抽油機(jī)示功圖信息解釋

1、示 功 圖 分 析 專 題 授課人：逯建華 通過理論示功圖、典型示功圖的學(xué)通過理論示功圖、典型示功圖的學(xué)習(xí)，能夠判斷實(shí)測(cè)示功圖，以了解油層習(xí)，能夠判斷實(shí)測(cè)示功圖，以了解油層的生產(chǎn)能力和設(shè)備的工作狀況，從而進(jìn)的生產(chǎn)能力和設(shè)備的工作狀況，從而進(jìn)一步制定合理的技術(shù)措施。一步制定合理的技術(shù)措施。一、理論示功圖的繪制與解釋 理論示功圖 ： 是認(rèn)為抽油泵不受任何外界因素影響，泵能夠完全充滿，光桿僅承受靜載荷不考慮慣性力時(shí)所繪制的示功圖。示功圖概念示功圖概念：是由動(dòng)力儀繪出的一條表示懸點(diǎn)載荷與懸點(diǎn)位移之間的關(guān)系曲線圖，曲線所圍成的面積表示抽油泵在一個(gè)沖程中所做的功。 在實(shí)際工作中是以實(shí)測(cè)地面示功圖作為分在實(shí)

2、際工作中是以實(shí)測(cè)地面示功圖作為分析管桿泵工作狀況的主要依據(jù)。由于抽油井的析管桿泵工作狀況的主要依據(jù)。由于抽油井的情況較為復(fù)雜，在生產(chǎn)過程中，有桿泵將受到情況較為復(fù)雜，在生產(chǎn)過程中，有桿泵將受到制造質(zhì)量，安裝質(zhì)量，以及砂、蠟、水、氣、制造質(zhì)量，安裝質(zhì)量，以及砂、蠟、水、氣、稠油和腐蝕等多種因素的影響，所以，實(shí)測(cè)示稠油和腐蝕等多種因素的影響，所以，實(shí)測(cè)示功圖有時(shí)奇形怪狀各不相同。為了能正確分析功圖有時(shí)奇形怪狀各不相同。為了能正確分析和解釋示功圖，首先需要以繪制理論示功圖為和解釋示功圖，首先需要以繪制理論示功圖為基礎(chǔ)?；A(chǔ)。 從圖中我們可以看出，a點(diǎn)為下死點(diǎn)，b點(diǎn)為上死點(diǎn)，斜線ab表示光桿負(fù)荷增加的

3、增載線，斜線cd表示光桿負(fù)荷減小的卸載線。理理 論論 示示 功功 圖圖理論示功圖特征分析理論示功圖特征分析無彈性形變的示功圖無彈性形變的示功圖 如果抽油桿是剛體（受力后沒有彈性伸長(zhǎng)和縮短的物體），那么如果抽油桿是剛體（受力后沒有彈性伸長(zhǎng)和縮短的物體），那么，動(dòng)力從地面?zhèn)鬟f到柱塞上沒有時(shí)間滯后，既沒有伸縮和振動(dòng)，也沒，動(dòng)力從地面?zhèn)鬟f到柱塞上沒有時(shí)間滯后，既沒有伸縮和振動(dòng)，也沒有摩擦。若假定每一個(gè)部件的工作效率都是百分之百，則所測(cè)得的示有摩擦。若假定每一個(gè)部件的工作效率都是百分之百，則所測(cè)得的示功圖中應(yīng)該是長(zhǎng)方形的，如圖所示該理論示功圖的特征：功圖中應(yīng)該是長(zhǎng)方形的，如圖所示該理論示功圖的特征：ab

