有杆抽油系统.docx

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有杆抽油系统

《有杆抽油系统》综合复习资料

一、填空题

1、抽油设备由

（1）抽油机、

（2）抽油杆、（3）抽油泵及井下采油附件组成。

2、对于常规型游梁式抽油机，当驴头处于上、下死点位置时，连杆中心线间的夹角基本为零，这个角被称为抽油机的（4）极位夹角。

3、当抽油机悬点开始上行时，游动阀（5）关闭，液柱重量由（6）油管转移（7）抽油杆上，从而使抽油杆（8）伸长，油管（9）缩短。

4、在抽油机井生产过程中，如果上冲程快，下冲程慢，则说明平衡（10）过量，应（11）减小平衡重或平衡半径。

5、测量抽油机井液面使用的仪器是（12）回声仪；测量抽油机井示功图使用的仪器是（13）动力仪。

6、游梁式抽油机的平衡方式主要有机械平衡和气平衡两种。

其中，机械平衡方式包括（14）曲柄平衡、（15）游梁平衡和（16）复合平衡三种。

7、电压—转速特性曲线平缓而有向水平趋势的电机称为（17）软特性电机，具有较高的转差率，在一个冲次内电机转速变化范围大，同时具有较高的过载系数。

8、弹性滑动使带速（18）滞后（超前或滞后）于主动轮表面速度而又（19）超前（超前或滞后）于从动轮表面速度，从动轮的圆周速度总是（20）低于（低于或高于）主动轮的圆周速度。

9、普通抽油杆的杆头主要由（19）外螺纹接头、（20）卸荷槽、（21）推承面台肩、（22）扳手方颈、（23）凸缘和圆弧过渡区组成。

10、抽油井工作时，作用在悬点上的摩擦载荷主要有：

①抽油杆柱与油管的摩擦力，②柱塞与衬套之间的摩擦力，③液柱与抽油杆柱之间的摩擦力，④液柱与油管之间的摩擦力，⑤液体通过游动阀的摩擦力。

上冲程中作用在悬点上的摩擦载荷是受（24）①、（25）②及（26）④三项影响，其方向向下，故增加悬点载荷；下冲程中作用在悬点上的摩擦载荷是受（27）①、（28）②、（29）③及（30）⑤四项影响，其方向向上，故减小悬点载荷。

11、抽油设备由

（1）抽油机、

（2）抽油杆、（3）抽油泵及井下采油附件组成。

12、游梁式抽油机主要由（4）电动机、（5）皮带减速箱、曲柄连杆游梁机构以及辅助部件等四大部分组成。

13、当抽油机悬点开始下行时，游动阀（6）打开，液柱重量由（7）柱塞转移（8）

油管上，从而使抽油杆（9）缩短，油管（10）伸长。

14、在抽油机井生产过程中，如果下冲程快，上冲程慢，则说明平衡（11）过量，应（12）减小平衡重或平衡半径。

15、当抽油系统工作时，作用在抽油机驴头悬点上的载荷主要有三类：

（13）静载荷、（14）动载荷以及各种摩擦阻力产生的摩擦载荷。

16、对于惯性载荷，在上冲程中，前半冲程惯性力（15）增大悬点载荷，后半冲程惯性力（16）减小悬点载荷；在下冲程中，前半冲程惯性力（17）减小悬点载荷，后半冲程惯性力（18）增大悬点载荷。

17、列举游梁式抽油机除机械平衡与气动平衡外的两种主要平衡方式，如（19）

随动平衡、（20）二次平衡以及利用可调相位角平衡装置实现抽油机平衡。

18、弹性滑动使带速（21）滞后（超前或滞后）于主动轮表面速度而又超前（超前或滞后）于从动轮表面速度，从动轮的圆周速度总是（22）低于（低于或高于）主动轮的圆周速度。

