井口油压 可以从井口的压力表直接读取,沉没压力 则由套压、动液面和下泵深度等参数计算得到,而套压、动液面是容易测取的数值。所以井口油压引起的载荷 与沉没压力产生的作用力 可以准确计算得到[4],其计算公式为:
井口油压产生的载荷:
(2)
式中, 为井口油压/( ), 为泵大活塞的截面积/( ), 为最后一级抽油杆的直径/( )。
沉没压力产生的载荷:
(3)
式中, 为沉没压力/( )。
1.2下漏失曲线
下漏失曲线是在抽油机下冲程接近下死点时停机测取得到的,在下漏失曲线起始点处的载荷值主要由以下几部分组成:抽油杆柱自重引起的向下的载荷、液柱产生的向下的载荷、井口油压产生的向下的载荷、沉没压力引起的向上的作用力。抽油杆在测试下漏失曲线时力的平衡方程为:
(4)
式中, 为下漏失曲线的起始点载荷/( ), 为作用在小活塞上的液柱载荷/( )。
井口油压产生的载荷:
(5)
式中, 为井口油压/( ), 为泵小活塞的截面积/( ), 为最后一级抽油杆的直径/( )。
沉没压力产生的载荷:
(6)
式中, 为沉没压力/( )。
3. 由上、下漏失曲线计算分析抽油杆受力
从上面的分析中可以看出,只有井口油压与沉没压力产生的载荷可以准确计算,下面研究其余载荷的解析计算方法。
由式(1)与式(4)可以看出,上、下漏失曲线中均包含抽油杆柱自重,用 (1) 式减去 (4) 式并将井口载荷与沉没压力产生的载荷代入可得:
(7)
式中, 为上漏失曲线的起始点载荷/( ), 为第最后一级抽油杆柱在井筒流体中所受到的浮力/( )。
上式中,液柱载荷的实质表现就是液柱产生的压力对活塞的作用,这样
(8)
(9)
将式(8)与式(9)代入式7中得液柱的压力为
(10)
式中, 为柱塞处液柱的压强/( )。
泵出口处的压力为:
(11)
井筒中的液柱载荷为:
(12)
抽油杆柱的自重为:
(13)
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