無線示功儀示功圖講課課件

2009/5/23示功圖的分析與解釋2009/5/23示功圖的分析與解釋前言

抽油機(jī)采油是目前油田開發(fā)中得到了普遍的應(yīng)用，抽油機(jī)井的管理水平的好壞，關(guān)系到油田整體經(jīng)濟(jì)效益的高低。要做好抽油機(jī)井的生產(chǎn)管理工作，必須取準(zhǔn)取全各項生產(chǎn)資料，制定抽油機(jī)井合理的工作制度，不斷進(jìn)行分析，來適應(yīng)不斷變化的油藏動態(tài)，加強(qiáng)并提高抽油機(jī)井的日常管理水平。

分析和解釋示功圖，就是直接了解深井泵工作狀況好壞的一個主要手段。不但深井泵工作中的一切異?，F(xiàn)象可以在示功圖上比較直觀的反映出來，而且，還可以結(jié)合有關(guān)資料，來分析判斷油井工作制度是否合理，抽油設(shè)備與油層和原油性質(zhì)是否適應(yīng)；還可以通過“示功圖法”對低產(chǎn)、低能井制定出合理的開關(guān)井時間，減少設(shè)備的磨損和電能的浪費等。前言分析和解釋示功圖，就是直接了解深井泵工匯報題綱一、示功圖的基礎(chǔ)知識二、示功圖的基本分析方法三、典型示功圖的分析和解釋匯報題綱一、示功圖的基礎(chǔ)知識一、示功圖的基礎(chǔ)知識示功圖的概念：反映深井泵工作狀況好壞，它由專門的儀器測出，顯示在坐標(biāo)圖上，被封閉的曲線所圍成的面積表示驢頭在一次往復(fù)運(yùn)動中抽油機(jī)所做的功，稱為示功圖。

1、示功圖的概念組成：三抽為主（

抽油機(jī)，抽油桿，抽油泵）+輔助裝置抽油機(jī)抽油桿抽油泵電子式示功儀一、示功圖的基礎(chǔ)知識示功圖的概念：反映深井泵工作狀況好壞，它一、示功圖的基礎(chǔ)知識2、理論示功圖P光理論示功圖:針對有桿抽油井在一定理想條件下繪制出來的抽油泵工作狀況的封閉圖形。其理想條件為：（1）假設(shè)泵管沒有漏失，泵正常工作；（2）油層供液能力充足，泵充滿程度良好；（3）不考慮動載荷的影響；（4）不考慮砂、蠟、稠油的影響；（5）不考慮油井連抽帶噴；（6）認(rèn)為進(jìn)入泵內(nèi)的液體是不可壓縮的，閥是瞬時開閉的。

在以上條件下，把抽油機(jī)驢頭懸點載荷與位移的關(guān)系建立在直角坐標(biāo)系內(nèi)的圖形就稱為理論示功圖，又叫地面示功圖或光桿示功圖。下死點S光O上死點一、示功圖的基礎(chǔ)知識2、理論示功圖P光理論示功圖:針對有桿抽S-光桿沖程(m)；Sp-活塞沖程(m)；W靜-光桿承受的靜載荷(W=Wr+WL)，N；Wr-抽油桿在液體中的重量(N)；WL-液柱載荷(N)；λ1-抽油桿變形長度(m)；λ2-油管變形長度(m)；λ-沖程損失(λ=λ1+λ2)(m)；

圖中橫坐標(biāo)表示按比例記錄的光桿移動的距離；縱坐標(biāo)表示按比例記錄的光桿上的負(fù)荷；曲線圈閉面積的大小表示了泵做功的多少。ACS活WrB1λ1λ2λ1λ2S光λw靜WLBDD1S光P光2、理論示功圖S-光桿沖程(m)；圖中橫坐標(biāo)表示按比例記錄的光桿

上沖程時，在下死點A處的懸點靜載荷為抽油桿在液體中的重量Wr，上沖程開始后液柱載荷WL由油管柱逐漸加載于活塞上，并引起抽油桿柱的彈性伸長（λ1）和油管柱的縮短（λ2）。加載完后，變形停止，沖成損失λ＝BB1，AB線為加載線，B點以后懸點以不變的靜載荷（Wr＋WL）上行至上死點C。P光ACS活WrB1λ1λ2S光λWLBDS光o上沖程下死點上死點上沖程時，在下死點A處的懸點靜載荷為抽油桿在液

上死點C開始下行后，液柱載荷WL逐漸地由活塞轉(zhuǎn)移到油管上，由此引起抽油桿柱縮短λ1和油管的彈性伸長λ2。這表現(xiàn)為光桿雖然下行了，但活塞對于泵筒來講并沒有發(fā)生相對位移；光桿卸載完后，變形停止（λ＝D1D）。在D點以后，懸點又以固定的靜載荷Wr繼續(xù)下行至A點。ACS活Wrλ1λ2S光WLBDD1S光P光o下沖程λ下死點上死點上死點C開始下行后，液柱載荷WL逐漸地由活塞轉(zhuǎn)移抽稠泵結(jié)構(gòu)原理圖上沖程下沖程上泵筒上柱塞排出閥下柱塞吸入閥下泵筒油層絲堵抽稠泵油層人工井底篩管普通油管生產(chǎn)狀態(tài)油層絲堵抽稠泵油層人工井底篩管普通油管注汽狀態(tài)河南油田蒸汽吞吐開采技術(shù)——注汽采油一次管柱技術(shù)抽稠泵結(jié)構(gòu)原理圖上沖程下沖程上泵筒上柱塞排出閥下柱塞吸入閥下3、示功圖的理論公式一、示功圖的基礎(chǔ)知識1）常用基本公式:(公式1)：Wr=qr×L(公式2)：WL=qL×L(公式3)：λ=λ1+λ2

