抽油井示功图的应用与分析

2.泵漏失的实测示功图 泵漏失是油井常见的故障之一。泵漏失 包括固定凡尔漏失、游动凡尔漏失和双凡尔 漏失三种情况。
图12 固定凡尔漏失的示功图
①固定凡尔漏失时的示功图
固定凡尔漏失包括： 固定凡尔与凡尔座配合不严、凡尔球被砂子刺坏或
凡罩内积有砂、蜡等脏物，使凡尔球的起落失灵等原因造成的漏失。 这类功图的特点是：增载线比卸载线陡，图形的左下角变圆，右上角变
第五部分:需要注意的几点 一、由于目前我厂使用的示功仪厂家较多，不同的仪器所 测的示功图形状也不尽相同。 二、由于影响抽油泵正常工作的因素很多,加之受定向井
、低产、低渗、高油气比等原因的影响，使示功图的瞬时性很
强，所以在解释示功图时，要全面了解油井情况（井下设备、 管理制度、目前产量、动液面、沉没度、油气比及以往的生产 情况等），这样才能对泵的工作状况和生产不正常的原因做出 判断。
抽油井示功图的分析及应用
第二部分 理论示功图的特征分析
3.动、静载荷+弹性形变 示功图（图3） 由于抽油杆有惯性力载荷， 柱塞在泵筒内运动时有摩擦 力，液柱举升过程中与管壁 和杆柱产生摩阻，抽油杆节 箍与油管内壁有摩擦，抽油 杆上承受的载荷发生相应增 减变化，所以上冲程时a、b 点偏高，下冲程cd点偏低。
图3
动、静载荷+弹性形变示功图
由于动载荷的影响，示功图的上、 下行程线不是水平的，但只需要bc平 行于da，而且ab平行于cd，就可以 认为泵工作正常。若二者不平行，说 明泵存在问题，α角越大，说明动载 荷越大。另外，冲数越快，动载荷也 越大，在分析实测功图时应注意这种 “倾斜”规律。
抽油井示功图的分析及应用
5. 深井泵受气体影响及供液不足时的实测示功图 深井泵受气体影响与供液不足图十分相似，区别是：减载 线呈现为圆弧线，受气体影响越大，圆弧曲线特征更明显。 如图17所示，该井泵挂深度1678m，Ф 38mm,冲程2.6m,冲数 8次/min,动液面1417m，日产液4.5t，含水75%，泵效16.9%，从 功图判断，该井受气体影响。
抽油井示功图的分析及应用
第四部分 实测地面示功图图例分析
10.油井出砂时的实测示功图
受砂影响的示功图上明显 见到“小牙齿”形的不规则齿状， 深井泵寿命短，免修期短。该功 图是不出油的，固定凡尔上卡死 在罩内（阻力磨擦发生，载荷瞬 时变化，形成锯齿状图形），进 油部位砂堵。
图24
油井出砂时的示功图
抽油井示功图的分析及应用
位移关系的示功图称为地面示功
图或光杆示功图。在实际工作中 是以实测地面示功图作为分析深
井泵工作状况的主要依据。
抽油井示功图的分析及应用
第二部分 理论示功图的特征分析
为了能正确分析和解释示功图，常要绘制出理论示功图 进行对比分析，而且实测示功图的解释都是以理论示功图为 基础，因此，对理论示功图特征分析就显得尤为重要。 1.没有弹性变形的理论示功图（图1） 假定：抽油杆是刚体，动力从地面传 到柱塞上没有时间滞后，既没有伸缩和振 动，也无摩擦，假定每一个部件的工作效 率都是100%所测得的示功图。
的处理后，可进行一系列定性和定量分析，提供诸如
分析平衡效果、判知振动影响等。油井示功图它不仅
能在不停产的情况下取得大量有用的数据，简化了井 下直接测试工作，而且能随时监控油井动态，使之在 最佳工作方式下生产。
抽油井示功图的分析及应用
第一部分: 概 述 示功图概念：示功图是由载 荷随位移的变化关系曲线所构成 的封闭曲线图。表示悬点载荷与
存在的问题，用以指导生产。现将陇东油田的几种常见实测示功图进行介
绍。
1.泵工作正常时的实测示功图
图11是抽油泵工作正常，同时受其它 因素影响较小时所测的示功图，这类 功图的共同特点是理论示功图差异不 大，均为一近似的平行四边形。
图11
泵工作正常时的示功图
抽油井示功图的分析及应用
第四部分 实测地面示功图图例分析
抽油井示功图的分析及应用
解内 容 讲
第一部
第二部分
抽油井示功图综述
理论示功图的特征分析
第三部分
第四部分 第五部分
定向井示功图与直井示功图的区别
实测地面示功图图例分析第一部分:抽油井示功图综述
今天，我们主要从理论示功图的特征分析入手，
简单介绍示功图的多功能性，即对实测示功图作必要
抽油井示功图的分析及应用
第二部分 理论示功图的特征分析
2. 国 内 目 前 所 用 的 理 论 示 功 图
（图2）
该理论示功图是在理想条件下绘 制出来的：假定①油管无漏失、泵工作 正常。②油层供液能力充足，泵能够完 全充满。 ③光杆只承
图2 弹性抽油杆静载时的示功图
受抽油杆柱与活塞以上液柱重量的静载荷，不考虑惯性力。④不考虑砂、 蜡、稠油的影响。⑤不考虑油井连喷带抽。⑥认为进入泵内的流体是不 可压缩的，凡尔是瞬时开闭的。在这种条件下绘制出的示功图是一个平 行四边形。
