提升有杆泵采油系统效率论文
提高有杆泵采油系统效率方法的探讨

节 能 2005 年第 3 期 EN ER GY CONSERVA TION ( 总第 272 期) — 12 —
杆、 深井泵 、 井下管柱和井口装置 。 ( 2) 抽油机的输入功率 : 拖动抽油机的电动机的 输入功率为抽油机的输入功率 。 ( 3) 抽油机井的光杆功率 : 光杆提升液体和克服 井下各种阻力所消耗的功率为抽油机的光杆功率 。 ( 4) 抽油机的有效功率 : 在一定扬程下 , 以一定 的排量将井下液体提升到地面所需要的功率为抽油 机的有效功率 ,也叫水功率 。 ( 5) 抽油机井的系统效率 : 抽油机的有效功率与 输入功率的比值为抽油机的系统效率 ,即 η = 有效功率 ×100 % 输入功率 抽油机的系统效率可分为地面效率和井下效率 两部分 。以光杆悬绳器为界 , 悬绳器以上的机械传 动效率和电动机运行效率的乘积为地面效率 ; 悬绳 器以下到深井泵 ,由深井泵再到井口 ( 包括回压 ) 的 效率为井下效率 。 ( 6) 抽油机井的地面效率 : 光杆功率与电动机输 入功率的比值为抽油机的地面效率 ,即 η 地面 = 光杆功率 ×100 % 电动机输入功率
( 6) 抽油机单井系统效率
P有 ρ・ ξ Q ・H ・ = ×100 % P入 86400 P入
( 7) 抽油机井的井下效率 : 抽油机的有效功率与 光杆功率的比值为抽油机井的井下效率 ,即 有效功率 η ×100 % 井下 = 光杆功率
313 测点选择及测试参数 ( 1) 在进行输入功率 、 电流 、 电压 、 功率因数 、 上
浅谈提升有杆泵采油系统效率的方法

1可对机械采油有杆泵系统效率产生影 响的相关因素 相关研究调查结果表 明,与系统理论的百分 比相 比,我 国 油 田采油 的系统效率 明显 处于偏低 的状态 ,且其平 均效 率也 未 达 系 统 平 均 效 率 的5 0 % ,本 文 特 对 影 响 油 机 井 系 统 效 率 的 因 素进行 了总结 ,大致可分为 以下几点 : ( 1 )电击 负载率偏低 。 电机负载率偏 低是导致 电机 效率 运行 效率低 下的一 大因素 ,通 常情 况下 , 电机 的运行效 率基 本处于0 . 7 ~O . 1 l 的范 围之 中,但 由于我们 的电机 负载率并未 达 到 此 范 围 标 准 , 因 此 电 机 的运 行 效 率 也 随 之 受 到 了 阻 碍 。 实 际上 ,当 电机 的负载率提 高幅度达到5 % ~1 0 % 的情 况下,系 统 的运 行 效 率 也 会 产 生 相 应 提 高 。 ( 2 )传送 皮带产生偏差 。传送 皮 带的运行是 以三 角皮带 传 动 为 原 理 , 这 也 导 致 了 其 运 行 的 过 程 中 将 在 一 定 程 度 上 受 到弹 性 的影 响 ,进 而使其 张紧程度 随之 受到影 响,最终 导致 传 统 皮 带 在 应 用 的 过 程 中 出 现 打 滑 、 错 动 等 运 行 偏 差 , 可 直 接 造 成 能 量 受 到 损 耗 , 也 对 系 统 运 行 效 率 产 生 了 一 定 程 度 的 消 极 影 响 。 ( 3 )抽 油机工作方法滞 后 。