式中：Wr—抽油桿在液體中的重量，N；WL—活塞以上液柱重量，N；qr—每米抽油桿在液體中的重量，N/m，(見表2)；qL—活塞以上每米液柱重量，N/m；（見表3）L—抽油桿柱長度(現(xiàn)場上多用泵掛深度代替)，m；λ—彈性變形，也稱沖程損失，m；λ1—抽油桿伸長縮短長度，m；λ2—油管柱伸長縮短長度，m。Ar—抽油桿截面積，cm2(見表1)；Ap—油管金屬截面積，cm2(見表2)；E—彈性模量(數(shù)值等于2.058×107N/cm2)；Aw靜CS活WrB1λ1λ2λ1λ2S光λWLBDD1S光P光3、示功圖的理論公式一、示功圖的基礎(chǔ)知識1）常用基本公式:式

(表1)不同直徑的油管和抽油桿截面積(表2)不同直徑的抽油桿在液體中重量(表1)不同直徑的油管和抽油桿截面積(表2)不同(表3)不同泵徑活塞在不同原油密度下每米液柱重量(表3)不同泵徑活塞在不同原油密度下每米液柱重量2）若井下采用二級抽油桿柱時，則計算公式應(yīng)該為:(公式4)：WL=qL×L=qL×L1+qL×L2

（公式5)：Wr=qr×L=qr1×L1+qr2×L2(公式6):λ=WL/E（L1/Ar1＋L2/Ar2＋L/Ap)式中：qr1、qr2—分別為一級和二級每米抽油桿在液體中的重量，N/mL1、L2—

分別為一級和二級抽油桿的長度，m；Ar1、Ar2

—分別為一級和二級抽油桿的截面積，cm2(見表1)。

3、示功圖的理論公式2）若井下采用二級抽油桿柱時，則計算公式應(yīng)該為:式中：3、示4、測試示功圖的儀器一、示功圖的基礎(chǔ)知識

利用示功儀測取示功圖，是了解抽油機(jī)井下管、桿、泵工作狀況的主要手段，示功儀分為機(jī)械式和電子式兩種，我們通常采用電子式示功儀（SGT-2005、SG5-Ⅱ、SG5-Ⅲ）除能繪制示功圖外，還可以打印出圖形上各點數(shù)據(jù)，目前已發(fā)展到與計算機(jī)連接或無線電發(fā)射進(jìn)行信息傳輸，這些都為示功圖的解釋應(yīng)用提供了更為準(zhǔn)確的資料。深井泵在井下的工作狀況比較復(fù)雜，因此，實測示功圖也是千變?nèi)f化的，但是，仍然有變化規(guī)律。4、測試示功圖的儀器一、示功圖的基礎(chǔ)知識利用示功儀測一、示功圖的基礎(chǔ)知識二、示功圖的基本分析方法三、典型與實測示功圖的對比分析一、示功圖的基礎(chǔ)知識二、示功圖的基本分析方法

所謂理論示功圖是比較規(guī)則的平行四邊形，而實測示功圖，由于多種因素的影響（如：砂、蠟、氣、粘度），圖形變化很復(fù)雜，各不相同。因此，要正確的分析抽油機(jī)油井的生產(chǎn)情況，就必須全面地掌握油井的動態(tài)、靜態(tài)資料以及設(shè)備的狀況，結(jié)合示功圖的變化找出油井的主要的問題，采取適當(dāng)?shù)拇胧?，提高油井產(chǎn)量和泵效。二、示功圖的基本分析方法所謂理論示功圖是比二、示功圖的基本分析方法1、左上角：

主要分析游動凡爾的問題，缺損為凡爾關(guān)閉不及時;

多一塊（長一個角）為出砂并卡泵現(xiàn)象上死點下死點P光S光Oλ二、示功圖的基本分析方法1、左上角：上死點下死點P光S光Oλ2、右上角：主要分析光桿在上死點時活塞與工作筒的配合，游動凡爾打開和固定凡爾關(guān)閉情況:

少一塊為活塞拔出工作筒，游動閥嚴(yán)重漏失；多一塊為在近上死點時有碰掛現(xiàn)象二、示功圖的基本分析方法上死點下死點P光S光O2、右上角：主要分析光桿在上死點時活塞與工作筒的配合，游動凡二、示功圖的基本分析方法3、右下角：主要分析泵充滿程度及氣體影響情況。少一塊為未充滿，是供液不足或氣體影響；多一塊為襯套上部過緊或光桿盤根過緊。上死點下死點P光S光O二、示功圖的基本分析方法3、右下角：主要分析泵充滿程度及氣體4、左下角：分析光桿在下死點時出現(xiàn)問題，少一塊固定凡爾的漏失情況等；多一塊說明井下出現(xiàn)碰泵現(xiàn)象二、示功圖的基本分析方法

通過這四塊的解剖分析，找出泵工作不正常的原因，提出解決問題的措施。上死點下死點P光S光O4、左下角：分析光桿在下死點時出現(xiàn)問題，少一塊固定一、示功圖的基礎(chǔ)知識二、示功圖的基本分析方法三、典型與實測示功圖的對比分析一、示功圖的基礎(chǔ)知識

