典型示功图学习
典型示功图学习二零一一年十月
示功图的原理及典型示功图
一、深井泵的工作原理：
抽油泵主要由泵筒、柱塞、固定阀
和游动阀四部分组成。泵筒即为缸套， 其内装有带游动阀的柱塞。柱塞与泵筒
形成密封，用于从泵筒内排出液体。固
定阀为泵的吸入阀，一般为球座型单流 阀，抽油过程中该阀位置固定。游动阀
为泵的排出阀，它随柱塞运动。柱塞上
下运动一次称为一个冲程，也称为一个抽
吸周期，在这一个周期中完成了泵进液和
排液的两个过程。
1 2 3 4 5
如上图，活塞运动从1－3为上冲程（驴头从下死点至上死点），是泵的进液过程；从3－5为下冲程（驴头从上死点至下死点），是泵的排液过程。
当活塞上行时，游动阀受油管内活塞以上液柱的压力而关闭。与此同时，固定阀由于泵内压力下降，被油套环形空间液柱压力顶开，井内液体进入泵筒内，充满活塞上行让出的空间。（如图左）
当活塞下行时，由于泵内液柱受压，压力增高，而使固定阀关闭。当泵筒内压力超过油管内液柱压力时，游动阀即被顶开，液体从泵筒内经过空心活塞上行至油管。（如图右）
这样活塞的上下运动就完成了一次泵的进液和排液过程。抽油机驴头的上下运动带动活塞在泵筒内的上下运动。这种不断运动使得游
动阀和固定阀不断交替关闭和打开，井内液体不断进入泵内，再不断进入油管，最后到达地面。
二、示功图
1、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。
示功图包括实际和理论两种，在实际工作中是以实测示功图作为分析抽油泵工作状况的主要依据。由于抽油井的情况较为复杂，在生产过程中，抽油泵将受到制造质量、以及砂、蜡、水、气、稠油和腐蚀等因素的综合影响，在分析过程中既要依据示功图和油井的各种资料作全面分析，又要找出影响示功图的主要因素。
2、理论示功图
该理论经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光杆只承受抽油杆柱与活塞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。
理论示功图的产生的各线段代表的意义与解释：
S光为光杆冲程（m）；P杆为抽油杆在井内液体中的质量（kg）；S活为活塞行程（m）；P液为活塞以上液柱的质量（kg）；P静为光杆所承
受的最大静载荷（kg）；λ1为抽油杆伸缩长度（m）；λ2为油管伸缩长度（m）；λ为冲程损失（m）；AB为增载线，CD为卸载线，BC为活塞上行程线，DA为活塞下行程线。ABCD所圈闭的面积的大小表示泵做功多少，泵做功的数值等于理论排量乘以排出系数。弹性理论示功图成图形就是泵工况的演变过程。
理论示功图
功图形成原理：A点为驴头的下死点和活塞上行时的起始点。当活塞上行时游动阀受油管内液柱压力和自重作用而关闭，使原油管内所受的液柱质量转移在抽油杆柱和活塞上，造成抽油杆产生的拉力伸长而油管缩短，就产生了AB倾斜线，同时产生冲程损失，此时柱塞相对驴头上行而并未产生上行位移，只是加载过程，因此叫增载线。抽油杆上行到B点时抽油杆弹性形变结束，柱塞开始上行程，由于柱塞在上行程排液过程所承受的液柱质量基本不变，所以可画出BC水平线段。当光杆运行到C点上行程结束，下行程开始，完成一个排油过程。C点是上下行程杆柱受力的交换点，光杆开始下行的瞬间游动阀打开，固定阀关闭，此时抽油杆柱塞上的液柱质量，由抽油杆柱塞转
换到泵筒固定阀（即油管）上，所以油管伸长，抽油杆缩短，此时柱塞相对于驴头光杆初始下行时并未产生实际位移，泵筒内液体并未进入柱塞空间，是泵柱塞卸载的过程，即产生CD卸载倾斜线，同时形成DD`冲程损失。光杆继续下行到D点时油管、抽油杆弹性变形结束，柱塞开始下行，由于柱塞杆柱以上的质量不变，所以画出水平的DA 活塞下行程线，再到A点结束完成一个油液转入油管的过程。这样抽油泵在上下一个冲程中完成了排油和进油的过程，就画出了ABCD四边平行的的图形，图形所圈闭面积的大小表示了深井泵做功的多少。
3、典型示功图
（1）、正常功图（供液充足）
（2）、供液不足功图特征:图形右下角缺一部分。
（3）、气体影响功图特征：卸载缓慢。
气锁：当泵被气体充满，出现气锁时，图形成双抛物线状。
（4）、抽油杆断脱（泵筒脱落）
特征：图形近于水平状，不出液，载荷下降。
（5）、泵受卡阻时示功图
