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[摘 要]冲程损失是在油井正常生产过程中抽油杆的弹性形变引起，它是活塞冲程小于光杆冲程，减少活塞让出体积，从而降低了泵效。在实际生产过程中，通常运用调节生产参数来减少冲程损失，尽量使油井出液和其参数相匹配来提高泵效。
[关键词]活塞冲程；冲程损失 ；泵效；静载荷；惯性载荷
中图分类号：TE933.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）33-0006-01
王西管理区油井有油层埋藏深，泵挂深，单井采液量低，泵效低，机采效率低，能耗高的特点，在2016年，管理区作业井数高达83井次，作业频次高达0.86，全年综合泵效仅有39.7%。频繁作业的主要原因就是生产参数不合理，而其中大部分作业井都有冲程损失大泵效低的特点。管理区针对作业井次多的问题，制定了作业一口井，治理一口井的对策。全年优化生产参数井次达89口，取得了很好的效果。2017年继续实行此方针，截至7月，结合检泵调整27井次，综合泵效上升由年初44.8%上升至46%，得到了显著的改善。
1 冲程损失的影响
由于抽油杆、油管在工作过程中承受交变载荷，从而引起抽油杆和油管的弹性伸缩，使活塞冲程小于光杆冲程，并减少了活塞让出体积，造成泵效降低。静载荷和惯性载荷引起抽油杆、油管弹性变形，及其对活塞冲程的影响进行计算。
1.1 静载荷对活塞冲程损失的影响
当驴头从下死点开始上行时，游动凡尔关闭，液柱重量作用在活塞上，使抽油杆发生弹性伸长，抽油杆虽然由下死点向上走了λr距离，即悬点从位置A移动到B，但活塞尚未发生移动，所以抽不出油，λr即为抽油杆柱的伸长。
油管由于卸去液柱重量而缩短一段距离λt，悬点位置由B移至C，此时虽然通过抽油杆带着活塞一起向上走了λt的距离，但活塞和泵筒之间任无相对运动，因此，抽不出油，吸入凡尔仍然是关闭的。
当驴头位置由C继续向上移动时，活塞才与泵筒发生相对位移，井口出油，吸入凡尔打开吸入液体，一直移到上死点D点，走完上冲程。
由上述可知：驴头冲程为s而活塞冲程为SP。
则s-sp=λ=λr+λt （公式1）
同理，悬点由上死点开始下冲程时，吸入凡尔关闭，排出凡尔打开，液柱载荷由抽油杆移到油管上，使抽油杆缩短λr，油管伸长λt。当驴头下行λ=λr+λt距离后，活塞和泵筒才有相对运动，才开始排油。因此，下冲程和上冲程一样，活塞冲程比驴头冲程小λ值，称为冲程损失。
冲程损失使泵效降低的数值ηλ`
ηλ`=s-sp/s=λ/s （公式2）
根据虎克定律算出：、
λ=W1`L/E（1/fr+1/ft）=fpr1L2/E（1/fr+1/ft） （公式3）
λ-冲程损失（m）
W1-上下冲程中静载荷之差，即液柱载荷（N），W1=fprL*10-4
fp、fr、ft-活塞、抽油杆、油管截面积（cm2）
L-抽油杆总长度
E-钢的弹性模数
L1L2-每级抽油杆的长度（m）
fr1fr2-每级抽油杆的截面积（cm2）
1.2 惯性载荷对活塞冲程的影响
悬点上升到上死点时，抽油杆在向上最大惯性载荷作用下减载而缩短，因此，悬点到上死点后，抽油杆在惯性力作用下带着活塞继续上行，使活塞比静载变形时，向上多移动一段距离λ``，同理，悬点到下死点时又比静载荷变形时向下多移动一段距离λ``，由上述可知：在惯性载荷作用下，使活塞冲程比只有静载荷变形时要增加λp：
λp=λ`+λ`` （公式4）
式中：
λp-由于惯性载荷的作用，使活塞冲程增加的数值。
根据虎克定律计算：
λp=λ`+λ``
=L/frE.Wrsn2/2*1790（1-r/l）+L/frE.Wrsn2/2*1790（1+r/l）
=Wrsn2L/1790frE
上式中由于抽油杆柱上各点所承受的惯性力不同个，计算中取平均值，即悬点惯性载荷的一半。
惯性载荷引起的抽油杆柱变形会使活塞冲程增大，有利于提高泵效。但惯性载荷增加会使悬点最大载荷增加，最小载荷减小，抽油杆受力情况变坏。因此，通常不采用快速抽汲增加惯性载荷的办法来增加活塞冲程。
2 現场应用
2.1 情况说明
