典型示功图分析及措施
典型示功图分析
L －断脱点距井口距离,m
q－每' 米抽油杆在液体中重量,KN/m r
h
h －示功图中线到横坐标的距离,mm
C －力比,KN/mm
6、油层出砂影响的示功图
油层出砂主要是因为地层胶接疏 松或生产压差过大，在生产过程中 使砂粒移动而成的。细小砂粒随着 油流进入泵内，使柱塞在整个行程 中或在某个区域，增加一个附加阻 力。上冲程附加阻力使悬点载荷增 加，下冲程附加阻力使悬点载荷减 小。由于砂粒在各处分布的大小不 同，影响的大小也不同，致使悬点 载荷会在短时间内发生多次急剧变 化。
内压力不能迅速提高，卸载变
慢，使排出阀滞后打开（ 图中
B
D '点）。
泵的余隙越大，进入泵内 的气量越多，则DD '线越长。
D' A线为下冲程柱塞有 效冲程。
特点：增载、卸载缓慢
A
o
B’ D'
C
D S
2、气体影响示功图
而当进泵气量很大而沉没压
力很低时，泵内气体处于反复 P
压缩和膨胀状态，吸入和排出
阀处于关闭状态，出现“气锁”
在此情况下的泵效:
B'C' S
A
漏失量越大， B′C D’ S
4、漏失影响的示功图
（1）排出部分漏失
当漏失量很大时，由于 P
漏失液对柱塞的“顶托”作
用很大，上冲程载荷远低于
B
最大载荷，如图中AC'"所示，
吸入阀始终是关闭的，泵的
排量等于零。
特点：卸载提前，增载缓慢。 左下角变尖，右上角变圆， A
5、抽油杆断脱影响的示功图
示功图的位置取决于断脱点的 位置：断脱点离井口越近，示功 图越接近横坐标(基线)，如右图 （1）所示；断脱点离井口越远， 示功图越接近最小理论载荷线， 如图（2）所示。
典型示功图分析(全)
AB—增载线（游动凡尔关闭，仅光杆上行，抽油杆伸长，油管收缩））
BC—活塞上行程线，也是最大载荷线（吸入线，固定凡尔打开）
CD—卸载线（固定凡尔关闭，仅光杆下行，抽油杆收缩，油管伸长）
DA—活塞下行程线，也是最小载荷线（排出线，游动凡尔打开）
ABC —驴头上行程线
CDA —驴头下行程线
0A—下冲程时光杆承受的最小静载荷
17
P 理论示功图
S活 S光
S λ
精选ppt
18
P 理论示功图
S活 S光
S λ
精选ppt
19
P 理论示功图
S活 S光
S λ
精选ppt
20
P 理论示功图
S活 S光
S λ
当弹性变形完毕，活塞开始下行，液体就通过游动凡 尔向活塞以上转移，此过程中，光杆所受的负荷不变，于 是画出直线DA，画成一个封闭的曲线，即为示功图。
在上移，但活塞相对于泵筒来说，实际未动，这样就画出示
功图中的AB斜直线，它表示光杆负载增加的过程，称为增载
线。
精选ppt
3
P 理论示功图
S活 S光
S λ
精选ppt
4
P
理论示功图 S
S活 S光
精选ppt
5
P 理论示功图
S活 S光
S λ
精选ppt
6
P 理论示功图
S活 S光
S λ
精选ppt
7
P 理论示功图
C
D S
28
1、气体影响示功图
P
而当进泵气量很大
而沉没压力很低时，泵
B
B’
C
内气体处于反复压缩和
膨胀状态，吸入和排出
典型示功图分析
B
不严密处（阀及柱塞与衬套
的间隙）漏到柱塞下部的工
作筒内，漏失速度随柱塞下
面压力的减小而增大。由于
漏失到柱塞下面的液体有向
上的“顶托”作用，悬点载
荷不能及时上升到最大值， 使加载缓慢。
A
o
C
D S
4、漏失影响的示功图
（1）排出部分漏失
P
随着悬点运动的加快，
B
“顶托”作用相对减小，直
到柱塞上行速度大于漏失速
P
特点：卸载线平行左移，液
B
面越低，左移距离越大。
下冲程由于泵筒中液体充不
满，悬点载荷不能立即减小，
只有当柱塞遇到液面时，才迅
速卸载，卸载线与增载线平行，
卸载点较理论示功图卸载点左
移（如图中D '点）
A
o
C
1
D'
D
S
3、充不满影响的示功图
