抽油机井示功图分析与及应用
(完整)抽油机井示功图分析
下步措施: 控气
或调整防冲距
（3）、供液不足: 特点: 其卸载线与气体影响的卸载线相比较，陡而直 下步措施: 间开、优化生产参数或注汽
供液不足
（4）、泵漏失对示功图的影响特点: 游动凡尔漏失: 上冲程悬点载荷不能及时上升到最大值，使加载变缓， 上冲程后半冲程悬点载荷提前卸载
工作筒内衬套乱
结论
1、示功图分析影响因素多，需要结合油井实际生产 资料进行综合分析。
2、示功图分析为管杆优化设计和提高抽油机系统效 率提供参考。
3、抽油机示功图分析是油水井分析的依据，有助于 我们有针对性提出日常科学管理措施。
4、示功图分析结合综合评价软件可实现油井智能化 控制。
2 、抽油机采油系统的工作流程
系统工作时, 电动机通过皮带和减速 器带动曲柄作圆周运动, 曲柄通过连杆机 构的游梁, 以支架上的轴承为支点做上下 摆动, 通过驴头把游梁前端的往复摆动转 变为悬点的上下往复运动, 悬点带动抽油 杆柱、抽油泵柱塞做上下往复直线运动, 实现机械采油。
当活塞上行时, 活塞上的游动阀关闭, 泵筒上的固定阀打开, 井筒中的油液进入 泵筒, 同时柱塞之上的一部分液体排入地 面输油管线, 活塞下行时, 游动阀打开, 固 定阀关闭, 活塞之下抽油泵泵筒内的液体 进入油管内, 如此循环工作, 井液就源源不 断地被采出。
kN kN
80 70 60 50 40 30 20 10 0 80 70 60 50 40 30 20 10 0
0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 m
0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 m
整改措施:（1）对地层能量不足的井, 要选择合理地 工作制度, 如调小生产参数, 换小泵, 也可采取间隙 抽油的管理方式。（2）根据油层实际条件, 也可以采 取压裂或酸化油层, 提高油层供液能力的方法。
分析抽油机井实测示功图
40 提措施错一个扣4分；措施不全一个扣2分
10 卷面不整洁扣10分
从总 分中 扣除
未清理从总分中扣5分 超时终止答卷
100
抽油机井实测示功图分析
油管漏失时实测示功图：
该井产量明显减少、泵效低，用 蹩压的方法证实蹩不起压力，而套管 环空的动液面却在升高。
此类功图特征：图形面积减小， 载荷下降。减少的面积与正常功图时 的面积是平行减少，最大载荷线下降， 最小载荷线不变。
管漏示功图
抽油机井实测示功图分析
油井出砂时的实测示功图：
分析抽油机井实测示功图 （10图）
序 考核内容 号
评分要素
分析正常示功图的泵况
分析不正常示功图的泵况
1
分析
不正常示功图产生的原因
逐井查找生产中存在的问题
2 提出措施 提出下步整改措施
3
卷面 整 洁
卷面清洁、无乱涂改
清理桌面
4
安全文明 操作
在规定时间内完成操作
合计
操作时间：15min
配分
评分标准
50 分析错误一图扣5分
抽油机井实测示功图分析
操作步骤：
1、分析 ： 1）分析正常示功图的泵况； 2）分析不正常示功图的泵况； 3）不正常示功图产生的原因； 4）逐井查找生产中存在的问题。 2、提出措施：提出下步整改措施。
抽油机井实测示功图分析
1、泵工作正常时的实测示 功图： 该图是抽油泵工作正常， 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。
受砂影响的示功图上明显 见到“小牙齿”形的不规则齿状， 深井泵寿命短，免修期短。该功 图是不出油的，固定凡尔上卡死 在罩内（阻力磨擦发生，载荷瞬 时变化，形成锯齿状图形），进 油部位砂堵。
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
抽油机示功图分析
喷势强、油稀带喷
喷势弱、油稠带喷
5.抽油杆断脱
抽油杆断脱
抽油杆柱的断脱位置可 根据下式来估算：
hC L
bqr g
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，才使上下载荷线不重合。图形的 位置取决于断脱点的位置。
6.其它情况
出砂井
结蜡井
管式泵活塞脱出工作筒
防冲距过小活塞碰 固定凡尔的示功图