19、普通抽油杆的杆头主要由（23）外螺纹接头、（24）卸荷槽、（25）推承面台肩、（26）扳手方颈、（27）凸缘和圆弧过渡区组成。

20、在不同转差率范围内，游梁式抽油机的动力装置—异步电机处于不同的工作状态，主要包括（28）电动机、（29）发电机和（30）电磁制动三种。

21、当抽油机悬点开始上行时，游动阀

（1）关闭，液柱重量由

（2）油管转移（3）抽油杆上，从而使抽油杆（4）伸长，油管（5）缩短。

22、在抽油机井生产过程中，如果上冲程快，下冲程慢，则说明平衡（6）过量，应（7）减小平衡重或平衡半径。

23、测量抽油机井液面使用的仪器是（8）回声仪；测量抽油机井示功图使用的仪器是（9）动力仪。

24、游梁式抽油机的平衡方式主要有机械平衡和气平衡两种。

其中，机械平衡方式包括（10）曲柄平衡、（11）游梁平衡和（12）复合平衡三种。

25、普通抽油杆的杆头主要由（13）外螺纹接头、（14）卸荷槽、（15）推承面台肩、（16）扳手方颈、（17）凸缘和圆弧过渡区组成。

26、抽油井工作时，作用在悬点上的摩擦载荷主要有：

①抽油杆柱与油管的摩擦力，②柱塞与衬套之间的摩擦力，③液柱与抽油杆柱之间的摩擦力，④液柱与油管之间的摩擦力，⑤液体通过游动阀的摩擦力。

上冲程中作用在悬点上的摩擦载荷是受（18）①、（19）②及（20）④三项影响，其方向向下，故增加悬点载荷；下冲程中作用在悬点上的摩擦载荷是受（21）①、（22）②、（23）③及（24）⑤四项影响，其方向向上，故减小悬点载荷。