有时，当柱塞碰到液面时，
产生振动，最小载荷线会出 P
现波浪线。
在此情况下的泵效计算公式为： A″
D' A'
S光
A A'
o
S光
C
D'
D
S
4、漏失影响的示功图
（2）吸入部分漏失
当吸入阀严重漏失时， 排出阀一直不能打开， 悬点不能卸载。示功图 位于最大理论载荷线附 近。由于摩擦力的存在， 示功图成条带状（如右 图所示）。
B’ B
上冲程，吸入部分漏失不影响
泵的工作，示功图形状与理论示
功图形状相近。
A″
特点：增载提前，卸载缓慢。
右上角变尖，左下角变圆，为 A
A'
一向下的拱形。
典型示功图的分析应用
示功图定义与重要性
定义
示功图是指内燃机气缸压力随曲轴转角变化的图形表示，通过测量内燃机在工作过程中的气缸压力和对应曲轴转 角，可以获得示功图。
重要性
示功图是内燃机工作状态和性能的重要表征，通过分析示功图，可以了解内燃机的燃烧过程、气缸内气体压力变 化、机械效率以及可能存在的故障和问题。因此，示功图分析对于内燃机的优化设计、性能提升和故障诊断具有 重要意义。
典型示功图的特征
连续性
典型示功图在描述发动机 性能时，应保持连续性， 避免出现断点或跳跃。
准确性
典型示功图应准确地反映 发动机的实际性能，避免 误差过大。
可视化
典型示功图应易于理解， 方便用户查看和比较不同 发动机的性能。
03 典型示功图的分析方法
CHAPTER
示功图分析的基本步骤
数据处理
对收集到的数据进行预处理， 如滤波、去噪等，以提取出有 用的信息。
VS
详细描述
某设备在长期运行过程中，由于各种因素 的影响，工作状态逐渐下降。为了解决这 一问题，采用示功图分析技术，对设备的 工作状态进行实时监测和评估。通过对示 功图的深入分析，发现设备运行中的异常 情况，及时调整维护策略，优化运行方式 ，最终提高了设备的使用寿命和稳定性。
案例三：某系统的示功图故障诊断
典型示功图的分析应用
目录
CONTENTS
• 引言 • 典型示功图介绍 • 典型示功图的分析方法 • 典型示功图的应用场景 • 案例分析 • 总结与展望
01 引言
CHAPTER
目的和背景
目的
通过对典型示功图的分析，了解内燃机的工作状态和性能，为优化内燃机设计 和提高其效率提供依据。
背景
内燃机在现代工业和交通领域中广泛应用，其性能和效率对整个系统的运行具 有重要影响。示功图作为内燃机工作状态的重要表征，对其进行准确分析是提 高内燃机性能的关键。
典型示功图分析(全)
理论示功图
理论示功图就是认为光杆只承受抽油杆柱与活塞截面积以上液柱的静 载荷时，理论上所得到的示功图。 深井泵质量合格，工作正常。 不考虑活塞在上、下冲程中，抽油杆柱所受到的摩擦力、惯性力、 震动载荷与冲击载荷等的影响，假设力在抽油杆柱中的传递是瞬 间的，凡尔的起落也是瞬间的。 抽油设备在工作中，不受砂、蜡、水、气等因素的影响，认为进 入泵内的液体不可压缩。 油井没有连抽带喷现象。 油井供液能力充足，泵能够完全充满 。
A—驴头下死点位置 B—固定阀打开，游动阀关闭，活塞开始上行程 C—驴头上死点，活塞运行到最高点 D—固定阀关闭，游动阀打开，活塞开始下行程 S—光杆冲程 ， m S活—活塞冲程， m P—光杆负荷， KN P’杆—抽油杆在液体中质量， KN P’液—柱塞以上液柱质量， KN P静—光杆承受最大静负荷， KN λ—冲程损失，m λ= λ1+ λ2 λ1—抽油杆伸缩长度，m λ2—油管伸缩长度，m AB—增载线（游动凡尔关闭，仅光杆上行，抽油杆伸长，油管收缩）） BC—活塞上行程线，也是最大载荷线（吸入线，固定凡尔打开） CD—卸载线（固定凡尔关闭，仅光杆下行，抽油杆收缩，油管伸长） DA—活塞下行程线，也是最小载荷线（排出线，游动凡尔打开） ABC —驴头上行程线 CDA —驴头下行程线 0A—下冲程时光杆承受的最小静载荷 0B1—上冲程时光杆承受的最大静载荷
