油水井及示功图分析(完)
(完整)抽油机井示功图分析
下步措施: 控气
或调整防冲距
（3）、供液不足: 特点: 其卸载线与气体影响的卸载线相比较，陡而直 下步措施: 间开、优化生产参数或注汽
供液不足
（4）、泵漏失对示功图的影响特点: 游动凡尔漏失: 上冲程悬点载荷不能及时上升到最大值，使加载变缓， 上冲程后半冲程悬点载荷提前卸载
工作筒内衬套乱
结论
1、示功图分析影响因素多，需要结合油井实际生产 资料进行综合分析。
2、示功图分析为管杆优化设计和提高抽油机系统效 率提供参考。
3、抽油机示功图分析是油水井分析的依据，有助于 我们有针对性提出日常科学管理措施。
4、示功图分析结合综合评价软件可实现油井智能化 控制。
2 、抽油机采油系统的工作流程
系统工作时, 电动机通过皮带和减速 器带动曲柄作圆周运动, 曲柄通过连杆机 构的游梁, 以支架上的轴承为支点做上下 摆动, 通过驴头把游梁前端的往复摆动转 变为悬点的上下往复运动, 悬点带动抽油 杆柱、抽油泵柱塞做上下往复直线运动, 实现机械采油。
当活塞上行时, 活塞上的游动阀关闭, 泵筒上的固定阀打开, 井筒中的油液进入 泵筒, 同时柱塞之上的一部分液体排入地 面输油管线, 活塞下行时, 游动阀打开, 固 定阀关闭, 活塞之下抽油泵泵筒内的液体 进入油管内, 如此循环工作, 井液就源源不 断地被采出。
kN kN
80 70 60 50 40 30 20 10 0 80 70 60 50 40 30 20 10 0
0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 m
0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 m
整改措施:（1）对地层能量不足的井, 要选择合理地 工作制度, 如调小生产参数, 换小泵, 也可采取间隙 抽油的管理方式。（2）根据油层实际条件, 也可以采 取压裂或酸化油层, 提高油层供液能力的方法。
油水井及示功图分析(完)
当柱塞速度大于漏 失速度后，泵内压力大 于液柱压力，将排出阀 打开而卸去液柱载荷。
3.吸入部分漏失（固定阀）
下冲程后半冲程柱塞速度减小，当小于漏失速度时，泵内压力降 低使游动阀提前关闭(点A’)，悬点提前加载。到达下死点时，悬 点载荷已增加到AA”。
• 上冲程：无影响
液击现象：泵充不满生产时，柱塞与 泵内液面撞击引起抽油设备受力急剧 变化的现象。
充不满的示功图
2.排出部分的漏失（游动阀）
上冲程前半冲程——泵内压力 降低，在柱塞两端产生压差作 用下，柱塞上面的液体漏到柱 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，所以悬点 载荷不能及时上升到最大值，使加载缓慢。在柱塞上行速度大于漏 失速度的瞬间，悬点载荷达到最大静载荷。
2.排出部分的漏失（游动阀）
上冲程后半冲程——活塞上行速度逐渐减慢，在柱塞速度小于漏失 速度瞬间(C’)点，又出现了漏失液体的“顶托”作用，使悬点负荷 提前卸载。到上死点时悬点载荷已降至C”。
下冲程：无影响。
游动阀严重漏失时，固定阀始 终关闭，泵的排量等于零，如 AC'''。
3.吸入部分漏失（固定阀）
喷势强、油稀带喷
喷势弱、油稠带喷
5.连抽带喷的示功图 P λ
P大
P小
S活 S光
喷势小 喷势大
S
6.抽油杆断脱
抽油杆断脱 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，才使上下载荷线不重合。图形的位置取决于断脱 点的位置。
7.碰泵的示功图
油井实测示功图解释大全
油井实测⽰功图解释⼤全六、解释抽油机井理论⽰功图A-驴头位于下死点 D点卸载终⽌点 C-驴头位于上死点AB-增载线 CD-卸载线B-吸⼊凡尔打开，游动凡尔关闭点增载终⽌点λ+λ-冲程损失（抽油杆伸长及油管缩短之和）D-固定凡尔关闭，游动凡尔打开点BC-活塞冲程上⾏程线也是最⼤负荷线AD- 下⾏程线也是最⼩负荷线 B1C-光杆冲程OA-抽油杆在液体中重量 AB1-活塞以上液柱重量ABCD-抽油泵所做的功七、实测⽰功图的解释（1）图1为其它因素影响不⼤，深井泵⼯作正常时测得的⽰功图。
