抽油泵工况分析(分析“示功图”文档)共33张PPT

后(D’点)，因此使得卸载变得缓慢
(C’D’)
P3
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减少气体影响的措施
• 1〕、尽量减小防冲距，减小余隙容积；
• 2〕、加深泵挂深度，以增加漂浮度；
• 3〕、在泵的吸入口处加气锚，使气体在进泵前别离， 防止和减少气体进泵；
• 4〕、合理的工作参数，一般采用大泵径、长冲程、慢冲 次；
• 5〕、提高油层的供液能力；
三、理论示功图的分析
抽油泵工作状况的好坏，直接影 响抽油井的系统效率，因此，需要 经常进行分析，以便采取相应的措 施。分析抽油泵工作状况常用地面 实测示功图。
示功图
在抽油过程中，仪器将光杆上负荷的变化转变为 仪器测力系统内液体的压力的变化，并通过形成的变 换系统确保变化的压力与光杆的行程有一一对应关系。 在光杆往复运动一周后，就可以得到一个封闭的曲线， 此曲线表示光杆在每一个位置上负荷的大小，封闭曲 线的面积表示泵在一个行程中所作的功的多少。
进泵而排液出井。于此同时，抽油
杆由于加载而伸长，油管卸载而缩
短。
P3
P1
2.下冲程
抽油杆柱带动活塞向下运动。
泵筒内液体受压，P2上升，当 P2>P3时，固定阀就关闭，活塞 继续下行，泵内压力继续升高。
当P2> P1 时，游动阀被顶开，活
塞下部的液体通过游动阀及活
P2
塞排向油管，排液出泵。于此
同时，抽油杆由于卸载而缩短，
距的措施，以改变活塞与衬套的磨损路径；
四、典型示功图分析
典型示功图是指某一因素 影响十清楚显，示功图的形状 反映了该因素影响的根本特征。 尽管实际情况很复杂，但总是 存在一个最主要因素，因此可 根据示功图判断泵的工作状况。
• 正常示功图 • 该示功图反映出动载
荷不大，充满良好， 漏失较小。
抽稠油正常示功图
由于抽油井的情况较为复杂，
在生产过程中，深井泵将受到 制造质量、安装质量，以及砂、 蜡、水、气、稠油和腐蚀等多 种因素的影响，所以，实测示 功图的形状很不规那么。因此 我们以理论示功图及典型示功 图为根底，来分析和解释实测 示图。
1. 静载荷作用的理论示功图
静载荷作用的理论示 功图是在理想条件下绘
排上冲程，由于运动 速度的影响，出现加载 缓慢和提前卸载现象。
吸入局部漏失的影响
吸入局部漏失的影 响只发生在下冲程， 由于运动速度的变 化，出现卸载缓慢 和提前加载现象。
减少漏失影响的措施
• 保证泵的制造质量及安装质量； • 砂、蜡轻微影响可采取碰泵、洗井等措施； • 腐蚀影响造成漏失需要换泵； • 假设是间隙磨损造成漏失可采取改变防冲
2. 惯性载荷作用的理论示功图
考虑惯性载荷的理论示 功图是将惯性载荷叠加在静 载荷上，结果就是因惯性载 荷的影响使静载荷理论示功 图被扭曲一个角度，并且变
• 惯性力F=wr’·s·n2/1790
• 惯性力与冲程成正比，与冲次的平方成 正比。
• 在能够满足油井生产需要的条件下， 要尽量选择长冲程慢冲次，调大工作 参数时，首先要考虑调大冲程，其次 才考虑冲次。
抽油泵工况分析
抽油泵工况分析
一、抽油泵的结构
目
二、抽油泵的工作原理