B
C
D'
D
S
2、充不满影响的示功图
P
有时，当柱塞碰到液面 时，由于振动，最小载荷线 会出现波浪线。充不满程度 越严重，则卸载线越往左移。
B
C3Βιβλιοθήκη 21AD´
D
S
2、充不满影响的示功图
图形右下缺一块， 增载正常卸载慢。
第3讲 典型示功图
此图为防冲距太小，柱塞在下冲程近下死点 处发生硬性碰泵的示功图。 对于这类井应该及时停抽，重对防冲距，避 石油大学 免长时间碰泵而撞掉泵筒发生落井事故。
标准地面示功图
此图是柱塞与缸套之间的间隙磨大后所测的示功 图。 特征是在上冲程运动时曲线产生“斜下”现象。 该井需要作业换泵。 石油大学
标准地面示功图
此图是泵的缸套被磨坏、“拉槽”， 上，下曲线呈对称性缺损面积。
标准地面示功图
此图表明柱塞在上行过程中脱出 工作筒，需要下放光杆，对小防 冲距。 石油大学
标准地面示功图
此图为上碰特征，使用杆式泵时可见右上 方长角。
此种情况防冲距过大，内工作筒漏油，油井不可 能出油，要求对小防冲距。 石油大学
标准地面示功图
标准地面示功图
此图是表示泵挂较深的井。 原因是冲数快造成动载增大，冲程损 失增加最终导致图形倾斜。 石油大学
对于这类井应以调慢冲数生产为好。
标准地面示功图
此图是为泵固定阀漏失的示功图。 特征为示功图左下方呈圆形缺损(无气体影 响时右下角也呈圆形)。 如果阀或阀座被严重刺坏时，不出油，下 石油大学 行曲线呈图中虚线形状。
措施地质方面研究解决注采协调或是油层改造工程方面则要调查井筒内有否砂堵蜡堵盐堵或井下落物堵下泵数据是否保证有合理的沉没度等标准地面示功图石油大学此图为多气油井特征
示功图的理论基础和图形特征
吴晓东
中国石油大学
二、标准地面示功图
标准地面示功图
此图为最理想的地面示功图(无气， 多水，供液充足的正常示功图)，充满 系数100％，特征为平行。
此图图为斜形向上的“黄瓜状’示功图，属于柱 塞卡死在泵筒内不动，上、下冲程只是拉伸杆柱。
若活塞卡死在冲程中部位置，就象此图； 若柱塞卡死在冲程下部，图形位置比这还高； 石油大学 若柱塞卡死在冲程上部，图形位置比该图要低。
典型示功图分析及解决措施详解
材料在受到外力作用时产生变形或者尺寸的变化，而且能够恢复的变形叫做弹性变形。
弹性变形的重要特征是其可逆性,即受力作用后产生变形,卸除载荷后,变形消失。
特点：平行四边形特点：右下角圆弧形缺失。
在上下行程过程中，进入泵中的气体越多，对深井泵的影响越大，严重时，游动阀关不上，固定阀打不开，形成气锁。
当抽油井气体影响或已经气锁时，我们应采取以下措施：1、放掉套管气；2、在套压闸门处安装“定压放气阀”。
“定压放气阀”可根据设定压力自动释放井底气体，维持平稳的生产压差防止气体进入泵内影响泵的正常生产。
特点：刀把形，充满程度越差，刀把越长。
当抽油井“供液不足”时，我们应采取以下措施：1、加强注水,补充地层能量，从而提高油井地层供液能力；2、合理下调冲次；3、根据地层供液，在作业时换小泵、加深泵挂深度。
4、高压泵车洗井，解决近井地带堵塞。
气体影响供液不足特点：左边尖，右边圆滑。
井名：风24-13日期：2009-7-5冲程：5.0m最大载荷：82.32KN 冲次：2.76/min 最小载荷：43.27KN当抽油井“排出部分漏失”时，我们应采取以下措施：1、由于砂、蜡影响造成排出部分漏失的，可以采取碰泵或洗井进行解决。
2、以上措施无效时就应进行小修作业换泵来解决了。
特点：左边圆滑，右边尖。
当抽油井“吸入部分漏失”时，我们应采取以下措施：1、由于砂、蜡影响造成吸入部分漏失的，可以采取碰泵或洗井进行解决。
2、以上措施无效时就应进行小修作业换泵来解决了。
