هناك العديد من العوامل التي تؤثر على كفاءة المضخة، ولكن من الروابط الأساسية الثلاثة لـمضخة قضيب شفط الآبار العميقة (يتخلى المكبس عن الحجم، ويدخل النفط الخام إلى المضخة ويتم تفريغه من المضخة)، ويمكن تلخيص ذلك في الجوانب الثلاثة التالية.
(1) التمدد والانكماش المرن لخيط قضيب الشفط وخيط الأنبوب. نظرًا لخصائص عملمضخة قضيب شفط الآبار العميقةيتعرض سلسلة قضيب الشفط وسلسلة الأنابيب لأحمال متناوبة أثناء التشغيل، مما يؤدي إلى التمدد والانكماش المرن، مما يجعل شوط المكبس أصغر من شوط القضيب العاري، وبالتالي تقليل الحجم الذي يتخلى عنه المكبس.
(٢) تأثير الغاز وقصوره. عند سحب خليط الزيت والغاز إلى المضخة، يشغل الغاز جزءًا من المساحة التي يتركها المكبس، ولا يتوفر للزيت الوقت الكافي لدخول المضخة. أو عندما تكون إزاحة المضخة أكبر من سعة إمداد طبقة الزيت بالزيت، تنخفض كمية الزيت الداخلة إليها.
(3) تأثير التسرب. تُقلل الفجوة بين المكبس والجلبة، والتسرب بين الصمام وأجزاء التوصيل الأخرى، من الإزاحة الفعلية. طالما أن جودة تصنيع وتجميع المضخة مضمونة، فسيكون تأثير التسرب ضئيلاً خلال فترة زمنية معينة بعد تركيبها. ومع ذلك، عندما يكون السائل أكالاً أو يحتوي على رمل، سيزداد التسرب بسرعة بسبب التآكل والتآكل في المضخة. ترسب الشمع والرمل في...مضخة قضيب شفط الآبار العميقة سيؤدي ذلك إلى إغلاق الصمام بشكل غير محكم، أو حتى تعلقه وإحداث ضرر بالغ في تشغيل المضخة. في هذه الحالات، بالإضافة إلى تحسين هيكلمضخة قضيب شفط الآبار العميقة ولتحسين مقاومة التآكل للمضخة، فإن التدابير الرئيسية هي اتخاذ تدابير لمنع الرمل والشمع، وفحص المضخة بانتظام للحفاظ على التشغيل العادي للمضخة.
الإجراءات الرامية إلى تحسين كفاءة المضخة:
لتحسين كفاءةمضخة قضيب شفط الآبار العميقة، فمن الضروري أن نحاول تقليل التأثيرات الثلاثة المذكورة أعلاه.
1. تأثير التمدد والانكماش المرن لقضيب الشفط والأنابيب على شوط المكبس. شوط المكبس أقل من شوط القضيب، وهو عامل لا مفر منه يسبب أن تكون كفاءة المضخة أقل من 1. كلما زاد التمدد والانكماش المرن لعمود قضيب الشفط وعمود الأنابيب، زاد الفرق بين شوط المكبس وشوط القضيب، وانخفضت كفاءة المضخة. ستؤدي الأحمال المختلفة على عمود قضيب الشفط إلى تشوهات تمدد وانكماش مختلفة. كما ذكر أعلاه، تشمل الأحمال على عمود قضيب الشفط بشكل أساسي: وزن عمود قضيب الشفط ووزن عمود السائل فوق المكبس (يشار إليهما مجتمعين باسم الحمل الساكن)، والحمل بالقصور الذاتي لعمود قضيب الشفط وعمود السائل، وحمل اهتزاز عمود قضيب الشفط (يشار إليهما مجتمعين باسم الحمل الديناميكي). فيما يلي دراسة للتشوه المرن لعمود قضيب الشفط وأنبوب الزيت الناتج عن هذه الأحمال، بالإضافة إلى التأثير على شوط المكبس.
2. تأثير الغاز على كفاءة المضخة:
خلال فترة الاستغلالمضخة قضيب شفط الآبار العميقةيتم إنتاج معظم حقول النفط عند ضغط تدفق أقل من ضغط التشبع. حتى لو تم إنتاجها عند ضغط أعلى من ضغط التشبع، فإن ضغط منفذ المضخة يكون أقل من ضغط التشبع. لذلك، عند الضخ، يتم ضخ كل من الغاز والسائل دائمًا في المضخة في نفس الوقت. سيؤدي دخول الغاز إلى المضخة حتمًا إلى تقليل كمية السائل الداخلة إليها وتقليل كفاءتها. عندما يكون تأثير الغاز خطيرًا، قد يحدث قفل الغاز، أي أنه أثناء الضخ، بسبب ضغط وتمدد الغاز في المضخة، لا يمكن فتح صمامات الشفط والتفريغ، وتحدث ظاهرة عدم ضخ النفط.
إذا كانت طاقة طبقة الزيت منخفضة أو لزوجة الزيت الخام عالية، فإن مقاومة الشفط لـمضخة قضيب شفط الآبار العميقة كبير جدًا. غالبًا ما يبدأ المكبس بالتحرك للأسفل قبل أن يمتلئ أسطوانة المضخة بالزيت، مما يُسبب ما يُسمى بظاهرة نقص الملء، مما يُقلل من كفاءة المضخة. في هذه الحالة، يُمكن عادةً تعميق المضخة لزيادة درجة غوصها، أو اختيار معلمات ضخ مناسبة لتتكيف مع سعة إمداد طبقة الزيت بالزيت. بالنسبة للزيت الثقيل، يُمكن أيضًا اتخاذ تدابير لخفض اللزوجة.
3. تأثير التسرب:
تشمل التسربات التي تؤثر على كفاءة المضخة ما يلي:
(1) تسرب جزء التفريغ. يؤدي تسرب الفجوة بين المكبس والجلبة وتسرب الصمام العائم إلى تقليل كمية الزيت المُفرَغ من المضخة.
(2) تسرب في جزء الشفط. سيؤدي تسرب الصمام الثابت إلى تقليل كمية الزيت الداخلة إلى المضخة.
(3) تسرب أجزاء أخرى. على الرغم من أن المضخة تعمل بشكل طبيعي، إلا أن كفاءتها ستنخفض بسبب التسرب الناتج عن ارتخاء خيط أنبوب الزيت، وجزء توصيل المضخة، ومصرف الزيت.
