第二部分
有杆采油装置系统效率分析
有杆采油装置系统包括往复式有杆采油装置系统和旋转式有杆采油装置系统两类。其中往复式有杆采油装置系统又分为游梁式（常规式和前置式）和无游梁式（链条式、曲柄连杆式、滑轮增程式等）；旋转式有杆采油装置系统典型代表为地驱单螺杆泵采油装置。下面从两大类中分别以常规游梁式抽油机采油装置系统和地驱单螺杆泵采油装置系统为例来介绍。
一、往复式有杆采油装置系统效率分析
1、常规游梁式抽油机采油装置系统组成 地面——抽油机； 中间——抽油杆、油管； 井下——抽油泵 2、抽油机井的系统效率
2.1 抽油机井的有效功率
称有效功率，也称为有效的水力功率NH, ：是指在一定时间内，将一定量的液体提升一定的距离所需要的功率：
NH??pQ(pout?pin)Q?lgHQ?? 8640086400864003
式中 Q—— 油井产液量，m/d；
H——泵的有效压头或泵对液体的有效提升高度，m； NH—— 抽油机井的有效功率，kw。
泵的有效压头或泵对液体的有效提升高度H计算如下：
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(1)．如果忽略沉没压力和回压的影响，有效提升高度等于下泵深度：H=L。
(2)．考虑沉没压力和回压的影响时，为了计算简单，忽略气柱重力和进泵阻力的影响，并认为环空中和油管中的液体密度相同，有效提升高度为： H?Lf?PB?PC?106 ?lg式中 PB、PC—— 分别为回压和套压，MPa； ?l—— 井中液体密度，kg/m。
当上式中用相对密度?l?，并且重力加速度取9.8时，
H?Lf?102(PB?PC)/?l?。
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(3)．考虑环形空间中与油管中的液体密度不同时，有效提升高度为：
H?Lf?PB?PC???o?106?hSl?lg?l
式中 hS—— 泵的沉没度，m。 2.2 光杆功率
光杆功率：即是抽油机悬点载荷做功的功率，是提升液体和克服井下消耗所需要的功率。可用示功图的面积计算：
Np?AsnC600l
式中 Np—— 光杆功率，kw；
A—— 示功图载荷线包围的面积，cm2；
S—— 光杆冲程，m；
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n—— 冲数，1/min； C—— 动力仪力比，N/mm；
l—— 示功图上冲程长度，mm；
由于计算示功图麻烦，常近似地按理论静载荷计算悬点做功：
Np?Wl?sn6?104
式中 Wl?—— 转移载荷，N；
s—— 光杆冲程，m； n——冲数，1/min； 2.3 抽油机井的效率 (1)．抽油机的效率
?p?NpNr，是光杆功率与电动机功率Nr之比，它表达了抽油机工
作状况好坏及功率利用程度。 (2)．油井效率
?H?NHNp，是有效功率与光杆功率之比，主要表达了抽油泵工作
状况的好坏及功率利用情况。即悬点做的功，除了提升液体做有效功外，还要克服井下摩擦、杆柱振动、漏失等机械损失、水力损失和容积损失做无效功。 (3)．抽油机井系统效率
?t?NHNr，为本抽油机井输出功率与输入功率之比，表达了该抽油机
井的总体效益和能量的综合利用情况。
3、抽油泵排量效率（现场又称泵效）的计算与分析
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泵效：油井日产液量与泵的理论排量的比值称为泵效。 用公式表示为：??QQt
3.1影响泵效的因素 3.1.1地质因素 (1)．油井出砂： (2)．气体的影响：
充满系数：??Vl?
VP式中 VP—— 上冲程活塞让出容积；
Vl?—— 每冲次吸入泵内的液体体积；如图
3-41所示。
图3-41 气体对泵充满程度的影响
图3-41中VS表示余隙容积，Vl表示活塞在上死点时泵内的液体体积，令R?Vg/Vl称泵内气液比，令K?VS/VP称Vg表示泵内气体的体积，余隙容积比，将Vl??Vl?VS和R ,K代入上式得：
??1?KR 1?R分析上式可得出以下结论：
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A) K值越小，?值就越大。而减小余隙容积VS和增大活塞冲程以增大VP都可以减小K值。因此在生产中应使用长冲程和在保证活塞不碰固定阀的前提下，应尽量减小防冲距以减小余隙。 B) R越小，?值就越大，因此为增加泵效，应尽量减少进泵的气体。
进泵气液比可用下式计算：
R?(RP?RS)(1?fw)
PS?0.1式中 RP—— 地面生产气油比；
RS—— 泵吸入口处的溶解气油比； PS—— 沉没压力，MPa； fw —— 油井含水体积分数；
(3)．油井结蜡：由于活塞上行时，泵内压力降低，在泵的入口处及泵内极易结蜡，使油流进泵阻力增大，影响泵效。
(4)．原油粘度高：由于油稠，油流进泵阻力大，固定阀和游动阀不易打开和关闭，抽油杆下行阻力大，影响泵的冲程，降低泵的充满系数，使泵效降低。
(5)．原油中含腐蚀性物质，如硫化物、酸性水，腐蚀泵的部件，引起漏失降低泵效。
3.1.2 设备因素 1)．活塞的有效冲程：
(1)静载荷作用下的冲程损失及活塞有效冲程如图3-42，
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