前面所說的理論示功圖，僅僅只考慮了抽油桿柱承受靜載荷時作出來的，所以圖形是很規(guī)則的平行四邊形。而實測示功圖，是在砂、蠟、水、氣和慣性載荷、振動載荷、沖擊載荷與摩擦阻力等因素的綜合影響以下測出來的。除上述因素外，有時還要受到漏失（管拄、泵）、斷脫、碰泵、設(shè)備故障、儀器故障的影響，因此，實測圖形比理論圖形復(fù)雜很多。為了便于分析，先介紹只受單一因素影響的典型示功圖，作為分析實測示功圖的基礎(chǔ)；然后，再把典型圖與實測圖結(jié)合起來對比分析。三、典型與實測示功圖的對比分析前面所說的理論示功圖，僅僅只考慮了抽油桿三、典型與實測示功圖的對比分析1.稠油對示功圖的影響油稠，使磨檫等附加阻力變大，造成上負(fù)荷線偏高，下負(fù)荷線偏低。同時，使得凡爾開關(guān)比正常時滯后，凡爾和凡爾座配合不嚴(yán)蜜，造成較大的漏失。該類圖形的特點是：（1）上負(fù)荷線高于最大理論負(fù)荷線，下負(fù)荷線低于最小理論負(fù)荷線，圖形肥胖（2）四個角圓滑三、典型與實測示功圖的對比分析1.稠油對示功圖的影響油稠，使2、供液能力差對示功圖的影響三、典型與實測示功圖的對比分析

當(dāng)沉沒度過小及供液不足使液體不能充滿工作筒時的示功圖

特點：下沖程中懸點載荷不能立即減小，只有當(dāng)柱塞遇到液面時才迅速卸載

供液能力差時的理論示功圖P光S光2、供液能力差對示功圖的影響三、典型與實測示功圖的對比分析2、供液能力差對示功圖的影響“刀把狀”采取的措施：①間開抽吸;②調(diào)整參數(shù);③加深泵掛;④壓裂酸化改造油層;⑤提高對應(yīng)注水量W115W122CQ62、供液能力差對示功圖的影響“刀把狀”W115W122CQ6三、典型與實測示功圖的對比分析3、氣體對示功圖的影響在抽油過程中，總有或多或少的氣體進(jìn)入泵內(nèi)。P光S光

由于氣體影響，在下行程時懸點不能及時卸載，到活塞下行程懸點開始卸載，但由于泵內(nèi)有氣體存在，活塞壓縮氣體，游動凡爾不能及時打開，使卸載緩慢，呈現(xiàn)一個向內(nèi)彎的弧線。進(jìn)入泵內(nèi)的氣量越多，則D1D越長，“刀把”越明顯。三、典型與實測示功圖的對比分析3、氣體對示功圖的影響P光S光3、氣體對示功圖的影響①泵受到氣體影響的實測示功圖

上沖程：增載線平緩，成為一條向右下方彎曲的弧線。下沖程：減載線減載較慢；弧線曲率的大小，隨著進(jìn)入泵內(nèi)氣體壓力的大小而變化。氣體壓力大，光桿卸載快，弧線曲率小。反之，則曲率大。這條弧線，就是受氣體影響的示功圖的顯著特征。

3、氣體對示功圖的影響上沖程：增載線平緩，成為一條向右3、氣體對示功圖的影響②凡爾“氣鎖”，泵不出液.

所謂凡爾“氣鎖”是指大量氣體進(jìn)入泵內(nèi)后，引起游動凡爾、固定凡爾均失靈，活塞僅對氣體起壓縮或膨脹作用，泵不出液。

原因：A、當(dāng)泵的排量大于油井在該泵掛深度的供油能力時，在抽油過程中，動液面逐漸降低，直至動液面降低到泵的進(jìn)口附近，大量套管氣進(jìn)入泵內(nèi)。B、在油氣比很高的抽油井中，有時因為在上沖程時，由于原油內(nèi)的大量游離氣進(jìn)入泵內(nèi)，并隨著活塞向上運(yùn)動而膨脹，占據(jù)了活塞所讓出來的泵筒體積。3、氣體對示功圖的影響所謂凡爾“氣鎖”是指大3、氣體對示功圖的影響③泵受到氣體影響的實測示功圖

C2C28C42C2目前處于2008年8月22日安裝套管氣回收裝置C28目前處于2008年8月28日安裝套管氣回收裝置C31目前處于2008年9月4日安裝套管氣回收裝置C28目前含蠟較高、產(chǎn)氣較大，定期放套管氣，可以安裝套管氣回收裝置3、氣體對示功圖的影響C2C28C42C2目前處于2008年3、氣體對示功圖的影響泵受到氣體影響井措施：定期放套管氣，合理控制套壓，減少氣體影響對油氣比很高的抽油井，在泵尾部裝氣錨調(diào)整防沖距，減少余隙容積調(diào)整參數(shù)加深泵掛，提高沉沒壓力提高對應(yīng)井注水量3、氣體對示功圖的影響泵受到氣體影響井措施：定期放套管氣，合三、典型與實測示功圖的對比分析4.油井結(jié)蠟對示功圖的影響

由于石油中大都不同程度的含有蠟。當(dāng)溫度降低到蠟的初始結(jié)晶溫度時，溶解在石油中的蠟就會凝析出來，粘附在油管、抽油桿、深井泵等井下設(shè)備上。油井結(jié)蠟可以增大光桿負(fù)荷，引起凡爾失靈或卡死凡爾，卡死活塞，堵死油管。

由于結(jié)蠟部位的不同，影響的嚴(yán)重程度不同，現(xiàn)分為以下幾種情況進(jìn)行分析。①凡爾結(jié)蠟；②油管和抽油桿結(jié)蠟三、典型與實測示功圖的對比分析4.油井結(jié)蠟對示功圖的影響

由于游動凡爾和固定凡爾同時都受到結(jié)蠟影響，不能靈活的及時的開關(guān)，從而引起漏失；并且，由于油管內(nèi)壁結(jié)蠟和抽油桿結(jié)蠟，增加了油流阻力。所以，當(dāng)活塞上行時，光桿負(fù)荷增加，超過了最大理論值。下行時，光桿負(fù)荷不穩(wěn)定，在圖上呈現(xiàn)出波浪起伏的變化。4.油井結(jié)蠟對示功圖的影響由于游動凡爾和固定凡爾同時都受到結(jié)蠟影