4、/cd，bc/da。一般抽油井井深淺、小泵徑、粗抽油桿及小沖數(shù)抽油條件下。一般抽油井井深淺、小泵徑、粗抽油桿及小沖數(shù)抽油條件下生產(chǎn)時(shí)，有可能出現(xiàn)類似的水平、長(zhǎng)方形的實(shí)測(cè)示功圖。生產(chǎn)時(shí)，有可能出現(xiàn)類似的水平、長(zhǎng)方形的實(shí)測(cè)示功圖。 理論示功圖特征分析理論示功圖特征分析彈性抽油桿靜載示功圖彈性抽油桿靜載示功圖 實(shí)際上金屬是有彈性，會(huì)實(shí)際上金屬是有彈性，會(huì)“形變形變”的，因而使增載過程和卸載過程都的，因而使增載過程和卸載過程都不是直上直下，而是受力后伸長(zhǎng)，卸載后縮短，都是傾斜著上下，與位移不是直上直下，而是受力后伸長(zhǎng)，卸載后縮短，都是傾斜著上下，與位移過程成線性的線段。這一變形過程是由于抽油桿伸長(zhǎng)和油

5、管縮短、抽油桿過程成線性的線段。這一變形過程是由于抽油桿伸長(zhǎng)和油管縮短、抽油桿縮短和油管伸長(zhǎng)所造成的。這類的圖形，是地面示功圖，是一般淺井（油縮短和油管伸長(zhǎng)所造成的。這類的圖形，是地面示功圖，是一般淺井（油層供油充分，無氣體影響，沉沒壓力較高時(shí)）中，常見的理想示功圖。層供油充分，無氣體影響，沉沒壓力較高時(shí)）中，常見的理想示功圖。特征分析理論示功圖特征分析理論示功圖(動(dòng)、靜載彈性變形動(dòng)、靜載彈性變形)示功圖示功圖 這個(gè)圖形是一般常見的地面示功圖。實(shí)際生產(chǎn)中抽油桿是要承受靜載和這個(gè)圖形是一般常見的地面示功圖。實(shí)際生產(chǎn)中抽油桿是要承受靜載和動(dòng)載的。由于抽油桿有慣性動(dòng)載荷，柱塞在泵筒內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)有摩擦力，

6、液體動(dòng)載的。由于抽油桿有慣性動(dòng)載荷，柱塞在泵筒內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)有摩擦力，液體舉升過程中與管壁和桿柱有摩阻，抽油桿結(jié)箍與油管內(nèi)壁有摩擦，所以上舉升過程中與管壁和桿柱有摩阻，抽油桿結(jié)箍與油管內(nèi)壁有摩擦，所以上沖程時(shí)沖程時(shí)a、b點(diǎn)偏高，下沖程時(shí)點(diǎn)偏高，下沖程時(shí)c、d點(diǎn)偏低，點(diǎn)偏低，p1 和和p2是動(dòng)載荷影響的值。是動(dòng)載荷影響的值。圖中所示的行程線與水平線之間的夾角圖中所示的行程線與水平線之間的夾角越大，說明動(dòng)載越大；另越大，說明動(dòng)載越大；另外，沖數(shù)越快，動(dòng)載也越大。在分析地面示功圖時(shí)，必須注意這外，沖數(shù)越快，動(dòng)載也越大。在分析地面示功圖時(shí)，必須注意這種種“傾斜傾斜”規(guī)律。規(guī)律。 二、典型示功圖分析 所謂典型

7、示功圖是指某一因素十分明顯，其示功圖形狀代表了該因素影響下的基本特征，因此典型示功圖分析是示功圖分析的基礎(chǔ)。左上圖左上圖為最理想的地面示功圖（無氣、多水、供液充足的正常示功圖），充滿系數(shù)為最理想的地面示功圖（無氣、多水、供液充足的正常示功圖），充滿系數(shù)100 ，特，特征為平行。征為平行。 右上圖右上圖為游動(dòng)閥關(guān)閉遲緩，明顯減產(chǎn)的示功圖，特征為圖形在上位置呈方形缺損。為游動(dòng)閥關(guān)閉遲緩，明顯減產(chǎn)的示功圖，特征為圖形在上位置呈方形缺損。 左下圖左下圖為游動(dòng)閥漏失的示功圖，曲線左上部分有圓形缺損，有時(shí)右上角也呈圓形缺損；若為游動(dòng)閥漏失的示功圖，曲線左上部分有圓形缺損，有時(shí)右上角也呈圓形缺損；若是游動(dòng)閥

