表5.5 抽油杆与抽油泵数据表
泵径mm 所有 26.9 31.8 38.1 44.5 所有 26.9 31.8 杆重N/m 10.59 13.25 13.55 13.99 14.45 16.56 16.98 17.67 弹性系数?10?8编号 频率系数 1.000 1.138 1.140 1.114 1.122 1.000 1.229 1.215 25.4 … … … … … … … … 各级杆占总长比例 22.22 … … … … … … … … 19.05 … … … … … … 33.3 37.2 15.87 … 44.6 49.5 56.4 64.6 100.0 33.4 35.9 12.7 100.0 55.4 50.5 43.6 35.4 … 33.5 26.9 N?1 44 54 54 54 54 55 64 64 3.278 3.125 3.059 2.967 2.857 2.379 2.589 2.471 ⑤ 计算无量纲参数。
API RP 11L《推荐作法》中给出了大量的曲线图,利用它们就可以预测任意状态的抽油杆柱的动态特性。这些曲线图是以两个无量纲量为坐标的,所以要先确定这两个量才能利用曲线图。其计算如下:
''a.无量纲冲数n/n0,这个量是系统发生共振的度量,当n/n0=1发生共振,其计
算推导方法如下:
'n/n0?n?L?74676 (5.7) ''n/n0?n/n0?Fc (5.8)
式中 n'0、n0——杆柱的实际固有频率,单位min?1对于钢等直杆则以n0表示其固有频率,按照公式:
n0?74700计算。 L式中 L—泵挂深度,m;
Fc——杆柱固有频率。
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b.无量纲冲程损失F0/SK,其物理意义是当抽油杆柱受到的力足够举起液柱载荷F0,杆柱的伸长量为F0/SK,其计算公式为:
F0?7.702D2HG (5.9)
式中 D——泵径,mm;
H——动液面,m; G——井液相对密度。
F0/SKr?F0?SKr (5.10)
式中 S——光杆冲程,m ;
Kr——杆柱的弹性系数,N/m。
SKr的物理意义是杆柱伸长一个冲程长度所需的负载,其大小为:
SKr?S?1Kr (5.11)
1/Kr?Er?KL (5.12)
式中 Er——杆柱弹性常数,N?1。
(2)计算产液量
如果计算出来的日产液量与期望值的产液量不一致,则要重新初选工作参数,从第一步开始计算,直到达到预期的目标为止。然后在进行下面的计算。
'① 使用无量纲参数F0/SKr、n/n0,查柱塞冲程系数曲线图5.1得到泵冲系数
SP/S;
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图 5.1 冲程系数曲线
② 分别使用以下公式计算泵冲程和日产液量。
SP?[(Sp/S)?S]?[F0?1/Kr] PD?1.131?10?3?SP?n?D2 (5.14)
(3)计算预测值
① 计算无量纲杆柱重量因子 a.计算杆柱自重
W?Wr?L 式中 Wr——抽油杆柱线密度。 b.计算杆柱在井液中的重量:
W'r?(1?0.128G)W c.计算无量纲柱重量因子
W'rSKr?W'r?SKr ② 利用曲线图求得无量纲系数
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5.13)5.15)5.16)5.17)
(
(
(
(
a.求光杆峰值载荷系数。利用无量纲参数nn0(横坐标),F0/SKr(曲线族参数),查图5.2光杆峰值载荷系数曲线来确定F1/SKr;
图5.2 峰值载荷系数曲线
b.求光杆最小载荷系数。利用无量纲参数nn0(横坐标),参数),查图5.3光杆最小载荷系数曲线来确定F2SKr;
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F0SKr(曲线族
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