典型示功图具体分析
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
P 理论示功图
S活 S光
S λ
P 理论示功图
S活 S光
S λ
P 理论示功图
S活 S光
S λ
P 理论示功图
S活 S光
S λ
P 理论示功图
S活 S光
S λ
P 理论示功图
S活 S光
S λ
P 理论示功图
S活 S光
S λ
P 理论示功图
S活 S光
S λ
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。
5、油层出砂影响的示功图
件 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 。
P 理论示功图
S活 S光
S λ
在下死点前后，抽油杆柱上多了一个活塞截面以上液柱 的重量， 油管上少了一个活塞截面以上液柱的重量。这时， 就要发生弹性变形，油管缩短，抽油杆伸长。此时光杆虽然 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。
P 理论示功图
S活 S光
S λ
当活塞到达上死点，在转入下行程的瞬间，固定凡尔 关闭，游动凡尔打开，活塞上下连通。活塞上原所承受的 液柱重量又加在油管上。抽油杆卸掉了这一载荷，油管上 加上了这一载荷，于是二者又发生弹性变形，此时油管伸 长，抽油杆柱缩短，光杆下行，活塞相对于泵筒没有移动， 于是画出了CD斜线。它表示光杆上负荷减少的过程。称 为减载线。
有当柱塞遇到液面时，才迅
速卸载，卸载线与增载线平
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。
典型示功图分析及措施
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）。
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。
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。
示功图讲解1
典型示功图
管漏失
采油工艺技术
采油工
采油地质工
现象：这类井产液量逐渐下降，液面逐渐上升，电流上冲程小，下冲程正常，抽蹩 压力上升，稳压稳不住，热洗后图形逐渐增大，但实际负荷仍小于上理论负荷。
注意：油管下部漏失且漏失量大(一般为油管本体有较大漏洞或裂缝)，油井不出油， 现场憋不起压力，示功图最大、最小载荷线相接近，类似断脱现象。
典型示功图
气体影响
采油工艺技术 采油工
采油地质工
特征描述：
上行程：泵内气体膨胀，使泵内压力不能很快降低，造成固定阀推迟打开，增载缓 慢。
下行程：泵内气体被压缩，使泵内压力增加缓慢，游动阀推迟打开，卸载缓慢。图 措形40施右% 制下。定角：缺失，卸载线是一条圆弧，该圆弧圆心在下面。沉没度较低，泵效低于 油井：采取防气措施、压裂酸化、调小参数、换小泵、加深泵挂。
理论示功图
A—驴头下死点位置
B—固定阀最高点
SD—光 固杆 定冲 阀程 关闭，，游m动阀打开，活塞开始下行程 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 AB—增载线（游动凡尔关闭，λ仅1—光抽杆油上杆行伸，缩抽长油度杆，伸m长，油管收缩）） BC—活塞上行程线，也是最大λ载2—荷油线管（伸吸缩入长线度，，固m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
注意：如果是油管上部断脱，功图可能类似于油管漏失功图，但断脱井产量变化大 （突然性的）正反洗井，立即有反应，下放光杆碰不着泵的固定凡尔罩。
典型示功图分析
3、漏失影响的示功图
2、固定阀漏失
P
下冲程开始后，由于固定
阀漏失，泵内压力不能及时提
B
高而延缓了卸载过程，使游动
阀不能及时打开。只有当柱塞
速度大于漏失速度后，泵内压Βιβλιοθήκη 力提高到大于液柱压力，将游
动阀打开而卸去液柱载荷（如
图中D ‘点） 。悬点以最小载
荷继续下行，直到柱塞下行速 A
度小于漏失速度的瞬间 。
2020/3/26
典 型 示 功 图
2020/3/26
1、气体影响示功图 2、供液不足影响示功图 3、漏失影响示功图 4、抽油杆断脱影响示功图 5、出砂影响示功图 6、结蜡影响示功图 7、带喷井影响示功图
8、活塞脱出工作筒示功图 9、活塞下行碰泵影响示功图 10、油稠影响示功图 11、玻璃钢杆示功图
S活 S光
S λ
2020/3/26
P 理论示功图
S活 S光
S λ
2020/3/26
当弹性变形完毕光杆带动活塞开始上行，固定凡尔打开， 液体进入泵筒并充满活塞所让出的泵筒空间，此时，光杆 出所承受的负载仍和B点时一样没变化，所以画出一条直线 BC。
P 理论示功图
2020/3/26
S活 S光
S λ
