示功图讲解1
典型示功图应用与分析讲解
(四Байду номын сангаас示功图影响因素分析:
实测示功图的分析: 根据影响示功图的诸多因素,全面掌握
油井生产动态、静态资料、设备、仪器的状 况,依据实测示功图的形状,与典型示功图 对比,综合分析,解释出影响示功图的主要 因素,判断抽油泵的工作状况。(十五种)
理论示功图
S光----光杆冲程,米; S活----活塞行程,米; P杆----抽油杆柱在井筒内液体中的重量,Kg; P液----活塞以上的液柱重量,Kg;
P静=P杆﹢P液-----光杆承受的最大静负荷,Kg; λ 1----抽油杆伸缩长度,米; λ 2----油管伸缩长度,米; λ =λ 1﹢λ 2----冲程损失,米。
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
(4)气体影响下的示功图:
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,
所以这种情况下双凡尔均打不开,柱塞
运动对气体压缩和膨胀,泵不排油,这
种现象称为“气锁”。
气体
典型示功图应用与分析
采油一厂地质研究所 二零一零年九月
典型示功图分析
(一)示功图概念 (二)测试仪器 (三)示功图的影响因素 (四)影响因素分析 (五)实测示功图案例
示功图(1)
7、计算抽油机悬点(驴头)最大、最小载荷
• 抽油机在抽汲中悬点除抽油杆和液柱重量,还有惯性载荷、振动载荷、摩檫载 荷等,同时井下沉没压力井口回压对悬点载荷也有影响,要准确计算悬点载荷 是比较困难的。一般按以下简便公式计算: • 最大载荷: PI最大=P′液+P杆(b+Sn2/1440) PI最小=P杆(b-Sn2/1440) (只考虑液柱和抽油杆重量及抽油杆惯性载荷) • 最小载荷: PII最大=(P′液+P杆)(1+Sn2/1790) PII最小=P杆(b-Sn2/1790) (考虑液柱的惯性载荷)具体选用应与实测结果对比后确定。 式中:P′液――作用在活塞整个截面积上的液柱重量(千克); P杆――抽油杆在空气中的重量(千克); b---------抽油杆柱在液体中减轻重量系数;b=(1-r液/r钢)r钢为钢的相对密度;r液 为抽汲液体的相对密度;式中P′液=Fr液L r液――抽汲液重度(N/m3) L―――下泵深度(m) F―――活塞截面积(m2) • 如果沉没压力与井口的回压的差别很大,需要考虑时则: P′液=F(r液L折液+P回) L折液――折算动液面深度(套压等于零时,为实测深度); P回――井口回压(Pa)
实测示功图分析与典型示功图特征 (规律)
实测示功图的特征
• 示功图的特征: 任何事物都有其一定的规律和特殊性 可循,示功图也不列外,测试仪器在正常的情况下其测 出的同一类问题的不同油井的图形形状都是基本相似的。 不相似也只是载荷的大小与图形大小而已,是有它的规 律可循的,这就是所谓的典型示功图,因为深井泵出现 同一类问题的本身它都超越不出泵必然发生的工况范围, 这一共性是产生图形相似的必然结果。因此基于这一点 为了加深判断分析将其编成“口诀”的形式以便加深记 忆和理解。
示功图解释
P大
θ2 θ1 θ3
过程,加载线夹角 越大 越大, 过程,加载线夹角θ越大,上行线收缩 越厉害,漏失越严重; 左下角尖 左下角尖、 越厉害,漏失越严重; b.左下角尖、右 上角呈圆弧 曲率中心在示功图右下方。 上角呈圆弧,曲率中心在示功图右下方。
P小
S
S活 S光
5. 吸入和排出都漏失:a. 上下行均不能 吸入和排出都漏失:
S活 S光
3. 固定凡尔漏失:a.延长光杆减载过 固定凡尔漏失:
P λ
P大
程,减载线夹角β越大,下行线收缩越 减载线夹角 越大, 越大 厉害,漏失越严重; 右上角尖、 厉害,漏失越严重;b. 右上角尖、左下 角呈圆弧 角呈圆弧,曲率中心在示功图内或左上 方。
P小
β3
β2 β1
S
S活 S光
4. 出油凡尔漏失:a. 延长光杆加载 出油凡尔漏失:
P λ
P大
有效加载卸载, 有效加载卸载,示功图一般呈椭圆条带状位 于理论值之间; 漏失越严重示功图越窄。 于理论值之间;b. 漏失越严重示功图越窄。
