机械采油效率影响因素研究
2012-10-21周世德张亚利周善兴
中国设备工程 2012年1期
张 波,周世德,张亚利,周善兴
(中国石油长庆采油一厂测试实验大队,陕西 延安 716000)
抽油机系统由地面和井下两大部分组成,地面部分主要包括电动机、皮带与减速箱以及四连杆机构;井下部分主要包括抽油杆柱、深井泵以及油套管柱。抽油机系统总效率受各部件效率的影响,对通过测试所得到的数据进行有针对性的分析,旨在提高抽油机井系统效率。
一、抽油机井系统效率分析
1.抽油机井系统效率分解
(1)电机运行效率
①电机输入功率(系统输入功率)
电机平均输入功率测试采用电度表—秒表法进行测取。抽油机运转时,测取电度表所转圈数和所用时间,则电机平均输入功率为:

式中:P1——电机输入功率,kW;
np——电度表所转圈数,无因次;
K1——电流互感器变比,无因次;
Np——电度表常数,r/kW;
tp——转np圈所用时间,s。
②电机输出功率
在电机输出轴处贴电阻应变片,将电机轴应变曲线记录下来,并由转速仪测试电机实际运行转速,则电机平均输出扭矩和功率为:

式中:M电——电机平均输出扭矩,N·m;
E——电机轴弹性模量,N/m2;
μ——电机轴泊松比,无因次;
D——电机轴直径,m;
ε实——实际平均应变值;
P2——电机功率,kW;
n电——实测电机轴转速,r/min。
知道电机输入输出功率,即可得到电机的运行效率η1=P2/P1。
(2)皮带及减速箱效率
电机输出功率P2即是皮带及减速箱的输入功率P3,其输出功率P3与P2测试技术相同,皮带及减速箱效率η2=P3/P2。
(3)四连杆机构效率
在悬绳器处安装动力示功仪,测取动力示功图,则光杆功率为:

式中:A——示功图面积,mm2;
Sd——减程比,m/mm;
fd——力比,N/mm;
n——光杆冲次,1/min。
由光杆功率就可计算四连杆机构效率η3=P4/P3。……
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