示油气混输及气体对栗效和抽油机悬点载荷的影响作用提供气源。空气压缩机为静音型，启动后声音小，不影响正常上课。在气体压力控制箱9的内部顺序连接着压力表、浮子流量计、气量调节阀，压力表的一端与空气压缩机11连接，气量调节阀通过输气管10连接在进气管29上。压力表用于显示压缩机的输出压力，其量程为1.6MPa。浮子流量计与气量阀组合使用，用于调节并显示进入井筒的气体流量。供液系统由供液瓶5、井口装置及供液管线7等组成，是抽油机采油实验系统的油液循环通道。供液瓶5通过供液管7与井筒上的进液管28相连，与套管20形成连通器。使用时让供液瓶5的液位稍高于抽油栗柱塞23的最大上冲程高度，使抽油栗具有一定的液位沉没度，尔后通气测试栗效即可。经抽油机采出的液体由井口装置的节流阀16排出后再会聚至供液瓶5，实现液体循环利用。示功仪4是测量抽油机悬点载荷的仪器，可测得抽油机悬点载荷随位移的变化情况，以此判断井下抽油栗8的工作情况。主要包括拉力传感器30、位移传感器32、弹簧31和数据处理软件等，其中弹簧31可模拟抽油杆在载荷作用下的长度变化及由此引起的栗效损失，数据处理软件可在计算机6上处理来自传感器的数据并显示在显示屏上，还可根据要求存储和打印示功图。实验台12为一木质台子，与抽油栗8的井口同高，用于承受三种抽油机的重量。
[0023]抽油机采油系统实验教学平台的功能原理如下:
[0024]演示抽油机和抽油栗的工作原理，模拟采油现场工况。开动电动机，使抽油系统运转起来，观察抽油机各机构的动作过程，动力传递路线，分析游梁式抽油机的四连杆机构、双驴头抽油机的变参数四连杆机构、宽皮带机的链轮链条机构和换向机构的工作原理，驴头和修井时翻转驴头的作用及对正井口的调整方法，加深对理论知识的理解。然后，人为的将抽油栗8的井口与抽油机驴头错开一定距离，或偏斜一定角度，使其形成管杆偏磨，观察抽油机和抽油栗的工作情况，使学员认识管杆偏磨的成因、因此而带来的危害及解决办法，使学员逐步接近采油现场，培养其分析和解决问题的能力。让学员成为学习的主动者，调动同学们的积极性，培养自主学习的乐趣和观察问题的方法。
[0025]示功图分析实验:实验时，将示功仪4通过数据线连接在计算机6上，由计算机6直接读取示功数据，观察抽油机悬点载荷随位移的变化情况，分析抽油栗8的工作状况。然后，向套管20内通入一定压力和一定流量的气体，观察示功图随气量的变化情况，了解油井供液不足对示功图的影响。通过更换弹簧31，读取示功图上显示的冲程，分析因抽油杆长度的变化而弓I起的冲程损失。
[0026]抽油栗栗效实验:抽汲实验时，气体进入抽油栗8中，栗效由于气体的影响而降低，增加气锚装置可将部分气体分离到环形空间中，使栗效提高，通过测定有气锚和无气锚时的排量可计算出气锚的分气效果(栗效的相对减少量):栗效的相对减少量=(未通气时栗效一通气后栗效)/未通气时栗效。
[0027]洗井作业操作训练:洗井时，被洗井筒须停止抽油，此时两抽油栗可任选其一作为洗井对象，倒阀，将另一抽油栗连接在抽油机上进行抽汲排液，其排出液注入被洗井井筒中，实现洗井作业。洗井作业包括正循环洗井和反循环洗井。正循环洗井时，必须起出柱塞23后，将两栗筒的节流阀16连接。打开油管阀15和主阀门17。洗井液便通过节流阀16、油管阀15、主阀门17、大四通19，进入油管柱21，由油套环空经套管阀18返出地面。反循环洗井时，将连接抽油机的抽油栗的劫节流阀16与被洗井筒的套管阀18连接。打开套管阀18，洗井液经大四通19进入油套环空，通过套管20底部空间由油管21返出地面。实验时，让学员按上述两种方法，分别对抽油栗进行清洗，观察清洗效果，并分析原因，让学员理解两种洗井方法的适用工况，锻炼其解决实际问题的能力。
[0028]各抽油机特点及节能效果分析:本系统中的各型抽油机均配有变频调速装置，可通过改变供电频率，改变电动机的转速而调节冲次。且各抽油机的配重可变，冲程可调。实验时，根据需要改变抽油机的冲次和冲程及其配重，通过功率表读取电动机实际用电功率，并测量出液量，观察出液量与输入功率的比值变化，寻求最佳切入点。然后更换抽油机，重复实验，分析各抽油机的特点。让学员认识到节能并非是单纯的输入功率减小，而是伴以出液量与输入功率的关系，培养学员实事求是，节能增效的意识。