27、游梁式抽油机主要由（25）电动机、（26）皮带减速箱、曲柄连杆游梁机构以及辅助部件等四大部分组成。

28、列举游梁式抽油机除机械平衡与气动平衡外的两种主要平衡方式，如（27）

随动平衡、（28）二次平衡以及利用可调相位角平衡装置实现抽油机平衡。

29、在不同转差率范围内，游梁式抽油机的动力装置—异步电机处于不同的工作状态，主要包括（29）电动机、（30）发电机和电磁制动三种。

二、判断题

1、前置型气平衡游梁式抽油机可以实现上下冲程中的对应载荷完全相同。

（√）2、旋转驴头游梁式抽油机、蛋形驴头游梁式抽油机、六连杆双游梁抽油机均具有长冲程的特点。

（√）

3、游梁式抽油机的运动指标越接近于1，悬点的实际运动规律就越接近于真实运动规律。

（×）

4、上冲程中井口回压减小悬点载荷。

（×）

5、气锁会因沉没压力升高而自动解除。

（√）

6、采用玻璃钢抽油杆可以实现小泵深抽或大排量的功能。

（√）

7、钢丝绳抽油杆是具有代表性的柔性抽油杆。

（×）

8、抽油杆及其接箍的主要失效类型是疲劳断裂。

（√）

9、可打捞式管式抽油泵由于加长短节与柱塞的配合间隙大而增加了泵的余隙，故在油气比大的油井不宜采用。

（√）

10、在抽油泵下悬挂尾管或下油管锚均可改善油管的工作状况。

（√）

11、前置型气平衡游梁式抽油机可以实现上下冲程中的对应载荷完全相同。

（√）

12、旋转驴头游梁式抽油机、蛋形驴头游梁式抽油机、六连杆双游梁抽油机均具有长冲程的特点。

（√）

13、在上下冲程中，摩擦载荷始终增加抽油机的悬点载荷。

（×）

14、游梁式抽油机主要由电动机、皮带减速箱、曲柄—连杆—游梁机构以及辅助部件等四大部分组成。

（√）

15、电压—转速特性曲线平缓而有向水平趋势的电机称为软特性电机。

（√）

16、APISpec11B《抽油杆规范》和GB7229-87将抽油杆分为C级、D级、K级和KD级四个等级。

（×）

17、接箍是抽油杆组合时的连接零件，按其结构特征可分为普通接箍、异径接箍和特种接箍。

（√）

18、对于要求安装刮蜡器的抽油杆，需要在抽油杆上设置一定数量的限位器，限位器之间的距离为冲程的一半。

（√）

19、可打捞式管式抽油泵由于加长短节与柱塞的配合间隙大而增加了泵的余隙，故在油气比大的油井不宜采用。

（√）

20、拖动抽油机的电动机的输入功率即为抽油机的输入功率。

（√）

三、单选题

1、游梁式抽油机的运动指标定义为死点位置时的实际加速度与按A公式计算出的加速度之比值。

A简谐运动B曲柄滑块机构运动C精确计算运动D真实运动

2、抽油杆杆体断裂的原因主要有抽油杆柱设计不合理、D以及腐蚀等因素。

A预紧力过大或不足B抽汲载荷超载

C液击、碰泵的冲击载荷的影响D由于制造、运输、储存和使用过程引起弯曲

3、在油井中使用刮蜡器以后，抽油杆在上下冲程时的阻力增加，这将使悬点最大负荷增加，使抽油杆在下冲程时产生附加的弯曲应力，为此应在抽油杆下部使用A。

A加重杆B扶正器C减振器D防脱器

4、下列A抽油泵不适合于在含砂油井使用。

A流线型抽油泵B三管抽油泵C防砂卡抽油泵D出砂井用抽油泵

5、油管锚可分为机械式油管锚和C两大类。

A张力式油管锚B旋转式油管锚C液力式油管锚D压差式油管锚

6、对于常规型游梁式抽油机，当驴头处于上、下死点位置时，连杆中心线间的夹角基本为零，这个角被称为抽油机的B。

A平衡相位角B极位夹角C游梁摆角D曲柄转角

7、下冲程中，沉没压力对悬点载荷的影响是C。

A增加B减小C没有影响D前半冲程增加，后半冲程减小

A平衡相位角B极位夹角C游梁摆角D曲柄转角

8、下列B特点不是抽油杆的结构特点。

A细长杆B刚度高、不易变形C变截面D端部形状复杂、要求特殊

9、油管锚可分为机械式油管锚和C两大类。

A张力式油管锚B旋转式油管锚C液力式油管锚D压差式油管锚

10、提升液体和克服各种阻力所消耗的功率为抽油机的B。

A输入功率B光杆功率C有效功率D系统效率

11、下冲程中，沉没压力对悬点载荷的影响是C。

A增加B减小C没有影响D前半冲程增加，后半冲程减小

12、测量抽油机井示功图使用的仪器是B。

A回声仪B水力动力仪C传感测试仪D记录仪

13、在典型抽油杆工艺路线的基础上，增加D工序，并调整部分工序便可形成超高强度抽油杆的制造工艺路线。

A抛丸强化B热校直C冷校直D表面淬火

14、在油井中使用刮蜡器以后，抽油杆在上下冲程时的阻力增加，这将使悬点最大负荷增加，使抽油杆在下冲程时产生附加的弯曲应力，为此应在抽油杆下部使用A。

A加重杆B扶正器C减振器D防脱器

15、提升液体和克服各种阻力所消耗的功率为抽油机的B。

A输入功率B光杆功率C有效功率D系统效率

四、简答题

1、简述游梁式抽油机的基本结构和工作原理。

答：

游梁式抽油机主要由电动机、皮带减速箱、曲柄—连杆．游梁机构以及辅助部件等四大部分组成。

其工作原理是：

皮带减速箱将电动机的旋转运动变为曲柄轴的低速旋转运动，再由四连杆机构变为悬绳器的上下往复运动，带动井下抽油杆和抽油泵工作，实现抽汲目的。

2、怎样判断游梁式抽油机的平衡状况？

不平衡时怎样进行调整？

答：

从抽油机扭矩曲线上观察驴头在上下冲程中峰值扭矩是否相等，可直接判断出抽油机的平衡状况。

如果上冲程峰值扭矩大于下冲程峰值扭矩，则表明上重下轻，平衡不够，需要增大平衡扭矩；否则需要减小平衡扭矩。

对于游梁式抽油机来说，除了用扭矩曲线判断抽油机的平衡状况之外，常用的方法还有如下几种：

（1）观察法

①电动机是否有不正常的“呜呜”声。

②采取反复开停抽油机的方法来观察驴头和曲柄的停留位置。

一般平衡理想的抽油机，当曲柄在任何转角停抽时，曲柄可停留在任何位置。

如果当驴头在任何位置停抽时，最后驴头停在上死点，表明平衡块偏重；相反，最后驴头停在下死点，则表明平衡块偏轻。

（2）测时法

对于常规型游梁式抽油机来说，当完全平衡时，抽油机上下行程的时间是相等的。

如果上冲程快，下冲程慢，则说明所加的平衡块过重，应减轻平衡块的重量，或是减小平衡半径；相反，如果下冲程快，上冲程慢，则说明所加的平衡块过轻，应加重平衡块的重量，或是增加平衡半径。

