典型示功圖應用與分析

匯報提綱(一)示功圖概念(二)測試儀器(三)示功圖的影響因素(四)影響因素分析(五)實測示功圖案例

典型示功圖分析當前1頁，總共82頁。匯報提綱1、示功圖名詞解釋2、理論示功圖的五種假設3、理論示功圖(一)示功圖概念：(一)示功圖概念：當前2頁，總共82頁。匯報提綱1、示功圖概念

示功圖的定義：示功圖：是光桿載荷隨位移的變化，被封閉的線段所圍成的面積，即抽油機的驢頭在一次往復運動中所做的功，故稱為示功圖。理論示功圖：認為光桿只承受抽油桿柱與活塞截面積以上液柱的靜載荷，圖形為平行四邊形。實測示功圖：是在砂、蠟、氣和慣性載荷、振動載荷等綜合因素影響下，實際測得的示功圖也稱地面示功圖。當前3頁，總共82頁。

示功圖的形成當前4頁，總共82頁。

管式泵結構示意圖游動凡爾固定凡爾當前5頁，總共82頁。匯報提綱理論示功圖五種假設條件：①深井泵質量合格，工作正常；②不考慮活塞在上、下沖程中，抽油桿柱所受到的摩擦力、慣性力、振動載荷與沖擊載荷等的影響，假設力在抽油桿柱中傳遞是瞬時的，凡爾的起落也是瞬時的；③抽油設備在工作過程中，不受砂、蠟、水、氣等因素的影響，認為進入泵內的液體不可壓縮；④油井沒有連抽帶噴現象；⑤油層供油能力充足，泵筒能夠完全充滿。當前6頁，總共82頁。匯報提綱理論示功圖S光----光桿沖程，米；S活----活塞行程，米；P桿----抽油桿柱在井筒內液體中的重量，Kg；P液----活塞以上的液柱重量，Kg；P靜＝P桿﹢P液-----光桿承受的最大靜負荷，Kg；λ1----抽油桿伸縮長度，米；λ2----油管伸縮長度，米；λ＝λ1﹢λ2----沖程損失，米。當前7頁，總共82頁。匯報提綱AB段：加載線B點：懸點加載完畢，載荷增加到固定閥打開BC段：上靜載線CD段：卸載線D點：懸點卸載完畢，載荷減小到游動閥打開DA段：下靜載線理論示功圖當前8頁，總共82頁。匯報提綱AB線稱加載線，表示懸點上行時，游動凡爾關閉，液柱載荷由活塞傳遞到懸點的過程。當前9頁，總共82頁。匯報提綱B1B相當于活塞與泵筒發(fā)生相對位移之前，懸點上行的距離即：B1B＝

λ當前10頁，總共82頁。匯報提綱

當液體載荷全部傳遞到懸點之后（即抽油桿和油管的彈性變形結束后的B點）加載完畢，懸點以不變的載荷P靜上行到上點C，BC＝S活，P靜＝P桿+P液。當前11頁，總共82頁。匯報提綱CD線稱卸載線，表示下沖程開始后，固定凡爾關閉，液體載荷由懸點轉移到油管上的過程。當前12頁，總共82頁。匯報提綱當卸載完畢后（D點），活塞與泵筒發(fā)生相對位移，懸點以不變的載荷P?。碢桿）至下死點A，DD1相當于活塞與泵筒發(fā)生位移之前，懸點下移的距離(即沖程損失)，DD1=B1B。當前13頁，總共82頁。匯報提綱(二)測試儀器及示功圖1.載荷傳感器2.位移傳感器3.打壓桿4.控制面板5.顯示屏Max：最大載荷(KN)Min：最小載荷(KN)S：測試沖程(米)N：測試沖次(次/分鐘)SG5-Ⅲ型存儲示功儀實測示功圖(二)測試儀器及示功圖當前14頁，總共82頁。匯報提綱1、砂、蠟、氣、稠油2、漏失(泵、油管)、遇卡(阻)、斷脫(管、桿、凡爾罩)3、慣性載荷、振動載荷、沖擊載荷、摩擦阻力4、設備問題：

