抽油機(jī)井示功圖課件

培訓(xùn)教案

編碼：MSD/JW-13-01

版本A/0

編號：02

授課日期：2010.11.3

授課班級：采油地質(zhì)技師培訓(xùn)班

課題：

第二章

抽油機(jī)井示功圖分析

教學(xué)目的：掌握抽油機(jī)井理論示功圖解釋與實(shí)測示功圖分析方法教學(xué)重點(diǎn)：分析方法教學(xué)難點(diǎn)：分析方法

教學(xué)方法：講授

教具模型：1培訓(xùn)教案

編碼：MSD/JW-13-01第二章

抽油機(jī)井示功圖分析中國石油大慶培訓(xùn)中心2第二章

抽油機(jī)井示功圖分析中國石油大慶培訓(xùn)中第二章講述內(nèi)容：一、理論示功圖及解釋二、水驅(qū)實(shí)測示功圖分析三、聚驅(qū)實(shí)測示功圖分析四、定向井實(shí)測示功圖分析五、實(shí)測示功圖分析舉例3第二章講述內(nèi)容：3

（1）示功圖作用通過示功圖分析，①可以知道抽油機(jī)驢頭懸點(diǎn)載荷變化情況；②可以判斷抽油裝置各參數(shù)的配合是否合理；③可以了解抽油設(shè)備性能的好壞和砂、蠟、水、氣、稠等井況的變化；④把示功圖與液面資料結(jié)合起來分析，可以了解油層的供液能力。

（2）應(yīng)用要求

在應(yīng)用示功圖時(shí)，必須結(jié)合在平時(shí)油井管理中積累的資料，如油井產(chǎn)量、動(dòng)液面、油套壓、含水變化、砂面、含砂情況，抽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中電流的變化以及井下設(shè)備工作期限等資料。4（1）示功圖作用4

一、理論示功圖及解釋

1.和示功圖分析相關(guān)的術(shù)語與名詞解釋

①游動(dòng)閥（排出閥）：②固定閥（吸入閥）：

③閥罩：

④防沖距：⑤余隙容積：下死點(diǎn)上死點(diǎn)SP防沖距抽油泵工作原理圖a-柱塞上行b-柱塞下行

1-拉桿2-泵筒3-游動(dòng)閥4-柱塞5-固定閥5一、理論示功圖及解釋下死點(diǎn)上死點(diǎn)SP防沖距抽油泵工作原下死點(diǎn)上死點(diǎn)SP防沖距抽油泵工作原理圖a-柱塞上行b-柱塞下行

1-拉桿2-泵筒3-游動(dòng)閥4-柱塞5-固定閥⑥抽空：⑦水擊：⑧充滿系數(shù)：

⑨柱塞沖程：SP

6下死點(diǎn)上死點(diǎn)SP防沖距抽油泵工作原理圖⑥抽空：6游梁式抽油機(jī)—抽油泵采油裝置圖1-固定閥；2-柱塞；3-油管；4-抽油桿；5-套管；6-套管三通；7-法蘭盤；8-油管三通；9-光桿密封盒；10-套管閘門；11-套壓表；12-回壓閘門；13-油壓表；14-生產(chǎn)閘門；15-懸繩器；16-驢頭；17-中軸承；18-連桿；19-曲柄；20-減速器；21-電動(dòng)機(jī)；22-剎車裝置；23-配電箱SPS⑩光桿沖程：S⑾理論示功圖：⑿實(shí)測示功圖：

7游梁式抽油機(jī)—抽油泵采油裝置圖SPS⑩光桿沖程：S7

⒀減程比：光桿沖程在圖上的長度與實(shí)際沖程長度之比，用“a”或“fa”表示。

⒁力比：實(shí)際懸點(diǎn)載荷與其在圖上的長度之比，用“b”或“SX”表示，單位為“kN/mm”。

2.繪制理論示功圖的目的在于與實(shí)測示功圖相比較，找出載荷變化的差異，從而判斷抽油泵的工作狀況及桿、管和油層情況。8⒀減程比：光桿沖程在圖上的長度與實(shí)際沖程長度之比，用“

3.繪制理論示功圖時(shí)的理想條件（假設(shè)條件）①抽油泵和油管沒有漏失，泵工作正常。②油層供液能力充足，泵能完全充滿。③不考慮動(dòng)載荷的影響，力的傳遞是瞬間的。④不考慮油井受砂、蠟、水、氣、稠油及腐蝕性物質(zhì)的影響。⑤不考慮油井連噴帶抽。⑥認(rèn)為進(jìn)入泵內(nèi)的液體是不可壓縮的，閥是瞬時(shí)開閉的。抽油泵工作原理圖a-柱塞上行b-柱塞下行

