第四节 泵效计算
泵有效功率计算公式
泵有效功率计算公式
泵的有效功率可以用如下公式计算：
P = ρ*g*Q*H/η
其中，P是泵的有效功率（单位：瓦特，W）
ρ是液体的密度（单位：千克/立方米，kg/m^3）
g是重力加速度（单位：米/平方秒，m/s^2）
Q是流量（单位：立方米/秒，m^3/s）
H是扬程（单位：米，m）
η是泵的效率（单位：无单位，%）
拓展一下，如果液体的密度、重力加速度、流量和扬程都是已知的，那么可以使用该公式计算泵的有效功率。
效率是一个反映泵性能的指标，可以表示为泵输出的功率与输入的功率之比。
这个值通常是一个小于1的百分比，表示泵能够转化多少输入功率为输出功率。
泵的效率及其计算公式
泵的效率及其计算公式指泵的有效功率和轴功率之比。
η=Pe/P泵的功率通常指输入功率，即原动机传到泵轴上的功率，故又称轴功率，用P表示。
有效功率即：泵的扬程和质量流量及重力加速度的乘积。
Pe=ρg QH （W）或Pe=γQH/1000 （KW）ρ：泵输送液体的密度（kg/m3）γ：泵输送液体的重度γ=ρg （N/ m3）g：重力加速度（m/s）质量流量 Qm=ρQ （t/h 或 kg/s）水泵轴功率计算公式这是离心泵的：流量×扬程×9.81×介质比重÷3600÷泵效率流量单位：立方/小时，扬程单位：米P=2.73HQ/η,其中H为扬程,单位m,Q为流量,单位为m3/h,η为泵的效率.P为轴功率,单位KW. 也就是泵的轴功率P=ρgQH/1000η（kw),其中的ρ=1000Kg/m3,g=9.8比重的单位为Kg/m3,流量的单位为m3/h,扬程的单位为m,1Kg=9.8牛顿则P=比重*流量*扬程*9.8牛顿/Kg=Kg/m3*m3/h*m*9.8牛顿/Kg=9.8牛顿*m/3600秒=牛顿*m/367秒=瓦/367上面推导是单位的由来,上式是水功率的计算,轴功率再除以效率就得到了.渣浆泵轴功率计算公式流量Q M3/H扬程H 米H2O效率n %渣浆密度A KG/M3轴功率N KWN=H*Q*A*g/(n*3600)电机功率还要考虑传动效率和安全系数。
一般直联取1，皮带取0.96，安全系数1.2 泵的效率及其计算公式指泵的有效功率和轴功率之比。
η=Pe/P泵的功率通常指输入功率，即原动机传到泵轴上的功率，故又称轴功率，用P表示。
有效功率即：泵的扬程和质量流量及重力加速度的乘积。
Pe=ρg QH (W) 或Pe=γQH/1000 （KW）ρ：泵输送液体的密度（kg/m3）γ：泵输送液体的重度γ=ρg （N/ m3）g：重力加速度（m/s）质量流量 Qm=ρQ (t/h 或 kg/s)水泵及电机效率测试方法电机、水泵效率测试方法1\水泵效率的测试η=Pu/P2=ρQHg10-3/P2式中η：水泵效率Pu：水泵输出功率ρ：水的密度Q：泵流量（立方米/秒）H：泵扬程（米）g: 自由落体加速度P2：泵轴功率（电机输出功率）2、水泵的输入功率由上述可知，水泵的输入功率等于电机的输出轴功率，按2.1所述方法，可以逐点地求出水泵的输入功率。
泵效计算公式
泵效计算公式泵效是指泵的实际输出流量与理论流量的比值，它是衡量泵性能的一个重要指标。
那泵效的计算公式到底是怎样的呢？咱们先来说说泵效的基本概念。
比如说，有一台水泵，咱们期望它能抽上来很多水，但实际上它可能因为各种原因，抽上来的水没有咱们预想的那么多。
这个时候，就需要用泵效来看看它的工作效果到底咋样。
泵效的计算公式是：η = Q 实 / Q 理 × 100% 。
这里的η 就是泵效啦，Q 实指的是泵的实际输出流量，Q 理则是泵的理论流量。
给您举个特别具体的例子吧。
有一个工厂，要用泵来抽水进行生产。
这台泵按照设计，理论上每小时能抽 100 立方米的水。
但是在实际工作中，经过测量，发现它每小时只抽了 80 立方米的水。
那这时候，咱们来算算泵效。
首先，实际流量 Q 实是 80 立方米/小时，理论流量 Q 理是 100 立方米/小时。
然后把数字带入公式，泵效η = 80 / 100 × 100% = 80% 。
这就说明这台泵的工作效率是 80% 。
在实际应用中，影响泵效的因素那可多了去了。
比如说，泵的内部结构，如果泵的叶轮设计不合理，或者泵的密封不好，那就会有泄漏，导致实际输出的流量减少，泵效也就降低了。
还有管道的阻力，如果管道太长、太细，或者有很多弯曲的地方，水流受到的阻力就大，实际流量也会受影响，泵效也就跟着下降了。
再比如，我之前在一个工地看到过，他们用泵抽水来浇灌混凝土。