①抽油機故障

②泵的制造質量、泵的安裝質量

③示功儀故障(三)示功圖影響因素：(三)示功圖影響因素：當前15頁，總共82頁。匯報提綱實測示功圖的分析：

根據影響示功圖的諸多因素，全面掌握油井生產動態(tài)、靜態(tài)資料、設備、儀器的狀況，依據實測示功圖的形狀，與典型示功圖對比，綜合分析，解釋出影響示功圖的主要因素，判斷抽油泵的工作狀況。(十五種)(四)示功圖影響因素分析：(四)示功圖影響因素分析：當前16頁，總共82頁。匯報提綱(1)泵工作正常時的示功圖：

所謂泵的工作正常，指的是泵工作參數選用合理，泵的工作能力與油層供油能力基本相適應，其圖形接近理論示功圖，其泵效一般在60%以上。當前17頁，總共82頁。匯報提綱(2)慣性載荷影響的示功圖：

慣性載荷使圖形扭轉了一個角度，呈不規(guī)則的平行四邊形。變化原因：

當泵深深、沖次快時，產生慣性載荷。在上沖程時：因慣性力向下，懸點載荷增加，下死點由A增至A′，直到B′點才增載完畢。在下沖程時：因慣性力向上，懸點載荷減少，上死點由C降至C′，直到D′點才卸載完畢，使整個圖形較理論圖形沿順時針方向偏轉一個角度。

慣性載荷增加最大載荷，同時減少最小載荷，沖程損失減少，有利于泵效的提高，但是，抽油桿受力條件變壞，容易引起抽油桿折斷現象。當前18頁，總共82頁。匯報提綱(3)振動載荷影響的示功圖：

振動載荷圖形扭轉了一個角度，呈不規(guī)則的平行四邊形。

由于振動載荷的方向具有對稱性，反映在示功圖上的振動載荷也是按上、下沖程對稱的。變化原因：液柱載荷周期性作用在抽油桿上，載荷線發(fā)生波動，當上沖程結束后，液體由靜止到運動，液柱的載荷突然作用于抽油桿下端，引起抽油桿振動，在下沖程，由于抽油桿柱突然卸載也會發(fā)生類似現象。當前19頁，總共82頁。匯報提綱慣性、振動載荷影響的整改措施：慣性載荷的整改措施：A：減少泵掛深度，以減輕光桿負荷。B：降低抽油機的抽汲參數振動載荷的整改措施：降低抽油機的抽汲參數，減少慣性力。當前20頁，總共82頁。匯報提綱

(4)氣體影響下的示功圖：

在活塞上行時，由于氣體產生膨脹，使光桿載荷不能很快的增加到最大理論值。因此，增載過程變慢。直到B1點時，增載才結束，固定凡爾才打開。在活塞下行時，泵內氣體受到壓縮，泵內氣體的體積逐漸縮小，而泵筒內的壓力逐漸增大，直到大于活塞上部的液柱壓力時，游動凡爾才能打開；嚴重時出現“氣鎖”現象。當前21頁，總共82頁。匯報提綱

(4)氣體影響下的示功圖：

油井氣油比越高，圓弧的曲率半徑越大，表明油套管環(huán)空內有泡沫段存在，沉沒壓力偏小，充滿不好。

對受氣體影響較大的井或易發(fā)生氣鎖的井應盡可能加深泵掛，增大泵的沉沒度，采用大泵徑長沖程生產，特別是防沖距要調到最小，盡量減小余隙體積；下氣錨和防氣泵，合理控制套管氣，使之保持在較低值。當前22頁，總共82頁。匯報提綱

(4)氣體影響下的示功圖：

氣鎖現象：屬于氣體影響的特殊現象，由于氣體大量進入泵筒，上沖程時氣體膨脹，全部占滿柱塞讓出的容積，固定凡爾打不開。下沖程時，氣體壓縮，但壓力仍低于游動凡爾上部壓力，游動凡爾也打不開，所以這種情況下雙凡爾均打不開，柱塞運動對氣體壓縮和膨脹，泵不排油，這種現象稱為“氣鎖”。