1-拉桿2-泵筒3-游動(dòng)閥4-柱塞5-固定閥93.繪制理論示功圖時(shí)的理想條件（假設(shè)條件）抽油泵工作4.抽油機(jī)驢頭懸點(diǎn)載荷（1）抽油桿柱重力。（靜）

（2）油管內(nèi)柱塞以上液柱重力。（靜）

（3）抽油桿柱和柱塞以上液柱運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的慣性載荷。（動(dòng)）

（4）摩擦力。（動(dòng)）（5）抽油桿柱和液柱運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的振動(dòng)載荷。（動(dòng)）懸點(diǎn)游梁式抽油機(jī)—抽油泵采油裝置圖1-固定閥；2-柱塞；3-油管；4-抽油桿；5-套管；6-套管三通；7-法蘭盤；8-油管三通；9-光桿密封盒；10-套管閘門；11-套壓表；12-回壓閘門；13-油壓表；14-生產(chǎn)閘門；15-懸繩器；16-驢頭；17-中軸承；18-連桿；19-曲柄；20-減速器；21-電動(dòng)機(jī)；22-剎車裝置；23-配電箱104.抽油機(jī)驢頭懸點(diǎn)載荷懸點(diǎn)游梁式抽油機(jī)—抽油泵采油裝置（6）泵口吸入壓力。（靜）（7）井口回壓。（靜）（8）液體和柱塞運(yùn)動(dòng)不一致或泵充不滿等引起的沖擊載荷。（動(dòng)）

懸點(diǎn)游梁式抽油機(jī)—抽油泵采油裝置圖1-固定閥；2-柱塞；3-油管；4-抽油桿；5-套管；6-套管三通；7-法蘭盤；8-油管三通；9-光桿密封盒；10-套管閘門；11-套壓表；12-回壓閘門；13-油壓表；14-生產(chǎn)閘門；15-懸繩器；16-驢頭；17-中軸承；18-連桿；19-曲柄；20-減速器；21-電動(dòng)機(jī)；22-剎車裝置；23-配電箱11（6）泵口吸入壓力。（靜）懸點(diǎn)游梁式抽油機(jī)—抽油泵采油裝

5.抽油機(jī)驢頭懸點(diǎn)載荷分析

(1)抽油桿柱的重力

a.上沖程

或其中：下泵深度示意圖125.抽油機(jī)驢頭懸點(diǎn)載荷分析或其中：下泵深度示意圖12

b.下沖程或下泵深度示意圖13b.下沖程或下泵深度示意圖13其中：或14其中：或14（2）管內(nèi)柱塞以上液柱重力

或其中：下泵深度示意圖15（2）管內(nèi)柱塞以上液柱重力或其中：下泵深度示意圖156.沖程損失計(jì)算

根據(jù)虎克定律進(jìn)行計(jì)算。引起桿柱和管柱變形的力為上、下沖程載荷之差WL′。

①單級抽油桿柱與油管柱的變形：

或166.沖程損失計(jì)算或16

②多級抽油桿柱與油管柱的變形：

以二級為例：17②多級抽油桿柱與油管柱的變形：17

7.理論示功圖的繪制

①建立直角坐標(biāo)系以沖程長度為橫坐標(biāo)，以懸點(diǎn)載荷為縱坐標(biāo)，建立直角坐標(biāo)系。

②計(jì)算光桿靜載荷在縱坐標(biāo)上的高度靜載荷作用下的理論示功圖

D′

B′S

C

A

D

BP0WL′Wr′λλSPSPS187.理論示功圖的繪制靜載荷作用下的理論示功圖D′

③計(jì)算光桿沖程、沖程損失及柱塞沖程在橫坐標(biāo)上的長度④繪制理論示功圖并標(biāo)注如圖所示。靜載荷作用下的理論示功圖

D′

B′S

C

A

D

BP0WL′Wr′λλSPSPS19③計(jì)算光桿沖程、沖程損失及柱塞沖程在橫坐標(biāo)上的長度例題1：某抽油機(jī)井下入深度L=620m，下CYB56T泵生產(chǎn)，抽油機(jī)的沖程S=2.1m，原油密度ρo=860kg/m3，油井含水fw=40%，用CYG19單級抽油桿和φ62mm平式油管，實(shí)測圖所用儀器第三支點(diǎn)，力比為fa3=810N/mm，減程比為SX=1/45，求作理論示功圖。（取g=9.8m/s2，qG=2.30kg/m，