8、或閥座被嚴(yán)重刺壞，上部曲線則呈圓形（圖中虛線）形狀。是游動(dòng)閥或閥座被嚴(yán)重刺壞，上部曲線則呈圓形（圖中虛線）形狀。 右下圖右下圖是柱塞受油井出砂影響，容易卡泵時(shí)的示功圖，特征為上、下曲線沒有明顯的是柱塞受油井出砂影響，容易卡泵時(shí)的示功圖，特征為上、下曲線沒有明顯的“阻阻尼尼”狀，而是呈狀，而是呈“小牙齒小牙齒”狀的不規(guī)則、不重復(fù)的示功圖。狀的不規(guī)則、不重復(fù)的示功圖。左上圖左上圖為受蠟影響、產(chǎn)量下降的示功圖，上、下沖程的曲線呈不規(guī)則的為受蠟影響、產(chǎn)量下降的示功圖，上、下沖程的曲線呈不規(guī)則的“大牙齒大牙齒”狀狀 右上圖右上圖為管線內(nèi)堵塞或井口閘門沒有開通時(shí)的示功圖，其特征為上行載荷增為管線內(nèi)堵塞或井

9、口閘門沒有開通時(shí)的示功圖，其特征為上行載荷增加，曲線平行。加，曲線平行。 左下圖左下圖的上、下行曲線呈凸?fàn)?，是由于油稠，由于上、下沖程的行程中間速的上、下行曲線呈凸?fàn)?，是由于油稠，由于上、下沖程的行程中間速度較快，阻力大所致。度較快，阻力大所致。 右下圖右下圖表示泵掛較深的井，沖數(shù)快造成圖形傾斜，是由于動(dòng)載增大，沖程損表示泵掛較深的井，沖數(shù)快造成圖形傾斜，是由于動(dòng)載增大，沖程損失增加。失增加。 左上圖左上圖為泵固定閥漏失的示功圖。示功圖左下方呈圓形缺損；如果閥或閥座被嚴(yán)重為泵固定閥漏失的示功圖。示功圖左下方呈圓形缺損；如果閥或閥座被嚴(yán)重刺壞時(shí)，不出油，下行曲線呈圖中虛線形狀。刺壞時(shí)，不出油，下

10、行曲線呈圖中虛線形狀。 右上圖右上圖為進(jìn)油部位堵塞，示功圖左下角多一面積，且下行曲線呈圓弧形，油井不為進(jìn)油部位堵塞，示功圖左下角多一面積，且下行曲線呈圓弧形，油井不出油，井口檢查為軟性碰泵，不出油。出油，井口檢查為軟性碰泵，不出油。 左下圖左下圖是動(dòng)力儀操作問題或是測(cè)試儀器有問題時(shí)所測(cè)得的圖，左下部位呈三角形是動(dòng)力儀操作問題或是測(cè)試儀器有問題時(shí)所測(cè)得的圖，左下部位呈三角形缺損，其實(shí)油井生產(chǎn)正常。缺損，其實(shí)油井生產(chǎn)正常。 右下圖右下圖為防沖距太小，柱塞在下沖程近下死點(diǎn)處發(fā)生硬性碰泵。對(duì)于這類井應(yīng)該為防沖距太小，柱塞在下沖程近下死點(diǎn)處發(fā)生硬性碰泵。對(duì)于這類井應(yīng)該及時(shí)停抽，重對(duì)防沖距，避免長(zhǎng)時(shí)間碰泵

11、而撞掉泵筒發(fā)生落井事故。及時(shí)停抽，重對(duì)防沖距，避免長(zhǎng)時(shí)間碰泵而撞掉泵筒發(fā)生落井事故。左上圖左上圖在上沖程運(yùn)動(dòng)時(shí)曲線產(chǎn)生在上沖程運(yùn)動(dòng)時(shí)曲線產(chǎn)生“斜下斜下”現(xiàn)象，是柱塞與缸套之間的間隙磨大后現(xiàn)象，是柱塞與缸套之間的間隙磨大后所測(cè)的示功圖，該井需要作業(yè)換泵。所測(cè)的示功圖，該井需要作業(yè)換泵。 右上圖右上圖是泵的缸套被磨壞、是泵的缸套被磨壞、“拉槽拉槽”，上、下曲線呈對(duì)稱性缺損面積。，上、下曲線呈對(duì)稱性缺損面積。 左下圖左下圖表明柱塞在上行過程中脫出工作筒，需要下放光桿，對(duì)小防沖距。表明柱塞在上行過程中脫出工作筒，需要下放光桿，對(duì)小防沖距。 右下圖右下圖為上碰特征，使用桿式泵時(shí)可見右上方長(zhǎng)角，此種情況防