特点：两头尖排出部分漏失吸入部分漏失冲程：4.61m 最大载荷：82.83KN冲次：3.70l/min最小载荷：40.11KN 井名：风31-18日期：2008-1-20双阀漏失井名：风31-18日期：2008-4-15冲程：4.61m 最大载荷：55.62KN 冲次：3.70l/min 最小载荷：32.15KN特点：实际最大载荷低于理论最大载荷线。
当抽油井“油管漏失”时，我们应采取以下措施：1、漏失不严重时可适当调快冲次（如果因杆管偏磨造成的油管漏失则不可以调快冲次）；2、漏失严重的需要小修作业修复。
典型示功图具体分析(2)
典型示功图具体分析1．泵工作正常时的示功图和理论示功图的差异不大，均为一近似的平行四边形，除了由于抽油机设备的轻微振动引起的一些微小波纹外，其它因素影响在图上显示不明显。
2．气体影响时的示功图由点到面在下冲程末余隙内还存在一定数量的溶解气和压缩气，上冲程开始后泵内压力因气体的膨胀而不能很快降低，使吸入凡尔打开滞后，加载变慢，余隙越大，残存的气量越多，泵进口压力越低，则吸入凡尔打开滞后的越多。
特点：下冲程时，气体受压缩，泵内压力不能迅速提高，使排出凡尔滞后打开，卸载变慢，泵的余隙越大，进入泵内的气量越多，卸载线越长“示功图”的刀把越明显。
3．气锁现象时的示功图是指大量气体进入泵内后，引起游动凡尔、固定凡尔均失效，活塞对气体起压缩和膨胀的作用，泵排不出油。
4．供液不足时的示功图沉没度小，供油不足，使液体不能充满工作筒。
下冲程中悬点载荷不能立即减小，只有当活塞遇到液面时，才迅速卸载，所以，卸载线较气体影响的卸载线陡而直。
5．油井出砂时的示功图油井大量出砂，油流携带着砂子冲刺，载荷受砂卡原因呈不规则毛刺现象；致使工作筒、活塞、凡尔等磨损，导致泵效降低，严重时固定凡尔或游动凡尔砂卡或砂埋，直接影响泵效。
6．油井结蜡时的示功图由于活塞上行时，泵内压力下降，在泵的入口处及泵内极易结蜡，使油流阻力增大，光杆负荷增大，引起凡尔失灵或卡死凡尔、活塞，堵死油管等现象。
7．抽油杆断脱时的示功图抽油杆断脱后的悬点载荷实际上是断脱点以上的抽油杆柱重量，只是由于摩擦力才使载荷线不重合。
8．连抽带喷时的示功图具有一定自喷能力的抽油井，抽汲实际上只起诱喷和助喷作用。
特点：在抽汲过程中，游动凡尔和固定凡尔处于同时打开状态，液柱载荷基本上加不到悬点，示功图的位置和载荷变化的大小取决于喷势的强弱及抽汲流体的粘度。
9．固定凡尔漏失时的示功图固定凡尔球和凡尔座配合不严，凡尔座锥体装配不紧，凡尔罩内落入脏物或蜡卡着凡尔球等而造成的漏失，典型表现为加载和减载缓慢，呈弧形，减载更严重。
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典型示功图分析及措施
1、
措施：
（1）在作业时下防砂卡泵，挤固砂剂
（2）平稳放套压，防止油层激动出砂
（3）作业冲砂
（4）尽量避免停井，停井时停在上死点
措施：
（1）大排量热洗
（2）碰泵
（3）检泵
措施：
（1）碰泵
（2）大排量热洗
（3）检泵
双凡尔失效：
措施：
（1）碰泵
（2）大排量热洗
（3）检泵
5
措施：
（1）采用井筒加热装置，如电热杆、热电缆
8、上挂：
措施：调小防冲距
9、活塞部分脱出工作筒：
（2） 调小冲次
（3） 加强对应注水井的注水量 （4） 间歇开井
11、抽油杆断脱：
措施：
（1） 检泵查换杆 （2） 对扣
（3） 加强清防蜡工作 12、连抽带喷：
措施：
（1） 下大泵或上提泵挂 （2） 间抽诱喷
（3） 采取合理参数，保持正常生产
（3）装气锚
（4）停抽时停在下死点
（5）尽量调小防冲距，缩小余隙容积
14、出水：
措施：
（1
（2
15、气锁：
原因是在上下冲程中，只对气体进行压缩，固定凡尔和游动凡尔都打不开措施与气体影响相同
（2）定期热洗
（3）下防蜡装置
（4）装井口掺水流程
（5）使用玻璃油管或涂料油管防蜡17
（1）。