AG=2.85cm2，

At=11.9cm2，

AP=24.63cm2）靜載荷作用下的理論示功圖SP32.2

B′

C

A

D

D′

B03.9146.715.3【繪圖練習(xí)】20例題1：某抽油機(jī)井下入深度L=620m，下CYB56T

8.理論示功圖中點(diǎn)、線、面的意義

圖a,代表抽油桿柱完全是剛性的，從光桿到柱塞的傳遞運(yùn)動(dòng)中沒有時(shí)間滯后。圖a

靜載荷作用下的理論示功圖ABPDC0S218.理論示功圖中點(diǎn)、線、面的意義圖a靜載荷作用下的理圖b,代表一個(gè)彈性系統(tǒng)（實(shí)際上抽油桿柱不是剛性的，從光桿到柱塞的傳遞運(yùn)動(dòng)中存在滯后現(xiàn)象）?？筛爬椋核膫€(gè)點(diǎn)，一個(gè)面，上下行程段外加2條負(fù)荷線。靜載荷作用下的理論示功圖

D′

B′S

C

A

D

BP0WL′Wr′λλSPSPS22圖b,代表一個(gè)彈性系統(tǒng)（實(shí)際上抽油桿柱不是剛性的，從光四個(gè)點(diǎn)：

①A點(diǎn)－－②B點(diǎn)－－③C點(diǎn)－－④D點(diǎn)－－靜載荷作用下的理論示功圖

D′

B′S

C

A

D

BP0WL′Wr′λλSPSPS1S上234S下576游動(dòng)閥固定閥23四個(gè)點(diǎn)：靜載荷作用下的理論示功圖D′B′S九條線：①AB線－－②B′B線－－③BC線－－④CD線－－⑤D′D線－－⑥D(zhuǎn)A線－－⑦ABC線－－⑧CDA線－－⑨B′C、D′A線－－一個(gè)面：ABCD面積－－靜載荷作用下的理論示功圖

D′

B′S

C

A

D

BP0WL′Wr′λλSPSPS1S上234S下576游動(dòng)閥固定閥24九條線：靜載荷作用下的理論示功圖D′B′SC

圖c

慣性載荷作用下的理論示功圖ADBC

A′D′B′C′P0S圖c，慣性載荷作用下的理論示功圖，是把慣性載荷疊加到靜載荷上，忽略彈性變形對慣性載荷的影響，作用在懸點(diǎn)的慣性載荷的變化規(guī)律與懸點(diǎn)加速度的變化規(guī)律是一致的。受慣性載荷影響的理論示功圖是一個(gè)扭歪了的平行四邊形A′B′C′D′。25圖c慣性載荷作用下的理論示功圖ADBCA′D′B′C

二、水驅(qū)實(shí)測示功圖分析

理論示功圖圖形是很規(guī)則的平行四邊形。而實(shí)測示功圖，經(jīng)常因同時(shí)有各種的因素起作用而使示功圖形狀變得復(fù)雜化，有些圖形相似而影響因素不同。因此，要準(zhǔn)確分析示功圖，就必須全面地掌握油井動(dòng)、靜態(tài)資料，設(shè)備和儀器的狀況。在分析過程中，既要根據(jù)示功圖和油井的各種資料作全面分析，又要找出影響示功圖的主要因素，有針對性地采取措施。通常分析典型示功圖。在進(jìn)行實(shí)測示功圖分析時(shí)，常采用對比相面法即將實(shí)測示功圖與理論示功圖相比較，觀察實(shí)測示功圖各部分的缺失情況，用經(jīng)驗(yàn)判斷泵況的方法。