P小
S
S活 S光
6. 抽油杆断脱:a.上下行均不能加载卸载, 抽油杆断脱: 上下行均不能加载卸载 上下行均不能加载卸载,
P λ
P大
示功图一般呈水平窄条形位于最小理论值以 断脱点越浅示功图越低于最小理论值。 下;b. 断脱点越浅示功图越低于最小理论值。
P大
a.在左下角形成不规则的环形“尾巴”;b. 由于 在左下角形成不规则的环形“尾巴” 在左下角形成不规则的环形 撞击导致游动凡尔跳动而漏失, 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。 向上凹的曲线。
P小
S
S活 S光
典型示功图分析(最全)
A'
(如图中A ’点)。
精选ppt
C
D' D S
41
3、漏失影响的示功图
2、固定阀漏失
泵内压力降低使游 动阀提前关闭,悬点提 前加载,到达下死点时, 悬点载荷已增加到 A″。 上冲程,固定阀漏失不 影响泵的工作,示功图 形状与理论示功图形状 相近。
P B’ B
A″ A
A'
精选ppt
C
D' D S
42
1、游动阀漏失
当柱塞继续上行到后半冲 P
程时,因柱塞上行速度又逐渐
减慢,在柱塞速度小于漏失速
B
B’
度瞬间(如图中C‘点),又
出现了液体的“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″点。
下冲程,游动阀的漏失不影响
泵的工作。因此,示功图形状 A
与理论示功图相似。
精选ppt
C’ C C″
A
精选ppt
3 21
D´
C
D S
32
2、充不满影响的示功图
图形右下缺一块, 增载正常卸载慢。
精选ppt
33
2、充不满影响的示功图
泵充不满的危害
液击是在泵充不满时,柱塞下行以很高的速度撞击液面, 使流体载荷突然由杆柱转移到油管上,同时产生强烈的冲击 波,破坏整个抽油系统。液击能够造成杆柱过早疲劳失效, 同时冲击力会使抽油泵的凡尔球和凡尔座过早损坏。还会使 柱塞与泵筒得不到润滑,加速其磨损。另外油管在液击的冲 击下会突然拉伸,使其连接螺纹松动,发生漏失或断脱故障。
向上的“顶托”作用,悬点 载荷不能及时上升到最大值,
A
使加载缓慢。
精选ppt
示功图解释1
(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4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)。
典型示功图详解大全ppt课件
进入油管的液体会从漏失处
漏入油管、套管的环形空间,
使作用于悬点上的液柱载荷
减小,不能达到最大理论载 A
荷值,(如右图所示)。
C
D S
20
3、漏失影响的示功图
(3)油管漏失的示功图
P
通过示功图根据下式可计 算出漏失位置:
B
h
L h C ql'
式中 :
q
' l
-活塞全部面积上每米液柱重量
kN/m
B
现波浪线。
充不满程度越严重,则卸 载线越往左移。(如右图2、 3所示)
A
3 21
D´
C
D S
10
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。
大,而且原油粘度越大,幅度变化越
B
大;示功图的四个角较理论示功图圆
滑。
形成原因:稠油因其粘度大,所以
流动摩擦阻力增加,因此上行时光杆
载荷增加,下行时光杆载荷减小。另
外由于油稠使阀球的开启、关闭滞后 A
现象明显,致使增载、减载迟缓,所
以增载线和卸载线圆滑。
C
D S
29
C
D S
5
1、气体影响示功图
P
下冲程时,气体受压缩,泵
内压力不能迅速提高,卸载变 慢,使排出阀滞后打开( D')
Bቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
泵的余隙越大,进入泵内 的气量越多,则DD′线越长
示功图诊断专题知识讲座
示功图诊断专题知识讲座
cd线为卸载线,da线是下 冲程过程,a点是下冲程 死点
第3页
1 没有弹性形变理论示功图
该理论示功图特征: ab // cd, bc // da.