氣體當前23頁，總共82頁。匯報提綱

(5)供液不足泵筒充不滿影響的示功圖：

由于供液能力不足，沉沒度太小，在抽汲過程中液體不能充滿泵筒，下沖程時，懸點載荷不能立即卸載，只有當活塞接觸液面時，才迅速卸載，減載線與理論示功圖的減載線基本平行，卸載線陡而直，示功圖呈“刀把形”。D`當前24頁，總共82頁。匯報提綱兩者區(qū)別：泵充不滿：下沖程的懸點載荷不能立即卸載，只有當活塞遇到液面后才迅速卸載，卸載線陡而直，并且有時因振振動載荷的影響常出現波浪線；而氣體影響示功圖，卸載線較圓滑向下凹。氣體影響與泵筒充不滿示功圖區(qū)別：氣體影響與泵筒充不滿示功圖區(qū)別：當前25頁，總共82頁。匯報提綱(6)凡爾漏失時影響的示功圖：

泵的凡爾漏失通常包括上沖程時游動凡爾漏失；下沖程時固定凡爾漏失，實際上，往往兩者同時存在漏失，其嚴重程度可能有所不同，為了便于說明其漏失特征，特分別進行討論。A:游動凡爾漏失--發(fā)生在上沖程B:固定凡爾漏失--發(fā)生在下沖程①砂子、結垢等，造成凡爾或凡爾座磨損變形；碰泵時造成凡爾座破裂、變形。②砂子、臘、垢塊等沉積在凡爾座上③凡爾罩內沉積有砂臘等，造成凡爾球卡，不能及時落下或根本落不下來。----凡爾因某種原因，失去控制進油的能力，稱之為失靈。凡爾漏失當前26頁，總共82頁。匯報提綱A---游動漏失時影響的示功圖：

上沖程開始時，活塞上部的液體漏到活塞下面的工作筒內，由于漏液向上的頂托，懸點載荷增載滯后，增載線向后延伸，較正常平緩。當活塞上行速度大于漏失速度時，懸點載荷達到最大靜載荷值(B′點)，此時吸入閥打開液體進入泵筒；在活塞上行到后半程，當上行速度小于液體漏失速度時(C′點)，又出現漏失液體的頂托作用，懸點提前卸載，泵筒內的壓力增加，固定閥關閉，活塞到達上死點，懸載荷降至C"點。當前27頁，總共82頁。匯報提綱游動凡爾漏失圖形特點：①增載線的傾角比泵工作正常時小，即：∠

DAB′小于∠

DAB，漏失量越大，則：左下角越尖，右上角越圓滑。②左上角和右上角圓滑，漏失量越大，則圓滑程度越厲害。③卸載線比增載線陡總之，排出部分漏失時的特點是增載線變緩，卸載線提前，卸載線變陡；圖形特點是左下尖、右上圓，漏失越大增載線的傾角越小。游動凡爾漏失當前28頁，總共82頁。匯報提綱游動凡爾關閉遲緩：

上沖程開始時，由于泵的游動閥與閥球罩之間的間隙太小，或凡爾座有砂、垢塊等造成游動凡爾處于敞開狀態(tài)，載荷線加載遲緩。圖形特點：示功圖左上角呈方形缺損。當前29頁，總共82頁。匯報提綱B---固定漏失時影響的示功圖：

下沖程開始后，由于固定閥的漏失，泵筒內的壓力不能及時升高，泵腔內的液體從固定閥不嚴處漏到井內，延緩了減載過程(如圖中的CD′線)，同時也使排出閥(游動凡爾)不能及時打開，當活塞速度大于漏失速度時，泵內壓力上升(增加)到足以把游動凡爾頂開時，減載結束(如圖中D′點)。下沖程的后半沖程，因活塞移動速度減少(慢)，當小于漏失速度時，泵筒內的壓力降低，使游動凡爾提前關閉(A′點)，懸點載荷上升(提前加載)，到達下死點時，懸點載荷已增載加到A"。當前30頁，總共82頁。匯報提綱固定凡爾漏失圖形特點：1、卸載線的傾角比泵正常工作時小，即：∠