[0029]本抽油机采油系统实验教学平台使现场实习室内化，克服了采油工程课堂教学抽象，现场实习不安全、过程原理讲解不清晰、实习费用高、时间长、以看为主、只看不练等缺点，将采油现场搬到实验室，把理论教学与实际操作联系起来，使学员看得见、摸得着，最大限度的增强了学员的感性认识，开阔了视野，加深了学员对抽油机采油系统工艺的理解，培养其动手、动脑和自主创新的能力。大大降低了实习成本，达到了事半功倍的效果。
【主权项】
1.一种抽油机采油系统实验教学平台，包括微型皮带式抽油机、微型双驴头抽油机、微型游梁抽油机、微型采油管柱、井底总成、示功仪、供液瓶、计算机、供气管线、抽油栗、气体压力控制箱、输气管线、空气压缩机、抽油机安装台和实验台，其特征在于:微型皮带式抽油机、微型双驴头抽油机和微型游梁抽油机通向并排安装在抽油机安装台上，微型采油管柱通过井底总成垂直安装在实验台上，抽油杆通过毛辫子、悬绳器和示功仪与抽油机驴头悬点相连，抽油杆与采油管柱下部栗筒内的柱塞相连；供液瓶、计算机、气体压力控制箱、和空气压缩机均布在实验台台面上；供液瓶的出口通过供液管线与井底总成的进液管相连，空气压缩机出口通过输气管线和气体压力控制箱与井底总成的进气管相连；计算机与示功仪相联；试验平台设为移动式，可在微型皮带式抽油机、微型双驴头抽油机和微型游梁抽油机之间对应连接，试验所述三种抽油机的各自工作性能。2.根据权利要求1所述的抽油机采油系统实验教学平台，其特征在于:所述采油管柱包括抽油杆、防喷器、节流阀、接箍、套管闸门、大四通、套管、油管、游动阀、柱塞、固定阀、气锚、过滤板、井底总成、进液管和进气管，防喷器与节流阀相连，节流阀通过接箍与大四通相连，套管闸门与大四通的横向孔相连，套管通过接箍与大四通公螺纹相连，油管与大四通的内螺纹相连，油管与栗筒设为一体，油管的下端部设为栗筒，栗筒的下端设有固定阀或设有带气锚的固定法，套管的下端与井底总成螺纹相连，在井底总成的进气管的出口处设有过滤板；柱塞设在栗筒内，且通过抽油杆接箍与抽油杆相连，抽油杆露出防喷器后通过悬绳器与抽油机驴头相连。3.根据权利要求1所述的抽油机采油系统实验教学平台，其特征在于:所述井底总成设为圆柱形，上部中部设有圆形凹槽，凹槽周侧设有母螺纹，凹槽底中部设有上下带母螺纹的进气孔，在进气孔的两侧设有下部带母螺纹的进液孔。4.根据权利要求1所述的抽油机采油系统实验教学平台，其特征在于:所述示功仪包括拉力传感器、弹簧、位移传感器和计算机，拉力传感器安装在光杆悬绳器的上部，位移传感器安装在光杆悬绳器的下部，弹簧安装在拉力传感器与位移传感器之间，拉力传感器和位移传感器对应安装在光杆悬绳器的中心孔内，拉力传感器和位移传感器的信号线各自与计算机的对应接口相联。5.根据权利要求2所述的抽油机采油系统实验教学平台，其特征在于:所述大四通设为圆柱形，上部设有缩径段，在缩径段上设有公螺纹，中部外周向内设有对称的带母螺纹的盲孔，下部外周设有公螺纹，下部内周设有母螺纹，在下端面相上设有与所述盲孔连通的圆孔。
【专利摘要】一种抽油机采油系统实验教学平台，包括微型皮带式抽油机、微型双驴头抽油机、微型游梁抽油机、微型采油管柱、井底总成、示功仪、供液瓶、计算机、供气管线、抽油泵、空气压缩机、抽油机安装台和实验台，微型皮带、双驴头、游梁抽油机同向并排安装在抽油机安装台上，微型采油管柱通过井底总成垂直安装在实验台上，抽油杆通过毛辫子、悬绳器和示功仪与抽油机驴头悬点相连，抽油杆与采油管柱下部泵筒内的柱塞相连；供液瓶的出口通过供液管线与井底总成的进液管相连，空气压缩机出口通过输气管线和气体压力控制箱与井底总成的进气管相连；计算机与示功仪相联；可试验所述三种抽油机的各自工作性能，提高理论联系实际的教学水平。
【IPC分类】G09B25/02
【公开号】CN204833891
【申请号】CN201520531646
【发明人】李晓东, 张军, 韩兵奇, 曲本全, 赵晓波, 向军, 李平
【申请人】山东中石大石仪科技有限公司
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年7月22日