示功图计算产量简易法
12利用示功图计算油井产量的方法及应用
12利用示功图计算油井产量的方法及应用利用示功图计算油井产量的方法及应用12阳雪飞张立会(1(青海油田公司采油三厂;2(青海油田公司钻采工艺研究院)摘要机械采油是国内外各油田的重要开采手段。
在我国的油田生产中，除少量的自喷井外，其余的采油井均采用机械采油的方法。
而在机械采油工艺上，绝大多数油井采用游梁式抽油机、抽油杆、抽油泵组成的有杆泵抽油系统。
示功图作为有杆泵采油技术的重要诊断手段，不仅技术成熟，而且应用广泛;除了常见的油井泵况诊断之外，示功图还有许多其它的用途，本文所揭示的就是示功图的另一方面应用:利用示功图计算油井产量。
示功图油井产量计算主题词1(利用示功图计算油井产量的理论基础对于有杆泵采油系统而言，抽油泵的理论排量主要由抽汲参数决定，即冲程、冲次和泵径，这三个参数的不同组合，抽油泵就能得到不同的理论排量，在油层供液能力相对充裕的情况下，油井就会得到不同的产量。
当油井出现地层供液不足、有气体影响等情况时，泵筒内必然不能完全充满，而是出现一段空隙的距离，此时必须根据泵的充满程度来计算抽油泵的实际排量和油井的实际产量。
图1是供液不足时采油井的典型功图。
图中各点距离的意义为:OD的距离表示抽油机的冲程，即在井口处光杆的行程;OB表示抽油杆的弹性伸缩距离，即冲程损失;BD表示抽油泵活塞在泵筒内的运行距离，即有效冲程;OC则表示在筒内，实际充满液体的长度，这里称之为充满行程。
图1 供液不足示功图参考抽油泵理论排量的计算公式，在供液不足、泵未充满的条件下，油井的实际产量取决于三个参数:充满行程、冲次、泵径，其计算公式应为: Q,K×OC×N式中:K--排量系数，与泵径有关，当泵径为38mm时，K,1.6330;当泵径为44mm 时，K,2.1888;当泵径为32mm时，K,1.1578。
OC--充满行程(由示功图直接读取，m。
3N--抽油机冲次，次/min。
Q--油井的日产液量，m/d。
示功图分析
基本知识
活塞冲程（有效冲程） 光杆冲程
冲程m
冲程损失：抽油杆及油管弹性伸长与缩短所致。
基本知识
增载线
示功图分析
最大负荷线
最小负荷线
卸载线
注：正常示功图，增载线与卸载线相平行， 最大负荷线与最小负荷线相平行。
示功图分析
基本知识
下静载线：又称固定凡尔漏 失线，驴头停在接近下死点 位置测试，逐步上升为固定 凡尔漏失。
如此循环往复，抽油泵就不断地把地层 流体吸入泵内，并排出地面。
抽油泵的工作原理
冲程
上冲程
下冲程
活塞运动 抽吸泵筒，造成吸油条件 压缩泵筒，造成排油条件
游动阀 关
开
固定阀 开
关
液体运动 泵筒进油，井口排油
油管进油，泵筒排油
液柱载荷 作用在活塞上（抽油杆承载） 作用在固定阀上（油管承载）
负荷KN
示功图分析
N实际冲次≠
4L泵深
或
5100×60 ≈奇数 4LN
注：5100m/s为声音在钢中的传播速度 60为1min=60s
示功图分析---典型示功图分析
二、具有惯性影响的正常示功图
侧真147A井 09.8.14
真192井 2009.8.12
示功图分析---典型示功图分析
三、游动凡尔关闭迟缓
图形特征：左上方缺一块
多出现于作业后
曹54 2011.9.1
示功图分析---典型示功图分析
八、泵脱出工作筒
沙26-5 2009.9.18
沙26-5 2009.8.12
示功图分析---典型示功图分析
九、泵漏失
特征： 1.右上方缺一角 2.产量下降
原因： 衬套磨损严重或结蜡严重阻力 增大引起
油井功图法求产
上下行长度取理论冲程
增载线的斜率参考实际功图上的斜率
不同油井的求解结果证明该方法有一定适用性
对冲程进行修正， 对冲程进行修正，进而修正产液量
有效冲程1.8，计算液量13.2
充满程度完全，计算液量35.3，与实测结果不符
汇报完毕
第一步：数字化处理原始功图
数字化转换
第二步：加载示功图数据界面
第三步：设定理论示功图界面（计算机识别后）
拖拽调整
第四步：计算结果
பைடு நூலகம்
整个过程耗时5 分钟，难点是理论示功图ABCD点的确定 整个过程耗时5-7分钟，难点是理论示功图ABCD点的确定 ABCD
不同油井的求解结果
B点取 点取Ymax，考虑设备振动因素 点取 ，
油藏经营管理三区
油井功图法求产