普通抽油井井深浅、小泵径,粗抽油杆及 小冲数抽油条件下生产时,有可能出现类似水 平、长方形示功图。
示功图诊断专题知识讲座
第10页
二、标准地面示功图
示功图诊断专题知识讲座
第11页
标 准 地 面 示 功 图
示功图诊断专题知识讲座
充满系数100%正常功图
此图为最理想地面示功图(无 气,多水,供液充分正常示功图), 充满系数100%,特征为平行。
第12页
标 准 地 面 示 功 图
示功图诊断专题知识讲座
第23页
标 准 地 面 示 功 图
示功图诊断专题知识讲座
减产
必须换泵 柱塞与衬套间隙磨大时功图
S
此图是柱塞与缸套之间间隙磨大后 所测示功图。 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。
第24页
标
衬套拉环长度
准
地
减产
面 示
必须换泵
衬套上部“拉槽”时功 图
功 此图是泵缸套被磨坏、“拉槽”, 图 上,下曲线呈对称性缺损面积。
示功图诊断专题知识讲座
第8页
3 (动、静载+弹性形变)示功图
示功图诊断专题知识讲座
第9页
3 (动、静载+弹性形变)示功图
因为动载荷影响,示功图上、下行程不是 水平,但只要bc//da,而且ab//cd,就是泵工作正 常。不然就是泵出现了问题。
图2-3中所表示行程线与水平线之间夹角α 越大,说明动载越大,另外冲数越快,动载也 越大。
示功图
P
B′
P液 A P杆
λ
B
P大
C
静载荷作用下的理论示功图
P小
S活 S光
D
D′ S
从上死点开 始下行后, 由于抽油杆 柱和油管柱 的弹性变形, 液柱载荷是 逐渐地由活 塞转移到油 管上,故悬 点逐渐卸载。 在D点卸载完 毕,悬点以 固定的静载 荷继续下行 至A点
活塞下行
卸载线 横坐标: 悬点位移
在加载和卸载的过程中,凡尔球均处于关闭状态
进行综合分析,以避免得出错误结论
P P大 P小
功图正常
λ
γ
S
S活
S光
基本呈平行四边形,左上角和右下角负载线
常有振动波纹,深井中,因力传递滞后及动载荷增大 使示功图顺时偏转
P λ P大 P小
气影响
S
S活 S光
上冲程开始后,泵内压力由于气体膨胀而不 能很快降低,固定凡尔打开滞后,加载变缓;在下冲 程开始后,气体受压缩,由于气体传递压力较慢,泵 内压力不能很快提高,游动凡尔打开滞后,卸载变缓
P λ P大
供液不足
P小
S
S活
S光
下冲程中悬点载荷不能立即减小,只有当柱 塞遇到液面时,才能迅速卸载,较气体影响的卸载线 陡而直
P
λ P大
θ1 θ2 θ3
游动凡尔漏失
P小 S
S活 S光
延长光杆加载过程,加载线夹角θ 越大,上
行线收缩越厉害,漏失越严重
P P大 λ
固定凡尔漏失
P小
S活
β2β1 β3
第一部分 示功图基础知识
抽油机井示功图,实际上就是抽油机井
在一个完整冲程中的光杆负荷图,横轴代表光杆
位移,纵轴代表负荷。示功图是目前检查抽油泵
示功图的分析和解释
特点是:在上冲程时由 于砂子的作用,光感负荷忽 大忽小且普遍超过最大理论 负荷线;下冲程时,由于固 定凡尔严重漏失,光杆不能 卸载,直到活塞行近下死点, 撞击了沉积的砂子或固定凡 尔罩时,才突然卸载,图形 表现为:最小负荷线接近理 论最大负荷线,且由于碰击、 振动,在图的左下角产生了 一个“尾巴”。
油井出砂对示功图的影响
2、固定凡尔卡死在凡尔座 上:
它的特点是:上冲程游动凡 尔关闭,固定凡尔不能打开, 液体不能进泵筒,下冲程时由 于泵内无液柱,游动凡尔不能 打开,光杆不能卸载,图形表 现为下负荷线接近最大理论值, 整个图形也位于其附近,且由 于细砂作用图形上出现锯齿状 尖锋。
油井出砂对示功图的影响
供液不足对示功图的影响
1.油井连抽带喷时的示功图
上冲程时,由于油流有自 喷能力,顶着活塞往上跑, 造成游动凡尔被顶开或关 闭不严,使光杆上的负荷 大大减轻,达不到最大载 荷;下冲程时,由于自喷, 固定凡尔座不严,使上下 凡尔都处于开启状态,造 成光杆负荷没有什么变化, 高于最小理论负荷线。