特征：功图出现锯齿状，波峰尖变化快。
（6）、泵卡死时示功图
特征：图形斜直载荷增
（7）、凡尔漏失
①游动阀漏失：增载线与卸载线不
平行，增载缓慢卸载快。
②固定阀漏失：增载线与卸载线
不平行，卸载缓慢增载快。
③游动阀和固定阀都漏失：整个图形呈椭圆状。见下图。
（8）、游动阀关闭迟缓
特征：图形左下少一块，关闭迟缓
行程减。见右图。
（9）、惯性载荷大和振动载荷大造
成的示功图
惯性载荷大特征是图形发生偏转（如上图左）；振动载荷大特征是图形出现阻尼线，波峰由大到平缓（如上图右）。
（10）、碰泵功图
柱塞下碰特征：图形左下角出现圆
圈。如右图
上死点碰挂特征：上死点处载荷突
然增加，这是光杆与驴头有碰挂造成
的。如左图。
（11）、脱筒
防冲距过大，造成活塞拔出泵筒。图形
特征表现为：左右曲线不对称，上行程
至上死点时突然卸载。
（12）、油管和油杆结蜡
表现特征：光杆上行时由于结蜡所引起的附加阻力，使负荷在整个上冲程中都超过了最大理论值，光杆下行时，又由于结蜡阻碍负荷立即减小，当到达结蜡严重部位，负荷就很快降到最小理论值，所以结蜡的示功图比理论功图要肥胖些
典型示功图具体分析
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。 10．游动凡尔漏失时的示功图 游动凡尔漏失时，活塞上冲程的有效冲程长度将减少，而下冲程 有效冲程长度将增加，漏失越严重，上冲程的有效冲程长度的减少和 下冲程长度的增加越厉害。 特点： 增载线的倾角比泵工作正常时为小，既左上角圆滑，漏失量越大，其圆滑程度愈厉害，增载线成为一圆弧线，卸载线比增载线陡。 11．双凡尔漏失时的示功图 在上冲程过程中，游动凡尔漏失起主导作用，使图形左上角和 右上角变圆，但负荷线能达到理论上负荷线。 在下冲程过程中，固定凡尔漏失起主导作用，使图形左下角和 右下角变圆，但下负荷线能降到理论下负荷线处，所以，示功图变 成两头尖圆。 12．油管漏失时的示功图 油管的丝扣连接未上紧，油管被磨损、腐蚀而产生破裂和孔洞时进入油管中的液体就会从这些裂缝、孔洞及未上紧处重新漏入油套环行空间。
典型示功图分析及解决措施讲义
幻灯片1 幻灯片2 幻灯片3 各位观众大家好，如果您刚刚打 开电视机，现在正为您直播的是 《典型示功图分析及解决措施》， 我是主持人韩伟，和大家开个小 玩笑。 很高兴认识大家，今天这堂课我 们将学习因为单一因素影响而形 成的典型示功图的分析及解决措 施。 通过这次课程，将使大家能够快 速准确的分析判断生产中党见示 功图，并提出相应解决措施。
幻灯片4 众所周知，示功图是日党管理中 一项必不可少的动态资料，通过 示功图，我们可以判断深井泵及 地层的工作状况。 然而抽油井在生产过程中使深井 泵受到：制造质量、安装质量以 及砂、蜡、水气、稠油和腐蚀等 多种因素影响，因此出现了各种 各样的示功图。今天我们主要学 习由某种单一因素影响形成的典 型示功图。 在讲解前我们先来熟悉一个概 念：弹性变形。 幻灯片5 弹性变形指材料在受到外力作用 时产生变形或尺寸的变化，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。 生产中抽油杆柱所承受的弹性变 形主要是：轴向拉伸变形和轴向 压缩变形。 幻灯片6 下面我们通过动画了解弹性变形 在深井泵工作过程中的影响及作 用。 深井泵工作原理分为两大部分， 也就是上行程和下行程。 上行程开始时，驴头上行，游动 阀、固定阀均关闭，杆柱承受光 杆向上拉伸及活塞上部液柱重力 作用在活塞上对杆柱的拉伸而伸 长，同时油管柱缩短，悬点载荷 逐步增加，达到拉伸极限时变形 结束，载荷达到理论最大值，但 是活塞未移动，加载过程AB段 形成光杆冲程损失BB1 随着驴头继续上移，活塞开始向 上移动，泵筒内压力降低，当压 力低于油套环空压力时，油套环
抽油机井典型示功图分析