对称循 环是当前大 部分抽油 机用 以运 行的主要 手段 ,基于 其运行方 式与周 期性波动 幅度 偏 大的工 作状态 ,在运行 的过程 中将造 成能量 的大量损 耗 , 除此 之外 ,对于 系统 的效率不 具有提 高作用 ,因此与 电动机 难 以产生相互协调 的配合 。 ( 4 )抽 油机的平衡程 度较差 。抽 油机 的平衡程 度通常与 抽 油机 的耗 电情 况及系 统 的运 行状态均 可产生 息息相 关的联 系 ,在抽 油机失 衡 的情 况下 ,电流也将 随之 受到影 响,除此 之外 ,输入功率也 可随之产 生一 定变化 。 ( 5 ) 工 作 制 度 的影 响 。抽 油 系 统 在 一 定 程 度 上 还 可 受 到 工 作制度 的影 响 ,在 工作制度 合理 的情况 下,排液 量与供液 量 的 匹配 程度便 相对 较高 ,整 体系统 也可 随之呈最 佳状态 , 进 而使 总体产液 量 出现增长 ,反之 ,在工作 制度不 合理 的情 况 下,总体产 液量 在上述相 关因素的影 响下将呈下 降趋势 。 ( 6 ) 盘 根 阻 力 。 盘 根 阻 力 具 体 是 指 盘 根 在 应 用 的 过 程 中 与其他 设备所产 生 的阻力 ,通 常情况 下 ,盘 根 的材 质及松 紧 状 态均 与盘根 阻力 的大小 息息相关 ,阻力过 大或大 小都将 引 起 能量 的 大量 损耗 , 致 使 系 统 效 率 随 之 受 到 阻碍 。 ( 7 )气体 的影 响 。采 油 生产 的过 程 中如 受 到气体 的影 响 ,泵 空间 将 存在 一定 的 空 隙 ,导致 泵 的排 量 随 之受 到 影 响,进而 造成 井下生产效率偏低 。 ( 8 )油管伸缩 。在进行 系统操作时 ,如油管下端状态 失 稳 ,便 有可 能导致油 管伸缩 现象 的出现 ,这将对传 递 的功 率 与冲程 造成直接 的负面影 响,尤其对 于深 抽井而 言,该现 象 可对 系 统 产 生 的 损 害 将 达 到 最 大 化 。 ( 9 ) 抽 油 杆 出 现 摩 擦 与 曲 折 。在 利 用 抽 油 杆 住 进 行 抽 油 的过程 中 ,与油管之 间难 免会产生相 应 的摩擦 ,在 抽油杆 下 部 出 现 弯 曲现 象 的情 况 下 , 有 效 荷 载 将 出 现 一 定 波 动 , 导 致 整个系统的效率随之 出现降低。 ( i 0 )深井泵工作时间 的影响 。在深井泵工作时 间突然延 长的情 况下 ,各种 设备之 间所产生 的 阻力 也将 随之增大 ,磨
提高有杆泵井机械采油系统效率技术应用

为验证 该技 术 的适 用 性 和 应 用 前景 , 先 对 首 7 6口抽油 机 井 进行 了消耗 功 率 测 试 、 静 态资 料 动 录取 和优化设 计 。测 试结 果 表明 , 化 前 7 优 6口井 平均 单 井 年 耗 电 6 2 W ・ , 耗 电 费3 4 76 95 2k h 消 .7 ×1 元 , 均系 统效率为 l . %。应用 该技 术优 0 平 45
下泵技 术参 数 , 根据 上述设 计结果 编翩 出现场 施工
方案 。
1 技术 特 点和 优 化 设 计 原理
L l 技 术 特 点
2 现 场 试 验及 效 果分 析
2 1 现 场 试 验 情 况 .