三、理论示功图的分析
录
四、典型示功图
抽油泵
• 抽油泵是有杆抽 油系统的井下关 键设备，安装在 油管的下部，漂 浮在井液中，通 过抽油机、抽油 杆传递动力抽汲 井内的液体。
对抽油泵的根本要求：
• 结构简单、强度高；
• 工作可靠，使用寿命长；
抽油杆断脱的示功图
因悬点载荷仅为剩余杆柱重 量，载荷大大降低。
喷势强、稀油带喷 井的示功图
喷势弱、稠油带喷 井的示功图
由于气体很容易被压缩，表 现在示功图上便是加载和卸载均 缓慢。如下图，气体影响下示功 图的典型特征是呈现明显的“刀 把〞形。
P1
P1
在下冲程末余隙内还残存一定数量的溶
解气，上冲程开始后泵内的压力因气体膨
胀而不能很快降低，使吸入阀翻开滞后(B’
点)、加载缓慢。
下冲程由于气体受压缩，泵内
P2
P2
压力不能迅速提高，排出阀翻开滞
排出局部漏失的影响发生在上冲程，由于运动速度的影响，出现加载缓慢和提前卸载现象。 活塞遇卡示功图
• 运动过程：漏失的影响只发生在要求其密闭的运 由于在遇卡点上、下，抽油杆柱受拉伸长和受压缩短、弯曲，表现在遇卡点两端载荷线出现两个斜率段。
下冲程由于气体受压缩，泵内压力不能迅速提高，排出阀翻开滞后(D’点)，因此使得卸载变得缓慢(C’D’)。
制出来的，为一平行四
边形。
各条曲线的意义
ABC为上冲程静载变化线，其中AB为 加载线。加载过程中，载荷逐渐上升， 直至Ｂ点活塞以上油管内液柱重W1’和
抽油杆柱重Wr ’都作用于驴头悬点上，使杆、 管发生弹性变形，而这一段变形量就被称为冲程 损失λ，包括杆损λ1和管损λ2。在这个过程中， 活塞并没有跟着光杆发生位移，直到点B加载结 束，载荷增至最大
P2 ：泵筒内的压力；
P2
P3：油套环形空间 的漂浮压力；
P3
1.上冲程
P1
抽油杆柱带动活塞向上运动。
在这个过程中，游动阀受P1的作用
而关闭，排出活塞上部泵筒内的液
体，柱塞下面的泵腔容积增大，P2
随之降低。当P3>P2时，固定阀克服
重力而被翻开，井内液体进入泵内， 充满活塞上行所让出的空间，吸液
P2
油管加载而伸长。
P3
井口排出液体的过程，造成吸
P1
液入泵的条件是泵内压力低于
P1
漂浮压力，即P2 <P3 。 下冲
程是泵内向油管内排液的过程，
造成泵排出液体的条件是泵内
P2
P2
压力高于柱塞以上的液柱压力，
即P2> P1 。
在一个冲程中，抽油泵完
P3
P3
成一次进油和排油过程，这样
活塞不断上下运动，将液体排
一段变形量就被称为冲程损失λ，包括杆损λ1和管损λ2。
4〕、合理的工作参数，一般采用大泵径、长冲程、慢冲次；
的弹性变形，直到D点卸载结束，载荷降至最小Wr’。
惯BC性为载上荷载作荷用线的，理此论时示活排功塞图出与泵阀筒漏开失始发生相对位移，固定阀开
吸入阀漏失
因摩擦载荷增大，使得最大载荷增大、最小载荷减小。
W大=Wr ’ +W1 ’ 。
BC为上载荷线，此时活塞与泵筒开始发生相对位移，固定阀开 始翻开液体进泵，故为吸入过程，
各条曲线的意义
CDA为下冲程静 载变化线，其中CD为 卸载线。卸载过程中， 悬点载荷在变小，直 至Ｄ点，杆和管发生 与上冲程相反
