抽油机井示功图分析及应用

井的产液量为零。
实例：该井不出油，地面功图判断是抽油杆上部断。泵挂深度1489m， Ф 38mm,冲程2.4m,冲数6次/min,动液面716m.
第二部分 理论示功图的特征分析
2. 国内目前所用的理论示功图
（图2）
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。
图2 弹性抽油杆静载时的示功图
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
部件的工作效率都是100%所测得的示功图。
第二部分 理论示功图的特征分析
分析：图中 a 点是上冲程的始点。 由于刚体没有弹性形变，则 ab 为即刻 增载，泵柱塞的游动凡尔关闭，全部 载荷由光杆承受。 bc 是上冲程过程，
泵的游动凡尔关闭，固定凡尔打开是
进油过程。 cd 即刻卸载，抽油杆下行时所画出da线是载荷不变的下冲程位移过 程。 该理论示功图的特征：ab平行于cd ，bc平行于da，一般抽油机井在 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 现类似的水平、长方形实测示功图。
第一部分: 概 述 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。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。
第二部分 理论示功图的特征分析 为了能正确分析和解释示功图，常要绘制出理论示 功图进行对比分析，而且实测示功图的解释都是以理论 示功图为基础，因此，对理论示功图特征分析就显得尤 为重要。 1.没有弹性变形的理论示功（图1） 假定：抽油杆是刚体，动力从地面传到柱塞上没有 时间滞后，既没有伸缩和振动，也无摩擦，假定每一个
作，而且能随时监控采油动态，使之在最佳工作方式下
生产。结合采油二厂有杆泵采油过程中示功图分析解释 差错率高的问题，我们今天来讲讲如何正确解释分析示
功图，了解井下抽油泵工作状况。
第一部分: 概 述 1、在有杆泵采油过程中，用动力仪绘出示功图，定性地 分析深井泵的工作情况，是了解井下抽油泵工作状况的重要 手段。由于抽油井的生产状况很复杂，深井泵在井下工作的 影响因素很多，不但受到“机、杆、泵”抽油设备的影响， 而且直接受到变化着的“砂、蜡、气、水”的影响。尤其在 定向井中，这种情况就更为突出。导致油井生产过程中所测 的示功图形状复杂，解释差错率高，给及时分析井下抽油泵 工作状况、掌握油井生产动态和组织下步生产带来了很多困 难。因此，分析示功图时，即要全面了解油井的生产情况、 设备状况和测试仪器的好坏程度，根据多方面的资料进行综 合分析，同时，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，才能够作出正确判断。
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。
没度低时，下行符合CDEA曲线；若气多、低沉没度时，下行是CEA虚线曲 线，其曲线的波形的平均线是平行的。
第二部分 理论示功图的特征分析 7.分析抽油机的平衡效果 尽管理论公式可进行抽油机的各 种平衡计算，但因受井斜、抽汲液体 粘度、泵径大小及间隙、井口压力及 砂蜡等的影响，是难以达到较理想平 衡的。不平衡性越大，上下行程的负 荷差越大，致使抽油机变速轮齿受到 很大的冲击载荷，从而加速磨损。
第三部分 斜井示功图与直井示功图的区别 对定向井而言，其杆柱的受力情况及示功图与直井有所 不同：定向井有杆泵抽油系统与直井的主要差别有两点：一 是井身是空间三维曲线，从而系统的振动是三个振动系统的 空间三维振动，垂直于井深轴线的横向振动对轴向振动有一 定的影响；二是抽油杆与油管之间、油管与套管之间存在接 触力和相应的磨擦力，对系统的轴向振动也有一定的影响。 1.在定向井抽汲过程中，沿抽油杆作用的表面力包括液 柱、抽油杆柱的重力、油流阻力和振动而引起的惯性载荷， 抽油杆与油管的正压力和滑动摩擦力。 2.由于磨擦负荷和惯性负荷均比直井稍大，所以上行负 荷较大、下行负荷较小，示功图较直井宽。
第二部分 理论示功图的特征分析
9.冲程损失影响排出系数的示功图 右图说明实测示功图在载荷发生变 化时载荷变为动载荷加上附加载荷。
图10 冲程损失影响排出系数的 示功图
计算充满系数和排出系数时和数值会发ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ变化，这是因为子项 ad″<ad′<ad，冲程损失会影响排出系数，图10中可知泵效低，这种情 况泵的充满系数可能相同，但排出系数是随着冲程损失的变大而减小， 只有排出系数高才能表明抽油机井高产、高泵效。