()该 技 术 是 以损 失 功率 最 低 或 机 械采 油 成 1 本 最低为原 则 的机械采油 设计 方法 。 ( )该技 术 的设 计思 想 , 破 了传 统的思 维 定 2 打 式, 使设 计结 果与实 际应用结 果更 接近 。 ( )在保 持产液 量不变 的情 况 下 , 3 油井 的系统 效率 得 以大幅 度提高 。 () 4 通过 该 技术优化 的 方案 , 会 增加 作 业施 不
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第 9 第 2期 卷
20 0 2年 4月
特 种 油 气 藏
S e ilOi a sRe e v is p ca l nd Ga s ror
Vo 9 Nn. l 2 Ao .2 02 r 0
文章 编 号 :1o彤 (o2皿 啪 5 . o6 2 o) 9皿
为 验证 理 论 计算 结果 与实 际应 用 效果 的吻合
提 高有杆 泵 井机械 采油 系统效 率技 术应 用
蒋生 键 , 勇 , 文金 李 牛
提升有杆泵采油系统效率的方法研究

提升有杆泵采油系统效率的方法研究作者:张永光来源:《中国新技术新产品》2013年第07期摘要:随着油藏开发的不断进行,油井产能受到地质特征、油藏管理、采油工程、生产维护等多方面影响,从较长的时期看是一个动态的变量,合理地选取采油工艺的直接决定着油田开发效益。
本文结合油田生产工作实际,着重分析了影响机械采油有杆泵系统效率的主要因素,提出了提高系统效率的方法。
关键词:有杆泵才有系统;智能控制;采油效率中图分类号:TE34 文献标识码:A1 机械采油有杆泵采油系统组成有杆泵采油的三大主要装备有抽油机、抽杆和抽油泵。
抽油泵可分为:管式泵和杆式泵。
管式泵的结构简单、成本低,在相同油管直径下允许下入的泵径较杆式泵大,因而排量大;杆式泵检泵方便,但结构复杂,制造成本高,在相同油管直径下允许下入的泵径比管式泵小。
杆式泵适用于下泵深度大、产量较小的油井。
有杆泵抽油的主要参数,冲程:光杆(或柱塞)上、下运动一次称为一个冲程。
光杆冲程:光杆从上死点到下死点的距离,用S表示。
柱塞冲程:柱塞在上、下死点间的位移。
冲次:每分钟内完成冲程的次数,用n来表示。
沉没度:抽油泵的吸入阀与动液面之间的相对高度。
动液面:抽油机正常生产时,井口至液面的距离。
沉没压力(泵口压力):作用在泵吸入口处的环形空间压力。
影响泵效的主要因素:(1)抽油杆柱和油管柱的弹性伸缩;(2)气体和充不满的影响;(3)漏失影响;(4)体积系数的影响。
载荷作用下的柱塞冲程,柱塞冲程损失的构成: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。
上冲程:载荷由从油管转移到抽油杆,抽油杆伸长,油管缩短;下冲程:载荷由从抽油杆转移到油管,油管伸长,抽油杆缩短。
柱塞冲程损失由抽油杆柱伸缩与油管伸缩共同造成的。
2 影响有杆泵系统效率的主要原因2.1 电机负载率的影响。
常用电机最佳运行效率在额定负载附近,即在0.7~1.1之间,而现场上大多数电机的负载率都比较低,一般只有30%左右。
提升有杆泵采油系统效率的方法研究

提升有杆泵采油系统效率的方法研究【摘要】提升有杆泵采油系统效率是提高油田生产效率和降低生产成本的关键。
本文通过分析有杆泵采油系统的工作原理和影响系统效率的因素,探究了提升系统效率的方法,并进行了技术改进与优化。
通过系统效率实验验证,验证了所提出的提升方法的有效性。
研究结果表明,有杆泵采油系统效率可以通过技术改进得到显著提升,这对于油田开发具有重要意义。
尽管还存在一些挑战和问题,但提升系统效率的可行性是可靠的。
未来的发展方向可以继续深入研究技术改进,提高系统效率。
本研究为提升有杆泵采油系统效率提供了一定的理论和实践指导,对于油田生产具有积极意义。
【关键词】有杆泵采油系统、效率提升、工作原理、影响因素、技术改进、优化、实验验证、可行性、未来发展、研究总结。
