功图诊断
抽油井示功图实时诊断与预警系统
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杆枉成 力统计
泵 教 组 成 统 计
图 １ 抽油机井示功 图实时故障诊断 与预警系统结构设计
３ ２ 现 场应 用 ．
陆 梁 油 田作业 区 应 用 本 系 统 ，２ １ ６ ００年 ～８月 累计 完 成 诊 断 １ ６ 井 次 ，发 现 问题 井 ３９ 次 ， ０７９ １， 井
３ 实 时故障诊 断系统
基 于 以上抽 油 机井 实 时故 障诊 断 系统理 论 和系 统 运行 流 程 ，进 行 了抽 油机 井示 功 图故 障诊 断 与预 警 系统 设计 ，整个 系统 主要 分 为实 时诊 断数 据库 建
分析指标等信息综合显示在网页前端 ，只需要用户
直接 打开 网页 即可 浏览 到 每 口井 的生 产状 况 ，并且 能够 对生 产 问题井 进行 提前 预警 。该 系统 结 构设计
成 一 个抽 吸 周期 的 特征 ，对 泵 示 功 图信 息进 行 分 析 ，以预 测 并得 到 柱 塞 冲 程 、充 满程 度 和 产液
量等 参 数 。 整 个 系统 主要 分 为 实时诊 断 数 据库 建 立 、后 台 实时诊 断与 计 算 以及诊 断 结果 实时发
布三 部 分 。陆 梁 油田作 业 区应 用本 系统 ， 累计 完成诊 断 １ ６ 井 次 ，发 现 问题 井 ３ ７ ９ ０ １ ２井次 ，Ｚ 况 －
抽油机井示功图诊断及分析
生气锁井应尽可能加深泵挂，增 大泵淹没度，大泵径长冲程机抽， 尤其是防冲距要调到最小，尽可 能减小余隙体积；下高效气锚和 防气泵，合理放套气，控制套压 生产，使之保持在较低值。
抽油机井示功图诊断及分析
第13页
功图与工况
气锁现象：属于气体影响特
殊现象，因为气体大量进入泵 筒，上冲程时气体膨胀，全部 占满柱塞让出容积，固定凡尔 打不开。下冲程时，气体压缩， 但压力仍低于游动凡尔上部压 力，游动凡尔也打不开，柱塞 运动只是对气体压缩和膨胀， 泵不排油，这种现象称为“气 锁”。处理？
上图能够看出13-283热洗前工图显著肥大第22页
功图与工况 10.抽油杆断脱
此图为抽油杆断或脱时示 功图．
若断脱发生在柱塞附近， 或是柱塞脱扣、阀球球 罩断落，图形位于杆重 载荷线位置（杆断位置 越高图形越靠下）
若断脱发生在光杆附近， 图形靠近于水平坐标线。
及时修井作业
抽油机井示功图诊断及分析
2月初我区13-375量油不出，经过工图判断杆上部断脱
第4页
功图与工况
2 弹性抽油杆静载时示功图
实际上金属是有弹性会‘形变”，因而增载过程 ab和卸载过程cd都不是直上直下，而是受力后伸长， 卸载后缩短。这一变形过程是因为抽油杆伸长和油 管缩短、抽油杆缩短和油管伸长所造成。下列图是 弹性抽油杆受静载时基本示功图。
抽油机井示功图诊断及分析
第5页
冲程损失
实际生产中抽油杆是要承受静载和
动载。因为抽油杆有惯性动载荷，柱塞 在泵筒内运动时有摩擦力，液体举升过 程中与管壁和杆柱有摩阻，抽油杆接箍 与油管内壁有摩擦，所以上冲程时a、b 点偏高，下冲程时c、d点偏低，P1和P2 是动载荷影响值。以下列图所表示。
示功图的绘制与分析
示功图的绘制与分析摘要:截止到09年底～大港油田采油五厂共有生产井536口～其中电泵井33口～占6.16%～螺杆泵井44口～占8.21%～自喷井18口～占3.36%～抽油机井441口～占82.3%。
从这些数据就可能看出～抽油机井采油是我们油田目前应用最广泛的一种机械采油方式。
油田生产往往是在野外进行～地理位置分散～自然环境恶劣～井下工况复杂～造成抽油机井的故障诊断不及时和故障处理不及时～严重影响油田的产量和经济效益。
因此～抽油机的故障诊断一直是油田生产领域的一个难题。
及时分析抽油机工况～给出可靠边的故障诊断结果和建议～对提高油田生产效率和经济效益有着及其重要的意义。
抽油泵是抽油机井的重要组成之一～其工作状况的好坏～将直接影响到抽油井系统效率的高低。
为此～我们做为采油工～就需要经常对其进行分析～以便采取相应的措施～以保证泵正常工作。