1.油井连抽带喷时的示功图
漏失对示功图的影响
图中增载线的特点是:(1)增载线比卸载线陡;(2)示 功图的左下角变圆。而且,漏失愈厉害,越要变得圆。
漏失对示功图的影响
严重漏失时测得的示功图,由于吸入部分严重漏失,活塞下行 时工作筒中的液体随即从吸入部分漏掉,不能承担光杆负荷, 致使光杆负荷卸不掉,始终加在悬绳器处。所以图形呈窄条状, 且接近理论上负荷线。
当油井自喷能力强或泵 径较大而自喷能力较弱 时,活塞受油流上喷的 冲力很大,可大大减轻 光杆的负荷,使功图低 于最小理论负荷线。
连抽带喷时的示功图与抽油杆断脱时的很相似, 要正确区分,必须运用综合分析方法。
示功图简介
和有气体影响的功 图相似, 图相似,只是拐角 的曲率半径较小
当活塞碰到液面时, 当活塞碰到液面时,若是 快速抽汲往往因活塞撞击 页面而发生较大的冲击震 动,下负荷线因震动冲击 出现波浪状而使示功图变 形的很厉害。 形的很厉害。
三、常用功图分析
9、活塞撞击工作筒
陈3-33井功图 80 60 40 20 0 0 1 2 3
示功图简介
一、示功图原理
示功图: 示功图:就是悬点载荷随光杆位移的变
化曲线所构成的封闭曲线
理论示功图是表示在理想情 理论示功图是表示在理想情 况下(泵的工作完全正常, 况下(泵的工作完全正常, 不受砂、 不受砂、蜡、气、稠等其它 因素的干扰, 因素的干扰,并认为进入泵 的流体是不可压缩等)悬点 的流体是不可压缩等) 载荷与悬点位移的对应关系。 载荷与悬点位移的对应关系。 如右图ABCD; ABCD;它是解释施测功 如右图ABCD;它是解释施测功 图的基础和依据. 图的基础和依据.
D’A在活塞上行至下死 D’A在活塞上行至下死 的过程中, 点A的过程中,光杆只 承受抽油杆在液柱中的 重量,并保持不变; 重量,并保持不变;
示功图解释
二、示功图影响因素
井功图 100 80 60 40 20 0 0 1 2 3
1、惯性载荷 2、震动载荷 3、摩擦载荷
陈3-48井功图
4、沉没压力 5、井口回压
三、常用功图分析
10、 10、稠油井示功图
三、常用功图分析
11、 11、砂卡示功图
三、常用功图分析
12、结蜡的示功图: 12、结蜡的示功图:与稠油井相似
70.0 60.0 50.0 40.0 30.0 20.0 10.0 0.0
2004-7-22 2004-8-1 2004-8-11 2004-8-21 2004-8-31 2004-9-10
示功图讲解1
气体影响
典型示功图 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 形右下角缺失,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 40% 。 措施制定: 油井:采取防气措施、压裂酸化、调小参数、换小泵、加深泵挂。 连通水井:加强注水 。
固定凡尔漏失
典型示功图 采油工艺技术 采油工 采油地质工
特征描述 : ❖下行程开始时,由于吸入部分漏失,使泵内压力上升缓慢,游动阀打开迟缓,悬 点卸载缓慢。且右下角缺失 ❖当活塞下行速度大于漏失速度时,悬点卸载结束,游动阀打开,固定阀关闭。 ❖下行程快结束时,漏失速度大于活塞运行速度,泵内压力降低,使游动阀提前 关闭,悬点提前加载。
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
固定凡尔卡死打不开
典型示功图 采油工艺技术 采油工 采油地质工
特征描述 : 上行程负荷增大,下行程示功图不能卸载。
油井吸入部分堵死,会出现类似功图
现象:不出油。液面在井口。电流上冲程大,下冲程小(因为泵抽空产生吸力)。 洗井不通。 处理:对于这类井应查清是否有井下开关,若有井下开关则按井下开关失灵处理, 若无井下开关采取高压热洗处理,无效作业。