这类图形共同特点是和理论⽰功图的差异不⼤，均为⼀近似的平⾏四边形。
（2）图2为供液不⾜的典型⽰功图。
理论根据：活塞下⾏时，由于泵内没有完全充满，游动凡尔打不开，当活塞下⾏撞击到液⾯游动凡尔才打开，光杆突然卸载。
该图的增载线和卸载线相互平⾏。
（3）图3为供液极差的典型⽰功图。
理论根据：活塞⾏⾄接近下死点时，才能接触到液⾯，使光杆卸载，但由于活塞刚接触到液⾯，上冲程⼜开始，液体来不及进⼊活塞以上，所以泵效极低。
（4）图4为⽓体影响的典型⽰功图。
理论根据：在活塞上⾏时，泵内压⼒降低，溶解⽓从⽯油中分离出来，由于⽓体膨胀，给活塞⼀个推动⼒，使增载过程变缓。
当活塞下⾏时，活塞压缩泵内⽓体，使泵内压⼒逐渐增⼤，直到被压缩的⽓体压⼒⼤于活塞以上液柱压⼒时，游动凡尔才能打开。
因此，光杆卸载较正常卸载缓慢。
卸载线成为⼀条弯曲的弧线。
（5）图5为“⽓锁”的典型⽰功图。
所谓“⽓锁”是指⼤量⽓体进⼊泵内后，引起游动凡尔、固定凡尔均失效，活塞只是上下往复压缩⽓体，泵不排液。
（6）图6为游动凡尔漏失的典型⽰功图。
当光杆开始上⾏时，由于游动凡尔漏失泵筒内压⼒升⾼，给活塞⼀个向上的顶托⼒，使光杆负荷不能迅速增加到最⼤理论值，使增载迟缓，增载线是⼀条斜率较⼩的曲线。
卸载线变陡，两上⾓变圆。
（7）图7为游动凡尔失灵，油井不出油的典型⽰功图。
图形呈窄条状，整个图形靠近下负荷线。
抽油机井示功图诊断及分析
加载变缓
功图与工况
6.3 双阀尔漏失
此图属于泵的游动阀和 固定阀都发生严重漏失时 的示功图。
特征为上行曲线呈凸状， 下行曲线呈凹状，油井不 出油，需要检泵。
针对凡尔漏失的油井，一 般的碰泵、洗井不能解决， 只有检换泵；但定期清洁， 对油井除蜡除脏、洗井， 可以延缓检泵时间，延长 泵的使用寿命。
功图与工况
实际生产中抽油杆是要承受静载和 动载的。由于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 是动载荷影响的值。如下图所示。
功图与工况
由于动载荷的影响，示功图的上、下行程不是水平 的，但只要bc//da,而且ab//cd，就是泵工作正常。否则就 是泵出现了问题。
对受气体影响较大的井或易 发生气锁的井应尽可能加深泵挂， 增大泵的沉没度，大泵径长冲程 机抽，特别是防冲距要调到最小， 尽量减小余隙体积；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。
功图与工况
气锁现象：属于气体影响的
特殊现象，由于气体大量进入 泵筒，上冲程时气体膨胀，全 部占满柱塞让出的容积，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”。解决？
功图与工况
3. 油稠
此图的上、下行曲
线呈凸状。
原因系油稠，由于上、
下冲程的行程中间速度
较快，阻力增大所致。
六 区
特征：工图圆滑
Байду номын сангаас
14-65
对于油稠的抽油井应 稠
油井计量原理及功图分析(1)
油井产液量计量原理目前，我厂已经在40多口抽油井、自喷井以及注水井上推广应用了微功耗无线变送器油水井井口自动计量装置，应用范围涉及6个采油队。
这套系统最基本的求产原理、示功图以及泵功图的定性分析有必要向各采油队技术人员做如下介绍，希望能对各位分析油井的生产状况起到作用。
(一)游梁式抽油机井功图法求产原理抽油井示功图的纵坐标为光杆（露出地面，通过悬绳器与驴头连接的第一根光滑的抽油杆）在抽油过程中受力的载荷坐标，横坐标为抽油杆上、下行程时的位移坐标。
抽油机驴头所悬拄的悬绳器承受光杆和井下全部抽油杆柱，并带动最下部有杆泵的柱塞作上、下运动，即一个周期。
相应地可画出一个载荷与位移的函数关系曲线，即示功图。
抽油井生产情况千变万化，井下泵况相当复杂，只有通过自动量油技术或动力仪、诊断仪测得反映有杆泵工作状况的示功图，只有掌握了诊断技术，才能分析和管理好抽油井。