但由于抽油泵的工作环境在井下～它的工作状态咱们是看不到的～同时～它在工作中还会受到制造质量～安装质量、砂、蜡、水、气、稠油等多种因素的影响～为了了解泵真实的工作情况～我们可以通过悬点载荷的变化对其进行分析～最常用的方法是通过动力仪将泵的工作过程变换成曲线记录下来～正好可以形成一个封闭的图形～这个图形我们就叫它为示功图。
关键词:示功图抽油机广泛分析工作环境因素图形主义抽油机井示功图是描绘抽油机井驴头悬点载荷与光杆位移的关系曲线,是解释抽油泵抽吸状况最有效的手段。
主要包括示功图的相关知识、理论示功图的绘制及典型示功图的分析三个部分，此次课程的主要目的是使学习者能够掌握理论示功图绘制方法，并通过典型示功图的特征对其进行正确的判断，为分析抽油泵的抽吸状况提供参考依据。
首先，我们先来看第一部分示功图的相关知识。
换句话说，咱们分析示功图最终目的是为了了解抽油泵的抽吸状况，那么无论是在绘制也好，分析示功图也好，我们首先必须了解抽油泵是如何工作的,我们先来看一下什么是抽油泵,抽油泵也称深井泵，它是有杆泵机械采油的一种专用设备。
基于静态灰度图像人脸识别算法的功图诊断方法研究
基于静态灰度图像人脸识别算法的功图诊断方法研究作者：段泽英赵美刚张新政游莉来源：《中国管理信息化》2014年第03期[摘要] 油井示功图是判断泵工作状况好坏的一个重要依据。
目前，新疆油田数据库中已存有大量功图数据，并且经过专家审查分析后将解释成果数据入库管理，为我们后续的数据挖掘提供了宝贵的数据资源。
本文基于静态灰度图像人脸识别算法，对油井示功图诊断、分析进行应用研究，研究成果表明，利用灰度图像人脸识别算法可以有效辅助油田生产业务人员、管理人员快速、准确诊断油井示功图，及时采取措施，对提高单井生产时率有重要意义，同时也为智能新疆油田建设单井问题诊断应用研究提供了必要的技术支持。
[关键词] 智能油田；静态灰度图像；人脸识别算法；示功图；解释；参数判断doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 03. 019[中图分类号] F270.7；TP312 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2014）03- 0038- 041 引言目前，新疆油田数据库中已存有大量的功图数据和功图解释成果数据，这些数据是由功图仪现场测试、专家分析确认后入库的功图数据和解释成果数据，具有重要的参考价值。
为了减轻油田生产业务人员、管理人员重复解释功图的工作量，提高功图诊断的时效性，本文介绍灰度图像人脸识别算法的应用研究。
2 实测油井示功图常规分析方法所谓理论示功图是比较规则的平行四边形，而实测功图由于多种因素的影响（如：砂、蜡、气、黏度），图形变化很复杂，各不相同。
因此，要正确地分析抽油井的生产情况，必须全面掌握油井动态、静态资料以及设备的状况，结合示功图的变化找出油井的主要问题，采取适当的措施，提高油井产量和泵效。
传统分析示功图的方法是将示功图分割成4块，进行分析对比，找出泵工作不正常的原因，提出解决问题的措施。
即：左上角主要分析游动凡尔的问题，缺损为凡尔关闭不及时，多一块为出砂并卡泵现象；右上角主要分析光杆在上死点时活塞与工作筒的配合情况；右下角主要分析泵充满程度及气体影响情况；左下角主要分析光杆在下死点出现的问题，如：固定凡尔的漏失情况等。
分析示功图(最新)
26
柱塞没有防砂槽的示功图
27
测试仪器故障测示功图
不正常
28
抽喷不严重的示功图
测试仪器SF-Ⅱ型综合测试 仪测试日期2006年1月16日 井口压力(MPa)套压：0.5最 大载荷P(KN)69.6回压： 0.82最小载荷P(KN)54.1冲 程 (m)4.91冲次（次/分） 3.17泵 深 (m)1797.7泵 径 (mm)70/44动液面（m）静 液面（m）产量(m3/d)油： 4.1气：48水：78.6解 释 防冲距过大
35
抽油泵易发生的故障和排出方法