由于泵筒内液柱
受压，压力增高，
活
而使固定阀关闭。
塞
活塞继续下行，
下
泵内压力继续升
行
高，当泵筒内压
力超过油管内液
柱压力时，游动
阀被顶开，液体
从泵筒内经空心
油层
活塞上行进入油
管。
二、地面示功图分析
地面示功图或光杆示功图：悬点载荷与位移关系的示功图。
(一)理论示功图及其分析
1.静载荷作用下的理论示功图
静载理论示功图
ABC为上冲程静载荷变化线。AB为 加载过程，加载过程中，游动凡 尔和固定凡尔处于关闭状态；在B 点加载完毕，变形结束，柱塞与 泵筒开始发生相对位移，固定凡 尔打开而吸入液体。BC为吸入过 程（BC=sP为泵的冲程），游动凡 尔处于关闭状态。
(一)理论示功图及其分析
静载理论示功图
CDA为下冲程静载荷变化线。CD 为卸载过程，游动凡尔和固定凡 尔处于关闭状态；在D点卸载完 毕，变形结束，柱塞与泵筒发生 向下相对位移，游动凡尔被顶开、 排出液体。DA为排出过程，固定 凡尔处于关闭状态。
抽 油 机 井 示 功 图 分 析
陈秀芳
一、常规管式泵工作原理
活 塞 上 行
油层
当活塞上行时， 游动阀受油管内 活塞以上液柱的 压力作用而关闭， 并排出活塞冲程 一段液体。固定 阀由于泵筒内压 力下降，被油套 环行空间液柱压 力顶开，井内液 体进入泵筒内， 充满活塞上行所 让出的空间。
抽油机示功图分析和应用
气、水”的影响。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。
抽油机示功图综述
2、示功图概念 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。
该图从功图上看，有砂卡 的迹象。一般受砂影响的 示功图上明显可以见到 “小牙齿”形的不规则齿 状，该功图是不出液时测 的。经检泵作业后发现固 定凡尔上卡死在罩内，进 油部位砂堵。
四、总结
四、总 结
1、由于影响抽油泵正常工作的因素很多,加 之受定向井、低产、低渗、高油气比等原 因的影响，使示功图的瞬时性很强，所以 在解释示功图时，要全面了解油井情况 （井下设备、管理制度、目前产量、动液 面、沉没度、油气比及以往的生产情况 等。），才能对泵的工作状况和生产不正 常的原因做出判断。
S
S活 S光
2.10、供液不足：a. 减载线不能卸载只有活塞碰
P λ 到液面才立即卸载；b. 加载线和减载线平行； c. 泵体内液面越低下行负载线越短，当上下负 载线接近重合时将因冲满系数为０而不出油。
P大
P小
充 满 极 差 充 满 最 差 充 满 更 差 没 有 充 满
S
S活 S光
2.11、排液系统堵塞或回压过高：
a.上下负载线均超过理论值；b. 堵塞越严重超 值越大。 P λ
堵塞较重
P大
P小
抽油机井示功图诊断及分析
生气锁井应尽可能加深泵挂，增 大泵淹没度，大泵径长冲程机抽， 尤其是防冲距要调到最小，尽可 能减小余隙体积；下高效气锚和 防气泵，合理放套气，控制套压 生产，使之保持在较低值。
抽油机井示功图诊断及分析
第13页
功图与工况
气锁现象：属于气体影响特
殊现象，因为气体大量进入泵 筒，上冲程时气体膨胀，全部 占满柱塞让出容积，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，柱塞 运动只是对气体压缩和膨胀， 泵不排油，这种现象称为“气 锁”。处理？
上图能够看出13-283热洗前工图显著肥大第22页
功图与工况 10.抽油杆断脱
此图为抽油杆断或脱时示 功图．
若断脱发生在柱塞附近， 或是柱塞脱扣、阀球球 罩断落，图形位于杆重 载荷线位置（杆断位置 越高图形越靠下）
若断脱发生在光杆附近， 图形靠近于水平坐标线。
及时修井作业
抽油机井示功图诊断及分析
2月初我区13-375量油不出，经过工图判断杆上部断脱
第4页
功图与工况
2 弹性抽油杆静载时示功图
实际上金属是有弹性会‘形变”，因而增载过程 ab和卸载过程cd都不是直上直下，而是受力后伸长， 卸载后缩短。这一变形过程是因为抽油杆伸长和油 管缩短、抽油杆缩短和油管伸长所造成。下列图是 弹性抽油杆受静载时基本示功图。
抽油机井示功图诊断及分析
第5页
冲程损失
实际生产中抽油杆是要承受静载和