功图法求产的设计思路
我们使用软件， 我们使用软件，对测绘的示功图进行数字化处 得出不规则图形的面积。 理，得出不规则图形的面积。通过对示功图的增载 减载段、上行段和下行段进行数字处理， 段、减载段、上行段和下行段进行数字处理，得到 了理论示功图的面积。进行面积和排量的转换， 了理论示功图的面积。进行面积和排量的转换，最 终得出实际排量。例如xh7-206井用液位计计量的 终得出实际排量。例如 井用液位计计量的 结果是26.1m3，软件计算出的结果是 软件计算出的结果是27.5m3，说 结果是 明了可以作为一种有效手段在现场使用。 明了可以作为一种有效手段在现场使用。
示功图
o
S活 S光
从而得到C点、D'点和B点、D点，连接AB和CD线，则平
行四边形ABCD就是所求的理论示功图。
（2）作图时所用公式： ① 载荷计算：
A : P'r q'r L Pr - f r L l f r L 钢 f r L l P'l q'l L f p L l Pmax P'r P' l Pmin P'r
抽油井工作状况分析的目的：
通过了解油层生产能力和设备的工作状况，
进一步制定合理的措施，使设备与油层产能相
匹配，以保证油井高产量、高泵效生产。
抽油井工作状况分析主要是通过测液面、
测示功图和分析工况图的手段来进行的。
复 习
抽油泵的工作原理
上冲程过程中，活塞上的游动阀受管内液柱
压力作用而关闭，泵内压力随之降低，固定阀在 沉没压力与泵内压力所构成的压差作用下，克服
O 50
S(m)
例2：如下图所示，数据同上，力比81Kg/m，减程比1:30。
求（1）悬点最大、最小载荷；作用于整个活塞面积上的液柱载荷；
（2）计算S光、S活、λ ； （3）计算抽油泵在一个往复运动中所做的功。
解 ： Pmax OB'力 比 1）
P(Kg)
9.6 20.1 81 2406 kg） （
O
同 时 分 别 以 、AB' 为 高 ， 做 横 坐 标 的 平 线 ； OA 行
P' l L 1 1 b： （ ） E fr f管
P(Kg)
779.9 800 1 1 6 2.1 10 2.85 11.9 0.128m 128mm
12利用示功图计算油井产量的方法及应用
12利用示功图计算油井产量的方法及应用利用示功图计算油井产量的方法及应用12阳雪飞张立会(1(青海油田公司采油三厂;2(青海油田公司钻采工艺研究院)摘要机械采油是国内外各油田的重要开采手段。
在我国的油田生产中，除少量的自喷井外，其余的采油井均采用机械采油的方法。
而在机械采油工艺上，绝大多数油井采用游梁式抽油机、抽油杆、抽油泵组成的有杆泵抽油系统。
示功图作为有杆泵采油技术的重要诊断手段，不仅技术成熟，而且应用广泛;除了常见的油井泵况诊断之外，示功图还有许多其它的用途，本文所揭示的就是示功图的另一方面应用:利用示功图计算油井产量。
示功图油井产量计算主题词1(利用示功图计算油井产量的理论基础对于有杆泵采油系统而言，抽油泵的理论排量主要由抽汲参数决定，即冲程、冲次和泵径，这三个参数的不同组合，抽油泵就能得到不同的理论排量，在油层供液能力相对充裕的情况下，油井就会得到不同的产量。
当油井出现地层供液不足、有气体影响等情况时，泵筒内必然不能完全充满，而是出现一段空隙的距离，此时必须根据泵的充满程度来计算抽油泵的实际排量和油井的实际产量。
图1是供液不足时采油井的典型功图。
图中各点距离的意义为:OD的距离表示抽油机的冲程，即在井口处光杆的行程;OB表示抽油杆的弹性伸缩距离，即冲程损失;BD表示抽油泵活塞在泵筒内的运行距离，即有效冲程;OC则表示在筒内，实际充满液体的长度，这里称之为充满行程。
图1 供液不足示功图参考抽油泵理论排量的计算公式，在供液不足、泵未充满的条件下，油井的实际产量取决于三个参数:充满行程、冲次、泵径，其计算公式应为: Q,K×OC×N式中:K--排量系数，与泵径有关，当泵径为38mm时，K,1.6330;当泵径为44mm 时，K,2.1888;当泵径为32mm时，K,1.1578。
OC--充满行程(由示功图直接读取，m。
3N--抽油机冲次，次/min。
Q--油井的日产液量，m/d。
功图法油井计量技术