那台泵刚开始的时候工作还挺正常，泵效也还不错。
可后来不知道怎么回事，抽上来的水越来越少。
工人们赶紧检查，发现原来是管道里进了杂物，把管道给堵了一部分，水流阻力增大，实际流量就减少了，泵效也就降低了。
后来把杂物清理掉，泵又能正常工作了，泵效也恢复了正常。
所以说呀，要想提高泵效，就得从多个方面入手。
首先要保证泵的质量，选择合适的泵型和结构。
然后要定期对泵进行维护和保养，检查密封情况，清理杂物。
还要合理设计管道，减少阻力。
泵效率计算公式及汽蚀余量
泵效率计算公式及汽蚀余量
泵的效率是指泵把机械能转换为流体能量的比例，可以用以下公式计算：
泵效率=实际扬程/理论扬程*100%
其中，实际扬程是泵在实际工作中所能实现的扬程，理论扬程是根据流体动力学原理计算得出的泵的理论扬程。
泵的效率可以影响泵的性能和能耗。
当泵的效率较高时，能够更有效地将机械能转换为流体能量，从而提供更大的流量和扬程；而当泵的效率较低时，能量转化的损失会增加，流量和扬程也会较低。
对于液体泵来说，除了效率外还要考虑汽蚀余量。
汽蚀是指液体中的气体在流动速度增加的情况下溶解度下降，形成气泡的现象。
汽蚀会引起泵的性能下降、噪音增加，严重的话还会导致泵的损坏。
为了避免汽蚀对泵的影响，泵的设计需要保留一定的汽蚀余量。
汽蚀余量是指泵在额定工况下，泵进口压力与饱和蒸汽压力之差。
一般来说，汽蚀余量应该大于0.5m以上，这样才能保证泵在运行时不会发生汽蚀。
为了计算汽蚀余量，可以使用以下公式：
汽蚀余量=泵进口压力-饱和蒸汽压力
其中，泵进口压力可以通过测量泵的进口压力计算得到，饱和蒸汽压力可以通过查阅蒸汽表得到。
需要注意的是，汽蚀余量的计算需要考虑泵的工作条件和操作环境。
不同的泵在不同的工况下，汽蚀余量的要求也会有所不同。
因此，在实际应用中，需要根据具体情况进行计算和评估。
总之，泵的效率和汽蚀余量是评价泵性能的两个重要指标。
高效率的泵和有足够的汽蚀余量可以提供更好的性能和可靠性，对于泵的设计和选择有着重要的意义。
第03章有杆泵采油-2讲解
B
Bl
一、柱塞冲程
第四节 泵效计算
交变载荷作用
抽油杆柱和油管柱的弹性伸缩
柱塞冲程小于光杆冲程
液柱载荷交替地由油管转移到抽油杆柱和由抽油杆柱
(一)静载荷作用下的柱塞冲程
转移到油管，使杆柱和管柱发生交替地伸长和缩短。
一、柱塞冲程
上冲程中：抽油杆加载，油管卸载。 1） A B驴头上 行，游动阀关闭， 抽 油杆加载W’ l ，杆伸 长λr 。 2） B B’与此同 时，管卸载W’ l ，缩 短λt ，活塞与衬套无 相对位移，吸入阀关 闭。 3）B’ C吸入阀 打开，B’C=Sp =S(λr + λt )=S-λ
一、柱塞冲程
API方法：
抽油杆柱振
动对柱塞冲
程的影响存 在着冲次、 冲程配合的 有利与不利 区域。
二、气体和充不满的影响
通常： P泵入口 Pb 气体进泵减少 V液进泵
气锁：由于气体在泵内的压缩和膨胀，使得吸入 阀无法打开而抽不出油，这种现象称为“气锁”。 充满系数:是指每冲次吸入泵内的原油(或液体)的 体积 Vo 与活塞让出容积 V p 之比，即
Vo V p Vs 1 Rgo
Vo ' Vo Vs
Vp Vs 1 Rgo
Vs
Vp Vs Rgo 1 Rgo
1 K s Rgo 1 Rgo
Vo ' V p Vs Rgo 1 Vp 1 Rgo V p
Vs 1 Rgo Vp 1 Rgo
若油层能量低或 o高，造成冲不满，可以 采用：加深泵挂，增加 沉没度，实施增产措 施，优选抽汲参数，若 为稠油，可以降粘。
Rgo
( R p Rs )(1 f w ) pi 0.1
泵的效率及其计算公式
*作品编号：DG13485201600078972981*创作者：玫霸*泵的效率及其计算公式指泵的有效功率和轴功率之比。
η=Pe/P泵的功率通常指输入功率，即原动机传到泵轴上的功率，故又称轴功率，用P表示。
有效功率即：泵的扬程和质量流量及重力加速度的乘积。