12、沖距過大，為上碰特征，使用桿式泵時(shí)可見右上方長(zhǎng)角，此種情況防沖距過大，內(nèi)工作筒漏油，油井不可能出油，要求對(duì)小防沖距，使桿式泵工作筒的內(nèi)工作筒漏油，油井不可能出油，要求對(duì)小防沖距，使桿式泵工作筒的“止環(huán)止環(huán)”坐嚴(yán)不漏。坐嚴(yán)不漏。左上圖左上圖表明有泵問題嚴(yán)重（襯套間隙磨大，各節(jié)缸套表明有泵問題嚴(yán)重（襯套間隙磨大，各節(jié)缸套“不對(duì)中不對(duì)中”）,應(yīng)該及時(shí)修應(yīng)該及時(shí)修井換泵。井換泵。 右上圖右上圖 為油管螺紋漏失時(shí)的示功圖，油井嚴(yán)重減產(chǎn)或不出油，抽油機(jī)停抽為油管螺紋漏失時(shí)的示功圖，油井嚴(yán)重減產(chǎn)或不出油，抽油機(jī)停抽時(shí)間越長(zhǎng)，圖形上下平行線距離變小，如果某井油管漏失并且泵閥漏失，圖形時(shí)間越長(zhǎng)，圖形上下平行線距

13、離變小，如果某井油管漏失并且泵閥漏失，圖形均有兩者特征。均有兩者特征。 左下圖左下圖上下曲線有對(duì)稱性凸出，屬于一段襯套過緊，但是泵的閥工作正常上下曲線有對(duì)稱性凸出，屬于一段襯套過緊，但是泵的閥工作正常，不需作業(yè)換泵，生產(chǎn)一段時(shí)間后就會(huì)正常。，不需作業(yè)換泵，生產(chǎn)一段時(shí)間后就會(huì)正常。 右下圖右下圖為有振動(dòng)特征（抽油機(jī)平衡塊偏重）時(shí)，間隙磨大的地面示功圖。為有振動(dòng)特征（抽油機(jī)平衡塊偏重）時(shí)，間隙磨大的地面示功圖。左上圖左上圖為油井沉沒度太小，供液不足時(shí)的地面示功圖。特征為上、下平行、左為油井沉沒度太小，供液不足時(shí)的地面示功圖。特征為上、下平行、左右平行。右平行。 右上圖右上圖為多氣油井特征，氣油比越

14、高，圓弧的曲率半徑越大，曲率半徑越為多氣油井特征，氣油比越高，圓弧的曲率半徑越大，曲率半徑越大，則表明油套管環(huán)空內(nèi)有泡沫段存在，沉沒壓力偏小，充滿不好。氣體影響大，則表明油套管環(huán)空內(nèi)有泡沫段存在，沉沒壓力偏小，充滿不好。氣體影響更加嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生更加嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生“氣鎖氣鎖”而不出油。無沉沒壓力時(shí)，見而不出油。無沉沒壓力時(shí)，見左下圖左下圖。 右下圖右下圖為多氣井，又有機(jī)械因素影響，但出油還正常；跳動(dòng)問題要從地面為多氣井，又有機(jī)械因素影響，但出油還正常；跳動(dòng)問題要從地面設(shè)備方面去檢查，當(dāng)然有時(shí)屬于抽油桿接箍的碰掛或摩擦發(fā)生的跳動(dòng)，也有此設(shè)備方面去檢查，當(dāng)然有時(shí)屬于抽油桿接箍的碰掛或摩擦發(fā)生的跳動(dòng)，也

