当前课程知识点：采油工程 > 第六章 有杆泵采油（一） > 6.2 泵的基本原理 > 6.2.1 泵的抽汲过程
同学们好
本节我们开始介绍泵的抽汲过程
从泵的原理我们知道
抽油泵的工作非常类似于
注射器吸入液体和排出液体
下入井下的泵并没有像
我们演示中的一样
更换注射器吸入和排出的方向
如何实现的进液和排液的过程
这就是我们要介绍的通过固定阀
和游动阀的交替打开和关闭
来实现的这样的一个换向过程
首先我们先看一下
固定阀与游动阀的打开与关闭
是如何实现的
这是一段抽油泵正常工作的视频
我们可以看到在上冲程的时候
和下冲程的时候
固定阀和游动阀里的阀球
是交替地处于开启和关闭状态的
这样的交替打开和关闭
实现了泵内的吸入液体和
泵上的排出液体
这样的过程
那么如何使得这个阀球打开和关闭的
就需要分析阀球所处的位置
它的受力的状态
下面我们来看一下
泵的受力状态是什么样的
这是一张分析有杆抽油系统的
常用的示意图
有几个基本的概念
首先动液面
动液面指的是
整个的油井在正常生产的时候
环空里面的液面深度
也就是从环空中的液面到井口
之间的距离
与动液面相对应的是静液面
在关井的时候
在地层压力的作用之下
液面恢复到一定的高度
这个时候的液面我们称为静液面
而静液面深度指的是
静液面到井口的距离
第三个概念是沉没度
沉没度的意思是生产的时候环空的液面
到泵的入口之间的距离
也就是说沉没度是一段距离
是泵沉没于液体之内的一段距离
明白了几个概念之后我们来看一下
抽油泵的受力状态
首先
液柱压力
液柱压力的产生是泵以上液体产生的
也就是在油管内部这一段液柱
产生的压力
那么这段压力作用在泵的什么位置
是作用在柱塞上面
还是作用在泵的末端
它的入口这个位置
这要取决于柱塞上的游动阀
是打开的还是关闭的
如果游动阀是关闭的
整个的液柱压力是作用在柱塞上的
而柱塞是连接抽油杆的
整个的液柱压力就作用在了抽油杆上
如果游动阀是打开的
也就意味着
泵以上的液柱跟泵腔之内是连通的
这时候的液柱压力
就作用在了泵的末端
泵的入口端
第二个受力称为沉没压力
整个的泵是沉没在液体之内的
沉没在液体之内的高度
刚才我们讲了是沉没度
这样的一段液柱高度是会产生一个
向上的压力
这个压力的作用
如果作用在固定阀上
也就意味着
乘以这个固定阀球的截面积
也就是在这个位置上液柱
对于阀球的向上顶的上顶力作用
这就是泵的整个的受力状态
正是因为有了这样的受力状态
才会使得固定阀和游动阀上的阀球
有可能打开
或者是关闭
我们具体的来分析一下
上下冲程的时候
游动阀和固定阀的打开和关闭的状态
首先是上冲程的时候
对于上冲程来说
柱塞下入到
下死点的位置
开始向上运动
这个时候对于游动阀上的阀球来讲
在下死点的位置开始向上运动
就意味着上顶阀球的力的作用消失了
这个时候阀球就会在自重的作用下下落
而封闭了游动阀的阀座
封闭了阀座
也就意味着游动阀关闭了
游动阀关闭了
继续上行
泵腔之内的压力就会降低
泵腔之内的压力降低
沉没压力上顶阀球就会起到一个主导的作用
这个主导作用就带来了固定阀的打开
也就意味着泵腔内压力降低
阀球在上顶力的作用下被顶开
固定阀就被打开了
这样的两个阀的动作
使得泵内被吸入了液体
也就是在上冲程的过程里面
泵腔之内是不断的被吸入液体的
同时
泵的上端又发生了什么呢
因为在上冲程的时候
游动阀被关闭了
这个时候柱塞上行
就意味着柱塞上端的液体
在上行的过程中被排出井口
那么以上的上冲程的过程
泵吸入液体的条件是什么
什么情况之下
液体才会进入到泵腔之内
通过刚才的分析我们知道
就是泵内的压力低于了沉没压力的时候
液体就会在泵的下端
在沉没压力的作用之下
被吸入到了泵筒当中
在下冲程的时候
下冲程意味着柱塞上行到上死点开始下行
这样一个过程
对于固定阀来说
原来上顶固定阀的上顶力的作用
在柱塞下行的时候
泵腔内的压力升高
就会使得阀球在重力的作用下下落
封闭了固定阀的位置
使得固定阀关闭
关闭了固定阀之后
柱塞继续下行
泵腔内的压力急剧提高
当泵腔内的压力高于了泵以上的
液柱压力的时候
对于游动阀的阀球而言
上顶力的作用就大于了液柱下压力的作用
使得游动阀打开
这两个阀球的关闭和打开
泵腔之内又发生了什么
泵内的液体会排到泵的上端
也就是说游动阀的打开
会将泵腔里面的液体排到泵的上面
排到上面的液体
就会为下一次的上冲程
排出井口打下了基础
那么
从前面的介绍我们可以知道
泵排出的条件是什么
泵内的压力
高于
柱塞以上的液柱压力的时候
泵腔内的液体就被排到了泵腔的上端
以上就是泵的整个工作过程
这就是本节
我们介绍的主要内容
同学们
再见
-1.1 采油工程的主要任务
-1.2 油井生产系统中的流动
-课后习题--作业
-2.1 油井流入动态曲线与油井产能
-2.2 Vogel 方程及其应用
--2.2.2 利用 Vogel 方法计算油井 IPR 曲线
-课后习题--作业
-3.1 井筒气液两相流基本概念
-3.2 垂直管流计算方法
-3.3 举升能力与 VLP 曲线
-课后习题--作业
-4.1 节点分析方法
-4.2 嘴流规律
-课后习题--作业
-5.1 气举原理
-5.2 气举阀与气举管柱
-5.3 气举设计
-课后习题--作业
-6.1 抽油装置介绍
-S1 第二课堂 油田现场的抽油机
-6.2 泵的基本原理
-6.3 悬点运动规律
-6.4 悬点载荷计算
-课后习题--作业
-6.5 抽油机平衡、扭矩与功率计算
-S2 第二课堂 抽油机平衡调节操作
--抽油机平衡操作
-6.6 泵效计算
-6.7 有杆泵设计
-6.8 有杆抽油系统工况分析
-S3 第二课堂 抽油机示功图测试
-课后习题--作业
-7.1 注水系统
-S4 第二课堂 油田注水系统介绍
--油田注水系统介绍
-7.2 吸水能力的分析
-7.3 分层注水管柱
-7.4 注水指示曲线分析与应用
-课后习题--作业
-8.0 水力压裂概述
-8.1 造缝机理
-课后习题--作业
-8.2 压裂液
-8.3 支撑剂
-8.4 压裂设计
-课后习题--作业
-9.0 酸处理概述
-9.1 碳酸盐储层盐酸处理
-9.2 砂岩储层土酸处理
-9.3 酸处理工艺
-课后习题--作业
-期末考试