王西采油管理区根据生产实际情况优化油井生产参数，降低冲程损失，截至2017年7月结合作业共调整27井次。其中更换泵径尺寸15井次，冲次调整16井次。对比调整前，合计平均日增油2吨。
2.2 工程调整
2.2.1 管杆调整
1-7月作业36口，管杆调整36口，完井后，作业井的冲程损失都有不同程度降低。例如广14斜-2B是中区43油井，结合示功图和作业史，发现其冲程损失大，最大载荷达12吨，通过作业过程中取消部分扶正器，降低动载荷，调整后冲程损失减小，最大载荷减少20KN，折算应力减少24Mpa，泵效由调整前的46.8%↑54%。从产量对比表中可以看出，检泵调整后日产油有明显上升的过程。
2.2.2 泵径调整
在调整过程中，泵径调整一共15井次，其中换大泵7井次，换小泵8井次。其中换大泵主要针对液量大，液面浅，需要提液和降低冲次的油井，通过调整后，泵效均有不同程度改善。最显著的是王新斜3泵效由55%提升至77%。
泵径调小8井次，泵效提高效果如表1：
其中王4斜-3-17为难管井，低液间出，调整泵径后泵效提高31.3%。
2.2.3 泵挂上提降低冲程损失
2017年1-7月泵挂上提14井次，提高泵挂降低冲程损失的原理为减少抽油杆弹性形变。例如广15斜-11，王广上段油井，结合作业将泵挂由2677米上提至2600米，调整后泵效由21.9%↑60.5%，最大载荷由下降了5KN，从下列产量对比表里看出日产油由1.8吨上升至4.5吨。
总结以上效果明显的油井，其共同特点就是合理生产参数，使油井的出液能力与其生产参数相匹配，降低在生产过程中的冲程损失，提升泵效，在延长检泵周期的基础上增油。
3 综述
1）、相同条件下，下泵越深，冲程损失越大，我们要根据油井的具体情况，尽可能把抽油泵下得浅一些。
2）、在相同条件下，泵径越大，油井负荷越大，冲程损失越大，抽油井泵效越低。
3）、冲次越慢，惯性载荷越小，冲程损失越小，油井泵效越高。
4）、我们要定期清洁井筒，防止蜡、盐等造成油井负荷上升，冲程损失增加，泵效降低。
5）、应用成熟的软件设计抽油杆组合，减小冲程损失，提高泵效。
参考文献
[1]尹喜永，姜凤军，高连长等.低渗透油田抽油机节能技术研究与应用.中外能源，2007.6.
[2]覃亚.八面河油田泵效影响因素浅析.江汉石油职工大学学报，2016.7.
[3]陈德民，刘卫红.机采井增抽提效技术.石油钻采工艺，2003.8.
[关键词]活塞冲程；冲程损失 ；泵效；静载荷；惯性载荷
中图分类号：TE933.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）33-0006-01
王西管理区油井有油层埋藏深，泵挂深，单井采液量低，泵效低，机采效率低，能耗高的特点，在2016年，管理区作业井数高达83井次，作业频次高达0.86，全年综合泵效仅有39.7%。频繁作业的主要原因就是生产参数不合理，而其中大部分作业井都有冲程损失大泵效低的特点。管理区针对作业井次多的问题，制定了作业一口井，治理一口井的对策。全年优化生产参数井次达89口，取得了很好的效果。2017年继续实行此方针，截至7月，结合检泵调整27井次，综合泵效上升由年初44.8%上升至46%，得到了显著的改善。
1 冲程损失的影响
由于抽油杆、油管在工作过程中承受交变载荷，从而引起抽油杆和油管的弹性伸缩，使活塞冲程小于光杆冲程，并减少了活塞让出体积，造成泵效降低。静载荷和惯性载荷引起抽油杆、油管弹性变形，及其对活塞冲程的影响进行计算。
1.1 静载荷对活塞冲程损失的影响
当驴头从下死点开始上行时，游动凡尔关闭，液柱重量作用在活塞上，使抽油杆发生弹性伸长，抽油杆虽然由下死点向上走了λr距离，即悬点从位置A移动到B，但活塞尚未发生移动，所以抽不出油，λr即为抽油杆柱的伸长。
油管由于卸去液柱重量而缩短一段距离λt，悬点位置由B移至C，此时虽然通过抽油杆带着活塞一起向上走了λt的距离，但活塞和泵筒之间任无相对运动，因此，抽不出油，吸入凡尔仍然是关闭的。
当驴头位置由C继续向上移动时，活塞才与泵筒发生相对位移，井口出油，吸入凡尔打开吸入液体，一直移到上死点D点，走完上冲程。
由上述可知：驴头冲程为s而活塞冲程为SP。
则s-sp=λ=λr+λt （公式1）