但是，测时法不适用于异相平衡或气平衡的游梁式抽油机的平衡判断。

（3）测电流法

现场最简便的方法就是用钳形安培表测量电动机的三相电流。

对于平衡良好的抽油机来说，上下行程电动机的电流峰值是相等或相近的。

如果测得上冲程电流大于下冲程电流，则表明平衡重偏轻，否则平衡重偏重。

要使抽油机上下行程时电动机的电流峰值相等是很困难的。

一般规定，抽油机平衡率（下冲程电流峰值/上冲程电流峰值）不小于70%即认为抽油机已处于平衡状态。

（4）平衡半径法

目前没有直接测减速器轴扭矩的仪器，用贴应变片的方法计算扭矩，成本高，难操作。

现场一般采用扭矩因素法和经验公式法。

3、简述空心抽油杆的作用。

答：

空心抽油杆具有以下使用特点：

（1）空心抽油杆除可做普通抽油杆传递动力外，还可以通过其内孔加人各种稀释剂、轻油、破乳剂、防腐剂、热油等降低原油的粘度，清除油井结蜡，有助于改善

井筒中原油的流动性质。

（2）空心抽油杆可以和无管泵配套使用，使原油从空心抽油杆的内孔流入，这样，空心抽油杆既起抽油杆的作用，又起油管的作用。

（3）空心抽油杆的流道小，流速快，不易沉积砂粒，适用于含砂油井。

（4）由于空心抽油杆抗扭能力比普通抽油杆大，适用于驱动井下螺杆抽油泵。

（5）便于向井下安装各种控制器。

存在的问题：

（1）空心抽油杆既当抽油杆，又当油管时，必须与相应的深井泵相匹配，才能得到合理使用。

（2）在制造过程中必须解决杆体与杆头的连接质量和同心度问题。

4、简述加重杆的作用。

答：

当采用大直径抽油泵或抽稠油时，抽油泵柱塞在下冲程时将受到较大的阻力，随着泵径和原油粘度的增大，阻力越大，直至抽油杆柱的下部发生纵向弯曲，使抽油杆柱承受附加弯曲应力，引起抽油杆的早期断裂。