动载。因为抽油杆有惯性动载荷，柱塞 在泵筒内运动时有摩擦力，液体举升过 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，下冲程时c、d点偏低，P1和P2 是动载荷影响值。以下列图所表示。
抽油井示功图分析及其应用
抽油井示功图分析及其应用作者：刘青峰来源：《中国科技博览》2015年第13期[摘要]本文着重介绍了抽油井示功图的工作原理以及井下示功图的分析。
结合具体示功图图例来分析抽油井生产过程中遇到的各种故障，并通过示功仪测得的实测示功图与典型示功图对比分析来排除井下故障从而保证油井正常生产。
[关键词]抽油井，示功图，深井泵中图分类号：TE933 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）13-0040-01一、实测示功图特征分析1.1 实测示功图影响因素分析在实际生产井中，实测示功图受到多种因素的影响，如受砂、蜡、水、气和惯性载荷、振动载荷、冲击载荷、摩擦阻力等因素影响外还受到漏失、断脱、油层能量、设备故障、仪器故障的影响，所以，功图形状千变万化，实测示功图要比理论示功图复杂，要制定一套图形模板来解释示功图是不现实的。
一个示功图是否正常，不能只看它是否为平行四边形，而要考虑到各种复杂因素对示功图产生的影响。
而我们分析时，要抓主要因素进行分析，以便找准原因做好相应的井筒管理工作。
1.1.1 生产情况对示功图影响（1）冲程、冲次对示功图的影响功图上体现出的是振动波纹和功图顺时针旋转，抽油机的运行特点会影响旋转的幅度。
（2）出砂对示功图的影响轻微出砂会影响抽油阻力，摩擦凡尔座、球及抽油设备，严重时会发生卡固定凡尔，卡活塞或活塞卡死。
（3）气体对示功图的影响由于气体很容易被压缩，表现在示功图上便是加载和卸载缓慢。
气体影响下示功图的典型特征是呈现明显的“圆弧”形。
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，使固定凡尔打开滞后、加载缓慢。
下冲程由于气体受压缩，泵内压力不能迅速提高，游动凡尔打开滞后，因此使得卸载变得缓慢。
（4）漏失对示功图的影响漏失的影响与漏失程度、运动过程以及抽汲速度有关。
即：漏失越严重，对示功图影响越大；漏失的影响只发生在要求其密闭的运动过程中；抽汲速度越快，漏失的影响就越小。
油田抽油机井示功图判断油井泵况解析
油田抽油机井示功图判断油井泵况解析摘要在油田开发的实际工作中，实测示功图作为分析深井泵工作状况的主要依据。
由于抽油泵井下工作情况较为复杂，在生产过程中，深井泵将受到制造质量，安装质量，以及砂、蜡、气、稠油和腐蚀等多种因素的影响。
所以，实测示功图的形状各不相同。
为了能正确分析和解释示功图，常常需要与理论示功图进行对比分析，而且实测示功图的解释应以理论示功图为基础。
主题词：载荷游动阀固定阀泵况1静载荷下理论示功图如图1所示，静载理论示功图绘制于以悬点位移为横坐标，悬点载荷为纵坐标的坐标系中。
在下死点A处的悬点静载荷为W1。
冲程开始后，液柱载荷W2逐渐加在活塞上，并引起抽油杆柱和油管柱的变形，液柱载荷全部回到活塞上之后，停止变形（Q=B`B）。
从B点以后悬点以不变的静载荷W1+W2上行至上死点C。
从上死点开始下行后，由于抽油杆柱和油管柱的弹性，液柱载荷W2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W1继续下行至A点。
这样，在静载荷作用下的悬点理论示功图为平行四边形ABCD。
ABC为上冲程静载变化线。
AB为加载线，加载过程中，游动阀和固定阀同时处于关闭状态。
在B点，加载完毕，变形结束，B`B=Q，活塞与泵筒开始发生相对位移，固定阀也就开始打开而吸入液体。
BC为吸入过程，BC=S`，在此过程中游动阀仍然处于关闭状态。
CDA为下冲程静载变化线。
CD为卸载线，卸载过程中，游动阀和固定阀也同时处于关闭状态。
在D点，卸载完毕，变形结束，D`D=Q，活塞与泵筒开始发生相对位移，游动阀被顶开而开始排出液体。
DA为排出过程DA=S`，排出过程中固定阀仍然处于关闭状态。
2理论示功图的分析在绘制和解释理论示功图的基础上，我们把理论示功图分成四个部分进行分析，使我们进一步了解示功图的作用。