1. 引言1.1 研究背景提升有杆泵采油系统效率的方法研究引言有杆泵采油系统是油田生产中常用的一种采油工艺,其效率直接影响到油田的产量和生产成本。
在实际生产中,由于地质条件、设备磨损、操作失误等多种因素的影响,有杆泵采油系统往往存在效率低下的情况。
为了提高采油效率,降低能耗,减少生产成本,迫切需要进行有杆泵采油系统效率提升的研究。
当前,国内外针对有杆泵采油系统效率提升的研究并不多见,大多集中在单个环节的改进,而缺乏全面系统的研究。
有必要对有杆泵采油系统的工作原理进行深入研究,分析影响系统效率的因素,探究提升系统效率的方法,并进行技术改进与优化。
这样一来,不仅可以提高油田的产量和效益,同时也可以为油田采油技术的发展提供有力支撑。
在这样的背景下,本文针对提升有杆泵采油系统效率的方法展开深入研究,力求为油田生产提供新的思路和方法。
1.2 研究目的是通过深入分析有杆泵采油系统的工作原理,准确定位影响系统效率的因素,探讨提升系统效率的有效方法,实现系统的技术改进与优化,最终通过系统效率实验验证验证提升效率的可行性。
通过本研究,旨在为提高有杆泵采油系统的工作效率提供科学的依据和技术支持,为油田生产提供更加稳定和可靠的技术保障。
论有杆泵的工作效率

论有杆泵的工作效率王飞中国石油大学.石油工程系在抽油井生产过程中,泵的实际排量常小于其理论排量 ,二者的比值称为泵的容积效率 ,油田通称为泵效,即 其中理论日产水Ap 为柱塞的截面, S 是塞住冲程,n 是冲次,d p 是泵的直径。
一、 泵效的影响因素 从泵三个基本工作环节出发:.活塞让出体积→.油进泵→油从泵内排出影响泵效的因素主要有:抽油杆柱和油管柱的弹性伸缩的影响;气体和充不满的影响;漏失的影响。
1. 抽油杆和油管弹性伸缩的影响抽油杆柱和油管柱的弹性伸缩,将减小活塞冲程,因而降低泵效。
抽油杆柱和油管柱的弹性伸缩量越大,活塞冲程与光杆冲程的差别也就越大,泵效也就越低。
抽油杆柱所受的载荷性质不同,则伸缩变形的性质与程度也不同。
根据广义的胡克定律抽油杆和油管弹性伸缩量是:λr 是油杆伸缩量,λt 是油管伸缩量,E 为弹性模量从公式中可以看出:柱塞截面积越大,泵下的越深,则冲程损失越大;为了减小液柱载荷及冲程损失,提高泵效,通常不能选用过大的泵,特别是深井中选用直径较小的泵;当泵径超过某一限定(引起的λ≥s/2)之后,泵的实际排量不但不会因增大泵径而增加,反而会减小。
当 λ≥s ,活塞冲程等于零,泵的实际排量等于零。
2.惯性载荷对活塞冲程的影响响上死点:aA 最大,向下;Fi 最大,向上,杆压缩,多向上移动λiu ;下死点:aA 最大,向上;Fi 最大,向下,杆拉长,多向下移动λid 。
活塞冲程比只有静载荷作用时要增加 :由于抽油杆柱上各点 的惯性力不同,故取其平均值。
根据广义虎克定律可得: 在静载荷和惯性载荷的共同作用下,活塞冲程为:tv Q Q =ηsn d sn A Q p p t 23601440π==1'()()()()l r l s r r p r l fl p l r r l p fl m p l fl i r t i ri t W L A E W W W F W W L A A g L H A g W LA g A H g A H g L L E A A λρρρρρλλλ=∆=∆=+--=+-----=∴=+=+∑ 静)1(1790222l r E A L sn W E A L F r r r ird iu -⨯⨯==λ)1(1790222l r E A L sn W E A L F r r r iru id +⨯⨯==λidiu i λλλ+=所以 惯性载荷增加sp ,同时Wmax 增加,Wmin 降低,杆受力条件变差。
提高有杆泵井系统效率的实践与认识

其 中 :P 效一 有
P: 。油压 ; 套压 P:
;输 P 入一P 效; : 液 而 ; 有 YM 动
功率 升 高 。
2 2 生 产 参 数 的 影 响 .