26二、水驅(qū)實(shí)測示功圖分析261.泵工作正常時(shí)的示功圖①分析：②措施：B.有慣性載荷影響的示功圖A.沒有慣性載荷影響的示功圖

圖

泵工作正常時(shí)的示功圖PSPSh2

h1271.泵工作正常時(shí)的示功圖①分析：B.有慣性載荷影響的示功圖A2.氣體影響的示功圖①分析：②措施：圖a

氣體影響示功圖圖b

嚴(yán)重氣體影響示功圖PABCDSB′D′282.氣體影響的示功圖①分析：圖a氣體影響示功圖圖b①分析：②措施：3.油層供液不足的示功圖圖a

供液不足示功圖ABCDPS圖a

泵抽空示功圖D′SPSP129①分析：3.油層供液不足的示功圖圖a供液不足示功圖4.排出部分漏失的示功圖

①分析：②措施：

圖c

排出部分嚴(yán)重漏失示功圖a.排出部分漏失的理想示功圖b.排出部分漏失的實(shí)測示功圖圖ab

排出部分漏失示功圖PSABCB′DD′C″C′304.排出部分漏失的示功圖①分析：圖c排出部分嚴(yán)重漏失示5.吸入部分漏失的示功圖

①分析：②措施：Ba.吸入部分漏失的理想示功b.吸入部分漏失的實(shí)測示功圖圖ab

吸入部分漏失的示功圖PSACDB′A′D′A″

315.吸入部分漏失的示功圖①分析：Ba.吸入部分漏失的理想示①分析：②措施：圖

雙閥漏失的示功圖

圖c

吸入部分嚴(yán)重漏失示功圖6.雙閥漏失時(shí)的示功圖32①分析：圖雙閥漏失的示功圖①分析：②措施：7.油井出砂的示功圖

圖a

柱塞砂阻的示功圖圖b

砂子使雙閥失靈的示功圖33①分析：7.油井出砂的示功圖圖a柱塞砂阻的示功圖①分析：②措施：

圖c

固定閥被砂卡死在閥座上圖d

固定閥被砂卡死在閥罩上的示功圖且碰泵的示功圖34①分析：圖c固定閥被砂卡死在閥座上圖d①分析：②措施：8.稠油井的示功圖

圖a

油稠時(shí)的正常示功圖圖b

油稠充不滿的示功圖

35①分析：8.稠油井的示功圖圖a油稠時(shí)的正常示功圖①分析：②措施：9.結(jié)蠟井的示功圖

圖a

油管、抽油桿結(jié)蠟的示功圖圖b

泵閥結(jié)蠟的示功圖圖c

固定閥被蠟卡死示功圖E36①分析：9.結(jié)蠟井的示功圖圖a油管、抽油桿結(jié)蠟的示功圖①分析：②措施：10.油井見水的示功圖

圖油井見水的示功圖37①分析：10.油井見水的示功圖圖油井見水的示功圖①分析：11.抽油桿柱斷脫的示功圖

圖

抽油桿柱斷脫的示功圖hh斷

或②措施：38①分析：11.抽油桿柱斷脫的示功圖圖抽油桿柱斷脫的示①分析：②措施：12.柱塞脫出工作筒的示功圖

圖a

柱塞部分脫出工作筒的示功圖圖b

柱塞全部脫出工作筒的示功圖ΔSS光39①分析：12.柱塞脫出工作筒的示功圖圖a柱塞部分脫出工作①分析：②措施：13.柱塞撞擊固定閥的示功圖

圖a

柱塞輕微撞擊固定閥示功圖圖b

柱塞劇烈撞擊固定閥示功圖ΔS′S光′40①分析：13.柱塞撞擊固定閥的示功圖圖a柱塞輕微撞擊固定①分析：②措施：14.柱塞未下入工作筒的示功圖

圖

柱塞未下入工作筒的示功圖41①分析：14.柱塞未下入工作筒的示功圖圖柱塞未下入工作筒①分析：②措施：15.柱塞未下入工作筒的示功圖

圖

柱塞在泵筒中被卡的示功圖42①分析：15.柱塞未下入工作筒的示功圖圖柱塞在泵筒中被卡①分析：②措施：16.油管漏失的示功圖

圖a

油管不同漏失位置和圖b

油管嚴(yán)重漏失時(shí)泵的不同排量的示功圖連續(xù)測的示功圖1213243①分析：16.油管漏失的示功圖圖a油管不同漏失位置和①分析：②措施：17.連噴帶抽井的示功圖

圖a

連噴帶抽的示功圖圖b

自噴能力很強(qiáng)的示功圖44①分析：17.連噴帶抽井的示功圖圖a連噴帶抽的示功圖①分析：②措施：18.井口摩擦力大的示功圖

圖

井口摩擦力大的示功圖45①分析：18.井口摩擦力大的示功圖圖井口摩擦力大的示功圖①分析：②措施：19.襯套錯(cuò)亂的示功圖

圖a

襯套錯(cuò)亂示功圖圖b

襯套錯(cuò)亂造成漏失示功圖46①分析：19.襯套錯(cuò)亂的示功圖圖a襯套錯(cuò)亂示功圖①分析：②措施：20.減速器振動(dòng)時(shí)的示功圖