Pe=ρg QH （W）或Pe=γQH/1000 （KW）ρ：泵输送液体的密度（kg/m3）γ：泵输送液体的重度γ=ρg （N/ m3）g：重力加速度（m/s）质量流量 Qm=ρQ （t/h 或 kg/s）水泵轴功率计算公式这是离心泵的：流量×扬程×9.81×介质比重÷3600÷泵效率流量单位：立方/小时，扬程单位：米P=2.73HQ/η,其中H为扬程,单位m,Q为流量,单位为m3/h,η为泵的效率.P为轴功率,单位KW. 也就是泵的轴功率P=ρgQH/1000η（kw),其中的ρ=1000Kg/m3,g=9.8比重的单位为Kg/m3,流量的单位为m3/h,扬程的单位为m,1Kg=9.8牛顿则P=比重*流量*扬程*9.8牛顿/Kg=Kg/m3*m3/h*m*9.8牛顿/Kg=9.8牛顿*m/3600秒=牛顿*m/367秒=瓦/367上面推导是单位的由来,上式是水功率的计算,轴功率再除以效率就得到了.渣浆泵轴功率计算公式流量Q M3/H扬程H 米H2O效率n %渣浆密度A KG/M3轴功率N KWN=H*Q*A*g/(n*3600)电机功率还要考虑传动效率和安全系数。
一般直联取1，皮带取0.96，安全系数1.2泵的效率及其计算公式指泵的有效功率和轴功率之比。
η=Pe/P泵的功率通常指输入功率，即原动机传到泵轴上的功率，故又称轴功率，用P表示。
有效功率即：泵的扬程和质量流量及重力加速度的乘积。
Pe=ρg QH (W) 或Pe=γQH/1000 （KW）ρ：泵输送液体的密度（kg/m3）γ：泵输送液体的重度γ=ρg （N/ m3）g：重力加速度（m/s）质量流量Qm=ρQ (t/h 或kg/s)作品编号：DG13485201600078972981创作者：玫霸*。
采油工程—— 泵效计算与分析
第三章 有杆泵采油第四节 泵效计算与分析泵效：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：t Q Q =η （3-78） 一、影响泵效的因素（一）地质因素1．油井出砂：2．气体的影响：充满系数：Pl V V '=β （3-79） 式中 P V —— 上冲程活塞让出容积；'l V —— 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S V 表示余隙容积，l V 表示活塞在上死点时泵内的液体体积，g V 表示泵内气体的体积，令l g V V R /=称泵内气液比，令P S V V K /=称余隙容积比，将S l l V V V -='和R ,K 代入式（3-79）得：RKR +-=11β （3-80） 分析式（3-80）可得出以下结论：（1）K 值越小，β值就越大。
而减小余隙容积S V 和增大活塞冲程以增大P V 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。
（2）R 越小，β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：1.0)1)((+--=S w S P P f R R R （3-81） 式中 P R —— 地面生产气油比；S R —— 泵吸入口处的溶解气油比；S P —— 沉没压力，MPa ；w f —— 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。
（二）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，由于转移载荷'l W 上冲程从油管柱上转移到抽油杆柱上使抽油杆柱伸长了r λ，油管柱缩短了t λ，悬点向上移动了t r λλλ+=一段距离后活塞和泵筒才有相对位移，悬点无效的冲程λ称为冲程损失。
泵的效率及其计算公式
泵的效率及其计算公式指泵的有效功率和轴功率之比。
η=Pe/P泵的功率通常指输入功率，即原动机传到泵轴上的功率，故又称轴功率，用P表示。
有效功率即：泵的扬程和质量流量及重力加速度的乘积。
Pe=ρg QH （W）或Pe=γQH/1000 （KW）ρ:泵输送液体的密度（kg/m3）γ：泵输送液体的重度γ=ρg (N/ m3)g:重力加速度(m/s)质量流量 Qm=ρQ （t/h 或 kg/s）水泵轴功率计算公式这是离心泵的：流量×扬程×9。
81×介质比重÷3600÷泵效率流量单位：立方/小时，扬程单位：米P=2.73HQ/η，其中H为扬程，单位m,Q为流量，单位为m3/h，η为泵的效率.P 为轴功率,单位KW. 也就是泵的轴功率P=ρgQH/1000η（kw），其中的ρ=1000Kg/m3，g=9.8比重的单位为Kg/m3,流量的单位为m3/h，扬程的单位为m,1Kg=9.8牛顿则P=比重*流量*扬程＊9。
8牛顿/Kg=Kg/m3＊m3/h＊m＊9。
8牛顿/Kg=9.8牛顿＊m/3600秒=牛顿*m/367秒=瓦/367上面推导是单位的由来，上式是水功率的计算,轴功率再除以效率就得到了.渣浆泵轴功率计算公式流量Q M3/H扬程H 米H2O效率n ％渣浆密度A KG/M3轴功率N KWN=H＊Q*A*g/（n*3600）电机功率还要考虑传动效率和安全系数。
