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地 址:湖南瀏陽(yáng)永安鎮(zhèn)制造產(chǎn)業(yè)基地永陽(yáng)路24號(hào) 抽油泵是油田開發(fā)過程中的主要設(shè)備之一,改善抽油泵的性能可有效地提高油田的原油產(chǎn)量,從而提高油田開發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益。目前對(duì)抽油泵的研制工作大致可分為以下三個(gè)方面。
(1)基于力學(xué)分析,通過對(duì)運(yùn)動(dòng)條件和受力條件的簡(jiǎn)化,對(duì)泵閥開啟和下落過程進(jìn)行力學(xué)描述;
(2)根據(jù)生產(chǎn)需要以功能設(shè)計(jì)為原則,在原抽油泵結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)改造,如防砂卡泵和防氣抽稠油泵的開發(fā);
(3)以研究抽油泵效率及其影響因素為目的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的有關(guān)測(cè)試和觀察研究。
如大慶石油學(xué)院進(jìn)行的抽油泵能耗測(cè)試研究,采用壓力傳感器和位移傳感器測(cè)量抽油泵進(jìn)出口壓力歷程曲線、閥球壓差變化曲線以及示功圖、漏失量等。
目前,對(duì)改善泵性能的最根本的問題——泵內(nèi)流場(chǎng)還無(wú)人涉及。關(guān)于泵閥運(yùn)動(dòng)規(guī)律、泵內(nèi)結(jié)構(gòu)的合理性論證及其改進(jìn)等問題解決的關(guān)鍵因素是泵內(nèi)的流場(chǎng)狀態(tài),所以研究泵內(nèi)流場(chǎng)尤其是混相流流場(chǎng)是改善抽油泵性能的關(guān)鍵所在。隨著PIV(粒子成像測(cè)速)技術(shù)、LDV(激光多普勒液流速度計(jì))技術(shù)及超聲波技術(shù)的日趨成熟,人們可以利用這些先進(jìn)的流場(chǎng)測(cè)試技術(shù)在不干擾流場(chǎng)的情況下達(dá)到測(cè)定的高精度,在加拿大已有使用這些先進(jìn)技術(shù)研究抽油泵流場(chǎng)的實(shí)例,但未見有關(guān)成果的發(fā)表。因此,利用PIV等先進(jìn)技術(shù)對(duì)抽油泵內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行研究以改進(jìn)抽油泵的結(jié)構(gòu)是今后發(fā)展的大方向。鑒于此,石油大學(xué)(北京)海洋工程研究室開展了抽油泵內(nèi)流場(chǎng)可視化研究,由于這方面尚無(wú)先例可循,計(jì)劃先從試驗(yàn)著手,理論與實(shí)踐并舉。
抽油泵模擬試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)思路
抽油泵在井下的工作介質(zhì)不是單相的,故對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作的抽油泵泵腔內(nèi)流場(chǎng)的實(shí)際測(cè)試比較困難。為了節(jié)省時(shí)間和資金,又能測(cè)試一般情況下抽油泵泵腔內(nèi)流場(chǎng)狀況,必須使抽油泵模擬試驗(yàn)裝置具有氣源和液源,以及可視化研究條件,而且流量可調(diào),還應(yīng)能對(duì)單一液相和氣液兩相時(shí)泵內(nèi)流場(chǎng)的特點(diǎn)進(jìn)行可視化觀察和記錄,因此整個(gè)泵腔應(yīng)是透明的。另外,由于流場(chǎng)變動(dòng)特性較強(qiáng),應(yīng)有相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)。為觀察泵沖次對(duì)流場(chǎng)的影響,抽油桿動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)可調(diào)。