抽油机井典型示功图分析 学习目的：抽油机井典型示功图是采油技术人员在多年的生产实践中总结出来的，大多数具有一定的特征，一看就可直接定性的示功图。把这些具有典型图形特征的例子作为生产现场初步判断抽油机井泵况的参考依据，也是综合分析实测示功图的第一步。通过对本节的学习，使分析者能以此为参考，对具有典型特征的示功图做出准确的定性判断。 一、准备工作 1、准备具有典型特征的示功图若干； 2、纸，笔，尺，计算器。 二、操作步骤 1、把给定的示功图逐一过一遍，按所理解的先初步给示功图定性定类。 第一类：图形较大，除去某一个角外就近似于平行四边形的示功图——即抽油泵是在工作的示功图； 第二类是图形上下幅度很小，两侧较尖的示功图——即抽油泵基本不工作的示功图； 第三类示功图：特征不明显的示功图——即最难直接定性的示功图。 2、按定类详细分析判断。 三、实测示功图分析解释 为了便于分析，我们先从图形受单一因素影响的典型示功图着手。所谓典型示功图：就是指某一个因素的影响十分明显，其形状代表了该因素影响下示功图的基本特征。然后把典型示功图与实测示功图对比分析，以阐明分析方法和各类图形的特征。最后提出相应的整改措施。用对比相面法把实测示功图与理论示功图形状进行对比，看图形变化，分析泵的工作状况。 1、泵工作正常时的示功图 所谓泵的工作正常，指的是泵工作参数选用合理，使泵的生产能力与油层供油能力基本相适应。其图形特点：接近理论示功图，近似的平行四边形。这类井其泵效一般在60%以上。
图中虚线是人为根据油井抽汲参数绘制的理论负载线，上边一条为最大理论负载线，下边一条为最小理论负载线。现场常常把增载线和减载线省略了。 2、惯性载荷影响的示功图 在惯性载荷的作用下，示功图不仅扭转了一个角度，而且冲程损失减少了，有利于提高泵效。示功图基本上与理论示功图形状相符。影响的原因是：由于下泵深度大，光杆负荷大，抽汲速度快等原因在抽油过程中产生较大的惯性载荷。在上冲程时，因惯性力向下，悬点载荷受惯性影响很大，下死点A上升到A′，AA′即是惯性力的影响增加的悬点载荷，直到B′点才增载完毕；在下冲程时因惯性力向上使悬点载荷减小，下死点由C降低到C′，直到D′才卸载完毕。这样一来使整个示功图较理论示功图沿顺时针方向偏转一个角度，活塞冲程由S活增大到S′活，实际上，惯性载荷的存在将增加最大载荷和减少最小载荷，从而使抽油杆受力条件变坏，容易引起抽油杆折断现象。 整改措施： 1、减小泵挂深度，以减轻光杆负荷。 2、降低抽油机的抽汲参数，减小惯性力。 3、振动载荷影响的示功图 分析理论示功图可知，液柱载荷是周期性作用在活塞上。当上冲程变化结束后，液体由静止到运动，液柱的载荷突然作用于抽油杆下端，于是引起抽油杆柱的振动。在下冲程，由于抽油杆柱突然卸载也会发生类似现象。 振动载荷的影响是由抽油机抽汲参数过快，使抽油杆柱突然发生载荷变化而引起的振动，而使载荷线发生波动。 整改措施： 降低抽油机的抽汲参数，减小惯性力。 4、泵受气体影响的示功图
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。 （8） 图8为固定凡尔漏失的典型示功图。示功图的特点：反应在卸载时，右下角变圆，卸载线与理论负荷线夹角变小，漏失越严重夹角越小。图形左下角变圆，漏失越严重，此角越圆滑。 （9） 图9为固定凡尔严重漏失，油井不出油的典型示功图。图形呈窄条状，且接近理论上负荷线。
典型示功图学习
典型示功图学习二零一一年十月
示功图的原理及典型示功图 一、深井泵的工作原理： 抽油泵主要由泵筒、柱塞、固定阀 和游动阀四部分组成。泵筒即为缸套， 其内装有带游动阀的柱塞。柱塞与泵筒 形成密封，用于从泵筒内排出液体。固 定阀为泵的吸入阀，一般为球座型单流 阀，抽油过程中该阀位置固定。游动阀 为泵的排出阀，它随柱塞运动。柱塞上 下运动一次称为一个冲程，也称为一个抽 吸周期，在这一个周期中完成了泵进液和 排液的两个过程。 1 2 3 4 5
如上图，活塞运动从1－3为上冲程（驴头从下死点至上死点），是泵的进液过程；从3－5为下冲程（驴头从上死点至下死点），是泵的排液过程。 当活塞上行时，游动阀受油管内活塞以上液柱的压力而关闭。与此同时，固定阀由于泵内压力下降，被油套环形空间液柱压力顶开，井内液体进入泵筒内，充满活塞上行让出的空间。（如图左） 当活塞下行时，由于泵内液柱受压，压力增高，而使固定阀关闭。当泵筒内压力超过油管内液柱压力时，游动阀即被顶开，液体从泵筒内经过空心活塞上行至油管。（如图右） 这样活塞的上下运动就完成了一次泵的进液和排液过程。抽油机驴头的上下运动带动活塞在泵筒内的上下运动。这种不断运动使得游
