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1、示 功 圖 分 析 專 題,,授課人：逯建華,,授課目的,通過理論示功圖、典型示功圖的學(xué)習(xí)，能夠判斷實(shí)測示功圖，以了解油層的生產(chǎn)能力和設(shè)備的工作狀況，從而進(jìn)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：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

2、、稠油和腐蝕等多種因素的影響，所以，實(shí)測示功圖有時(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基礎(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)荷增加的增載線，斜線CD表示光桿負(fù)荷減小的卸載線。,理 論 示 功 圖,理論示功圖特征分析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，則所測得的示功圖中應(yīng)該是長方形的，如圖所示該理論示功圖的特征：ab//cd，bc//da。一般抽油井井深淺、小泵徑、粗抽油桿及

3、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、長方形的實(shí)測示功圖。,,理論示功圖特征分析彈性抽油桿靜載示功圖,實(shí)際上金屬是有彈性，會(huì)“形變”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，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和油管縮短、抽油桿縮短和油管伸長所造成的。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。,,特征分析理論示功圖(動(dòng)、靜載彈性變形)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

4、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)a、b點(diǎn)偏高，下沖程時(shí)c、d點(diǎn)偏低，P1 和P2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)，必須注意這種“傾斜”規(guī)律。,,二、典型示功圖分析,所謂典型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 ，特征為平行。 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。 左下圖為游動(dòng)閥漏失

5、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“阻尼”狀，而是呈“小牙齒”狀的不規(guī)則、不重復(fù)的示功圖。,,,,,,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“大牙齒”狀 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加，曲線平行。 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度較快，阻力大所致。 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，沖程損失增加。,

6、,,,,,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)重刺壞時(shí)，不出油，下行曲線呈圖中虛線形狀。 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，油井不出油，井口檢查為軟性碰泵，不出油。 左下圖是動(dòng)力儀操作問題或是測試儀器有問題時(shí)所測得的圖，左下部位呈三角形缺損，其實(shí)油井生產(chǎn)正常。 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。對于這類井應(yīng)該及時(shí)停抽，重對防沖距，避免長時(shí)間碰泵而撞掉泵筒發(fā)生落井事故。,,,,,,左上圖在上沖程運(yùn)動(dòng)時(shí)曲線產(chǎn)生“斜下”現(xiàn)象，是柱塞與缸套之間的間隙磨大后所測的示功圖，該井需要作業(yè)換泵。 右上圖是泵的缸套被磨

7、壞、“拉槽”，上、下曲線呈對稱性缺損面積。 左下圖表明柱塞在上行過程中脫出工作筒，需要下放光桿，對小防沖距。 右下圖為上碰特征，使用桿式泵時(shí)可見右上方長角，此種情況防沖距過大，內(nèi)工作筒漏油，油井不可能出油，要求對小防沖距，使桿式泵工作筒的“止環(huán)”坐嚴(yán)不漏。,,,,左上圖表明有泵問題嚴(yán)重（襯套間隙磨大，各節(jié)缸套“不對中”）,應(yīng)該及時(shí)修井換泵。 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)停抽時(shí)間越長，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，圖形均有兩者特征。 左下圖上下曲線有對稱性凸出，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)

8、正常。 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。,,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、左右平行。 右上圖為多氣油井特征，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。氣體影響更加嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生“氣鎖”而不出油。無沉沒壓力時(shí)，見左下圖。 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)，也有此現(xiàn)象。,,,,,左上圖為斜形向上的“黃瓜狀”示功圖，屬于柱塞卡死在泵筒內(nèi)不動(dòng)。若活塞卡死在沖程中部位置，就像此圖；若

9、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。 右上圖的圖形水平，油井不出油；固定閥被卡住(張開著)。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。 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)?，下行曲線呈凹狀，油井不出油，需要檢泵。 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，或是井下泄油器被打開，均不出油。,,,,,,,,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，近于水平狀。抽油桿斷脫部位不同，圖形所處上、下位置不同。 右上圖為怪形示功圖，示功圖左邊屬于正常生

10、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。 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，圖形兩端有一段曲線近于平行。噴勢較大的井，兩端還有圓形面積， 右下圖為圖像失真，無法分析，應(yīng)該重新測圖。,,,三、常見的幾種示功圖,,,,,,,,,,,,,,,,四、南區(qū)實(shí)測示功圖分析,H動(dòng)404 Fmax=69.7 Fmin=23.4,H動(dòng)井口 Fmax=39.1 Fmin=29.7,,上部管漏，井口下面第4根管本體破一大口子,原井油管第91根管脫,發(fā)現(xiàn)油管絲扣腐蝕.第92根油管落井,魚頂為接箍,,H:420m max=48.8 min=25.0,H:384m max=34.9 min=21.9,第73桿根絲扣斷,,H:597m max=62.8 min=6.6,H:85m max=54.4 min=2.8,,,,,H:754m max=51.2 min=24.1,H:1m max=38.2 min=29.4,泵上第二、三根油管絲扣穿孔(脫節(jié)爪子斷、桿深部斷脫、油管脫）,,,,H:764m max=42.8 min=23.5,H:1m max=53.2 min=24.1,