措施：加清蠟劑；熱洗井清蠟，制定合理的清蠟周期；下電加熱帶;井下?lián)剿逑?.油井結(jié)蠟對示功圖的影響W116C42W123措施：加清蠟劑；熱洗井清蠟，制定合理的清蠟周期；下電加（1）游動閥漏失對示功圖的影響圖1游動凡爾和活塞不嚴(yán)引起的漏失

該圖是排出部分漏失時的理論示功圖。當(dāng)光桿離開A點開始上沖程時，活塞下面的液體壓力隨著抽油桿的伸長和活塞被提升而逐漸下降，活塞上下之間隨即產(chǎn)生壓力差，使活塞上部的液體經(jīng)排出部分的不嚴(yán)密處而漏到活塞下面的工作筒內(nèi)。這種因漏失減少光桿負(fù)荷的現(xiàn)象，稱為“頂托”作用或“頂托”現(xiàn)象。5、漏失對示功圖的影響三、典型與實測示功圖的對比分析（1）游動閥漏失對示功圖的影響圖1游動凡爾和活塞不嚴(yán)引起的漏5、漏失對示功圖的影響（2）固定閥漏失在示功圖上的表現(xiàn)圖1是固定凡爾漏失不嚴(yán)重時的圖形圖2是固定凡爾漏失嚴(yán)重時的圖形

當(dāng)光桿從上死點開始下行時,固定凡爾關(guān)閉,活塞開始擠壓泵筒中的液體.當(dāng)泵筒中的液體的壓力超過油套管環(huán)形空間液柱在凡爾座處形成的壓力后,泵筒中的液體就從吸入部分的不嚴(yán)密處漏入井中。下沖程，使光桿減載。5、漏失對示功圖的影響（2）固定閥漏失在示功圖上的表現(xiàn)圖1是（3）吸入部分和排出部分都漏失時的示功圖

實測圖中四個角變圓和上下負(fù)荷線與理論負(fù)荷線相當(dāng)?shù)奶攸c看得很明顯。5、漏失對示功圖的影響（3）吸入部分和排出部分都漏失時的示功圖實測漏失措施：憋壓碰泵熱洗井作業(yè)減泵5、漏失對示功圖的影響漏失措施：5、漏失對示功圖的影響6.抽油桿斷脫時的示功圖三、典型與實測示功圖的對比分析

當(dāng)抽油桿由于彈性疲勞、深井泵遇卡使抽油桿柱超過拉伸屈服極限等原因而斷裂、或由于抽油桿之間未上緊而發(fā)生脫扣時，示功圖將成為水平條帶狀。此時，光桿的負(fù)荷，只決定于抽油桿柱斷脫部位以上桿柱在液體中的重量和它與液體、防噴盒等的摩擦阻力。而圖形的位置取決于抽油桿斷脫的位置。斷脫的位置越下，圖形越接近最小理論負(fù)荷線，斷脫的位置愈高圖形越接近基線。6.抽油桿斷脫時的示功圖三、典型與實測示功圖的對比分析6.抽油桿斷脫時的示功圖第123根抽油桿本體斷第25根抽油桿本體斷第87根抽油桿本體斷措施:上作業(yè)；下光桿對扣；打撈光桿6.抽油桿斷脫時的示功圖第123根抽油桿本體斷第25根抽油桿

連抽帶噴時的示功圖，負(fù)荷小，加載線、減載線看不出來，它和抽油桿斷脫時的示功圖很相似。要正確區(qū)分這二者，必須運(yùn)用綜合分析的方法。8、油井連抽帶噴時的示功圖三、典型與實測示功圖的對比分析

油井在連抽帶噴時，產(chǎn)量高、泵效高，泵效往往超過100%，主要是在大型增產(chǎn)措施、注水見效、采用新工藝之后的抽油井；而抽油桿斷脫，油井不出油。連抽帶噴時的示功圖，負(fù)荷小，加載線、減載線看不出來，7.油管漏失對示功圖的影響

三、典型與實測示功圖的對比分析該圖形和抽油機(jī)正常工作時的示功圖基本相同。油管漏失時必然出現(xiàn)：產(chǎn)液量下降、動液面升高；在油井產(chǎn)液量不高的井，可通過井口蹩壓，觀察井口壓力的變化來判斷。措施：上作業(yè)檢查更換油管7.油管漏失對示功圖的影響三、典型與實測示功圖的對比分析8.油井出砂對示功圖的影響三、典型與實測示功圖的對比分析（1）活塞砂阻對于油層出砂的井，細(xì)小的砂粒，將隨著液體進(jìn)入泵內(nèi)，造成活塞在工作筒內(nèi)遇阻,使活塞在整個行程中增加了一個附加阻力。上沖程時，附加助力使光桿負(fù)荷增加；下沖程時，附加阻力使光桿負(fù)荷減少并且由于砂子分布在泵筒內(nèi)各處的多少不同，影響的大小不同，致使光桿負(fù)荷在很短的時間內(nèi)發(fā)生多次急劇的變化。在這種情況下測出的示功圖，其負(fù)荷線上呈現(xiàn)出不規(guī)則的鋸齒狀尖峰，且在連續(xù)測圖時尖峰是移動的。但這時油井仍能出油。

8.油井出砂對示功圖的影響三、典型與實測示功圖的對比分析（（2）砂子使固定凡爾、游動凡爾失靈在油井出砂嚴(yán)重，井內(nèi)砂面較高時下泵生產(chǎn)。井內(nèi)的大量細(xì)砂，隨著油流進(jìn)入泵內(nèi)，不但使工作筒、活塞、固定凡爾和游動凡爾同時都受到?jīng)_擊、磨損，造成漏失，而且可能使凡爾球起落失靈，其特點如下：上沖程，光桿負(fù)荷不能增加到最大理論值，下沖程，光桿負(fù)荷又不能降低到最小理論值。整個圖形位于兩條理論負(fù)荷線之間，好像一條全身長滿毛刺的“黃瓜條”。措施：洗井8.油井出砂對示功圖的影響（2）砂子使固定凡爾、游動凡爾失靈8.油井出砂對示功圖的影油井出砂的措施：