动阀和固定阀不断交替关闭和打开，井内液体不断进入泵内，再不断进入油管，最后到达地面。 二、示功图 1、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。 示功图包括实际和理论两种，在实际工作中是以实测示功图作为分析抽油泵工作状况的主要依据。由于抽油井的情况较为复杂，在生产过程中，抽油泵将受到制造质量、以及砂、蜡、水、气、稠油和腐蚀等因素的综合影响，在分析过程中既要依据示功图和油井的各种资料作全面分析，又要找出影响示功图的主要因素。 2、理论示功图 该理论经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光杆只承受抽油杆柱与活塞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。 理论示功图的产生的各线段代表的意义与解释： S光为光杆冲程（m）；P杆为抽油杆在井内液体中的质量（kg）；S活为活塞行程（m）；P液为活塞以上液柱的质量（kg）；P静为光杆所承
典型示功图分析及其在实际生产中的应用
典型示功图分析及其在实际生产中的应用 摘要：在当前世界石油生产中，特别是油田开发后期，有杆泵抽油方式占有很大比重，油田生产的特殊性导致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。示功图能够直接反映抽油机的工作状态，是进一步分析抽油泵工作状态的主要依据。本文通过对各类典型示功图进行分析, 总结出抽油井试井存在的问题, 提出有针对性的技术管理措施,为选择合理的采油工作制度和修井检泵措施, 保证油井长期稳产、高效提供依据。 关键词：抽油机示功图分析应用 Analysis of typical indicator card and the application in practice Abstract:The sucker-rod pumping accounts for a large proportion of the current oil extraction, especially in the late field life. The bad condition of the oil-field development makes the diagnosis of sucker-rod pumping being a difficult problem in the oil production field for a long time．Therefore，it is very important to diagnose the fault of the pumping units timely and provide operation advices reliably，which means lot to for improving the production efficiency and economical operation in oil field. The indicator card obtained by direct measurement intuitively reflects the working condition of sucker-rod pumping unit，which is the basis of the analysis of the down hole condition.This paper through some kinds of typical indicator card analysis, summarizes for the problems in pumping unit testing, put forward some technology management measures, for choosing reasonable recovery work system and well conditioning measures to ensure that the oil well have a long period of stabilized and efficiency production. Keywords: Pumping units; Indicator card; Analysis;Application