我们首先把理论示功图（图2）划分成四个部分即：A、B、C、DA表示固定凡尔，如这部分有缺失首先在固定凡尔上找原因。
抽油井示功图的分析及应用
总结词
利用示功图数据，对油井的生产参数进行了 优化调整，提高了油井的产量和采收率。
详细描述
通过对示功图的分析，发现油井存在供液不 足和气体干扰等问题。针对这些问题，对油 井的生产参数进行了优化调整，如调整采液 量和气液分离器参数等，有效地提高了油井 的产量和采收率。同时，还利用示功图数据 监测油井的生产状况，及时发现和处理问题
数据整合与共享
将不同来源、不同格式的示功图数据整合到一个统一的数据平台，实现数据共享和协同 分析。
数据挖掘与分析
利用大数据分析技术，挖掘示功图数据中的隐藏信息和规律，为油井生产优化提供决策 支持。
示功图与其他技术的结合
示功图与测井技术结合
通过将示功图与测井数据相结合，更全面地了解油井的工况和地层情况。
分析图形特征
根据示功图的形状、线段长度和角度等信息，判断抽油井的工作状 态和可能存在的问题。
对比历史数据
将当前示功图与历史数据进行对比，分析抽油井的工作趋势和变化 规律。
常见示功图的识别与解析
标准示功图
呈现规则的矩形或椭圆形，表 示抽油井工作正常，无异常情
况。
异常示功图
出现异常的线段或图形结构， 如载荷线段不连续、图形不规 则等，可能表示抽油井存在故 障或问题。
封闭的图形
示功图通常呈现为一个封闭的图形，由载荷线段和位移线段组成。
载荷线段
表示抽油杆上所承受的重量，包括油管内液体重量、抽油杆自重 和摩擦阻力等。
位移线段
表示抽油杆的位移，即活塞的行程。
示功图的解读方法
识别载荷线段和位移线段
通过观察图形，确定载荷线段和位移线段的起点和终点，以及它 们之间的变化趋势。
示功图的获取方式
分析抽油机井实测示功图
管式泵的结构特点
只有一个工作筒 泵筒连接在油管的下端 固定凡尔安装在泵筒的下端 柱塞连接在抽油杆的下端 在相同油管直径下允许的下泵 直径较杆式泵大 起下泵麻烦
柱塞 游动凡尔 工作筒
固定凡尔
抽 油 泵 的 工 作 原 理
游
梁
P
式
抽
油
O
S
机
抽
油
泵
采
油
过
程
P
O
S
P
O
S
P
O
S
P
O
S
P
O
S
P
30
20
kN
整改措施:
(1)如果抽油杆断脱位置在距井口 600m以内，可以进行对扣操作， 若失败，再进行作业检泵。
0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 m
（2）如果判断为脱节器脱落, 可以直 接下放抽油杆, 与脱节器对接（此时, 不允许旋转光杆对扣）, 若失败, 再进 行作业检泵。可以定量计算断脱部的深 度。L/L断=h/h断
抽油井 在生产过 程中，油 套管环形 空间中的 动面深度
沉没度:
深井泵 固定凡尔 与动液面
动
液
泵
面
深
沉 没 度
实例一、
泵径56mm, 泵深1500m, 正常生产 时日产液量44m3, 产油7吨, 在1月中
L
旬开始液量缓慢下降, 到7月8日液量 24m3, 产油3吨, 液面由正常时的 答12: 2该0井m产到液目缓前慢4下26降m，。液面上升，功图
的比凡 特
左卸尔 点
下 角 变 圆 。
载 线 陡 ； 示 功 图
） 漏 失 ， 增 载 线
抽油井示功图的分析及应用
抽油井示功图的分析及应用
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
第二采油厂采油工艺研究所
抽油井示功图的分析及应用
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。
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。
第二采油厂采油工艺研究所
第一部分: 概 述
抽油井示功图的分析及应用
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。
油田常用示功图分析
谢谢
THANKS
靠性。
案例三：数字示功图在设备维护中的价值
背景介绍
数字示功图技术的发展为油田设备维 护提供了新的解决方案。
技术优势
数字示功图能够精确反映设备的工作 状态和性能变化，为故障诊断和预测 提供可靠依据。