在泵的尾部安裝砂錨采用防砂泵洗井沖砂采用防砂管柱機(jī)械防砂和化學(xué)防砂．8.油井出砂對示功圖的影響油井出砂的措施：在泵的尾部安裝砂錨8.油井出砂對示功圖的1、裸眼完井的先期裸眼繞絲篩管礫石充填防砂

2、套管完井篩管礫石充填防砂油管套管水泥環(huán)油藏濾砂器管柱礫石填充射孔濾砂器管柱礫石填充油井出砂的措施：篩管礫石充填防砂機(jī)理

1、裸眼完井的先期裸眼繞絲篩管礫石充填防砂2、套管完井篩管機(jī)械防砂管柱結(jié)構(gòu)油井出砂的措施：

割縫襯管繞絲篩管機(jī)械防砂管柱機(jī)械防砂管柱結(jié)構(gòu)油井出砂的措施：割縫襯管繞絲篩管機(jī)9、活塞遇卡時的示功圖

三、典型與實測示功圖的對比分析

活塞卡在泵筒中部，在抽吸過程中柱塞無法移動，而只有抽油桿伸縮變形，形狀與被卡位置有關(guān)。措施：套管摻熱水；熱水洗井；上下活動光桿解卡；上作業(yè)減泵9、活塞遇卡時的示功圖三、典型與實測示功圖的對比分析10、泵活塞位置對示功圖的影響

三、典型與實測示功圖的對比分析（1）活塞撥出工作筒

活塞上沖程時，由于防沖距過大，脫出工作筒，可以通過調(diào)小防沖距來調(diào)整。下死點P光S光O上死點10、泵活塞位置對示功圖的影響三、典型與實測示功圖的對比分三、典型與實測示功圖的對比分析10、泵活塞位置對示功圖的影響

（2）活塞下沖程碰泵

管式泵活塞在泵筒內(nèi)安裝位置過低時測得的示功圖?；钊谙滤傈c時和固定凡爾罩相碰撞，懸點載荷急劇降低，緊接著活塞又開始上行，在示功圖的左下角形成一個不規(guī)則的環(huán)狀尾巴。柴2-1下死點P光S光O上死點三、典型與實測示功圖的對比分析10、泵活塞位置對示功圖的影響請各位領(lǐng)導(dǎo)、專家多提寶貴意見！謝謝請各位領(lǐng)導(dǎo)、專家謝謝2009/5/23示功圖的分析與解釋2009/5/23示功圖的分析與解釋前言

抽油機(jī)采油是目前油田開發(fā)中得到了普遍的應(yīng)用，抽油機(jī)井的管理水平的好壞，關(guān)系到油田整體經(jīng)濟(jì)效益的高低。要做好抽油機(jī)井的生產(chǎn)管理工作，必須取準(zhǔn)取全各項生產(chǎn)資料，制定抽油機(jī)井合理的工作制度，不斷進(jìn)行分析，來適應(yīng)不斷變化的油藏動態(tài)，加強(qiáng)并提高抽油機(jī)井的日常管理水平。

分析和解釋示功圖，就是直接了解深井泵工作狀況好壞的一個主要手段。不但深井泵工作中的一切異?，F(xiàn)象可以在示功圖上比較直觀的反映出來，而且，還可以結(jié)合有關(guān)資料，來分析判斷油井工作制度是否合理，抽油設(shè)備與油層和原油性質(zhì)是否適應(yīng)；還可以通過“示功圖法”對低產(chǎn)、低能井制定出合理的開關(guān)井時間，減少設(shè)備的磨損和電能的浪費等。前言分析和解釋示功圖，就是直接了解深井泵工匯報題綱一、示功圖的基礎(chǔ)知識二、示功圖的基本分析方法三、典型示功圖的分析和解釋匯報題綱一、示功圖的基礎(chǔ)知識一、示功圖的基礎(chǔ)知識示功圖的概念：反映深井泵工作狀況好壞，它由專門的儀器測出，顯示在坐標(biāo)圖上，被封閉的曲線所圍成的面積表示驢頭在一次往復(fù)運(yùn)動中抽油機(jī)所做的功，稱為示功圖。

1、示功圖的概念組成：三抽為主（

抽油機(jī)，抽油桿，抽油泵）+輔助裝置抽油機(jī)抽油桿抽油泵電子式示功儀一、示功圖的基礎(chǔ)知識示功圖的概念：反映深井泵工作狀況好壞，它一、示功圖的基礎(chǔ)知識2、理論示功圖P光理論示功圖:針對有桿抽油井在一定理想條件下繪制出來的抽油泵工作狀況的封閉圖形。其理想條件為：（1）假設(shè)泵管沒有漏失，泵正常工作；（2）油層供液能力充足，泵充滿程度良好；（3）不考慮動載荷的影響；（4）不考慮砂、蠟、稠油的影響；（5）不考慮油井連抽帶噴；（6）認(rèn)為進(jìn)入泵內(nèi)的液體是不可壓縮的，閥是瞬時開閉的。