典型示功图
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。
示功图的分析和解释
示功图的分析和解释前言抽油机井采油是目前油田开发中普遍应用的方式,抽油机井的管理水平的好坏,关系到油田整体经济效益的高低。
要做好抽油机井的生产管理工作,必须取准取全各项生产资料,制定抽油机井合理的工作制度,不断进行分析,适应不断变化的油藏动态,加强并提高抽油机井的日常管理水平。
分析和解释示功图,就是直接了解深井泵工作状况好坏的一个主要手段,不但深井泵工作中的一切异常现象可以在示功图上比较直观的反映出来,而且,还可以结合有关资料,来分析判断油井工作制度是否合理,抽油设备与油层和原油性质是否适应,还可以通过“示功图法”对低产、低能井制定出合理的开关井时间,减少设备的磨损和电能的浪费等。
由于抽油井的情况复杂,在生产过程中,深井泵不但要受到抽油设备制造质量和安装质量的影响,而且要受到油层中的砂、蜡、气等多种因素的影响。
致使实测示功图形状多变,各不相同。
尤其是在深井上,这种情况就更为突出。
因此,在分析示功图时,既要全面地了解油井的生产情况、设备状况和测试仪器的好坏程度,根据多方面的资料综合分析,又要善于从各种因素中,找出引起示功图变异的主要因素,这样,才能做出正确的判断。
一、示功图的基础知识1、示功图的概念:示功图的概念:反映深井泵工作状况好坏,由专门的仪器测出,画在坐标图上,被封闭的线段所围成的面积表示驴头在一次往复运动中抽油机所做的功,称为示功图。
动力仪力比:示功图上每毫米横坐标长度所代表的负荷值。
减程比:示功图上每毫米横坐标长度所代表的位移值。
2、计算驴头最大负荷、最小负荷计算公式:(1)根据油井生产资料,绘制该井理论示功图.(2)根据油井生产参数,计算并画出驴头最大负荷、最小负荷在图中理论负荷线上的位置。
两种较简便的计算公式:①最大载荷:P1大=P液/+P杆[b+sn2/1440]P2大=P液/+P杆[b+sn2/1790]②最小载荷:P1小=P杆[b-sn2/1440]P2小=P杆[b-sn2/1790]式中:P1大------悬点最大载荷(第一种计算方法);P2大------悬点最大载荷(第二种计算方法);P1小------悬点最小载荷(第一种计算方法);P2小------悬点最小载荷(第二种计算方法);P液/------作用在活塞整个截面积上的液柱质量,kg;P液=Fγ液×L,如果井口回压与沉没压力接近,便可忽略它们对悬点载荷的影响;P杆------抽油杆在空气中的质量,kg;B-------考虑抽油杆柱在液体中的减轻质量系数,b=[1-γ液/γ钢];γ液-------抽汲液的相对密度;γ钢-------钢的相对密度;S--------抽油机光杆冲程,m;n--------抽油机冲次,次/min;F--------活塞截面积,m2;L--------下泵深度,m;在现场分析抽油井示功图时,可利用示功图计算:P大=力比×h; P小=力比×h/式中:力比-------所用动力仪的力比,N/mm;P大、P小-------悬点的最大载荷和最小载荷;h-------上行线最高点距基线的距离,mm;h/-------下行线最低点距基线的距离,mm;两种计算公式的区别:第一套公式是把抽油井悬点运动看做曲柄滑块机构的滑块运动,并取曲柄旋转半径与连杆长度的区别为1/4,它只考虑了液柱和抽油杆质量以及抽油机杆柱的惯性载荷。
示功图分析讲解
压力传感器:电阻应变式、压电石英式、电容式、电感式。
曲轴转角传感器:磁电式、光电式。
1、电阻应变式示功装置 1)工作原理:利用电阻应变式压力传感器把被测压力转
换成应变片的电阻值,通过应变仪把电阻值的变化转换 并放大成所需的电压或电流信号送往显示记录装置。
电阻应变式压力传感器 应变仪 显示记录装置。
弹簧比例M:表示缸内压力每 变 化 1MPa 时 弹 簧 的 变 形 量 (mm),单位为mm/MPa。