采油二厂管辖的油田抽油机井目前已经有30多口井采用了“功图法”自动计量，相比较采用分离器求产，由于受各种因素影响求产波动较大，而且求产时间较长，不利于快速、准确、及时掌握油井生产动态，直接关系到油田的稳产，流量计或分离器的检修，也大量增加油气操作成本；以往在油田产量紧张时，大多是技术人员通过繁重的油水井大调查工作来摸清所辖井的生产情况，费时费力，其中个别油井因工程技术人员水平差异而无法进行定论，不但增加了井下作业工作量，也存在一定程度的误诊，漏诊，给油田生产造成极大不便。
通过示功图求产可以解决常期困绕油田的各类机采井求产、诊断和综合评判中存在的问题，在一定程度上不仅解决油井的求产困难，而且减轻采油工作者劳动强度。
自动计量系统油井产量提供了一个快速、准确测算方法，使决策部门能够对我厂所辖油井实现宏观上的控制和决策。
1.理论示功图特征分析在实际的示功图分析工作中，为便于分析常常要拿理论示功图与实测示功图进行对比，从中分析该油井的工作状况。
下面就先来了解一下理论示功图的绘制和解释。
抽油井示功图的分析及应用ppt课件(共36张PPT)
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
6.计算充满系数的地面示功图〔图 7）
图7中柱塞的有效行程可以在图 中冲程曲线段上量出，而泵的充满部分可 以在下冲程曲线中量得。确定泵的充满系 数即AE/BC〔小于1），泵的排出系数即 AE/AC=充满部分/光杆冲程。
图7 计算充满系数的地面示功图
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
②游动凡尔漏失的示功图
图13为实测游动凡尔漏失的 示功图。
图13 游动凡尔漏失时的示功图
排出部分漏失包括：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。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
通过对所测近1000余份定向井有效功图进行收集、整理、归类，并结全油 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存在的问题，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。
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 该井出油不好，固定凡尔漏。 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。
③双凡尔漏失 2、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。
国内目前所用的理论示功图〔图2）
抽油机井典型示功图分析201004
理论示功图 实测示功图
典型示功图分析
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。
理论示功图 实测示功图
解决的方法:
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。
典型示功图分析
3. 泵工作正常但供液不足 图型特征∶卸载线和加载线平行，越
生在粘性液体中，所以为阻 尼振动。叠加之后上下线出 A’
现逐渐减弱的波浪线。
A
B’
’
B
C
C’
D D’
S
考虑惯性和振动后的理论示功图
解决的方法:
在满足生产的条件下,尽量选 择低冲次.
总结
前面所讲的示功图分析，往往只能对系统的 工作状况做某些定性分析，而无法做出定量的判 断。在深井快速抽吸的条件下，由于泵的工作状 况（活塞负荷的变化）要通过上千米的抽油杆柱 传递到地面上，在传递过程中，因抽油杆柱的震 动等因素，使载荷的变化复杂化。
现在，通过数学方法将地面示功图转换成泵 示功图进行的分析诊断技术，可消除地面示功图 分析中许多不定因素，简化了解释工作，大大地 提高了抽油系统工况的分析水平。
思考题
1、理论示功图的概念. 2、掌握十三种典型示功图的特征、并能进 行成因分析并提出解决措施.