在以上條件下，把抽油機(jī)驢頭懸點載荷與位移的關(guān)系建立在直角坐標(biāo)系內(nèi)的圖形就稱為理論示功圖，又叫地面示功圖或光桿示功圖。下死點S光O上死點一、示功圖的基礎(chǔ)知識2、理論示功圖P光理論示功圖:針對有桿抽S-光桿沖程(m)；Sp-活塞沖程(m)；W靜-光桿承受的靜載荷(W=Wr+WL)，N；Wr-抽油桿在液體中的重量(N)；WL-液柱載荷(N)；λ1-抽油桿變形長度(m)；λ2-油管變形長度(m)；λ-沖程損失(λ=λ1+λ2)(m)；

圖中橫坐標(biāo)表示按比例記錄的光桿移動的距離；縱坐標(biāo)表示按比例記錄的光桿上的負(fù)荷；曲線圈閉面積的大小表示了泵做功的多少。ACS活WrB1λ1λ2λ1λ2S光λw靜WLBDD1S光P光2、理論示功圖S-光桿沖程(m)；圖中橫坐標(biāo)表示按比例記錄的光桿

上沖程時，在下死點A處的懸點靜載荷為抽油桿在液體中的重量Wr，上沖程開始后液柱載荷WL由油管柱逐漸加載于活塞上，并引起抽油桿柱的彈性伸長（λ1）和油管柱的縮短（λ2）。加載完后，變形停止，沖成損失λ＝BB1，AB線為加載線，B點以后懸點以不變的靜載荷（Wr＋WL）上行至上死點C。P光ACS活WrB1λ1λ2S光λWLBDS光o上沖程下死點上死點上沖程時，在下死點A處的懸點靜載荷為抽油桿在液

上死點C開始下行后，液柱載荷WL逐漸地由活塞轉(zhuǎn)移到油管上，由此引起抽油桿柱縮短λ1和油管的彈性伸長λ2。這表現(xiàn)為光桿雖然下行了，但活塞對于泵筒來講并沒有發(fā)生相對位移；光桿卸載完后，變形停止（λ＝D1D）。在D點以后，懸點又以固定的靜載荷Wr繼續(xù)下行至A點。ACS活Wrλ1λ2S光WLBDD1S光P光o下沖程λ下死點上死點上死點C開始下行后，液柱載荷WL逐漸地由活塞轉(zhuǎn)移抽稠泵結(jié)構(gòu)原理圖上沖程下沖程上泵筒上柱塞排出閥下柱塞吸入閥下泵筒油層絲堵抽稠泵油層人工井底篩管普通油管生產(chǎn)狀態(tài)油層絲堵抽稠泵油層人工井底篩管普通油管注汽狀態(tài)河南油田蒸汽吞吐開采技術(shù)——注汽采油一次管柱技術(shù)抽稠泵結(jié)構(gòu)原理圖上沖程下沖程上泵筒上柱塞排出閥下柱塞吸入閥下3、示功圖的理論公式一、示功圖的基礎(chǔ)知識1）常用基本公式:(公式1)：Wr=qr×L(公式2)：WL=qL×L(公式3)：λ=λ1+λ2

式中：Wr—抽油桿在液體中的重量，N；WL—活塞以上液柱重量，N；qr—每米抽油桿在液體中的重量，N/m，(見表2)；qL—活塞以上每米液柱重量，N/m；（見表3）L—抽油桿柱長度(現(xiàn)場上多用泵掛深度代替)，m；λ—彈性變形，也稱沖程損失，m；λ1—抽油桿伸長縮短長度，m；λ2—油管柱伸長縮短長度，m。Ar—抽油桿截面積，cm2(見表1)；Ap—油管金屬截面積，cm2(見表2)；E—彈性模量(數(shù)值等于2.058×107N/cm2)；Aw靜CS活WrB1λ1λ2λ1λ2S光λWLBDD1S光P光3、示功圖的理論公式一、示功圖的基礎(chǔ)知識1）常用基本公式:式

(表1)不同直徑的油管和抽油桿截面積(表2)不同直徑的抽油桿在液體中重量(表1)不同直徑的油管和抽油桿截面積(表2)不同(表3)不同泵徑活塞在不同原油密度下每米液柱重量(表3)不同泵徑活塞在不同原油密度下每米液柱重量2）若井下采用二級抽油桿柱時，則計算公式應(yīng)該為:(公式4)：WL=qL×L=qL×L1+qL×L2

（公式5)：Wr=qr×L=qr1×L1+qr2×L2(公式6):λ=WL/E（L1/Ar1＋L2/Ar2＋L/Ap)式中：qr1、qr2—分別為一級和二級每米抽油桿在液體中的重量，N/mL1、L2—

分別為一級和二級抽油桿的長度，m；Ar1、Ar2

—分別為一級和二級抽油桿的截面積，cm2(見表1)。

3、示功圖的理論公式2）若井下采用二級抽油桿柱時，則計算公式應(yīng)該為:式中：3、示4、測試示功圖的儀器一、示功圖的基礎(chǔ)知識

利用示功儀測取示功圖，是了解抽油機(jī)井下管、桿、泵工作狀況的主要手段，示功儀分為機(jī)械式和電子式兩種，我們通常采用電子式示功儀（SGT-2005、SG5-Ⅱ、SG5-Ⅲ）除能繪制示功圖外，還可以打印出圖形上各點數(shù)據(jù)，目前已發(fā)展到與計算機(jī)連接或無線電發(fā)射進(jìn)行信息傳輸，這些都為示功圖的解釋應(yīng)用提供了更為準(zhǔn)確的資料。深井泵在井下的工作狀況比較復(fù)雜，因此，實測示功圖也是千變?nèi)f化的，但是，仍然有變化規(guī)律。4、測試示功圖的儀器一、示功圖的基礎(chǔ)知識利用示功儀測一、示功圖的基礎(chǔ)知識二、示功圖的基本分析方法三、典型與實測示功圖的對比分析一、示功圖的基礎(chǔ)知識二、示功圖的基本分析方法