当活塞到达上死点，在转入下行程的瞬间，固定凡尔 关闭，游动凡尔打开，活塞上下连通。活塞上原所承受的 液柱重量又加在油管上。抽油杆卸掉了这一载荷，油管上 加上了这一载荷，于是二者又发生弹性变形，此时油管伸 长，抽油杆柱缩短，光杆下行，活塞相对于泵筒没有移动， 于是画出了CD斜线。它表示光杆上负荷减少的过程。称 为减载线。
当漏失量很大时，由
B
B’
于漏失液对柱塞的“顶托”
典型示功图详解大全
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。
A
B’
C’
C
C"
C"' D D’
S
3、漏失影响的示功图
（2）吸入部分漏失
P
下冲程开始后，由于吸入阀漏
B
失，泵内压力不能及时提高而延
缓了卸载过程，使排出阀不能及
时打开。只有当柱塞速度大于漏
失速度后，泵内压力提高到大于
液柱压力，将排出阀打开而卸去
值，使加载缓慢。
C
D S
3、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
度的瞬间，悬点载荷达到最
大静载荷（如图中B' 点）
A
B’
C
D S
3、漏失影响的示功图
（1）排出部分漏失
P
当柱塞继续上行到后半冲程
时，因柱塞上行速度又逐渐减慢， B
A
3 21 D´
C
D S
3、漏失影响的示功图
（1）排出部分漏失 P
上冲程时，泵内压力降 低，柱塞两端产生压差，使
B
柱塞上面的液体经过排出部
分的不严密处（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 A
A″ A
A’
C
D’ D S
3、漏失影响的示功图
（2）吸入部分漏失 P
由于吸入部分的漏失而造
成排出阀打开滞后(DDˊ)和
典型示功图应用与分析
(4)气体影响下的示功图：
油井气油比越高，圆弧的曲率半径越大，表明 油套管环空内有泡沫段存在，沉没压力偏小，充满 不好。
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，采用大泵径长冲 程生产，特别是防冲距要调到最小，尽量减小余隙 体积；下气锚和防气泵，合理控制套管气，使之保 持在较低值。
(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，泵的工作能力与油 层供油能力基本相适应，其图形接近 理论示功图，其泵 效一般在60%以上。
(2)惯性载荷影响的示功图：
惯性载荷使图形扭转了一个角度，呈不规则的平行四边形。 变化原因：
当泵深深、冲次快时，产生惯性载荷。 在上冲程时：因惯性力向下，悬点 载荷增加，下死点由A增至A′，直到B′ 点才增载完毕。 在下冲程时：因惯性力向上，悬点 载荷减少，上死点由C降至C′，直到D′ 点才卸载完毕，使整个图形较理论图形沿顺时针方向偏转一个角度。
下冲程的后半冲程，因活塞移动速度减少(慢)，当小 于漏失速度时，泵筒内的压力降低，使游动凡尔提前关闭 (A′点)，悬点载荷上升(提前加载)，到达下死点时，悬点 载荷已增载加到A"。
固定凡尔漏失图形特点：
1、卸载线的倾角比泵正常工作 时小，即：∠ BCD′小于∠ BCD 2、左下角和右下角圆滑，漏失 量越大，其圆滑程度越厉害。 3、增载线比卸载线陡
当油井自喷能力 很强时，活塞受油流 上喷的冲力很大，大 大减轻驴头的负荷， 所测得的示功图接近最小理论负荷线。
9、抽油杆断脱影响的示功图：
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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。
所产生的结果：
（1）当漏失量小于深井泵的排量时，油井仍能出油，但产量比原来降低很多，泵效降低。
（2）当漏失量大于深井泵的排量时，深井泵抽汲上来的油，全部漏入井筒，油井不出油。
特点：
由于油管漏失不是深井泵装置本身所致，所以，示功图图形本身不发生变异，和正常出油时的示功图一样，只是当漏失严重油井不出油时，示功图的最大负荷线可能
较最大理论负荷线低。
13．油井见水时的示功图
当油井出水到一定程度后，油水在混合运动中容易乳化，形成乳化
油，特别是由于抽油杆柱不断地在油液里上下运动，使原油乳化更加严
重。
一旦形成乳化油后，油液的粘度增大，流动磨擦阻力增加。
上行时，光杆负荷增加；下行时，光杆负荷减小，于是测出的图形和稠油井测出的图形相似。
特点：
图形肥胖，上负荷线定于最大理论值，下负荷线低于最小理论值。
14．稠油时的示功图
和见水相似，表现为：四角圆滑，形如椭圆。
15．活塞向下撞击固定凡尔时的示功图（碰泵）
由于防冲距调试不合理，活塞下行到最末端，光杆负荷突然减小
到低于抽油杆本身的重量。
强烈的撞击震动，负荷线呈波状形，同时
引起游动凡尔跳动，造成上冲程初期的瞬时漏失。
示功图增载减慢，
形成一个环状的撞击“尾巴”。
16．活塞脱出工作筒时的示功图
活塞移动到一定距离时，载荷突然下降，一直降到最低点，同时
由于脱出时引起抽油杆的强烈跳动，出现不规则的波状曲线。
17．活塞没下入工作筒时的示功图
一点油也抽不出来，示功图下冲程光杆负荷约等于抽油杆在液体
中的重量。