BCD′小于∠

BCD2、左下角和右下角圓滑，漏失量越大，其圓滑程度越厲害。3、增載線比卸載線陡

吸入部分(固定凡爾)漏失示功圖特點是：卸載線傾角要比正常時小，圖形右上尖，左下圓，增載線比卸載線陡。當前31頁，總共82頁。匯報提綱C---游動和固定同時漏失的示功圖：

當游動閥和固定閥同時存在漏失，但均未達到完全失效時，油井仍在出油，在上沖程中，泵主要是游動閥漏失的影響；在下沖程中，主要是受固定閥漏失的影響，示功圖呈近似的橢圓形。雙凡爾漏失當前32頁，總共82頁。匯報提綱7、油管漏失影響的示功圖：

由于油管漏失不是深井泵裝置本身造成的，所以，測示功圖形狀不會發(fā)生變異，與泵工作正常時的示功圖基本一樣，只有當漏失嚴重(油井不產液)時，實測示功圖的最大載荷線要低于最大理論載荷線；L的長度相當于漏失處至井口這段液柱在光桿出所產生的負荷，即：油管漏失點越深L值越大，判定方法將根據現場實際生產情況綜合分析、判定。當前33頁，總共82頁。匯報提綱管漏與泵漏示功圖鑒別方法：

在實際生產中，當管柱漏失不嚴重時，實測示功圖往往與正常時測得示功圖區(qū)別不大，可通過井口蹩壓的方式，確認漏失狀況；當管柱漏失嚴重時，實測示功圖多呈條帶狀，與桿斷脫的示功圖相似。管漏與泵漏示功圖鑒別方法：當前34頁，總共82頁。匯報提綱8、油井連抽帶噴影響的示功圖：

具有一定自噴能力的油井，抽油泵的抽汲實際上只起到誘噴作用，在抽汲過程中，固定凡爾和游動凡爾處于同時打開狀態(tài)，液柱載荷基本加不到懸點(驢頭)上。故此，示功圖圖形大多數為一長條形，處在最大和最小理論符合線之間，圖形位置和載荷大小取決于噴勢的強弱。當油井自噴能力很強時，活塞受油流上噴的沖力很大，大大減輕驢頭的負荷，所測得的示功圖接近最小理論負荷線。當前35頁，總共82頁。匯報提綱9、抽油桿斷脫影響的示功圖：

抽油桿斷脫后的懸點載荷實際上是斷脫點以上抽油桿柱在液體中的重量，只是由于摩擦力的存在，才使上下沖程的載荷不重合。示功圖的特點：圖形呈長條形，其位置的高低取決于斷脫點的位置，斷脫點越靠上，示功圖越靠下，即：圖形越接近最小理論負荷線，其圖形同連抽帶噴(噴勢強)的示功圖相似，在分析時要結合產量等其它油井資料綜合分析考慮。斷點位置當前36頁，總共82頁。匯報提綱10、活塞脫出泵工作筒影響的示功圖：

由于深井泵的防沖距過大，在上沖程時，隨著活塞與泵筒套接觸工作面長度的減少，活塞以上的液體從活塞與泵套間隙中漏失到活塞以下，到A點開始，活塞全部脫出驢頭載荷迅速下降，引起抽油桿的強烈振動，卸載線呈不規(guī)則波浪曲線。當前37頁，總共82頁。匯報提綱11、防沖距過小影響的示功圖：

由于深井泵的防沖距過小，在抽油機下行過程中，當活塞運行到下死點位置時，活塞撞擊固定凡爾罩而使示功圖左下角多出一點或顯示打扭，這一類圖形中左上角是不缺的，圖形顯示基本完好。當前38頁，總共82頁。匯報提綱12、活塞遇卡影響的示功圖：