应用场景
在设备维护过程中，通过数字示功图 分析，确定设备的维修需求和更换周 期，降低维修成本。
实施效果
制出相应的示功图。
常规示功图具有简单、直观的特 点，能够反映油井的产能和生产 状态，是油田生产管理中常用的
工具之一。
常规示功图的缺点在于测量精度 不高，容易受到人为因素的影响， 且无法实现远程监控和实时监测。
智能示功图
智能示功图是一种基于传感器和自动化技术的油田示功图，通过安装传感器和数据采集系统，自动测 量和记录油井的相关参数，绘制出相应的示功图。
油田生产动态监测
03
通过持续监测示功图的变化，可以了解油田的生产动态，为生
产决策提供依据。
油田设备维护
设备故障预警
通过对示功图的分析，可以发现设备异常变化趋势，及时进行预 警和维护。
设备定期维护计划制定
根据示功图分析结果，可以制定设备的定期维护计划，确保设备正 常运行。
设备性能评估
示功图可以反映设备的性能状况，通过分析可以评估设备的性能指 标，为设备更新或改造提供依据。
油田常用示功图分析
目录
CONTENTS
• 引言 • 油田常用示功图介绍 • 示功图分析方法 • 示功图分析应用场景 • 示功图分析的挑战与展望 • 案例分享
01 引言
CHAPTER
目的和背景
抽油机井示功图..
2)下冲程 柱塞下行，固定阀在重力作用下关闭。泵
内压力增加，当泵内压力大于柱塞以上液柱压 力时，游动阀被顶开。 柱塞下部的液体通过游动阀进入柱塞上部， 使泵排出液体。 泵排出的条件： 泵内压力(排出压力)高于柱塞以上的液柱 压力。
B-下冲程
理论示功图
静载荷作用下的理论示功图 悬点所承受的载荷： (1)抽油杆柱载荷，Ｗr (2)作用在柱塞上的液柱载荷,W1 （3）沉没压力(泵口压力)与井口 回压在上冲程中造成的悬点载荷 方向相反,相互抵消。
理论示功图
实测示功图
解决的方法:
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。
典型示功图分析
4.油管漏失 图形特点∶开抽时泵功图图 形正常，停抽后上行线比前 面低一段载荷，功图面积明 显减小。 成因分析∶如果油管的丝扣 连接处未上紧，或因油管被 磨损，腐蚀而产生裂缝和孔 洞时，进入油管的液体会从 这些裂缝和孔洞及未上紧处 重新漏入油管套管间的环形 空间，导致油井减产。
油机悬点的往复运动通过抽油杆传递给井下 柱塞泵。
相同点
用抽油杆将地面动 力传递给井下泵
图
地面驱动螺杆泵采油：井口驱动头的旋
转运动通过抽油杆传递给井下螺杆泵。
游梁式抽油机井有杆泵采油是目前我国最广泛应用的 采油方式，大约有80%以上的油井采油采用该举升方式。
有杆泵采油
典型杆驱往复泵抽油系统 典型杆驱螺杆泵抽油系统
抽油装置示意图
主要内容
泵工作原理 理论示功图 典型示功图分析 总结
泵的工作原理
抽油机井实测功图分析
20
40
30
10
20
０
10
0
0.5 1 1.5 2 2.5 3 m
0.5
1
1.5
2
2.5 m3
双凡尔漏失不出实测功图
kN
80
70 60 50
40
30
20
10
0 0.5
1
1.5
22.5 3 mkN60504030
20
10
０
0.5
1
1.5
2
2.5 3
m
特点：没有增载线和卸载线，功图面积小，功图载荷照比原 载荷下降；产量下降或不出，液面上升。
1
1.5
2
2.5 3 m 0
0.5
1
1.5
2
2.5 3 m
气体影响实测示功图
典型案例（一）
抽油杆断脱示功图
kN 40
30
抽油杆底部断脱示功图
20
kN 40
30
抽油杆上部断脱示功图
20
10
10
0
0.5
1
1.5
2
2.5 3
m0
40 kN
0.5
1
1.5
2
2.5 m
30
20
抽油杆中部断脱示功图
10 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
是供液不足或气体影响。
左下角：分析光杆在下死点时出现的问题， 如固定阀的漏失情况等。
抽油机井实测功图分析
kN
kN
80
70 60 50
40 30 20 10 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 m
抽油机示功图辨析(超全)
.