所謂理論示功圖是比較規(guī)則的平行四邊形，而實測示功圖，由于多種因素的影響（如：砂、蠟、氣、粘度），圖形變化很復(fù)雜，各不相同。因此，要正確的分析抽油機(jī)油井的生產(chǎn)情況，就必須全面地掌握油井的動態(tài)、靜態(tài)資料以及設(shè)備的狀況，結(jié)合示功圖的變化找出油井的主要的問題，采取適當(dāng)?shù)拇胧?，提高油井產(chǎn)量和泵效。二、示功圖的基本分析方法所謂理論示功圖是比二、示功圖的基本分析方法1、左上角：

主要分析游動凡爾的問題，缺損為凡爾關(guān)閉不及時;

多一塊（長一個角）為出砂并卡泵現(xiàn)象上死點下死點P光S光Oλ二、示功圖的基本分析方法1、左上角：上死點下死點P光S光Oλ2、右上角：主要分析光桿在上死點時活塞與工作筒的配合，游動凡爾打開和固定凡爾關(guān)閉情況:

少一塊為活塞拔出工作筒，游動閥嚴(yán)重漏失；多一塊為在近上死點時有碰掛現(xiàn)象二、示功圖的基本分析方法上死點下死點P光S光O2、右上角：主要分析光桿在上死點時活塞與工作筒的配合，游動凡二、示功圖的基本分析方法3、右下角：主要分析泵充滿程度及氣體影響情況。少一塊為未充滿，是供液不足或氣體影響；多一塊為襯套上部過緊或光桿盤根過緊。上死點下死點P光S光O二、示功圖的基本分析方法3、右下角：主要分析泵充滿程度及氣體4、左下角：分析光桿在下死點時出現(xiàn)問題，少一塊固定凡爾的漏失情況等；多一塊說明井下出現(xiàn)碰泵現(xiàn)象二、示功圖的基本分析方法

通過這四塊的解剖分析，找出泵工作不正常的原因，提出解決問題的措施。上死點下死點P光S光O4、左下角：分析光桿在下死點時出現(xiàn)問題，少一塊固定一、示功圖的基礎(chǔ)知識二、示功圖的基本分析方法三、典型與實測示功圖的對比分析一、示功圖的基礎(chǔ)知識

前面所說的理論示功圖，僅僅只考慮了抽油桿柱承受靜載荷時作出來的，所以圖形是很規(guī)則的平行四邊形。而實測示功圖，是在砂、蠟、水、氣和慣性載荷、振動載荷、沖擊載荷與摩擦阻力等因素的綜合影響以下測出來的。除上述因素外，有時還要受到漏失（管拄、泵）、斷脫、碰泵、設(shè)備故障、儀器故障的影響，因此，實測圖形比理論圖形復(fù)雜很多。為了便于分析，先介紹只受單一因素影響的典型示功圖，作為分析實測示功圖的基礎(chǔ)；然后，再把典型圖與實測圖結(jié)合起來對比分析。三、典型與實測示功圖的對比分析前面所說的理論示功圖，僅僅只考慮了抽油桿三、典型與實測示功圖的對比分析1.稠油對示功圖的影響油稠，使磨檫等附加阻力變大，造成上負(fù)荷線偏高，下負(fù)荷線偏低。同時，使得凡爾開關(guān)比正常時滯后，凡爾和凡爾座配合不嚴(yán)蜜，造成較大的漏失。該類圖形的特點是：（1）上負(fù)荷線高于最大理論負(fù)荷線，下負(fù)荷線低于最小理論負(fù)荷線，圖形肥胖（2）四個角圓滑三、典型與實測示功圖的對比分析1.稠油對示功圖的影響油稠，使2、供液能力差對示功圖的影響三、典型與實測示功圖的對比分析

當(dāng)沉沒度過小及供液不足使液體不能充滿工作筒時的示功圖

特點：下沖程中懸點載荷不能立即減小，只有當(dāng)柱塞遇到液面時才迅速卸載

供液能力差時的理論示功圖P光S光2、供液能力差對示功圖的影響三、典型與實測示功圖的對比分析2、供液能力差對示功圖的影響“刀把狀”采取的措施：①間開抽吸;②調(diào)整參數(shù);③加深泵掛;④壓裂酸化改造油層;⑤提高對應(yīng)注水量W115W122CQ62、供液能力差對示功圖的影響“刀把狀”W115W122CQ6三、典型與實測示功圖的對比分析3、氣體對示功圖的影響在抽油過程中，總有或多或少的氣體進(jìn)入泵內(nèi)。P光S光

由于氣體影響，在下行程時懸點不能及時卸載，到活塞下行程懸點開始卸載，但由于泵內(nèi)有氣體存在，活塞壓縮氣體，游動凡爾不能及時打開，使卸載緩慢，呈現(xiàn)一個向內(nèi)彎的弧線。進(jìn)入泵內(nèi)的氣量越多，則D1D越長，“刀把”越明顯。三、典型與實測示功圖的對比分析3、氣體對示功圖的影響P光S光3、氣體對示功圖的影響①泵受到氣體影響的實測示功圖

上沖程：增載線平緩，成為一條向右下方彎曲的弧線。下沖程：減載線減載較慢；弧線曲率的大小，隨著進(jìn)入泵內(nèi)氣體壓力的大小而變化。氣體壓力大，光桿卸載快，弧線曲率小。反之，則曲率大。這條弧線，就是受氣體影響的示功圖的顯著特征。

3、氣體對示功圖的影響上沖程：增載線平緩，成為一條向右3、氣體對示功圖的影響②凡爾“氣鎖”，泵不出液.