15、有此現(xiàn)象?，F(xiàn)象。左上圖左上圖為斜形向上的為斜形向上的“黃瓜狀黃瓜狀”示功圖，屬于柱塞卡死在泵筒內(nèi)不動(dòng)。若活塞卡死在沖示功圖，屬于柱塞卡死在泵筒內(nèi)不動(dòng)。若活塞卡死在沖程中部位置，就像此圖；若柱塞卡死在沖程下部，圖形位置比這還高；若柱塞卡死在沖程中部位置，就像此圖；若柱塞卡死在沖程下部，圖形位置比這還高；若柱塞卡死在沖程上部，圖形位置比該圖要低。程上部，圖形位置比該圖要低。 右上圖右上圖的圖形水平，油井不出油；固定閥被卡住的圖形水平，油井不出油；固定閥被卡住(張開著張開著)。上、下運(yùn)動(dòng)只是抽油桿。上、下運(yùn)動(dòng)只是抽油桿帶著柱塞運(yùn)動(dòng)，沒有進(jìn)油過程，也沒有排油過程。帶著柱塞運(yùn)動(dòng)，沒有進(jìn)油過程，也沒有排油

16、過程。 左下圖左下圖屬于泵的游動(dòng)閥和固定閥都發(fā)生嚴(yán)重漏失，特征為上行曲線呈凸?fàn)?，下行曲屬于泵的游?dòng)閥和固定閥都發(fā)生嚴(yán)重漏失，特征為上行曲線呈凸?fàn)?，下行曲線呈凹狀，油井不出油，需要檢泵。線呈凹狀，油井不出油，需要檢泵。 右下圖右下圖為游動(dòng)閥球卡死（張開著），或是修井作業(yè)時(shí)柱塞沒有下人泵筒，或是井下為游動(dòng)閥球卡死（張開著），或是修井作業(yè)時(shí)柱塞沒有下人泵筒，或是井下泄油器被打開，均不出油。泄油器被打開，均不出油。左上圖左上圖為抽油桿斷或脫時(shí)示功圖，油井不出油。抽油桿斷脫的示功圖有摩擦特征為抽油桿斷或脫時(shí)示功圖，油井不出油。抽油桿斷脫的示功圖有摩擦特征，近于水平狀。抽油桿斷脫部位不同，圖形所處上、下位

17、置不同。，近于水平狀。抽油桿斷脫部位不同，圖形所處上、下位置不同。 右上圖右上圖為怪形示功圖，示功圖左邊屬于正常生產(chǎn)示功圖，右邊有起伏同步上為怪形示功圖，示功圖左邊屬于正常生產(chǎn)示功圖，右邊有起伏同步上下，油井出油正常，屬于抽油機(jī)變速箱內(nèi)有較大的問題，需要及時(shí)修理地面設(shè)備下，油井出油正常，屬于抽油機(jī)變速箱內(nèi)有較大的問題，需要及時(shí)修理地面設(shè)備。 左下圖左下圖為連抽帶噴時(shí)的示功圖。圖形特征為近于水平狀，很少有振動(dòng)波，圖為連抽帶噴時(shí)的示功圖。圖形特征為近于水平狀，很少有振動(dòng)波，圖形兩端有一段曲線近于平行。噴勢(shì)較大的井，兩端還有圓形面積，形兩端有一段曲線近于平行。噴勢(shì)較大的井，兩端還有圓形面積， 右下圖右下圖為圖像失真，無法分析，應(yīng)該重新測(cè)圖。為圖像失真，無法分析，應(yīng)該重新測(cè)圖。三、常見的幾種示功圖活塞未完全下入工作筒或提防沖距過高，在上沖程中活塞全部脫出工作筒，造成上載荷 線急劇卸載防沖距對(duì)小了，活塞在下沖程未與固定凡爾罩發(fā)生撞擊；砂粒進(jìn)泵造成活塞工作時(shí)砂阻，光桿載荷發(fā)生不規(guī)則的變化，載荷線呈現(xiàn)不規(guī)則的鋸齒狀尖峰；由于油井結(jié)蠟油稠，使桿柱上下行均增加了磨擦力，使上行程增載，下行程減載，使示功圖變“胖”四、南區(qū)實(shí)測(cè)示功圖分析h動(dòng)404 fmax=69.7 fmin=23.4h動(dòng)井口 fmax=39.1 fmi