弹簧比例M选择:根据小活塞 标号和柴油机缸内最高爆发 压接近力示pz,功使图所纸测高取度的的示最功大高图 度。
示功纸规格:高度50mm/60mm
如测p-V示功图可选用1/5小活 塞,并根据缸内最高爆发压 力pz=8.0MPa,可选用
一、机械示功器
1、结构与工作原理
组成及作用:
压力感受机构:小活 塞及活塞杆、示功 弹簧;感受气缸气 体力变化并以位移 输出。
转筒机构:绳索、转 筒;反映气缸内活 塞位移。
记录机构:杠杆、记 录机构;平行放大 小活塞的位移并记 录在示功纸上。
示功弹簧:螺旋弹簧式、柱形弹簧式(中速机)。
工作原理:机械位移方法测量缸内压力及活塞位移,绘出 气缸内压力随活塞位移变化图形,即p-V示功图。
2) 结构 :应变片7粘贴在应 变筒4外壁,应变筒由薄壁 (0.2~0.3mm)合金钢制成, 下端焊有很薄的悬链薄膜5。 此薄膜既薄又柔软,只传递 压力而不产生弹力。
丁烯橡胶套管6保证应变片良 好绝缘,同时也起到阻尼作 用,消减应变筒的高频振动。
调整垫片3可保证安装时应变 筒有适当的预紧力。
应变筒轴向压缩应变和横向拉 伸应变组成电桥两臂,两个 应变片组成测量臂并起温度 补偿作用,使测量精度提高。
【精品】示功图培训课件分析教学课件
6.示功图分析中常见问题
仪器工作不正常:
载荷飘移、图形呈锯齿状。
修井、措施情况不清:
热洗后不出的问题:活塞或杆蜡卡、凡尔卡或漏 修井后不出:井脏或泵有问题 调工作制度:冲程或冲次不合理,严重的振动或 惯性影响
7.近期诊断井
液面1698.8m 气锁
7.近期诊断井
液面1403.8,沉没度 597.25,昨天憋泵10分钟 压力0.7-0.8停机不降 计量 不出。 双漏
3.示功图现场测试
测试仪器 和工具
3.示功图现场测试
示功仪
载荷传感器 光杆卡子
信号线
3.示功图现场测试
停机
打卡子
安装载荷传感器
收尾: 停机,取下 载荷传感器,
收仪器
示功仪中输入 井号和测试日 期,设置测试 张数,测试完 毕,确认合格 后,保存关机
连接好信号线和固定好 位移线,启抽准备测试
4.示功图分析
常见典型示功图:泵工作正常、连抽带喷、供液不足, 油管漏失,泵漏失(游动凡尔漏失、固定凡尔漏失、 双凡尔漏失),游动凡尔关闭迟缓,抽油杆断、活塞 遇卡或脱出工作筒,气影响或气锁,蜡影响,稠油影 响,防冲距过小(上行碰泵或下行碰泵),外部因素 的碰撞、振动影响(光杆碰驴头、变速相振动),进 油部位堵等
7.近期诊断井
正常,怀疑管线冻堵
凡尔卡死
7.近期诊断井
7.近期诊断井
活塞卡死
7.近期诊断井
双凡尔漏或游动凡尔卡死、固定凡尔漏
结束语
谢谢大家聆听!!!
33
6.示功图分析中常见问题
测试现场情况未了解清楚:
抽油杆或活塞卡时,上行或下行困难;抽油杆断时, 上行快、下行慢;变速箱震动,抽油机异常响动;光杆 碰驴头,测时观察光杆与驴头接触且有碰击声。
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游动凡尔漏失
典型示功图 采油工艺技术 采油工 采油地质工
现象:量油产量下降。液面上升。 上电流比正常时小,下电流正常。
蹩压时,先停蹩压力稳定不升时再启抽蹩压,检验泵的工况。抽蹩时,上冲程 压力上升缓慢。 处理方法:造成游动凡尔漏失,主要原因是由于结蜡严重,蜡卡游动凡尔,也可能凡尔 球与球座磨损漏失,对于蜡卡采取长时间热洗处理,洗后在管柱内充满洗井液的情况下 测示功图和蹩压确定是否还漏失。注意:在洗井过程中应采取反复关开回油闸门的方法 以使游动凡尔球在开关过程中与座相互碰撞除掉球与座上的蜡及脏物。
游动凡尔、固定凡尔双漏
典型示功图 采油工艺技术 采油工 采油地质工
特征描述 :示功图为排出部分漏失和吸入部分漏失示功图的叠加。增载卸载都很缓慢, 图形圆滑呈椭圆形。双凡尔漏失严重时的功图与断脱功图相类似,呈“黄瓜状”。 双凡尔漏失现象:量油产量下降,严重漏失时不出油。液面上升。上电流较低,下电 流稍大。抽蹩压力上升缓慢,严重时不升,驴头停在上、下死点都稳不住压力。 处理方法:洗井,无效后上作业。