六、抽油杆断脱的示功图
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”。
.
七、带喷井的示功图
喷势强、油稀带喷的示功图
喷势弱、油稠带喷的示功图
.
八、排出部分漏失漏失影响的示功图
.
活塞与泵筒间隙漏失
特征描述 ：活塞与泵筒间隙漏失。由于活塞 与衬套之间磨损、间隙过大，造成漏失。 在 上行时液体从中漏失 ，光杆负载减小，使右 上角呈现斜坡， 缺少一块面积。
.
九、吸入部分漏失的示功图
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
使悬点载荷增加；下行程时，流动阻力的 A
方向向上，使悬点载荷减小。稠油井的最 大和最小载荷线振动要比结蜡井小，但两 种示功图都会出现肥大。
.
C
D S
十六、油层出砂影响的示功图
特征描述 ：油井出砂多为压裂后下泵。 油井出砂，使活塞阻卡，上下行程会出 现振动载荷，光杆负荷在很短时间内发 生急剧变化 ，负荷线上呈现不规则的 锯齿尖锋。
.
二、气体影响示功图
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% 。
.
三、充不满影响的示功图
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%。
浅析抽油机示功图的原理分析及应用
浅析抽油机示功图的原理分析及应用摘要：抽油机的示功图能够有效的反应抽油机深井泵、抽油杆、抽油管的工作状况，及杆、管、泵之间的相互配合是否合理。
抽油机井示功图是用来对抽油机井井下深井泵故障诊断的重要方法之一。
抽油机井示功图时检验抽油机井的工作状态，对抽油机井的生产动态进行分析的一种行之有效的手段。
学习掌握抽油机井示功图的原理、分析能够准确的判断出抽油机井深井泵的工况，及时处理抽油机井出现的问题，达到降本增耗的效果。
关键词：抽油机井；示功图；分析；原理1、抽油机示功图的作用1.1检验杆、管、泵的工作状况。
1.2检验机采井的工作参数是否合理。
1.3间接计算出机采井的产液量。
2、抽油机井理论示功图测绘制原理2.1理论示功图绘制的条件2.1.1油井供液能力充足，泵能够完全充满。
2.1.2油井没有连抽带喷现象2.1.3深井泵质量合格，工作正常。
2.1.4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。
2.1.5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2.2理论示功图的绘制：机采井深井泵由泵桶、活塞、游动阀尔、固定阀尔等组成。
当抽油机上行运动时：抽油机的驴头带动光杆、抽油杆、向上运动，此时由于游动阀尔闭合。
驴头悬点要承受活塞截面以上液体及抽油杆柱的的重量抽油杆发生弹性伸长（图1中的A-B段的形成）；当驴头悬点的力量克服油管内液体重力、光杆、抽油杆柱的重力时，活塞开始向上移动泵桶内形成负压，固定阀尔在泵桶内外压差的作用下打开。
井筒中的液体随活塞上行排出井筒。
地层的油流进入泵桶。
（图1中B-C段的形成）抽油机下行运动时：抽油机的驴头到达上死点后，抽油机驴头开始向下运动，同时带动光杆、抽油杆、向下运动，此时由于游动阀尔、固定阀尔闭合。
驴头悬点只承受抽油杆柱在活塞截面以上液体中的重量抽油杆发生弹性伸缩短（图1中的C-D段的形成）；当驴头悬点的力量被油管内液体托举达到极限时，活塞开始向下移动泵桶内混合液开始压缩，固定阀尔在泵桶内压缩力的作用下关闭，游动阀尔打开。
抽油机井典型示功图分析及应用
抽油机井典型示功图分析及应用摘要：利用示功图对井下生产状况进行分析时，必须要全面了解油井的情况（井下设备、管理措施、目前产量、液面、油气比以及以往的生产情况等），才能对泵的工作状况和故障原因做出正确的判断，可诊断抽油机井是否正常生产，并提出了地面示功图的发展方向，为油田开发现场分析诊断提供可借鉴性依据。
关键词：抽油机示功图应用发展一、典型示功图分析典型示功图是指某一因素的影响十分明显，其形状代表了该该因素影响下的基本特征。
虽然实际情况下有多种因素影响示功图的形状，但总有其主要因素。
所以，示功图的形状也就反映着主要因素影响下的基本特征。
（1）正常功图。
动载荷和摩擦载荷不大，充满良好，漏失较小的正常功图，较接近于理论静载荷示功图。
见图1。
（2）气体影响。