一般直联取1,皮带取0。
96，安全系数1.2 泵的效率及其计算公式指泵的有效功率和轴功率之比。
η=Pe/P泵的功率通常指输入功率，即原动机传到泵轴上的功率，故又称轴功率，用P表示. 有效功率即：泵的扬程和质量流量及重力加速度的乘积。
Pe=ρg QH （W）或Pe=γQH/1000 （KW）ρ：泵输送液体的密度（kg/m3）γ：泵输送液体的重度γ=ρg (N/ m3）g：重力加速度（m/s）质量流量Qm=ρQ (t/h 或kg/s）水泵及电机效率测试方法电机、水泵效率测试方法1\水泵效率的测试η=Pu/P2=ρQHg10-3/P2式中η：水泵效率Pu：水泵输出功率ρ:水的密度Q：泵流量（立方米/秒)H:泵扬程（米)g: 自由落体加速度P2:泵轴功率(电机输出功率）2、水泵的输入功率由上述可知，水泵的输入功率等于电机的输出轴功率,按2.1所述方法,可以逐点地求出水泵的输入功率。
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抽油杆柱和油管柱的自重伸长在泵工作的整个过程中是
20不20/1变2/2的，它们不会影响柱塞冲程。
6
抽油杆和油管弹性伸 缩如图3-19所示。
冲程损失：r t
图3-19 抽油杆和油管弹性伸缩示意图
柱塞冲程：
SpS(rt)S
冲程损失计算式：
2020/12/2
W L L(11)fp lLfg(LL)
Hale Waihona Puke E fr ft✓教学难点
1、选择合理的工作方式提高泵效 2、气锚的分离原理
➢教法说明：
课堂讲授并辅助以多媒体课件展示相关的图形和动画。
➢教学内容：
1. 柱塞冲程 2. 泵的充满程度 3. 泵的漏失 4. 提高泵效的措施
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2
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
(2) 吸入部分漏失 (3) 其它部分漏失
如油管丝扣、泵的连接部分及泄油器不严等
漏失很难计算，除了新泵可根据试泵实验测试结果和 相关式估算外，泵由于磨损、砂蜡卡和腐蚀所产生的 漏失以及油管丝扣、泵的连接部分和泄油器不严等所 产生的漏失很难计算
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柱塞与衬套间隙漏失计算
静止条件下的漏失量：
第四节 泵效计算
➢ 教学目的：
学会分析和计算动、静载荷条件下的柱塞冲程；掌握泵 的充满程度以及漏失的计算方法；能够选择合理的措施来 提高泵效。
➢ 教学重点、难点： ✓教学重点
1、影响泵效的各种因素 2、动、静载荷作用条件下柱塞冲程的分析和计算 3、影响漏失的各个因素及漏失量的计算
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1
余隙比： KVs /Vp
充满系数推导过程p139。
13
泵充满程度的影响因素分析：
1KK1KR
1R
1R
(1) 生产流体的性质—气液比 R愈小，就越大。增加泵的沉没深度或使用气锚。
(2) 防冲距 K值越小，值就越大。尽量减小防冲距，以减小余隙。
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三、泵的漏失
影响 泵效 漏失
(1) 排出部分漏失
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
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泵效：在抽油井生产过程中，实际产量与理论产量的比值。
Q/Qt
影响泵效的因素
(1)
抽油杆柱和油管柱的弹性伸缩
③深井抽汲时，S和N的选择一定要避开不利配合区。
(2)确定合理沉没度。
(3)改善泵的结构，提高泵的抗磨、抗腐蚀性能。
(4)使用油管锚减少冲程损失
(5)合理利用气体能量及减少气体影响
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气 锚 分 离 原 理
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1
4
2
5
6
3