固定凡尔卡死打不开
典型示功图 采油工艺技术 采油工 采油地质工
特征描述 : 上行程负荷增大,下行程示功图不能卸载。
油井吸入部分堵死,会出现类似功图
现象:不出油。液面在井口。电流上冲程大,下冲程小(因为泵抽空产生吸力)。 洗井不通。 处理:对于这类井应查清是否有井下开关,若有井下开关则按井下开关失灵处理, 若无井下开关采取高压热洗处理,无效作业。
措施制定: 油井:制定合理的工作制度,调小参数,加深泵挂,换小泵径、压裂酸化 连通水井:加强注水
供液不足
液击问题
液击是在泵充不满时,柱塞下行以很高的速度撞击液面,使流体载荷突然由 杆柱转移到油管上,同时产生强烈的冲击波,破坏整个抽油系统。液击能够造成 杆柱过早疲劳失效,同时冲击力会使抽油泵的凡尔球和凡尔座过早损坏。还会使 柱塞与泵筒得不到润滑,加速其磨损.另外油管液击的冲击下会突然拉伸,使其 连接螺纹松动,发生漏失或断脱故障。
杆断脱
典型示功图 采油工艺技术 采油工 采油地质工
高冲次抽油杆断脱。抽油机在高冲次工作时, 抽油杆运动产生惯性,使图形沿顺时针方向偏转, 抽油杆断脱后仍有惯性影响 ,所测图形与正常 井断脱图形不一致。
杆断脱
典型示功图 采油工艺技术 采油工 采油地质工
现象:抽油杆断脱后 ,产量突然大幅下降,甚至不出油。 电流发生明显变化,电流上冲程小,下冲程大,越是上部断 脱,上电流越小,下电流越大。蹩压不升,如果是底部断脱 蹩压可能出现上冲程压力下降,下冲程压力上升的现象,变 化值不变。热洗后抽蹩测功图,压力不升图形不变。如果是 杆断,下放光杆超过防冲距一段距离后不再下行,如果是杆 脱下放光杆距离与防冲距基本相当。洗井正洗不通。 处理:上部杆断脱可以利用吊车打捞;带有对接器的井热洗 后对接数次无效报作业;不带有对接器的井,确定断脱无误 后申请作业。
典型示功图
气体影响
特征描述 : 固定阀打不开 ,游动阀关不上。 图形呈圆弧形,无产量。
气锁
特征描述 : 左上角缺失一块,曲面朝右,右下角缺失。
游动凡尔关闭迟缓 功图受气体影响
措施制定:洗井、采取防气措施、供液能力改 善措施。
供液不足
典型示功图 采油工艺技术 采油工 采油地质工
特征描述 : 上行程:示功图正常,只是泵筒未充满。 下行程:由于泵筒未充满且液面低,开始悬点载荷不降低,只有当活塞碰到液面时 才开始卸载,右下角缺失一部分,随抽油时间增长缺口增大。卸载线有一明显拐 点,卸载线基本上与理论示功图的卸载线平行。下行程线与上行程线平行。示功 图出现刀把现象,充满程度越差,刀把越长。这种井产量不高,泵效低于40%。
措施制定:采取检泵措施。
管断脱
典型示功图 采油工艺技术 采油工 采油地质工
特征描述 :与抽油杆断脱功图类似,在最小理论负荷线以上,接近最小理论负荷线。 油管断脱现象:电流上冲程小,下冲程正常。正、反洗井均通,且上返时间短。下
放光杆碰不着泵的固定凡尔。如果井内下有253—旁通开关或丢手机堵管柱,泵下装有 桶杆的井碰泵时,下放光杆超过防冲距后可能碰着泵,这类井可通过洗井来判别。
固定凡尔漏失
典型示功图 采油工艺技术 采油工 采油地质工
特征描述 : ❖下行程开始时,由于吸入部分漏失,使泵内压力上升缓慢,游动阀打开迟缓,悬 点卸载缓慢。且右下角缺失 ❖当活塞下行速度大于漏失速度时,悬点卸载结束,游动阀打开,固定阀关闭。 ❖下行程快结束时,漏失速度大于活塞运行速度,泵内压力降低,使游动阀提前 关闭,悬点提前加载。
固定凡尔卡死关不上
典型示功图 采油工艺技术 采油工 采油地质工
特征描述 : 固定阀被卡死不关闭,造成游动阀打不开而光杆不能卸载,图形在上理论负荷线 附近,形状与自喷断脱相似。