油井计量原理及功图分析
油井产液量计量原理
目前，我厂已经在40多口抽油井、自喷井和注水井上推行应用了微功耗无线变送器油水井井口自动计量装置，应用范围涉及6个采油队。
这套系统最大体的求产原理、示功图和泵功图的定性分析有必要向各采油队技术人员做如下介绍，希望能对列位分析油井的生产状况起到作用。
(一)游梁式抽油机井功图法求产原理
抽油井示功图的纵坐标为光杆（露出地面，通过悬绳器与驴头连接的第一根滑腻的抽油杆）在抽油进程中受力的载荷坐标，横坐标为抽油杆上、下行程时的位移坐标。
抽油机驴头所悬拄的悬绳器经受光杆和井下全数抽油杆柱，并带动最下部有杆泵的柱塞作上、下运动，即一个周期。
相应地可画出一个载荷与位移的函数关系曲线，即示功图。
抽油井生产情形千变万化，井下泵况相当复杂，只有通过自动量油技术或动力仪、诊断仪测得反映有杆泵工作状况的示功图，只有把握了诊断技术，才能分析和治理好抽油井。
采油二厂管辖的油田抽油机井目前已经有30多口井采纳了“功图法”自动计量，相较较采纳分离器求产，由于受各类因素阻碍求产波动较大，而且求产时刻较长，无益于快速、准确、及时把握油井生产动态，直接关系到油田的稳产，流量计或分离器的检修，也大量增加油气操作本钱；以往在油田产量紧张时，大多是技术人员通过繁重的油水井大调查工作来摸清所辖井的生产情形，费时费力，其中个别油井因工程技术人员水平不同而无法进行定论，不但增加了井下作业工作量，也存在必然程度的误诊，漏诊，给油田生产造成极大不便。
通过示功图求产能够。
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1.气体和充不满对示功图的影响
①气体影响示功图 泵的余隙越大，进入泵内 的气量越多，则线DD’越长， 示功图的“刀把”越明显。
气锁
有气体影响的示功图
1.气体和充不满对示功图的影响
①气体影响示功图
上冲程：由于在下冲程末余隙内还残存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，使固定阀打开 滞后，游动阀关闭迟缓(点B’)，加载变慢。余隙越大，残存的气量 越多，BB’线越长。 •下冲程：气体受压缩，泵内 压力不能迅速提高，使排出阀 滞后打开 ( 点D’)，卸载变慢 (CD’)。
下冲程开始后，由于固定阀漏失使泵内压力不能及时提高， 延缓了卸载过程，排出阀不能及时打开。
当柱塞速度大于漏 失速度后，泵内压力大 于液柱压力，将排出阀 打开而卸去液柱载荷。
3.吸入部分漏失（固定阀）
下冲程后半冲程柱塞速度减小，当小于漏失速度时，泵内压力降 低使游动阀提前关闭(点A’)，悬点提前加载。到达下死点时，悬 点载荷已增加到AA”。
CD为卸载过程，游动阀和固定 阀处于关闭状态；在D点卸载完 毕，变形结束，柱塞与泵筒发生 向下相对位移，游动阀被顶开、 排出液体。
DA为排出过程，固定阀处于关 闭状态。 静载理论示功图
1.静载荷作用下的理论示功图
光杆和活塞都在上行 P λ
P液 0.00981
2 D活塞
4
H 吸 r液
光杆 开始 上行 但活 塞还 未运 动的 瞬间 --光 杆加 载
示功图：是载荷随位移的变化关系曲线所构成的封闭曲线图。 地面示功图或光杆示功图：悬点载荷与位移关系的示功图。
1.静载荷作用下的理论示功图
ABC为上冲程 静载荷变化线。
CDA为下冲 程静载荷变化 线。
静载理论示功图
1.静载荷作用下的理论示功图