同理，悬点由上死点开始下冲程时，吸入凡尔关闭，排出凡尔打开，液柱载荷由抽油杆移到油管上，使抽油杆缩短λr，油管伸长λt。当驴头下行λ=λr+λt距离后，活塞和泵筒才有相对运动，才开始排油。因此，下冲程和上冲程一样，活塞冲程比驴头冲程小λ值，称为冲程损失。
冲程损失使泵效降低的数值ηλ`
ηλ`=s-sp/s=λ/s （公式2）
根据虎克定律算出：、
λ=W1`L/E（1/fr+1/ft）=fpr1L2/E（1/fr+1/ft） （公式3）
λ-冲程损失（m）
W1-上下冲程中静载荷之差，即液柱载荷（N），W1=fprL*10-4
fp、fr、ft-活塞、抽油杆、油管截面积（cm2）
L-抽油杆总长度
E-钢的弹性模数
L1L2-每级抽油杆的长度（m）
fr1fr2-每级抽油杆的截面积（cm2）
1.2 惯性载荷对活塞冲程的影响
悬点上升到上死点时，抽油杆在向上最大惯性载荷作用下减载而缩短，因此，悬点到上死点后，抽油杆在惯性力作用下带着活塞继续上行，使活塞比静载变形时，向上多移动一段距离λ``，同理，悬点到下死点时又比静载荷变形时向下多移动一段距离λ``，由上述可知：在惯性载荷作用下，使活塞冲程比只有静载荷变形时要增加λp：
λp=λ`+λ`` （公式4）
式中：
λp-由于惯性载荷的作用，使活塞冲程增加的数值。
根据虎克定律计算：
λp=λ`+λ``
=L/frE.Wrsn2/2*1790（1-r/l）+L/frE.Wrsn2/2*1790（1+r/l）
=Wrsn2L/1790frE
上式中由于抽油杆柱上各点所承受的惯性力不同个，计算中取平均值，即悬点惯性载荷的一半。
惯性载荷引起的抽油杆柱变形会使活塞冲程增大，有利于提高泵效。但惯性载荷增加会使悬点最大载荷增加，最小载荷减小，抽油杆受力情况变坏。因此，通常不采用快速抽汲增加惯性载荷的办法来增加活塞冲程。
2 現场应用
2.1 情况说明
王西采油管理区根据生产实际情况优化油井生产参数，降低冲程损失，截至2017年7月结合作业共调整27井次。其中更换泵径尺寸15井次，冲次调整16井次。对比调整前，合计平均日增油2吨。
2.2 工程调整
2.2.1 管杆调整
1-7月作业36口，管杆调整36口，完井后，作业井的冲程损失都有不同程度降低。例如广14斜-2B是中区43油井，结合示功图和作业史，发现其冲程损失大，最大载荷达12吨，通过作业过程中取消部分扶正器，降低动载荷，调整后冲程损失减小，最大载荷减少20KN，折算应力减少24Mpa，泵效由调整前的46.8%↑54%。从产量对比表中可以看出，检泵调整后日产油有明显上升的过程。
2.2.2 泵径调整
在调整过程中，泵径调整一共15井次，其中换大泵7井次，换小泵8井次。其中换大泵主要针对液量大，液面浅，需要提液和降低冲次的油井，通过调整后，泵效均有不同程度改善。最显著的是王新斜3泵效由55%提升至77%。
泵径调小8井次，泵效提高效果如表1：
其中王4斜-3-17为难管井，低液间出，调整泵径后泵效提高31.3%。
2.2.3 泵挂上提降低冲程损失
2017年1-7月泵挂上提14井次，提高泵挂降低冲程损失的原理为减少抽油杆弹性形变。例如广15斜-11，王广上段油井，结合作业将泵挂由2677米上提至2600米，调整后泵效由21.9%↑60.5%，最大载荷由下降了5KN，从下列产量对比表里看出日产油由1.8吨上升至4.5吨。
总结以上效果明显的油井，其共同特点就是合理生产参数，使油井的出液能力与其生产参数相匹配，降低在生产过程中的冲程损失，提升泵效，在延长检泵周期的基础上增油。
3 综述
1）、相同条件下，下泵越深，冲程损失越大，我们要根据油井的具体情况，尽可能把抽油泵下得浅一些。
2）、在相同条件下，泵径越大，油井负荷越大，冲程损失越大，抽油井泵效越低。
3）、冲次越慢，惯性载荷越小，冲程损失越小，油井泵效越高。
4）、我们要定期清洁井筒，防止蜡、盐等造成油井负荷上升，冲程损失增加，泵效降低。
5）、应用成熟的软件设计抽油杆组合，减小冲程损失，提高泵效。
参考文献
[1]尹喜永，姜凤军，高连长等.低渗透油田抽油机节能技术研究与应用.中外能源，2007.6.
[2]覃亚.八面河油田泵效影响因素浅析.江汉石油职工大学学报，2016.7.
[3]陈德民，刘卫红.机采井增抽提效技术.石油钻采工艺，2003.8.