所謂凡爾“氣鎖”是指大量氣體進(jìn)入泵內(nèi)后，引起游動凡爾、固定凡爾均失靈，活塞僅對氣體起壓縮或膨脹作用，泵不出液。

原因：A、當(dāng)泵的排量大于油井在該泵掛深度的供油能力時，在抽油過程中，動液面逐漸降低，直至動液面降低到泵的進(jìn)口附近，大量套管氣進(jìn)入泵內(nèi)。B、在油氣比很高的抽油井中，有時因為在上沖程時，由于原油內(nèi)的大量游離氣進(jìn)入泵內(nèi)，并隨著活塞向上運(yùn)動而膨脹，占據(jù)了活塞所讓出來的泵筒體積。3、氣體對示功圖的影響所謂凡爾“氣鎖”是指大3、氣體對示功圖的影響③泵受到氣體影響的實測示功圖

C2C28C42C2目前處于2008年8月22日安裝套管氣回收裝置C28目前處于2008年8月28日安裝套管氣回收裝置C31目前處于2008年9月4日安裝套管氣回收裝置C28目前含蠟較高、產(chǎn)氣較大，定期放套管氣，可以安裝套管氣回收裝置3、氣體對示功圖的影響C2C28C42C2目前處于2008年3、氣體對示功圖的影響泵受到氣體影響井措施：定期放套管氣，合理控制套壓，減少氣體影響對油氣比很高的抽油井，在泵尾部裝氣錨調(diào)整防沖距，減少余隙容積調(diào)整參數(shù)加深泵掛，提高沉沒壓力提高對應(yīng)井注水量3、氣體對示功圖的影響泵受到氣體影響井措施：定期放套管氣，合三、典型與實測示功圖的對比分析4.油井結(jié)蠟對示功圖的影響

由于石油中大都不同程度的含有蠟。當(dāng)溫度降低到蠟的初始結(jié)晶溫度時，溶解在石油中的蠟就會凝析出來，粘附在油管、抽油桿、深井泵等井下設(shè)備上。油井結(jié)蠟可以增大光桿負(fù)荷，引起凡爾失靈或卡死凡爾，卡死活塞，堵死油管。

由于結(jié)蠟部位的不同，影響的嚴(yán)重程度不同，現(xiàn)分為以下幾種情況進(jìn)行分析。①凡爾結(jié)蠟；②油管和抽油桿結(jié)蠟三、典型與實測示功圖的對比分析4.油井結(jié)蠟對示功圖的影響

由于游動凡爾和固定凡爾同時都受到結(jié)蠟影響，不能靈活的及時的開關(guān)，從而引起漏失；并且，由于油管內(nèi)壁結(jié)蠟和抽油桿結(jié)蠟，增加了油流阻力。所以，當(dāng)活塞上行時，光桿負(fù)荷增加，超過了最大理論值。下行時，光桿負(fù)荷不穩(wěn)定，在圖上呈現(xiàn)出波浪起伏的變化。4.油井結(jié)蠟對示功圖的影響由于游動凡爾和固定凡爾同時都受到結(jié)蠟影

措施：加清蠟劑；熱洗井清蠟，制定合理的清蠟周期；下電加熱帶;井下?lián)剿逑?.油井結(jié)蠟對示功圖的影響W116C42W123措施：加清蠟劑；熱洗井清蠟，制定合理的清蠟周期；下電加（1）游動閥漏失對示功圖的影響圖1游動凡爾和活塞不嚴(yán)引起的漏失

該圖是排出部分漏失時的理論示功圖。當(dāng)光桿離開A點開始上沖程時，活塞下面的液體壓力隨著抽油桿的伸長和活塞被提升而逐漸下降，活塞上下之間隨即產(chǎn)生壓力差，使活塞上部的液體經(jīng)排出部分的不嚴(yán)密處而漏到活塞下面的工作筒內(nèi)。這種因漏失減少光桿負(fù)荷的現(xiàn)象，稱為“頂托”作用或“頂托”現(xiàn)象。5、漏失對示功圖的影響三、典型與實測示功圖的對比分析（1）游動閥漏失對示功圖的影響圖1游動凡爾和活塞不嚴(yán)引起的漏5、漏失對示功圖的影響（2）固定閥漏失在示功圖上的表現(xiàn)圖1是固定凡爾漏失不嚴(yán)重時的圖形圖2是固定凡爾漏失嚴(yán)重時的圖形

當(dāng)光桿從上死點開始下行時,固定凡爾關(guān)閉,活塞開始擠壓泵筒中的液體.當(dāng)泵筒中的液體的壓力超過油套管環(huán)形空間液柱在凡爾座處形成的壓力后,泵筒中的液體就從吸入部分的不嚴(yán)密處漏入井中。下沖程，使光桿減載。5、漏失對示功圖的影響（2）固定閥漏失在示功圖上的表現(xiàn)圖1是（3）吸入部分和排出部分都漏失時的示功圖

實測圖中四個角變圓和上下負(fù)荷線與理論負(fù)荷線相當(dāng)?shù)奶攸c看得很明顯。5、漏失對示功圖的影響（3）吸入部分和排出部分都漏失時的示功圖實測漏失措施：憋壓碰泵熱洗井作業(yè)減泵5、漏失對示功圖的影響漏失措施：5、漏失對示功圖的影響6.抽油桿斷脫時的示功圖三、典型與實測示功圖的對比分析

當(dāng)抽油桿由于彈性疲勞、深井泵遇卡使抽油桿柱超過拉伸屈服極限等原因而斷裂、或由于抽油桿之間未上緊而發(fā)生脫扣時，示功圖將成為水平條帶狀。此時，光桿的負(fù)荷，只決定于抽油桿柱斷脫部位以上桿柱在液體中的重量和它與液體、防噴盒等的摩擦阻力。而圖形的位置取決于抽油桿斷脫的位置。斷脫的位置越下，圖形越接近最小理論負(fù)荷線，斷脫的位置愈高圖形越接近基線。6.抽