由于在下冲程结束前，泵的余隙内残存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，使固定阀打开滞后，加载变缓。
余隙越大，残余的气量越多，泵口压力越低，则固定阀打开滞后的越多，则线越长。
下冲程时，气体受压缩，泵内压力不能迅速提高，使游动阀滞后打开，卸载变缓。
泵的余隙越大，进入泵内的气量越多，示功图卸载线的上凸抛物线越明显，见图2。
（3）泵充不满。
当沉没度过小，供液不足，使液体不能充满泵筒时示功图特征是，下冲程中悬点载荷不能立即减小，只有当柱塞接触到液面时才迅速卸载。
所以，卸载线较气体影响的卸载线（左凸形抛物线）陡而直。
有时，因柱塞撞击液面（液击）在抽油泵上会造成很高的冲击应力，使卸载线出现波浪。
快速抽吸时往往因液击发生较大的冲击载荷使图形变形严重。
见图3。
（4）泵漏失。
泵漏失主要包括排出部分漏失，吸入部分漏失和排出和吸入同时漏失。
排出部分漏失：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排出部分不严密（游动阀及柱塞间隙），漏失到柱塞下部的泵筒内，漏失速度随柱塞下面压力减小而增大。
当漏失量很大时，由于漏失液体对柱塞的“顶脱”作用很大，上冲程的载荷远低于最大载荷，固定阀始终是关闭的，泵的排量为零，见图4。
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抽油杆柱和油管柱变形过程
杆截面积，m2；ft：油管管壁断面积，m2；fp：泵柱
塞截面积，m2；hd：动液面，m；S：光杆冲程，m； γo：原油重度，N/m3。
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二、抽油机井示功图分析
0.3 0.25
Dp:32mm ρo:850kg/m3 dr:22mm dt:73mm hd:1000m
p s
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二、抽油机井示功图分析
㈠ 静载荷作用下的理论示功图
CDA ABC为下冲程静载荷变化线。 为上冲程静载荷变化线。CD AB为卸 为加载过 载过程，游动凡尔和固定凡尔处于关 程，加载过程中，游动凡尔和固定凡尔 闭状态；在 D点卸载完毕，变形结束， 处于关闭状态；在 B点加载完毕，变形结 柱塞与泵筒发生向下相对位移，游动 束，柱塞与泵筒开始发生相对位移，固
压差作用下，克服重力而被打开，原油进泵而井口 排油。抽油杆伸长加载；油管卸载而缩短。
泵内进液的条件：
泵内压力(吸入压力)低于沉没压力。
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一、抽油泵的工作原理
⒉ 下冲程
抽油杆柱带动活塞向下运动。固定阀关闭，游 动阀打开，当泵内压力升高到大于活塞以上液柱压 力和游动阀重力时，游动阀被顶开，泵内液体排向 油管。抽油杆由于卸载而缩短，油管加载而伸长。
每日排量:
Qt 1440f p SN k p SN
柱塞在泵内 让出容积
原油 进泵 泵内排出 原油
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泵的工作过程
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二、抽油机井示功图分析
在有杆泵采油过程中，用动力仪测试的地面示功图，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。 由于抽油井井下情况复杂，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、供液和腐蚀等多种因素的影响，所以， 实测示功图的形状很不规则。为了正确分析和解释示功图，常需要以理论 示功图及典型示功图为基础，进而分析和解释实测示功图。
二、抽油机井示功图分析
⒈ 冲程损失
⑴ 静载荷作用下的柱塞冲程损失
悬点从下死点到上死点虽然走了冲程长度S， 但由于抽油杆柱和油管柱的静变形，抽油泵柱塞 冲程损失为
f p Lhd o fr 杆 管 1 Ef r ft
L：下泵深度，m；E：钢材弹性模数，Pa；fr：抽油
冲程损失( m )
0.2 0.15 0.1 0.05 0 1000