为了防止这种现象的发生，减少抽油杆柱的断脱事故，可在抽油杆柱的下部采用加重杆。

5、抽油杆可以分为几个等级？

分别应用在什么状况的油井上？

答：

《抽油杆规范》和GB7229-87中将普通抽油杆分为C级、D级、K级三个等级。

C级抽油杆用于轻、中负荷的油井，D级抽油杆用于中、重负荷的油井，K级抽油杆用于轻、中负荷并有腐蚀性的油井。

6、抽油井悬点所承受的载荷有哪些？

分析上下冲程中存在哪些摩擦载荷？

答：

（1）静荷载

抽油杆柱荷载

作用在柱塞上的液柱荷载

沉没压力（泵口压力）对悬点荷载的影响

井口回压对悬点荷载的影响

（2）动荷载

惯性荷载

震动荷载

摩擦荷载

抽油过程中产生的其他荷载

上冲程存在的摩擦荷载：

抽油杆柱与油管的摩擦力

柱塞与衬套之间的摩擦力

液柱与油管之间的摩擦力

下冲程存在的摩擦荷载：

抽油杆柱与油管的摩擦力

柱塞与衬套之间的摩擦力

液柱与抽油杆柱之间的摩擦力

液体通过游动阀的摩擦力

7、简述杆式泵与管式泵的特点与适用范围。

答：

杆式泵：

①杆式泵与管式泵相比具有起下泵时不起下油管的特点，适合在深井中使用。

②杆式泵形式多样，选择的余地大。

③由于杆式泵整体从油管内下入，泵径受到油管尺寸的限制，所以相同尺寸的油管可以下入的杆式泵泵径要比管式泵泵径小，因而其排量也受到了限制。

管式泵：

①管式抽油泵结构简单，成本低；

②泵筒壁厚较厚，承载能力大；

③相同尺寸的油管中，可安装的管式泵泵径比杆式泵大，所以排液量也较大；

④对于产液量更大的油井，还可通过脱接器安装泵径大于油管内径的管式抽油泵以满足高产液量的要求。

8、试举例5种特种抽油杆。

答：

超高强度抽油杆、玻璃钢抽油杆、空心抽油杆、电热抽油杆、连续抽油杆、柔性抽油杆、带状抽油杆、铝合金抽油杆、KD级抽油杆等。

9、简述改善油管工作状况的措施及其特点。

答：

（1）在抽油泵下悬挂尾管；

（2）下油管锚。

五、论述题

1、答：

示功图是由载荷随位移的变化关系曲线所构成的封闭曲线图。

答：

气体影响下的示功图

充不满影响下的示功图

由于在下冲程末余隙内，还存在一定数量的溶解气和压缩气，上冲程开始后泵内压力因为气体的膨胀而不能很快降低，使吸入阀打开滞后（B’点）加载变慢。

余隙越大，存在的气量越多，残存的气量越多，泵口压力越低，则吸入阀打开滞后得越多，即BB’线越长。

下冲程时，气体受压缩，泵内压力不能迅速提高，使排出阀滞后打开（D’点），卸载变慢（CD’）。

泵的余隙越大，进入泵内的气量越多，则DD’线越长，示功图的“刀把”越明显。

当进泵气量越大而沉没压力很低时，泵内气体处于反复压缩和膨胀状态，吸入和排出阀处于关闭状态，出现“气锁”，但气锁会因沉没压力升高而自动解除。

充不满的图形特点是下冲程中悬点载荷不能减小，只有当柱塞遇到液面时，才迅速卸载。

所以，卸载线较气体影响的卸载线上的凸形弧线陡而直。

有时，当柱塞碰到液面时，振动载荷线会出现波浪。

快速抽汲时往往因撞击液面而发生较大的冲击载荷，使图形变形得很厉害。

2、答：

答：

从抽油机扭矩曲线上观察驴头在上下冲程中峰值扭矩是否相等，可直接判断出抽油机的平衡状况。

如果上冲程峰值扭矩大于下冲程峰值扭矩，则表明上重下轻，平衡不够，需要增大平衡扭矩；否则需要减小平衡扭矩。

对于游梁式抽油机来说，除了用扭矩曲线判断抽油机的平衡状况之外，常用的方法还有如下几种：

（1）观察法

①电动机是否有不正常的“呜呜”声。

②采取反复开停抽油机的方法来观察驴头和曲柄的停留位置。

一般平衡理想的抽油机，当曲柄在任何转角停抽时，曲柄可停留在任何位置。

如果当驴头在任何位置停抽时，最后驴头停在上死点，表明平衡块偏重；相反，最后驴头停在下死点，则表明平衡块偏轻。

（2）测时法

对于常规型游梁式抽油机来说，当完全平衡时，抽油机上下行程的时间是相等的。

如果上冲程快，下冲程慢，则说明所加的平衡块过重，应减轻平衡块的重量，或是减小平衡半径；相反，如果下冲程快，上冲程慢，则说明所加的平衡块过轻，应加重平衡块的重量，或是增加平衡半径。

但是，测时法不适用于异相平衡或气平衡的游梁式抽油机的平衡判断。

（3）测电流法

现场最简便的方法就是用钳形安培表测量电动机的三相电流。

对于平衡良好的抽油机来说，上下行程电动机的电流峰值是相等或相近的。

如果测得上冲程电流大于下冲程电流，则表明平衡重偏轻，否则平衡重偏重。

要使抽油机上下行程时电动机的电流峰值相等是很困难的。

一般规定，抽油机平衡率（下冲程电流峰值/上冲程电流峰值）不小于70%即认为抽油机已处于平衡状态。

（4）平衡半径法

目前没有直接测减速器轴扭矩的仪器，用贴应变片的方法计算扭矩，成本高，难操作。

现场一般采用扭矩因素法和经验公式法。