现象:井口不出油。液面在井口。上下冲程电流均小于正常时电流,洗井正常。 在井口憋压时,可发现上行时压力上升,下行时压力下降。 处理:大排量热洗,并在洗井过程中开关回压闸门,再测试功图,蹩压,若无效 则报作业。
杆断脱
典型示功图 采油工艺技术 采油工 采油地质工
特征描述 :抽油杆断脱后 , 上行程悬点载荷为断脱点 以上抽油杆柱的重力,下冲程的悬点载荷为断脱点以上抽 油杆柱在液体中的重力。 因此示功图位于理论最小载荷 线的下方,图形呈“黄瓜状”。
杆断脱
典型示功图 采油工艺技术 采油工 采油地质工
一般抽油杆断脱分为上部和下部断脱 ,断脱位置 距井口越近 , 图形越偏低; 若在活塞处断脱, 在下理论负荷线附近,图形形状不全是棒形 , 有 些井测出断脱图形是一根直线 。
固定凡尔漏失
典型示功图 采油工艺技术 采油工 采油地质工
固定凡尔漏失现象:量油产量下降,上电流正常,下电流稍大。抽蹩时上冲程压力上 升,下冲程压力下降,压力蹩得越高,上下冲程压力变化越大,待压力升起后再将驴 头停在下死点稳压,若固定凡尔漏失则稳不住压。 处理方法:造成固定凡尔漏失,主要原因是由于结蜡严重,蜡卡固定凡尔,也可能是 凡尔球与球座磨损漏失,对于蜡卡可采取长时间热洗处理,洗后在管柱内充满洗井液 的情况下再测示功图和蹩压确定是否还漏失。
游动凡尔漏失
典型示功图 采油工艺技术 采油工 采油地质工
特征描述:泵排出部分漏失,活塞上面油 管内的液体就会漏在活塞下面的泵筒内。 ❖当活塞上行程开始时,由于漏失,泵内压力下降缓慢,固定阀推迟打开,增载缓慢。 ❖当活塞移动速度大于漏失速度时,载荷达到最大值。 ❖当上行程快结束时活塞上行速度减慢,漏失速度大于活塞移动速度,漏失液体对活 塞的“顶推”作用,使光杆提前卸载。功图左右上角缺失,而且呈弧形(圆心向右下 方)。 严重时,光杆载荷等于抽油杆柱在液体中的重量。
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。
措施制定:作业检泵处理
油套串
典型示功图 采油工艺技术 采油工 采油地质工
特征描述 :
油套窜与油管上部漏失现象基本一致。
现象:热洗时在井口能听到刺水声音,洗井液返上时间短。蹩压时 用2块压力表,一块装在油压表接头上,另一块装在套压表接头上, 蹩压过程中油套压表同时波动并且油套压相等。 措施制定:采取检泵措施。
气击问题
气击同液击类似,只是产生的冲击较小,气击的危害非常类似于液击。
管漏失
典型示功Hale Waihona Puke 采油工艺技术 采油工 采油地质工
特征描述 :油管漏失后,漏失点以上的液柱就会漏失到油套管环形空间,使悬点载 荷达不到理论上的最大载荷。图形呈平行四边形,即与理论功图相似,但是实际载 荷远低于理论载荷。漏失点越接近井口,实际的最大载荷线越接近理论最大载荷线。 漏失部位越靠近泵口,图形越窄。主要是因油管未上紧或因腐蚀穿孔所造成的。
正常示功图
典型示功图 采油工艺技术 采油工 采油地质工
特征描述 :图形的共同特点是与理论图形差异较小,近似为平行四边形。且 增、减载线,上、下行程线均与理论线平行。由于设备振动而引起上、下负荷 线有波纹。同时有些图形因泵挂较深、冲数较大产生的惯性力影响 , 使示功 图沿着顺时针方向产生偏转 , 图形与基线有一夹角。
气体影响
典型示功图 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 形右下角缺失,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 40% 。 措施制定: 油井:采取防气措施、压裂酸化、调小参数、换小泵、加深泵挂。 连通水井:加强注水 。
理论示功图
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
管漏失
典型示功图 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。