圖

減速器振動(dòng)時(shí)的示功圖47①分析：20.減速器振動(dòng)時(shí)的示功圖圖減速器振動(dòng)時(shí)的示功圖21.游動(dòng)閥關(guān)閉遲緩的示功圖

圖游動(dòng)閥關(guān)閉遲緩的示功圖①分析：②措施：4821.游動(dòng)閥關(guān)閉遲緩的示功圖圖游動(dòng)閥關(guān)閉遲緩的示功圖①分22.泵徑和泵掛深度影響的示功圖

①分析：②措施：圖泵徑和泵掛深度影響的示功圖4922.泵徑和泵掛深度影響的示功圖①分析：圖泵徑和泵掛深度①分析：②措施：23.其他因素影響的示功圖

圖

其他因素影響的示功圖①柱塞上死點(diǎn)時(shí)有碰擊示的功圖②桿式泵柱塞卡死在泵筒底部的示功圖③桿式泵柱塞卡死在上死點(diǎn)時(shí)的示功圖④桿式泵柱塞卡死在泵筒中部的示功圖C50①分析：23.其他因素影響的示功圖圖其他因素影響的示功

三、聚驅(qū)實(shí)測示功圖分析在聚合物驅(qū)油過程中，采出液中因含有聚合物，液體粘度增大，聚驅(qū)示功圖與水驅(qū)示功圖相比主要區(qū)別在于：①摩擦載荷增大，使得最大載荷增大，最小載荷減小，示功圖面積變大。②由于液體粘度增大，使得液體進(jìn)泵阻力增大，泵閥開關(guān)滯后。51三、聚驅(qū)實(shí)測示功圖分析51圖

聚驅(qū)正常的示功圖1.聚驅(qū)正常的示功圖

52圖聚驅(qū)正常的示功圖1.聚驅(qū)正常的示功圖522.聚驅(qū)供液不足的示功圖

圖

聚驅(qū)供液不足示功圖圖

聚驅(qū)供液不足撞擊示功圖3.聚驅(qū)供液不足撞擊的示功圖

532.聚驅(qū)供液不足的示功圖圖聚驅(qū)供液不足示功圖4.聚驅(qū)抽油桿斷脫的示功圖

5.聚驅(qū)氣體影響的示功圖

圖

聚驅(qū)抽油桿斷脫的示功圖圖

聚驅(qū)氣體影響的示功圖544.聚驅(qū)抽油桿斷脫的示功圖5.聚驅(qū)氣體影響的示功圖圖四、定向井實(shí)測示功圖分析特點(diǎn)：①示功圖比較厚。②增載線和卸載線比較平緩。③在一定井斜內(nèi)泵閥有滯后現(xiàn)象。圖

定向井實(shí)測示功圖1-直井上下理論載荷線；2-定向井上下理論載荷線ADBC2155四、定向井實(shí)測示功圖分析圖定向井實(shí)測示功圖ADBC2155五、分析識(shí)別實(shí)測示功圖1.在下列四個(gè)典型的抽油機(jī)井示功圖中，()是抽油機(jī)井正常示功圖。56五、分析識(shí)別實(shí)測示功圖1.在下列四個(gè)典型的抽油機(jī)井示2.在下列四個(gè)典型的抽油機(jī)井示功圖中，()是抽油泵固定閥漏失示功圖。572.在下列四個(gè)典型的抽油機(jī)井示功圖中，()是抽油3.在下列四個(gè)典型的抽油機(jī)井示功圖中，()是柱塞未進(jìn)入泵筒示功圖。583.在下列四個(gè)典型的抽油機(jī)井示功圖中，()是柱塞4.在下列四個(gè)典型的抽油機(jī)井示功圖中，()是柱塞脫出泵筒示功圖。594.在下列四個(gè)典型的抽油機(jī)井示功圖中，()是柱塞5.在下列四個(gè)典型的抽油機(jī)井示功圖中，()是抽油桿斷脫示功圖。605.在下列四個(gè)典型的抽油機(jī)井示功圖中，()是抽油6.在下列四個(gè)典型的抽油機(jī)井示功圖中，