下泵深度( m ) 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400
冲程损失—下泵深度关系曲线
冲程损失与下泵深度成正比，随着下泵深度的增加，冲程损失变大。
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二、抽油机井示功图分析
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二、抽的变化关系曲线所构成的封闭曲线图称为示功图。
表示悬点载荷与位移关系的示功图称为地面示功图或光杆示功图。
理论示功图定义：
只考虑静载荷作用下的示功图称为理论示功图。
典型示功图定义：
指某一因素的影响十分明显，其形状代表了该因素影响下的基本特 征的示功图。
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二、抽油机井示功图分析
㈡ 考虑惯性载荷后的理论示功图
偏转角
在实际生产中抽油杆要承受动
载荷、静载荷和惯性载荷的影响。 使原本正常的图形按顺时针方向发 生偏转，动载的大小与上下行程线 与水平线的夹角成正比。
考虑惯性和振动后的理论示功图
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当动液面下降到泵吸入口时，冲程损失最大。
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二、抽油机井示功图分析
dt:73mm hd:1000m
0.6 0.5
冲程损失( m )
ρo:850kg/m3
Dp=28mm Dp=32mm Dp=38mm Dp=44mm
dr:22mm
0.4 0.35 0.3
冲程损失( m )
泵排出的条件：
泵内压力(排出压力)高于柱塞以上的液柱压力。
柱塞上下抽汲一次为一个冲程，在一个冲程内完成 进油与排油的过程。
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一、抽油泵的工作原理
㈡ 泵的理论排量
在一个冲程内，排出的液体体积：
V f pS
每分钟的冲数为N，则每分钟排量：
Vm f p SN
（第一讲）
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讲 课 内 容
一、抽油泵的工作原理 二、抽油机井示功图分析
三、功图法油井计量技术
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一、抽油泵的工作原理
㈠ 泵的抽汲过程
活塞上下运动一次称为一个冲程，分为上冲程和下冲程。
⒈ 上冲程
抽油杆柱带动活塞向上运动。游动阀关闭，泵
内压力降低。固定阀在沉没压力与泵内压力构成的
二、抽油机井示功图分析
㈢ 冲程分析
由于存在冲程损失和无效冲程，使得柱塞冲程总是小于光杆冲程。 冲程损失是指光杆已发生位移，而柱塞因种种原因还没有位移，因 此而损失的冲程即为冲程损失。 无效冲程是指柱塞已在运动，因种种原因泵没有起抽汲作用，这部 分冲程没有起作用，称之为无效冲程。
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0.4 0.3 0.2 0.1 0 800
0.25 0.2 0.15 0.1
dt:73mm ρo:850kg/m3 dr:22mm
0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0
Dp:32mm
冲程损失( m )
ρo:850kg/m3
dr:22mm dt:73mm L:2500m
动液面( m ) 500 1000 1500 2000 2500 3000
冲程损失—动液面关系曲线
冲程损失与动液面成正比。随着动液面的降低，冲程损失增加，
凡尔被顶开、排出液体。 定凡尔打开而吸入液体。DA BC为排出过 为吸入过程
弹性抽油杆静载时的示功图
程，固定凡尔处于关闭状态。 （BC=sP为泵的冲程），游动凡尔处于关
闭状态。
循环过程：下死点A加载完成 B上死点C卸载完成D下死 点A
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λ——冲程损失，m Wl′——抽油泵活塞以上液柱重量，kN Wr′——抽油杆在液体中的重量，kN Sp ——有效行程，m S——光杆行程，m