典型示功图分析

典型示功图的定义
抽油机井典型示功图是指在理论示功 图的基础上，只考虑某一因素影响下的 载荷随位移的变化关系曲线。
1、泵工作正常的示功图
特点：近似平行四边形
有振动载荷影响时：近 似平行四边形，上下载 荷线为逐渐减弱的波浪 线。
1、泵工作正常的示功图
考虑惯性载荷时，是把 惯性载荷叠加在静载荷 上。
B
D '点）。
泵的余隙越大，进入泵内 的气量越多，则DD '线越长。
D' A线为下冲程柱塞有 效冲程。
特点：增载、卸载缓慢
A
o
B' D'
C
D S
2、气体影响示功图
而当进泵气量很大而沉没压
力很低时，泵内气体处于反复 P
压缩和膨胀状态，吸入和排出
阀处于关闭状态，出现“气锁”
B
B'
C
现象。如图中点画线所示：
示功图特点：平行四
边形会顺时针旋转一个 角度，惯性力越大，旋 转角度越大，冲程损失 越大。
形成原因：
惯性载荷在上冲程前 半冲程增加悬点载荷， 后半冲程减小悬点载荷。
在下冲程前半冲程减 小悬点载荷，后半冲程 增加悬点载荷。
2、气体影响示功图
由于在下冲程末余隙内还
残存一定数量的溶解气和压 缩气，上冲程开始后泵内压
示功图的定义
通过示功仪测取光杆悬点所承受的载荷拉力和悬点相 对于井口的位移，在一个冲次中，测取几十至几百个数据 点，由一个完整冲次的载荷和位移数据绘制出的封闭坐标 曲线称为示功图。表示悬点载荷与位移关系的示功图称为 地面示功图。由地面示功图经过换算得到的泵活塞受力与 位移关系图叫泵示功图。
此封闭曲线表示了光杆在每一位置时负荷的大小。封 闭曲线的面积表示了泵在一个行程中作功的多少。所以称 此曲线为示功图.
在此情况下的泵效计算公式为： A″
? ? D ' A'
S光
A A'
o
S光
C
D'
D
S
4、漏失影响的示功图
（2）吸入部分漏失
当吸入阀严重漏失时， 排出阀一直不能打开， 悬点不能卸载。示功图 位于最大理论载荷线附 近。由于摩擦力的存在， 示功图成条带状（如右 图所示）。
B
充不满程度越严重，则卸 载线越往左移。（如右图2、
3所示）
措施：加深泵挂；采取合理
的抽汲措施；调整对应注水 井注水量；采取压裂、酸化
等增产措施；采取间歇抽油 A
方式。
o
32 1
D′
C
D S
4、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，使柱塞 上面的液体经过排出部分的
B
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值，
使加载缓慢。
A
o
C
D S
4、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
采取措施：合理控制套管气；
加深泵挂；加装防气装置；减A
小防冲距，缩小余隙容积。
D'
o
D S
2、气体影响示功图
气体使泵效降低的数值可使
用下式近似计算:
P
? ? '
DD'
gS
B
式中：S—光杆冲程
充满系数: ? ? AD' A
AD
o
B' D'
C
D S
3、充不满影响的示功图
当沉没度过小或供液不足使
液体不能充满工作筒时，均会 影响示功图的形状。
度的瞬间，悬点载荷达到最
大载荷（如图中B'点）
A o
B'
C
D S
4、漏失影响的示功图
（1）排出部分漏失
当柱塞继续上行到后半冲程时，P
因柱塞上行速度又逐渐减慢，在柱Leabharlann 速度小于漏失速度瞬间（如B
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，排出部分漏失不影 A
P
力因气体的膨胀而不能很快
降低，加载变慢，使吸入阀
B
打开滞后（B' 点）
残存的气量越多，泵口压 力越低，则吸入阀打开滞后 的越多，即B B'线越长。
B' C 线为上冲程柱塞有效 A
冲程。
o
B'
C
D S
2、气体影响示功图
下冲程时，气体受压缩，泵 P
内压力不能迅速提高，卸载变
慢，使排出阀滞后打开（ 图中
A
漏失量越大， B′C′线越短。
o
B′
C′
C
C″
D D' S
4、漏失影响的示功图
（1）排出部分漏失
当漏失量很大时，由于 P
漏失液对柱塞的“顶托”作
用很大，上冲程载荷远低于
B
最大载荷，如图中A?岯所示，
吸入阀始终是关闭的，泵的
排量等于零。
特点：卸载提前，增载缓慢。 左下角变尖，右上角变圆， A
为一向上的拱形。
o
B'
C'
C
屃
C' D D'
S
4、漏失影响的示功图
游动阀球卡死（张开着），或是修井作 业时柱塞没有下人泵筒，或是井下泄油器被 打开，均不出油。
4、漏失影响的示功图
（2）吸入部分漏失
下冲程开始后，由于吸入阀漏 P
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
B
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
液柱载荷（如图中D '点） 。
悬点以最小载荷继续下行， 直到柱塞下行速度小于漏失速
度的瞬间 （如图中A '点） 。 A A'
o
C
D' D S
4、漏失影响的示功图
（2）吸入部分漏失
泵内压力降低使排出阀提前 P
关闭，悬点提前加载,到达下死 点时，悬点载荷已增加到 A″。
B' B
上冲程，吸入部分漏失不影响
泵的工作，示功图形状与理论示
功图形状相近。
A″
特点：增载提前，卸载缓慢。
右上角变尖，左下角变圆，为 A
A'
一向下的拱形。
O
C
D' D S
4、漏失影响的示功图
（2）吸入部分漏失
由于吸入部分的漏失而造成排P
出阀打开滞后(DD ' )和提前关闭 （AA′）。
B' B
活塞的有效排出冲程为 D' A' 。
响泵的工作。因此，示功图形
状与理论示功图相似。
o
B'
C' C
C″
D D' S
4、漏失影响的示功图
（1）排出部分漏失
由于排出部分漏失的影响， P
吸入阀在B′点才打开，滞后了
BB′这样一段柱塞冲程；
B
而在接近上死点时又在C′点 提前关闭。这样柱塞的有效吸 入行程为B′C′。
在此情况下的泵效:
? ? B'C ' S
P
特点：卸载线平行左移，液
B
面越低，左移距离越大。
下冲程由于泵筒中液体充不
满，悬点载荷不能立即减小，
只有当柱塞遇到液面时，才迅
速卸载，卸载线与增载线平行，
卸载点较理论示功图卸载点左
移（如图中D '点）
A
o
C
1
D'
D
S
3、充不满影响的示功图
有时，当柱塞碰到液面时，
产生振动，最小载荷线会出 P
现波浪线。