的弹性变形，直到D点卸载结束，载荷降至最小 Wr’。DA为下载荷线，此时活塞与泵筒开始发生 相对位移，泵开始排液，故DA为排出过程。
由于在遇卡点上、下，抽油杆柱受拉伸长和受压缩短、弯曲，表现在遇卡点两端载荷线出现两个斜率段。
排出局部漏失影响下的示功图
加载过程中，载荷逐渐上升，直至Ｂ点活塞以上油管内液柱重W1’和抽油杆柱重Wr ’都作用于驴头悬点上，使杆、管发生弹性变形，而这
一段变形量就被称为冲程损失λ，包括杆损λ1和管损λ2。
加载过程中，载荷逐渐上升，直至Ｂ点活塞以上油管内液柱重W1’和抽油杆柱重Wr ’都作用于驴头悬点上，使杆、管发生弹性变形，而这
因摩擦载荷增大，使得最 大载荷增大、最小载荷减 小。
气体影响下与充不满影响的典型示功图
二者的差异在于： 当泵充不满时，下冲程中 悬点不能立即卸载，只有 当活塞遇到液面时才迅速 卸载。因此，充不满示功 图的卸载线陡而直，并且 有时因振动载荷的影响常 出现波浪线。
排出阀漏失和吸入阀漏失的典型示功图
活塞遇卡示功图
P3：油套环形空间
的漂浮压力；
二者的差异在于：当泵充不满时，下冲程中悬点不能立即卸载，只有当活塞遇到液面时才迅速卸载。
静载荷作用的理论示
活塞遇卡示功图
由于在遇卡点上、下，抽油杆柱受拉伸长和受压缩短、弯曲，表现在遇卡点两端载荷线出现两个斜率段。
吸入阀严重漏失
吸入阀和排出阀同时漏失
活塞遇卡示功图
由于在遇卡点上、下，抽 油杆柱受拉伸长和受压缩短、 弯曲，表现在遇卡点两端载荷 线出现两个斜率段。
• 便于起下而且规格类型能满足不同油田 的采油工艺需要；
一、抽油泵的结构
活 内螺纹
塞
镀铬
防砂槽
工 外管 作 衬套 筒 接箍
排排出出阀阀
阀阀 阀阀 阀阀 座座 球球 罩罩
吸入阀
阀阀 阀 座球 罩
二、泵的工作原理
泵的活塞上、下运动一次称 为一个冲程，可分为上冲程和下冲 程。
P1：活塞以上液柱
P1
产生的压力；
动过程中； 分析抽油泵工作状况常用地面实测示功图。
工作可靠，使用寿命长； 排出局部漏失的影响发生在上冲程，由于运动速度的影响，出现加载缓慢和提前卸载现象。 惯性力F=wr’·s·n2/1790
• 抽汲速度。抽汲速度越快，漏失的影响就越小。 BC为上载荷线，此时活塞与泵筒开始发生相对位移，固定阀开
该示功图反映出动载荷不大，充满良好，漏失较小。 在这个过程中，游动阀受P1的作用而关闭，排出活塞上部泵筒内的液体，柱塞下面的泵腔容积增大，P2随之降低。 于此同时，抽油杆由于卸载而缩短，油管加载而伸长。
3. 惯性与振动载荷作用的理论示功图
• 当考虑振动载荷时，那么将由抽油 杆振动引起的悬点载荷叠加在四边 形上。由于抽油杆柱的振动发生在 粘性液体中，为阻尼振动，因此振 动载荷的影响将逐渐减弱。另外， 由于振动载荷的方向具有对称性， 反映在示功图上的振动载荷也是按 上、下冲程对称的。
4. 气体影响下的理论示功图
5. 漏失影响下的理论示功图
在这个过程中，活塞并没有跟着光杆发生位移，直到点B加载结束，载荷增至最大 排出局部漏失的影响发生在上冲程，由于运动速度的影响，出现加载缓慢和提前卸载现象。 惯性载荷作用的理论示功图
静惯载性荷 力作F=用w•r的’·s理·n漏论2/示17功失90图 程度：漏失越严重，对示功图影响越大；