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a 简单气锚 1— 孔 眼 ； 2— 吸 入 管 ； 3— 外 筒
b 井下分离器 4— 中 心 管 ； 5— 外 筒 ； 6— 套 管 ； 7— 封 隔 器
气
油
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➢复习思考题
1、何为Q理和η？影响η的因素有哪些？如何提高η？ 2、掌握λr、λt、λi、Sp的计算方法。
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E fr ft 7
多级抽油杆的冲程损失： fplLfg(Lm Li )
E ft f i1 ri
若各级杆及油管
冲程损失的影响因素分析：
的钢级不同，则
E单独取值
(1) 油层供液状况和生产流体的性质；
(2) 抽油杆和油管的性质、组合；
(3) 下泵深度；
(4) 抽油泵的规格。
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(二)考虑惯性载荷后柱塞冲程的计算
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2020/12/2
因此，抽 油杆柱振动对 柱塞冲程的影 响存在着冲次、 冲程配合的有 利与不利区域。
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二、泵的充满程度
气锁：抽汲时由于气体在泵内压缩和膨胀，吸入和排出阀无 法打开，出现抽不出油的现象。
充满系数：
Vl' 1KK1KR
Vp 1R
1R
2020/1图2/23-20 气体对冲满程度的影响
当悬点上升到上死点时，抽油杆柱有向下的(负的)最大 加速度和向上的最大惯性载荷，抽油杆在惯性载荷的作用下 还会带着柱塞继续上行 。
当悬点下行到下死点后，抽油杆的惯性力向下，使抽油 杆柱伸长，柱塞又比静载变形时向下多移动一段距离 。
柱塞冲程增加量： i
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9
根据虎克定律，惯性载荷引起的柱塞冲程增量为：
q1
De3g 12
H l
活塞向上运动时上带液量：q2 12Dep
总漏失量为：qq1q2D 13 2 ge. lH1 2Dp e
所以只考虑柱塞间隙漏失时，漏失系数为：
q
L
1 86400
B
2 Qt
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四、提高泵效的措施
(1)选择合理的工作方式
①选用大冲程、小冲次，减小气体影响，降低悬点载荷， 特别是稠油井。 ②连喷带抽井选用大冲数快速抽汲，以增强诱喷作用。
上冲程：
IIrrddLL 22ffrrEE
W WrrSSNN22LL 2211779900 ffrr
EE
((11
rrll ))
下冲程：
IIrrddLL 22ffrrEE
W WrrSSNN22LL 2211779900 ffrrEE
((11
rrll ))
由于抽油杆柱上各点所承受的惯性力不同，计算中近似
入
Sp S
(2) 气体和充不满的影响 V 液
V活
(3) 漏失影响
(4)
体积系数的影响
B
1 Bl
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一、柱塞冲程
交变载荷作用
抽油杆柱和油管柱的弹性伸缩
柱塞冲程小于光杆冲程
泵效小于1 (一)静载荷作用下的柱塞冲程
液柱载荷交替地由油管转移到抽油杆柱和由抽油杆柱转 移到油管，使杆柱和管柱发生交替地伸长和缩短。
取其平均值，即：
i
Wr SN 2L 1790 fr E
因此，考虑静载荷和惯性载荷后的柱塞冲程为：
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SpSi S(11W r7 Nf2r9 L E)0
10
(三)抽油杆柱的振动对柱塞冲程的影响
液柱载荷交变作用 抽油杆柱变速运动
抽油杆柱振动
抽油杆柱变形
理论分析和实验研究表明：抽油杆柱本身振动的相位在上 下冲程中几乎是对称的，即如果上冲程末抽油杆柱伸长，则下 冲程末抽油杆柱缩短。因此，抽油杆振动引起的伸缩对柱塞冲 程的影响是一致 ，即要增加都增加，要减小都减小。其增减 情况取决于抽油杆柱自由振动与悬点摆动引起的强迫振动的相 位配合。