从 公 式 中我 们可 以 看 出 , 提 高 有 杆泵 系统 效 要
作者 简介 : 兴华 (9 2 , , 业于大庆石 油学院 , 杨 1 8 一)女 毕 助理 工程 , 事机 采工作 。 币 从
7 2
内 蒙古 石 油化 工
2 1 年第 3 00 期
从 改螺 前 的 平均 单 井 1 . 提高 到 了改 螺后 的 3 . 66 7 9 , 高 了 2. 提 1 3个百 分点 , 果十分 显 著 。 效
有 杆 泵采 油 的 目的就是 将 地面 的 电能 传递 给井 下 的液 体 , 从而 将 井下 的液 体举 升 到井 口。 整个 系统 工 作 的过程 , 是 一个 能量 不断 传递 和 转化 的过 程 。 就 在 能量 的 每一 次传 递 时都将 损 失一 定 的能 量 。从地 面 供入 系统 的 能量 扣 除系 统 损 失 的 各种 能 量 以 后 , 剩 余 的能 量 就是 系统 所 给 液 体 的 有效 能量 , 一 将 这 液体 举 升到 地 面的 有效 能量 与 系统 输入 的 能量 之 比 值 称为 抽油 机 的系统 效率 。
型 老 化 等 问题 , 厂 二 矿 随 检 泵 时 机 实 施 了 “ 转 三 抽
螺” 施 。 措
技 术管理 不 到 位 , 引起 系 统效 率 的下 降 : 封 会 密
收稿 日期 :O 9 9 4 2 O 一O 一O
从 表 中我 们可 以看 出 , 实簏 抽改 螺后 , 统 牧草 系
提高抽油机系统效率的措施

提高抽油机系统效率的措施摘要:目前在全球范围内,抽油机采油系统是传统石油工业的采油方式之一,也是迄今在采油工程中一直占主导地位的人工举升方式。
抽油机工作运行原理比较简单,就是将电动机的旋转运动,通过皮带、减速箱、曲柄连杆机构,变换为抽油杆和抽油泵的上下往复运动。
在这个过程中,涉及多个环节,均存在效率损耗的过程,多个效率的叠加导致抽油机系统低。
所以提高系统效率不仅仅是单项环节的提高效率,而是整体匹配、规划、管理的综合方法,可以从提高地面系统效率和井下系统效率两方面进行研究。
关键词:系统效率;抽油机;可行性方法引言目前油田油井的平均机抽采油效率相对较低,探讨目前抽油机机抽效率不高的原因,其主要是缺少科学高效的技术装备,抽油机抽油系统的设计是影响油井管理水平的直接原因。
游梁式抽油机-有杆泵机械采油方式是目前主要的生产方式。
查阅资料得出有杆泵抽油井平均系统效率基本保持在22%左右。
这个效率相对较低,其中机械采油系统造成了大量的机械损耗,且能耗居高不下,这与油田降本增效的生产方向相悖。
那么如何提高机械采油井的系统效率,进一步节约能源,降低生产的成本是目前亟待解决的重要问题。
因此本文的探讨就是为了此目的,希望能够提供一定的借鉴作用。
1抽油机机井系统效率概述1.1系统效率定义抽油机是将地面电能传递至井下,进一步将井下的液体举升至井口,在整个抽油机系统工作过程中就是能量转化的一个过程,伴随着能量转化就一定存在能量的损耗。
因此可以知道抽油机系统效率就是抽油机有效的功率与抽油机输入功率之间的比值。
那么要进一步提升抽油机效率就应该进一步提升抽油机的有效功率。
然而抽油机的有效功率则是指在一定扬程H下,进而将井内液体输送到地面所需的功率。
这里面就有很多变量影响有效功率。
例如油井的产液量、油井的液体密度、有效扬程等因素。
那么何为抽油机的输入功率呢,知道输入功率也就是电动机带动机械采油设备运转所产生的功率。
该功率主要是根据电动机自身性能所决定。
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提升有杆泵采油系统效率方法研究
【摘要】本文首先对有杆泵采油系统运行中现存的问题进行了分析与研究,然后从多个方面入手,对提升有杆泵采油系统效率的几点方式与方法展开了全面分析,望引起重视。
【关键词】有杆泵;采油系统;效率;问题;方法
有关的研究资料中认为:有杆泵采油系统效率低下的影响因素是多个方面共同作用的结果,受到电机负载率、抽油机节能效果、传动皮带等关键部件、以及油管伸缩等多个方面因素的影响,常常会致使采油系统的运行效率不够理想。
因此,提升其运行效率也应当从以上环节入手,寻找针对性的解决措施与方法。
本文针对该问题做如下分析:
1、有杆泵采油系统现存问题分析
