有杆泵举升模拟试验系统研制及试验研究

论文摘要

本文通过对国内外有杆泵举升模拟试验系统的资料检索和调研,分析了国内外有杆泵举升模拟试验系统的研究情况,文中介绍了有杆泵举升模拟试验系统的组成、工艺流程及特殊试验,阐述了试验系统的主要设计计算与主要装置电机等功率的确定,利用有限元理论分析了系统支撑架与立架的受载变形情况,介绍了试验系统需要录取的参数及精度。为研究常规抽油泵及研制的大斜度泵是否适应水平井采油,对摩擦阻力和漏失量等工作性能进行大量室内试验,录取了多组试验数据,绘制了大量试验曲线。室内试验表明:抽油泵柱塞在整个上冲程间隙漏失量是非均匀漏失。光杆与盘根之间的摩擦阻力在上、下冲程不等,其中上冲程摩擦阻力大,下冲程摩擦阻力小。对一定粘度的试验介质,大斜度抽油泵的流量系数高于常规抽油泵,随泵筒倾角的增加(即从水平放置到垂直放置),抽油泵流量系数增大,从试验结果看,低冲次条件下,大斜度抽油泵流量系数高于常规泵,且小倾斜角状态较明显。整套试验系统进行了上千次试验,试验数据共录取了1200多组。从试验过程看,系统的机械可靠性高,数据录取稳定,在国内有杆泵性能试验研究上技术先进,这套试验系统通过简单改造可进行不同介质的管流试验和特种抽油泵性能试验等方面的研究,整套系统有进一步拓展试验范围的空间,为今后的科研项目提供了良好的试验平台。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 创新点摘要
• 引言
• 第1章 概述
• 1.1 目前国内外研究现状
• 1.1.1 国内有杆泵举升模拟试验系统研究情况
• 1.1.2 国外有杆泵举升模拟试验系统研究情况
• 1.2 项目研究的目的和意义
• 1.3 项目的研究内容
• 1.4 常规试验的主要技术指标
• 第2章 试验系统的组成、工艺流程及特殊试验
• 2.1 试验系统的组成
• 2.1.1 动力驱动系统
• 2.1.2 抽油泵倾角模拟系统
• 2.1.3 支撑架锁定系统
• 2.2 试验系统的工艺流程
• 2.2.1 常规试验工艺流程
• 2.2.2 加气试验工艺流程
• 2.3 试验系统的特殊试验
• 2.3.1 抽油泵摩擦阻力测试
• 2.3.2 抽油泵漏失量测试
• 2.3.3 特殊介质试验
• 第3章 试验系统的主要设计计算
• 3.1 抽油泵倾斜模拟系统的设计计算
• 3.1.1 悬点载荷分析
• 3.1.2 支撑架的力学分析计算
• 3.1.3 立架的力学分析计算
• 3.1.4 立架地脚螺栓的设计计算
• 3.2 动力驱动系统的设计计算
• 3.2.1 抽油机平衡计算
• 3.2.2 抽油机曲柄轴输出扭矩计算及减速箱选择
• 3.2.3 抽油机电机功率的选择
• 3.2.4 导向滑轮及钢丝绳的设计计算
• 3.2.5 曲柄销的设计计算
• 3.3 试验系统总装机功率的确定
• 3.3.1 抽油机电机功率的确定
• 3.3.2 供液螺杆泵电机功率的确定
• 3.3.3 液压站电机功率的确定
• 3.3.4 补液泵电机功率的确定
• 3.3.5 电动葫芦电机功率的确定
• 3.3.6 加热器装置功率的确定
• 3.3.7 空气压缩机功率的确定
• 3.3.8 搅拌螺杆泵电机功率的确定
• 3.4 蓄能器的选择及设计计算
• 3.4.1 计算原理
• 3.4.2 排出口蓄能器参数确定
• 3.4.3 吸入口蓄能器参数确定
• 第4章 主要录取参数及数据处理
• 4.1 需要录取的参数
• 4.1.1 抽油泵参数的录取
• 4.1.2 光杆悬点参数的录取
• 4.1.3 柱塞参数的录取
• 4.1.4 固定凡尔参数的录取
• 4.1.5 抽油机参数的录取
• 4.1.6 气体参数的录取
• 4.2 参数的录取及精度等级
• 4.3 数据处理
• 4.3.1 抽油泵排量系数
• 4.3.2 绘制悬点示功图
• 4.3.3 盘根密封处摩擦阻力的计算
• 4.3.4 柱塞与泵筒间摩擦阻力和液体流过凡尔时阻力的计算
• 4.3.5 抽油泵效率的计算
• 4.3.6 抽油泵气液比的计算
• 第5章 试验系统的测试结果
• 5.1 常规试验的测试结果
• 5.1.1 采用φ38mm 抽油泵的试验情况
• 5.1.2 采用φ44mm 抽油泵的试验情况
• 5.1.3 采用φ57mm 抽油泵的试验情况
• 5.2 特殊试验的测试结果
• 5.2.1 柱塞与泵筒、光杆与盘根摩擦阻力的测试结果
• 5.2.2 抽油泵漏失量的测试结果
• 5.3 常规泵与大斜度泵特殊介质试验
• 5.3.1 试验过程
• 5.3.2 试验数据与试验曲线
• 第6章 结论及认识
• 6.1 试验系统的结论及认识
• 6.2 常规抽油泵试验的结论及认识
• 6.3 常规抽油泵与大斜度泵比较试验的结论及认识
• 参考文献
• 致谢
• 详细摘要