①固定凡尔漏失时的示功图
图12 功图
固定凡尔漏失的示
该井出油不好，固定凡尔漏。 固定凡尔漏失包括：固定凡尔与凡 尔座配合不严、凡尔球被砂子刺坏或凡罩内积有砂、蜡等脏物，使
凡尔球的起落失灵等原因造成的漏失。这类功图的特点是：增载线
比卸载线陡，图形的左下角变圆，右上角变尖，而且漏失越严重， 图形的左下角变得愈圆，右上角变得愈尖。
第四部分 实测地面示功图图例分析
通过对全厂所测近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
制出的示功图是一个平行四边形。
第二部分 理论示功图的特征分析 3.动、静载荷+弹性形 变示功图（图3） 如图 3 所示， 实际 生产中抽油杆是要承受静 载荷和动载荷的。
图3
动、静载荷+弹性形变示功图
由于抽油杆有惯性力载荷，柱塞在泵筒内运动时有摩擦 力，液柱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， cd点偏 低。
见实测示功图进行介绍。 1.泵工作正常时的实测示功图
图 11 是抽油泵工作正常，同时受其它 因素影响较小时所测的示功图，这类 功图的共同特点是理论示功图差异不 大，均为一近似的平行四边形。
图11 泵工作正常时的示功图
第四部分 实测地面示功图图例分析
2.泵漏失的实测示功图 泵漏失是油井常见的故障之一。泵 漏失包括固定凡尔漏失、游动凡尔漏失 和双凡尔漏失三种情况。
第二部分 理论示功图的特征分析 由于弹性振动传递快，而杆柱与油管和液体摩擦等因 素造成滞后，影响曲线的形状而产生扭结。通常见到的是 有弹性振动的示功图，只要上、下曲线的平均线平行，泵 即正常。有时测得歪曲的示功图形，只要符合上述特点， 则可用冲次太快引起振动予以解释。如图5所示。
图4 抽油杆发生二级振动时的地面示功图
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
此类图形抽油井中最常见，泵况正常，抽油参数基本合适，若气小、沉
抽油机井示功图分析及应用
第一采油厂采油作业二区 二零一四年十月
解 讲 内容
第一部
第二部分 第四部分
抽油井示功图综述
理论示功图的特征分析 实测地面示功图图例分析
第三部分 斜井示功图与直井示功图的区别
第五部分
第六部分
抽油井计算机诊断技术的应用
需要注意的几点
第一部分:抽油井示功图综述 今天，我们主要从理论示功图的特征分析入手，简单 介绍示功图的多功能性，即对实测示功图作必要的处理 后，可进行一系列定性和定量分析，提供诸如分析平衡 效果、判知振动影响等。油井示功图它不仅能在不停产 的情况下取得大量有用的数据，减化了井下直接测试工
图5 动、静载荷+弹性形变+振动的示功图
第二部分 理论示功图的特征分析 5. 泵的充满系数和排 出系数的概念 从图6的对比中可以看 出，实际产量与冲程损失 是直接有关的。
图6
泵的充满系数和排出系数的概念
因此，要实现抽油井的长寿稳产，就应不断综合分析实测 示功图，尽可能地减少冲程损失、减少气体影响和油管漏失， 提高深井泵的质量和抽油参数优化组合，减少杆柱摩擦阻力， 保证合理沉没度，调小防冲距，延长检泵周期。
第四部分 实测地面示功图图例分析
③双凡尔漏失 如图14，该井泵挂1813m，冲 程 3m，冲次 8 次 /min，含水 54% ， 日产液 16.5t, 动液面 516m，由于 上下阀均漏失，泵效只有24%。这
类功图的主要特点是：四角消失，
中间粗；两头尖，形如梭状。
第四部分 实测地面示功图图例分析
Le
图8
较理想平衡示功图
当抽油机平衡较好时，距零线为Le（图8）的平行线， 会将功图分为近似相等的两部分。Le之纵座标即为较理想 的平衡重。
第二部分 理论示功图的特征分析
B B′ 8.玻-钢杆系统正常示功图 。 如图9所示，AB：上行程初期，因液载 A C 。 作用，杆柱伸长油管缩短，当杆柱张力不足 D D′ 以克服液柱、杆柱等载荷作用，游动凡尔关 图9 玻杆的理论示功图 闭，固定凡尔开启； BB′：当杆柱固有频率与冲次接近时,弹性共振使杆柱弹性放大柱塞运行快 于光杆的运动速度,液柱惯性载荷滞后，载荷上升 (B′点)；B′C：上程后 期，由于液柱惯性向上，下降（C点）；CD：通过上死点转入下行程，液柱 负荷转移到油管上，杆柱缩短，油杆伸长。固定凡尔关闭、游动凡尔打开 进入吸液过程； DD′：同样由于弹性放大，柱塞运动快于光杆硬度，液体 惯性滞后，载荷下降；B′A：在上行程末期，由于光杆速度减慢，液体载 荷逐渐作用在液柱上，光杆载荷又逐渐上升，驴头达到下死点，转入上冲 程。这样一个周期内，载荷曲线中间宽，两头窄。并且下冲程内只有一个 峰值。与纯钢杆正常功图有很大差异。