AB为加载过程，游动阀和固定阀处于关闭状态；在B点加载完毕，变 形结束，柱塞与泵筒开始发生相对位移，固定阀打开而吸入液体。 BC为吸入过程（BC=sP为泵的冲程），游动阀处于关闭状态。
P
P大
λ
P小
S
S活
S光
8.排液系统堵塞或回压高的示功图
a.上下负载线均超过理论值；b. 堵塞越严重超值越大。
P
P大
λ
堵塞较重 堵塞较轻
P小
S
S活 S光
9.出砂的示功图
a.上下行负载线均出现不规则锯齿尖峰；b. 加载线和减载 线振动强烈；c. 严重时将导致间隙过大而泵漏。
P
P大
λ
P小
S
S活
S光
10.结蜡的示功图
当吸入阀严重漏失时，排出阀 一直不能打开，悬点不能卸载。
上冲程：无影响。
4.柱塞遇卡的示功图
上冲程，首先将被压缩而弯曲的抽油杆柱拉直，到达卡死点后，抽 油杆受拉而伸长。 下冲程，先是恢复弹性变形，到达卡死点后，抽油杆被压缩而发生 弯曲。
活塞卡在泵筒中部
5.连抽带喷的示功图
在抽汲过程中，游动阀和固定阀处于同时打开状态，液柱载 荷基本加不到悬点。示功图的位臵和载荷变化的大小取决于喷势 的强弱及抽汲液体的粘度。
P大
P大 P液 P杆
P小
P小 P杆
理论示功图
P杆 0.00981
2 D杆
4
H 吸 (r钢 r液 )
S S光
S活
光杆 开始 下行 但活 塞还 未运 动的 瞬间 --光 杆卸 载
光杆和活塞都在下行
2.考虑惯性、振动载荷后的理论示功图
考虑惯性和振动后的理论示功图
典型示功图：某一因素的影响十分明显，其形状代表了该因素影响下的 基本特征的示功图。
2.排出部分的漏失（游动阀）
上冲程后半冲程——活塞上行速度逐渐减慢，在柱塞速度小于漏失 速度瞬间(C’)点，又出现了漏失液体的“顶托”作用，使悬点负荷 提前卸载。到上死点时悬点载荷已降至C”。
下冲程：无影响。 游动阀严重漏失时，固定阀始 终关闭，泵的排量等于零，如 AC'''。
3.吸入部分漏失（固定阀）
喷势强、油稀带喷
喷势弱、油稠带喷
5.连抽带喷的示功图 P λ
喷势小 P小 喷势大
P大
S
S活 S光
6.抽油杆断脱
抽油杆断脱 抽油杆断脱后的悬点来自荷实际上是断脱点以上的抽油杆柱重量， 只是由于摩擦力，才使上下载荷线不重合。图形的位臵取决于断脱 点的位臵。
7.碰泵的示功图
a.在左下角形成不规则的环形“尾巴”；b. 由于撞击导致游动凡 尔跳动而漏失，使加载线呈平缓向上凹的曲线。
a.上下行负载线均出现不规则圆弧波；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；
P
P大
λ
P小
S
S活 S光
11.其它示功图
吸入阀和排出阀同时漏失
抽油杆断脱
出砂井
结蜡井
变化的现象。
充不满的示功图
2.排出部分的漏失（游动阀）
上冲程前半冲程——泵内压力 降低，在柱塞两端产生压差作 用下，柱塞上面的液体漏到柱 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，所以悬点 载荷不能及时上升到最大值，使加载缓慢。在柱塞上行速度大于漏 失速度的瞬间，悬点载荷达到最大静载荷。
有气体影响的示功图
1.气体和充不满对示功图的影响
②充不满影响的示功图
充不满现象：地层产液在上冲程末未充满泵筒的现象。 • 下冲程：悬点载荷不能立即减小， 只有当柱塞遇到液面时，则迅速 卸载。 当柱塞碰到液面时，因振动载荷线 会出现波浪。 • 上冲程：无影响
液击现象：泵充不满生产时，柱塞与
泵内液面撞击引起抽油设备受力急剧