抽油機在運行過程中，上行時，抽油桿柱先把被壓彎的抽油桿柱拉直，懸點載荷先是緩慢增加，然后，抽油桿柱受拉彈性伸長，懸點載荷急劇升高且遠遠高于最大理論載荷線；下行時，先是抽油桿柱恢復彈性變形，然后抽油桿柱被壓縮而發(fā)生彎曲，懸點載荷急劇下降，載荷遠遠低于最小理論載荷線，且接近基線，示功圖上先急劇卸載后緩慢卸載，示功圖呈現兩個斜率段。當前39頁，總共82頁。匯報提綱12、抽油桿遇卡影響的示功圖：光桿負荷在加載前后的變化當前40頁，總共82頁。匯報提綱13、油井結蠟影響的示功圖：

油管和抽油桿柱結蠟，光桿上行時，由于結蠟所引起的附加阻力，使負荷在整個上沖程中都超過最大理論負荷線；光桿下行時，又由于結蠟阻礙，負荷立即減少，當到達結蠟嚴重部位，負荷就很快降到最小理論負荷線以下，整個實測圖形比理論示功圖肥大。圖形特點：增載線和卸載線呈直上直下，超過最大和最小理論負荷線，上、下沖程負荷變化幅度大且對稱分布。當前41頁，總共82頁。匯報提綱14、稠油影響的示功圖：

由于稠油粘度大，當抽油桿做上、下沖程運動時，摩擦阻力較大，驢頭最大和最小負荷均超過理論負荷線，圖形肥胖，上、下沖程負荷線波動不大，而四周比較圓滑。當前42頁，總共82頁。匯報提綱結蠟與稠油示功圖的區(qū)別：

由于稠油粘度大，這類圖形其上、下沖程負荷線波動不大，而四周比較圓滑，比較容易區(qū)別于油井結蠟的示功圖

。結蠟影響稠油影響結蠟與稠油示功圖的區(qū)別：當前43頁，總共82頁。匯報提綱15、油井出砂影響的示功圖：

油井出砂，細小的砂粒將隨著油流進入泵筒內，造成活塞在泵筒內遇阻，使活塞在整個行程中或某個局部處，增加了一個附加阻力，細砂分布在泵筒內各處的多少不同，影響的程度大小也不一樣，所測的示功圖，其上、下沖程過程中的負荷線呈現出不規(guī)則的鋸齒狀尖峰

，若連續(xù)測圖時，每個圖的尖峰位置是變化的。當前44頁，總共82頁。匯報提綱典型示功圖圖例：當前45頁，總共82頁。匯報提綱典型示功圖當前46頁，總共82頁。匯報提綱典型示功圖當前47頁，總共82頁。匯報提綱典型實測示功圖：

抽油機典型示功圖是在理論示功圖的基礎上，只考慮某一因素影響下的載荷隨位移變化的關系曲線。典型示功圖可以作為生產現場判斷抽油機泵工況的參考依據，也是綜合分析實測示功圖的基礎。當前48頁，總共82頁。匯報提綱5、實測示功圖案例分析：管漏實例1：魏268該井2008年12月23日計量時發(fā)現液量突降，井口憋壓5個沖程上2.0Mpa，往油管灌摻水壓力憋到2.6Mpa,半分鐘后壓力降到0.5Mpa，要求作業(yè)查管；2008年12月23-25日檢泵發(fā)現修復油管絲扣多處滲漏。實例2：

K472該井不出液，憋不起壓，碰泵、洗井無效，由示功圖判斷：可能為管漏。要求作業(yè)檢泵；2010年12月17-19日檢泵發(fā)現第144根∮73mm油管中下部破裂50cm長口子。實例1：實例2：當前49頁，總共82頁。匯報提綱2、缺液示功圖分析：