影响抽油泵正常工作的因素主要有：腐蚀、液击、气体、砂、蜡、结垢泵本 体质量等原因。
腐蚀－油井中都均有不同程度的存在着对泵腐蚀作用，其对井下设备的影响
危害较大。油井中腐蚀介质主要有硫化氢、二氧化碳、氧气、以及硫酸还原 菌所造成的腐蚀。
P(KN)54.1
3.31 (m)2099.05
(mm)44
释 正 常
(m3/d)
1113
径 静泵
(m)5.08
荷
回 压
月
测 试
测 试
： 日仪仪
油液 深冲
最 井测器
：面动 次 套大 口试
2100m
气 ： 水 ： 解
m
（ ） 产 量
m
液 面 （
）
泵
/
（ 次
分 ）
冲 压载 程：最300荷0m
小 载
压 力
0解释抽油杆底部断脱活塞未进工作筒活塞未进工作筒4欢迎下载可修改检泵修井投产后不出液的原因?修井投产开抽就不出液判断其不出原因比分析其它功图难度要大其原因是没有正常功图进行对比再则井口无产液不好判断泵阀功况测出的图形一般都在下负荷线附近这是因为抽油杆在底部断脱游动阀失灵固定阀失灵活塞不进工作筒卸油器打开进油部分严重堵塞油管脱落及油管在中下部漏失严重液面低于泵挂都会产生此类图形确切判断不出原因必须了解井下管串结构液面高度
油田常用示功图分析
谢谢
THANKS
靠性。
案例三：数字示功图在设备维护中的价值
背景介绍
数字示功图技术的发展为油田设备维 护提供了新的解决方案。
技术优势
数字示功图能够精确反映设备的工作 状态和性能变化，为故障诊断和预测 提供可靠依据。
应用场景
在设备维护过程中，通过数字示功图 分析，确定设备的维修需求和更换周 期，降低维修成本。
实施效果
制出相应的示功图。
常规示功图具有简单、直观的特 点，能够反映油井的产能和生产 状态，是油田生产管理中常用的
工具之一。
常规示功图的缺点在于测量精度 不高，容易受到人为因素的影响， 且无法实现远程监控和实时监测。
智能示功图
智能示功图是一种基于传感器和自动化技术的油田示功图，通过安装传感器和数据采集系统，自动测 量和记录油井的相关参数，绘制出相应的示功图。
油田生产动态监测
03
通过持续监测示功图的变化，可以了解油田的生产动态，为生
产决策提供依据。
油田设备维护
设备故障预警
通过对示功图的分析，可以发现设备异常变化趋势，及时进行预 警和维护。
设备定期维护计划制定
根据示功图分析结果，可以制定设备的定期维护计划，确保设备正 常运行。
设备性能评估
示功图可以反映设备的性能状况，通过分析可以评估设备的性能指 标，为设备更新或改造提供依据。
油田常用示功图分析
目录
CONTENTS
• 引言 • 油田常用示功图介绍 • 示功图分析方法 • 示功图分析应用场景 • 示功图分析的挑战与展望 • 案例分享
01 引言
CHAPTER
目的和背景
科技成果——油井工况诊断及功图计产技术
科技成果——油井工况诊断及功图计产技术
技术开发单位
中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司
适用范围
1、配套示功图采集设备的油井工况诊断、产液量计算及动液面计算的抽油机井。
2、配套电参采集设备的系统效率在线监测、平衡分析的抽油机井。
3、配套变频设备的抽汲参数智能调整的抽油机井。
成果简介
依据有杆泵工作状态与油井产液量变化关系，在一定的边界条件和初始条件下，通过采集地面示功图，利用有杆泵抽油系统的力学、数学模型求解出泵示功图，对泵示功图进行分析，判识油井工况，确定泵的有效冲程，计算出地面有效排量。
工艺技术及装备
1、基于泵示功图的油井工况诊断技术；
2、油井产液量计算技术；
3、抽汲参数调整技术；
4、低产低效油井间开技术；
5、利用泵示功图计算动液面技术；
6、油井系统效率及平衡度技术。
市场前景
该技术运行平稳，减少站控数据处理点，取得了显著的经济和社会效益，可移植性强，适用于国内油田采用抽油机生产的油井，对国内油田油井数字化管理将会起到示范和引领作用。
肺通气功能检查图文报告解读详解
肺通气功能检查图文报告解读肺功能检查图文报告的解读和评估是肺功能检查应用于临床诊治的关键。
