指關井后環(huán)形空間中液面恢復到靜止（與底層壓力相平衡）時的液面。（Ls或Hs）對應于油藏壓力。動液面：油井生產時油套環(huán)形空間的液面。（Lf或Hf）對應于井底流壓。靜液面與動液面之差（即△H=Hs-Hf）相對應的壓力差即為生產壓差。第一百二十八頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二采液指數J：與自噴井不同，抽油井一般都是通過液面的變化，來反映井底壓力的變化。則多采用以下流動方程。沉沒度（hs）：表示泵沉沒在動液面以下的深度，其大小可以根據氣油比的高低、原油進泵所需要的壓力大小來定?？梢钥闯?，與抽油井的采油指數J與自噴井的一樣，都表示單位生產壓差下的油井日產油量，但此處是用相應的液柱來表示壓差的。第一百二十九頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二折算液面：在測量液面時，套管壓力往往不為零，這樣就會有誤差，因而把在一定套壓下測得的液面折算成套管壓力為零時的液面。(二)液面位置的測量測量儀器：回聲儀測量原理：利用聲波在環(huán)形空間流體介質中的傳播速度和測得的反射時間來計算其位置（有音標井和無音標井）第一百三十頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二二、地面示功圖的分析（重點）示功圖：載荷隨位移的變化關系曲線所構成的封閉曲線圖。地面示功圖或光桿示功圖：懸點載荷與位移關系的示功圖。在實際工作中是以實測的地面示功圖作為深井泵工作狀況的主要依據。由于在實際工作中，抽油井的情況比較復雜，在生產過程中，深井泵將受到制造質量、安裝質量以及砂、蠟、水、氣、稠油和腐蝕等多種因素的影響，因而，實測的示功圖有時會是奇形怪狀，各不相同的。因而，為了正確分析和解釋示功圖，常常要以繪制理論示功圖為基礎。第一百三十一頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二(一)理論示功圖及其分析1.靜載荷作用下的理論示功圖圖3-28靜載理論示功圖以懸點的位移為橫坐標，懸點的載荷為縱坐標的靜載荷理論示功圖如下。循環(huán)過程：下死點A加載完成B上死點C卸載完成D下死點A在下死點A處的懸點靜載荷為Wr',上沖程開始后，液柱載荷Wl'逐漸加在柱塞上，并引起抽油桿柱和油管柱的變形，載荷加完后，停止變形。從B點以后懸點以不變的靜載荷（Wr'+Wl'）上行至上死點C。第一百三十二頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二圖3-28靜載理論示功圖在上死點開始下行后，由于抽油桿柱和油管柱的彈性，液柱載荷Wl'是逐漸的由柱塞轉移到油管上，因而懸點逐漸卸載。在D點卸載完畢，懸點以固定的靜載荷Wr'繼續(xù)下行至A點。第一百三十三頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二圖3-28靜載理論示功圖CDA為下沖程靜載荷變化線。CD為卸載過程，游動凡爾和固定凡爾處于關閉狀態(tài)；在D點卸載完畢，變形結束，柱塞與泵筒發(fā)生向下相對位移，游動凡爾被頂開、排出液體。DA為排出過程，固定凡爾處于關閉狀態(tài)。在靜載荷的作用下，懸點理論示功圖為平行四邊形ABCD。ABC為上沖程靜載荷變化線。AB為加載過程，加載過程中，游動凡爾和固定凡爾處于關閉狀態(tài)；在B點加載完畢，變形結束，柱塞與泵筒開始發(fā)生相對位移，固定凡爾打開而吸入液體。BC為吸入過程（BC=SP為泵的沖程），游動凡爾處于關閉狀態(tài)。第一百三十四頁，共一百四十七頁，編輯于2023年，星期二1、考慮慣性載荷后的理論示功圖考慮慣性載荷時，是把慣性載荷疊加在靜載荷上，因為懸點上的慣性載