原因：

1）地層能量下降

2）泵淺

3）作業(yè)污染

4）泵進油口堵塞

5）炮眼堵塞當前50頁，總共82頁。匯報提綱1）地層能量下降當前51頁，總共82頁。匯報提綱2）泵淺當前52頁，總共82頁。匯報提綱3）作業(yè)污染當前53頁，總共82頁。匯報提綱4）泵進油口(篩管)液面上升當前54頁，總共82頁。匯報提綱5）炮眼堵塞當前55頁，總共82頁。匯報提綱實例1：9-206井，該井目前下降，液面上升，測功圖分析為泵漏，碰泵洗井無效，要求作業(yè)檢泵；2008年1月21-23檢泵發(fā)現泵座以下被地層砂堵死約1米深。實例2：T6-2211井該井液量下降，經測得功圖判斷為凡爾漏失，經過多次洗井加藥未見效，現要求檢泵。2008年12.15-17檢泵發(fā)現泵內固定凡爾座刺，密封不嚴。實例2：實例1：3、固定凡爾漏失示功圖：當前56頁，總共82頁。匯報提綱實例：魏162井該井目前產液量下降，往油管灌水壓力憋到2.0Mpa,不到一分鐘壓力降到0.5Mpa，根據功圖等綜合分析認為該井目前泵漏失嚴重。要求作業(yè)檢泵，并更換泵徑φ70mm↓φ56mm，泵深加深至1250米。4、游動凡爾漏失示功圖：當前57頁，總共82頁。匯報提綱實例：魏190產液量下降，井口憋壓2個沖程，壓力由0.5↑3.5MPA，停抽5分鐘后，壓力由3.5↓2.0。根據功圖等資料綜合分析認為是泵游動凡爾漏，此次作業(yè)要求檢泵。2008年3月2-4日檢泵發(fā)現活塞上下凡爾嚴重漏失。正常漏失5.游動和固定凡爾均漏失示功圖：當前58頁，總共82頁。匯報提綱6.措施效果分析（補孔）措施前措施后當前59頁，總共82頁。匯報提綱7.措施效果分析（堵水）措施前措施后當前60頁，總共82頁。匯報提綱分采泵結構及原理

1、分采泵結構及原理工作原理：上、下泵同時工作，上泵利用上、下兩柱塞之差所形成的環(huán)形空間工作，封隔器上層段的流體經上泵進油閥進入環(huán)形空間，封隔器下層段的流體由下泵進油閥進入下泵筒，然后從下泵的出油閥排出，經上泵出油閥與上層油混合后一起排出地面。2、主要規(guī)格及基本參數3、理論排量：當前61頁，總共82頁。匯報提綱分采泵結構環(huán)形空間當前62頁，總共82頁。匯報提綱8.分采泵井低壓資料分析措施前措施后當前63頁，總共82頁。匯報提綱(一)工藝流程(二)影響因素(三)要因分析(四)資料驗證不合格示功圖識別方法：當前64頁，總共82頁。匯報提綱(一)工藝流程

我們從儀器、數據采集、數據錄入、運用分析等四個方面工作流程(圖4)和現場操作、資料錄取、管理規(guī)程等節(jié)點認真調查影響合格示功圖測試合格率的諸因素。當前65頁，總共82頁。匯報提綱(二)影響因素示功圖不合格從合格示功圖影響因素魚刺圖中看出，共有18項末端因素。圖5合格示功圖影響因素魚刺圖當前66頁，總共82頁。匯報提綱(三)要因分析1、儀器安裝不到位2、儀器密封圈不嚴3、儀器打壓不夠4、線輪卡或拉線過松5、措施跟蹤不到位6、抽油機不平衡當前67頁，總共82頁。匯報提綱1、儀器安裝不到位：原因：①現場操作不規(guī)范②懸繩器放卡子間距過大③載荷傳感器兩個觸點未能完全承載負荷示功圖：①光桿負荷相應變?、趯崪y示功圖不能顯示全負荷③最大負荷線遠小于理論最大負荷線當前68頁，總共82頁。匯報提綱整改前整改后儀器安裝不到位：事例1當前69頁，總共82頁。匯報提綱整改前整改后結論：1、最大載荷減小2、圖形接近最小載荷線3、充滿程度降低儀器安裝不