图文报告中含有丰富的信息，如受试者的基本状况、检查的质量控制、疾病所致呼吸生理和病理损害的性质和严重程度及其对药物等干预的反应等。
必须强调的是，报告的解读必须结合临床资料和知识积累，不能只看结果而不问过程。
本文只作通气功能检查图文报告解读。
一、受试者信息检查报告中的受试者信息部分应包括受试者姓名、性别、身高、体重、年龄、所患疾病或主要症状、吸烟史、受试者编号及检查日期等。
这些信息看似简单，实则非常重要，对研读试验结果有时候会有重大影响。
笔者就经常遇到由于年龄、身高或性别等患者资料的录入错误，导致计算得出错误的预计值，该预计值可反映在图文报告中，以此错误预计值判断受试者的肺功能可致误判。
二、检查质量控制的图形解读解读报告的第二步应回顾及评价检查的质量控制，虽然不太理想的检查结果仍然包含了有用信息，但评价者应当识别这些问题并了解存在的潜在错误及其程度。
只依靠计算机自动给出的评价虽然较为方便，但却容易忽略质量评估。
质控分析包括数据分析和图形分析。
单纯依靠检查数据做出临床判断是常见易犯的错误，结合图形的判断会对检查的质量控制有很好的帮助。
1．流量-容积曲线质控解读：通气功能检查报告可同时提供流量-容积曲线和时间-容积曲线，实时了解受试者呼吸是否符合质控要求。
作用力肺活量检查时，受试者的最大努力呼气配合是关键，但从数据中并不能很好地反映，而图形报告则-目了然。
流量-容积曲线重点观察流量的变化，呼气流量尖峰迅速出现（图1），清晰地表明受试者尽了努力并且配合良好；而如果呼气峰值滞后圆顿（图1），则提示受试者努力程度不够，没能很好配合，质量欠佳，结果可能出现偏差。
图1用力呼吸对流量-容积曲线的影响，可见随努力呼吸程度的加大，呼气早期的流量也渐次增大，爆发呼气，努力程度最佳者(A)可见呼气流量迅速上升至最大值，有尖峰出现；爆发呼气努力程度较低者(B)尖峰平顿，甚至没有尖峰出现(C、D)2．时间-容积曲线质控解读：时间-容积曲线如出现呼气相平台（图2，虚线），则说明呼气时间充分，已将肺内全部气体呼出，如没有出现平台（图2，实线），则说明呼气时间不足，FVC变少，而FEV1不变时，FEV1/FVC比值则增大，可能误将阻塞性病变判断为混合型病变甚至限制性病变。
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正常： 基本呈平行四边形； 正常：a. 基本呈平行四边形；
P λ
P大
b. 左上角和右下角负载线常有振 动波纹； 动波纹；c. 深井中力传递滞后及 动载荷增大使示功图顺时偏转γ。 动载荷增大使示功图顺时偏转 。
γ 正常示功图
P小
S
S活 S光
2011-8-22 Power Point （97）动画设计 第2页
P小
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S活 S光
2011-8-22 Power Point （97）动画设计 第7页
6. 抽油杆断脱：a.上下行均不能加载卸载， 抽油杆断脱： 上下行均不能加载卸载 上下行均不能加载卸载，
P λ
P大
示功图一般呈水平窄条形位于最小理论值以 断脱点越浅示功图越低于最小理论值。 下；b. 断脱点越浅示功图越低于最小理论值。
P小
S
S活 S光
2011-8-22 Power Point （97）动画设计 第5页
4. 固定凡尔漏失：a.延长光杆减载过 固定凡尔漏失：
P λ
P大
程，减载线夹角β越大，下行线收缩越 减载线夹角 越大， 越大 厉害，漏失越严重； 右上角尖、 厉害，漏失越严重；b. 右上角尖、左下 角呈圆弧 角呈圆弧，曲率中心在示功图内或左上 方。
P小
S
S活 S光
2011-8-22 Power Point （97）动画设计 第11页
10. 蜡卡：a.上下行负载线均出现不规则圆 蜡卡： 上下行负载线均出现不规则圆
P λ
P大
弧波； 上下行负载线均超过理论值 上下行负载线均超过理论值； 严 弧波；b.上下行负载线均超过理论值；c.严 重时上行负荷巨增巨减，下行负荷巨减巨增； 重时上行负荷巨增巨减，下行负荷巨减巨增；