抽油井示功图的分析及应用
第四部分 实测地面示功图图例分析
4.油井结蜡时的实测示功图
结蜡严重的井,不论是深井或
浅井,只要结蜡就有增载的特征,发
现示功图有“结蜡”的宽度,示功
图有此类特征时,热洗一般无效,应
图16 油井结蜡时的实测示功图
尽快检泵清蜡。
抽油井示功图的分析及应用
第四部分 实测地面示功图图例分析
第四部分 实测地面示功图图例分析
3.抽油杆断脱时的实测示功图(如图15) ：抽油杆 断脱时，光杆只承受断裂上部抽油杆在液体中的重力， 因而示功图形成长条，长条图形越向上，表示断脱位置 越向下。抽油杆断脱时，油井产液量为零。
60 45 30 15 0.7 图15 2.2
KN
1.5
3.0
抽油杆断脱时的实测示功图
第二部分 理论示功图的特征分析
4.动、静载荷+弹性载荷+振动载荷的示功图（图4、图5） 抽油杆柱产生振动的原因是抽油机构带动抽油杆时产生的自振 频率引起。因此在进行的油杆柱设计时，应尽量避免同步速度抽汲。 理论研究和实践表明，当发生二级振动时，示功图的特征是：图形 的面积偏集在上冲程开始处，而且在上死点处迥绕成“结”。这是 抽油杆柱受力换向与杆柱弹性作用下造成的。
这类功图的特点是：卸载线与增载线陡，图形的左下角变尖，右上角变
圆。当漏失特别严重时，增载线、卸载线和最大载荷线便构成了一条向下方 弯曲的圆滑弧线。
抽油井示功图的分析及应用
第四部分 实测地面示功图图例分析
③双凡尔漏失
这类功图的主要特点是： 四角消失，中间粗；两头尖， 形如梭状。
抽油井示功图的分析及应用
3.从泵的功图上看，随着倾斜程度的增加，柱塞冲程有所 增加，这是因为上冲程作用在活塞上的液柱载荷有所降低； 4.若定向井倾角较小（а ≤20°）,且抽油杆上装有扶正 器时,其功图与直井差别不大,可按直井方法诊断。
抽油井示功图的分析及应用
第四部分 实测地面示功图图例分析
通过对全厂所测近1000余份定向井有效功图进行收集、整理、归类， 并结合油井的生产资料、动液面、泵深、单井日产液量、泵效、含水等资 料，对上述资料进行全面细致地分析，筛选出部分具有代表性的功图，对 井下抽油泵的工况进行综合分析，及时、准确地发现抽油泵在抽汲过程中
图4 抽油杆发生二级振动时的地面示功图
图5 动、静载荷+弹性形变+振动的示功图
抽油井示功图的分析及应用
第二部分 理论示功图的特征分析
由于弹性振动传递快，而杆柱与油管和液体摩擦等因素造 成滞后，影响曲线的形状而产生扭结。通常见到的是有弹性振 动的示功图，只要上、下曲线的平均线平行，泵即工作正常。 有时测得歪曲的示功图形，只要符合上述特点，则可用冲次太 快引起振动予以解释（如图5所示）。
功图时，输入的各项数据必须与单井实际相符，否则所测得 的泵功图并不能真实反映该井的实际泵况。
抽油井示功图的分析及应用
抽油井示功图的分析及应用
第六部分:需要注意的几点 三、在现场分析判断示功图时，应用叠加的方法，即根 据该井平时生产过程中的特点，结合前期录取的实际功图进 行分析，在理论示功图的基础上，画出油井理论载荷线，与 影响该井生产的主要因素进行综合分析后，判断泵况正常与 否。
四、在计算机诊断技术的应用中，地面功图转化为井下
图4 抽油杆发生二级振动时的地面示功图
图5 动、静载荷+弹性形变+振动的示功图
抽油井示功图的分析及应用
第三部分 定向井示功图与直井示功图的区别
1.由于磨擦负荷和惯性负荷均比直井稍大，所以上行负荷 较大、下行负荷较小，示功图较直井宽。 2.与直井示功图相比，定向井示功图的摩擦影响增大，振
动影响减小，这是因为定向井摩擦力较大；
尖，而且漏失越严重，图形的左下角变得愈圆，右上角变得愈尖。
抽油井示功图的分析及应用
第四部分 实测地面示功图图例分析
②游动凡尔漏失的示 功图
图13 游动凡尔漏失时的示功图
游动凡尔部分漏失包括：排出阀球与阀座配合不严；活塞与泵的衬套配
合不当；或长期磨损使间隙变大；阀尔罩内积有脏物、砂、蜡，使阀球起落 失灵等原因造成的漏失。
图18
油井供液不足时的示功图
图17
深井泵气体影响的示功图
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第四部分 实测地面示功图图例分析
6.机械性振动时的实 测示功图
某井，出油正常，图形为
大齿形特征，为抽油机变速
箱内的轴键磨损串动而振动。 图19
外界因素造成机械振动时的示功图
抽油井示功图的分析及应用
第四部分 实测地面示功图图例分析
7. 正 常 抽 油 、 有 振动影响时的实测示功图
图20 正常抽油、有振动影响的示功图
对于抽油杆柱有明显振动的井，要注意避免“共振”造成 经常断脱。
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