在当前绝大部分的油田开采作业中,以有杆泵采油的应用范围最为广泛,所占比重也最大(绝大部分表现为抽油机井)。
根据这一实际情况认为:为了能够使工作面在应用有杆泵采油系统的条件下,其经济效益目标能够实现最大化,就需要尽可能的提升有杆泵采油系统在运行过程当中的工作效率,同时合理降低油气资源的开采成本,促进相关采油装置的优化发展。
根据这一思路,近年来尝试了大量的研究与实践工作,对有杆泵采油系统进行了合理的优化,取得了一定的实践效果。
结合我国采油工作的发展现状来看,近年来机械采油系统的运行效率始终保持着5%以上的增长趋势,但与节能期望之间的差异还相当大。
相对于国外较高的油田系统工作效率而言,我国当前有杆
泵采油系统效率偏低的影响因素主要有以下几个方面:
首先,部分开采进口的设施配置不够到位,导致油井的产液量长期维持在较低范围内;其次,有杆泵采油系统当中部分机械设备与装置的工作效率相对低下,系统压力问题没有得到较好的平衡,导致装置运行效率偏低,并最终影响采油系统的运行效果;最后,有杆泵采油系统当中,大量设备与装置的节能性能存在比较大的缺陷,导致采油成本居高不下。
2、提升有杆泵采油系统效率的几点方法
(1)优化电机配置
为了能够使有杆泵采油系统在正常运行状态下的工作效率达到最理想的状态,做好对电机的配置工作是至关重要的内容之一。
电机最优化的配置方案是:确保电机的负载能力能够得到充分的利用,尽量的缩小最佳负载率与实际负载率之间的差距(即尽可能的将电机的负载率取值控制在0.7~1.1*额定负载率的区间内)。
采油系统运行期间,可以通过对实测功图的分析,计算对应的光杆功率,并将其作为电机配置方案的重要指标之一。
其中,对光杆功率的计算可按照如下方式实施:
光杆功率取值=(实测最大负荷取值-实测最小负荷取值)·冲程·冲次·103/59976;
(2)选用节能设备装置
在对有杆泵采油系统进行优化的过程当中,可以对传动带以及电机等关键装置进行优化,选择效率更加理想的装置与设备。
针对在有
杆泵采油系统运行期间,受到振动以及打滑因素影响而发生的运行故障而难题,可以将齿形同步带或者是窄形联组带引入有杆泵采油系统内部。
并且,可将当前技术条件支持下,节能效果比较突出的抽油机作用于有杆泵采油系统当中(常见的节能型抽油机包括两种类型:其一为链条式抽油机,其二为曲柄平衡式抽油机)。
以上两类抽油机运行期间均具有悬点运动均匀,工作性能可靠的特点,同时满负荷运行状态下的电机损耗比较小,因此工作效率理想。
在此基础之上,还可尝试对有杆泵采油系统中的控制柜进行节能改造,通过引入智能节电控制器的方式,提高电动机的节能运行效果。
(3)引入终端无功补偿
功率因数较低一直以来都是造成有杆泵采油系统运行效率低下的主要因素。
而导致其功率因数较低的主要原因则在于终端无功补偿存在缺陷。
因此,为了提高有杆泵采油系统的运行效率,可以将电力电容器引入抽油机自控箱内,对线路进行无功补偿。
有关实践数据显示:通过对终端进行无功补偿的方式,能够将功率因数提升0.2左右,效果非常确切。
(4)实施智能控制系统
为了能够使有杆泵采油系统根据工作面具体工况做出灵活的响应,对其工作性能进行优化,就需要在系统控制中针对有杆泵控制系统实施智能化改造工作。
这一过程当中所涉及到的智能控制技术主要是指:其一,引入实时监测技术,即通过智能控制的方式,对井下工作面的动液面数据以及示功图能力进行及时的采集与整理;其二,引
入实时控制技术,即通过自动执行机构干预的方式,对采油系统在井下作业期间的抽吸强度进行合理的调节控制。
(5)增设关键部件结构
为了减少因油管伸长而导致采油系统出现的能量损伤问题,可以在有杆泵采油系统当中安装油管锚,对油管进行准确定位;为了能够提高有杆泵的容积效率,可以在有杆泵采油系统当中安装气锚,此项措施特别适用于油气含量较高的油井;抽油杆与油管之间的剧烈摩擦同样是造成有杆泵采油系统效率低下的关键因素之一,可通过安装抽油杆扶正器的方式解决。
3、结束语
提升有杆泵采油系统效率是一项比较艰巨的工作,为了达到满意的效果,需要工作人员结合采油系统的实际运行特点,找住可能对系统操作效率产生不良影响的因素,根据以上原因,分析提升有杆泵采油系统运行效率的主要措施与方法,从而使其达到稳定、可靠、安全的理想运行状态。
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