1. 气体影响：a.减载线出现向外弯曲的曲线； 气体影响： 减载线出现向外弯曲的曲线 减载线出现向外弯曲的曲线；
b. 下行负载线收缩越厉害，气体影响越大。 下行负载线收缩越厉害，气体影响越大。
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P大
气体影响小
P小
气体影响大
S
S活 S光
2011-8-22 Power Point （97）动画设计 第3页
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β3
β2 β1
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S活 S光
2011-8-22 Power Point （97）动画设计 第6页
5. 吸入和排出都漏失：a. 上下行均不能 吸入和排出都漏失：
P λ
P大
有效加载卸载， 有效加载卸载，示功图一般呈椭圆条带状位 于理论值之间； 漏失越严重示功图越窄。 于理论值之间；b. 漏失越严重示功图越窄。
P小
S
S活 S光
2011-8-22 Power Point （97）动画设计 第12页
光杆和活塞都在上行
P
光杆 开始 上行 但活 塞还 未运 动的 瞬间 --光 --光 杆加 载
2011-8-22
λ
P = P +P 大 液 杆 P =P 小 杆
P
大
理论示功图
P小
S
S活 S光
光杆和活塞都在下行
Power Point （97）动画设计
光杆 开始 下行 但活 塞还 未运 动的 瞬间 --光 --光 杆卸 载
P小
充 满 极 差 充 满 最 差 充 满 更 差 没 有 充 满
S
S活 S光
2011-8-22 Power Point （97）动画设计 第4页
3. 出油凡尔漏失：a. 延长光杆加载 出油凡尔漏失：
P λ
P大
θ2 θ1 θ3
过程，加载线夹角 越大 越大， 过程，加载线夹角θ越大，上行线收缩 越厉害，漏失越严重； 左下角尖 左下角尖、 越厉害，漏失越严重； b.左下角尖、右 上角呈圆弧 曲率中心在示功图右下方。 上角呈圆弧，曲率中心在示功图右下方。
2. 供液不足：a. 减载线不能卸载ຫໍສະໝຸດ 有活塞碰 供液不足：P λ
P大
到液面才立即卸载； 加载线和减载线平行； 到液面才立即卸载；b. 加载线和减载线平行； c. 泵体内液面越低下行负载线越短，当上下负 泵体内液面越低下行负载线越短， 载线接近重合时将因冲满系数为０而不出油。 载线接近重合时将因冲满系数为０而不出油。
在左下角形成不规则的环形“尾巴” 在左下角形成不规则的环形“尾巴”
P λ
P大
P小
S
S活 S光
2011-8-22 Power Point （97）动画设计 第10页
9. 砂卡：a.上下行负载线均出现不规则锯 砂卡： 上下行负载线均出现不规则锯
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P大
齿尖峰； 加载线和减载线振动强烈； 齿尖峰；b. 加载线和减载线振动强烈； c. 严重时将导致间歇过大而泵漏。 严重时将导致间歇过大而泵漏。
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断脱点深 断脱点浅
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S活 S光
Power Point （97）动画设计 第8页
2011-8-22
7. 泵脱： 泵脱：
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在右下角形成不规则的环形“尾巴” 在右下角形成不规则的环形“尾巴”；
P小
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2011-8-22 Power Point （97）动画设计 第9页
8. 撞击固定凡尔罩或打捞头： 撞击固定凡尔罩或打捞头：