抽油泵工況分析課件

抽油泵工況分析

抽油泵工作狀況的好壞，直接影響抽油井的系統(tǒng)效率，因此，需要經(jīng)常進(jìn)行分析，以采取相應(yīng)的措施。

分析依據(jù)：地面實(shí)測示功圖。示功圖：懸點(diǎn)載荷同懸點(diǎn)位移之間的關(guān)系曲線圖，它實(shí)際上直接反映的是光桿的工作情況，因此又稱為光桿示功圖或地面示功圖。實(shí)際井將受泵制造質(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)測示功圖的形狀很不規(guī)則，需對照理論示功圖分析。

一、理論示功圖分析

1.靜載荷作用的理論示功圖

繪制步驟：1）計(jì)算，，λ；2）利用力比，減程比，折算W，λ，Sp；3）繪圖。靜載荷作用的理論示功圖為一平行四邊形。ABC為上沖程靜載變化線:A：下死點(diǎn)，靜載Wrl,

開關(guān)，關(guān)。AB：加載線，加載過程，關(guān)，關(guān)。B：加載完畢，，關(guān)，關(guān)開。BC：吸入過程，BC=Sp，關(guān)，開。C：上死點(diǎn)。上沖程游動閥固定閥CDA為下沖程靜載變化線：C：上死點(diǎn)，靜載，關(guān)，開關(guān)；CD：卸載線，卸載過程，關(guān)，關(guān)；D：卸載完畢，，關(guān)開，關(guān)；DA：排出過程，DA=Sp,開，關(guān)（相對位移）；A：下死點(diǎn)。下沖程游動閥固定閥*若不計(jì)桿管彈性，靜載作用下理論示功圖為矩形。2.慣性和振動載荷作用的理論示功圖

（1）慣性載荷前半：由大變小的向下的慣性力，（加載）；后半：由小變大的向上的慣性力，（減載）；上沖程前半：由大變小的向上的慣性力，（減載）；后半：由小變大的向下的慣性力，（加載）；下沖程（2）振動載荷疊加在四邊形A’B’C’D’上。振動發(fā)生在粘性液體中，為阻尼振動，逐漸減弱。另外，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。

3.氣體影響下的理論示功圖由于氣體很容易被壓縮，表現(xiàn)在示功圖上便是加載和卸載緩慢。呈現(xiàn)明顯的“刀把”形。原因：在下沖程末余隙內(nèi)還殘存一定數(shù)量的溶解氣，上沖程開始后泵內(nèi)的壓力因氣體膨脹而不能很快降低，使吸入閥打開滯后(B’點(diǎn))、加載緩慢。下沖程由于氣體受壓縮，泵內(nèi)壓力不能迅速提高，排出閥打開滯后(D’點(diǎn))，因此使得卸載變得緩慢(CD’)。

氣體影響使泵效降低值為：充不滿的示功圖（供液不足，稠油）：下沖程開始卸載緩慢，只有活塞遇液面后才開始快速卸載。

4.漏失影響下的理論示功圖

漏失的影響與漏失程度、運(yùn)動過程以及抽汲速度有關(guān)。即：漏失越嚴(yán)重，對示功圖影響越大；（1）排出部分漏失（只發(fā)生在上沖程）

1）上沖程：排除閥座封不嚴(yán)，活塞與襯套間隙，使活塞上部液體漏到活塞下部的工作筒內(nèi)，漏失量歲泵內(nèi)壓力的減少而增大，因漏失液體對活塞有向上的“頂托”作用，所以懸點(diǎn)載荷不能及時(shí)上升到最大值（油BB’）,使加載緩慢。

2）上后半沖程：活塞上行速度減慢，在（C’點(diǎn)），又出現(xiàn)了漏失液體的“頂托”作用，使懸點(diǎn)負(fù)荷提前卸載，到上死點(diǎn)時(shí)，懸點(diǎn)載荷已降至C’’點(diǎn)。有效行程,3)當(dāng)漏失量很大時(shí)，由于漏失液體對活塞的“頂托”作用很大，上沖程載荷遠(yuǎn)低于最大載荷AC’’，使吸入閥始終關(guān)閉，泵排量為0。（2）吸入部分漏失（只發(fā)生在下沖程）下沖程開始后，由于吸入閥漏失使泵內(nèi)壓力不能及時(shí)提高，延緩了卸載過程，同時(shí)，使排出閥不能及時(shí)打開。吸入部分漏失造成排出閥打開滯后（DD’）和提前關(guān)閉（A’A），活塞的有效排出沖程：

二、典型示功圖分析

典型示功圖是指某一因素影響十分明顯，示功圖的形狀反映了該因素影響的基本特征。盡管實(shí)際情況很復(fù)雜，但總是存在一個(gè)最主要因素，因此可根據(jù)示功圖判斷泵的工作狀況。

三、抽油井計(jì)算機(jī)診斷技術(shù)（自學(xué)）

抽油井計(jì)算機(jī)診斷技術(shù)是將實(shí)測地面示功圖利用數(shù)學(xué)的方法，借助于計(jì)算機(jī)求出抽油桿柱任一截面上的載荷與位移，同時(shí)繪出井下抽油泵的示功圖，以此判斷并分析抽油泵乃致整個(gè)抽油設(shè)備的工作狀況。

1.診斷技術(shù)的理論基礎(chǔ)

把抽油桿柱作為一根井下動態(tài)的傳導(dǎo)線，其下端的泵作用為發(fā)送器，上端的動力儀作為接收器。井下泵的工作狀況以應(yīng)力波的形式沿抽油桿柱以聲波速度傳遞到地面。把地面記錄的資料經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，就可定量地推斷泵的工作情況。應(yīng)力波在抽油桿柱中的傳播過程可用帶阻尼的波動方程來描述2．診斷技術(shù)的應(yīng)用

把地面示功圖數(shù)據(jù)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)字處理后，由于消除了抽油桿柱的變形和粘滯阻力以及振動和慣性的影響，將會得到形狀簡單而又能真實(shí)反映泵工作狀況的井下示功圖。(a)表明理想情況下(油管錨定、無氣體影響和漏失等)泵的示功圖為一矩形，長邊為活塞沖程，短邊為液體載荷。(b)為一平行四邊形