功图法油井计量技术概况功图法油井计量技术功图法量油技术开发背景长庆油田油井单井计量以双容积单量为主，双容积单井计量系统组成及地面流程复杂，控制部分易损坏，故障率高，电磁执行机构漏失严重，计量误差较大，且地面流程一次性投资大，维护困难，又不能实现计量数据远传和实时检测，人为影响因素多。
功图法量油技术开发背景2000年以来，长庆油田相继开发的一些小区块或出油点，地理位置较为偏远，油井分散、数量少、产量低．部分区块含水较高。
若按常规模式建立完善的地面流程会造成亏损经营。
为了降低投资、节约成本，提高油田管理水平，2000年，长庆油田公司油气工艺技术研院与西安威正电子科技有限公司联合提出了一种采用“功图法”计量单井产量的计算方式和测试方法，研制开发了一套基于这种方法的综合测试系统和相应的配套计量软件。
经过不断地研究和实践，该技术目前已在全油田共建数据处理点100多个，管理油井4000多口，在油田生产中发挥着重要作用。
功图法油井计量技术目录一、功图法油井计量技术理论研究二、功图法油井计量系统研制三、油田应用情况功图法油井计量技术地面示功图 建立定向井条件下油管、抽油杆、液体三维力学、数学模型结合油井液体性质、抽油机型号、冲程、冲次、杆柱组合等主要参数泵功图采用多边形逼近法和矢量特征法进行分析和故障识别泵有效冲程结合油层物性及生产参数油井产液量功图法油井计量系统技术原理图全天候采集井口位移与载荷数据㈠ 基本原理功图法量油技术是依据抽油机井深井泵工作状态与油井产液量变化关系，把定向井有杆泵抽油系统视为一个复杂的振动系统（三维振动系统：包含抽油杆、油管和液柱三个振动子系统），该系统在一定的边界条件和一定的初始条件（如周期条件）下，对外部激励（地面功图）产生响应（泵功图）。
一、功图法油井计量技术理论研究功图法油井计量技术抽油杆连接条件连接条件油管液柱连接条件 地面功图泵功图地面折算有效排量泵功图识别模块有杆泵抽油系统建立定向井有杆泵抽油系统的力学、数学模型，该模型能计算出给定系统在不同井口示功图激励下的泵功图响应，对此泵功图进行分析，确定泵的有效冲程，进而求出地面折算有效排量。
用示功图计算抽油机井井口产液量方法研究
用示功图计算抽油机井井口产液量方法研究一、本文概述本文旨在探讨和研究利用示功图计算抽油机井井口产液量的方法。
随着石油工业的发展，抽油机井作为重要的石油开采设备，其运行状态的监测和产液量的准确计量对于油田的开发与管理具有至关重要的意义。
示功图作为一种反映抽油机工作状态的图形化工具，能够直观地展示抽油机的工作过程和性能参数，因此，研究如何利用示功图计算抽油机井井口产液量具有重要的实践价值和理论意义。
本文将首先介绍抽油机井的工作原理和示功图的基本原理，为后续的研究提供理论基础。
然后，详细阐述利用示功图计算抽油机井井口产液量的方法，包括相关的数学模型、计算步骤和注意事项。
在此基础上，通过案例分析，验证所提方法的可行性和有效性。
总结研究成果，指出存在的问题和未来的研究方向，为石油工业的可持续发展提供有益参考。
本文的研究方法结合了理论与实践，旨在提高抽油机井井口产液量的计算精度和效率，为油田的日常管理和决策提供有力支持。
本文的研究也有助于推动石油工业技术的进步，促进我国石油工业的健康发展。
二、示功图基本原理示功图是一种用于描述抽油机井工作状态的重要工具，它反映了抽油机在一个完整冲程中，驴头悬点载荷随位移变化的封闭曲线。
示功图的基本原理基于抽油机的工作过程，即抽油泵在上下冲程中的液体吸入、压缩和排出过程。
在抽油机工作过程中，驴头悬点的载荷会随着抽油泵的工作状态而变化。
在抽油泵吸入液体时，由于液柱的重力作用，悬点载荷会减小；而在压缩和排出液体时，由于液柱的压缩和排出阻力，悬点载荷会增大。
这种载荷的变化会被示功图记录下来，形成一条封闭的曲线。
示功图的形状和大小可以反映抽油机井的工作状态。
例如，示功图的面积可以表示抽油泵在一个冲程中所做的功，从而反映出泵的效率和能耗情况。
示功图还可以用于计算抽油机井的井口产液量。
在计算井口产液量时，我们需要根据示功图中的数据，结合抽油泵的几何尺寸和流体的物理性质，进行一系列的计算和推导。
抽油机井参数调整方法
抽油机井参数调整方法摘要：给出了抽油机井调整参数方法及调参依据，坚持采用长冲程、慢冲次、合理泵径效果较好。
当地层压力高于原始压力，可以上调参数；当地层压力低于原始压力甚至低于饱和压力，可以下调参数。
抽油系统效率随流压的增加而呈下降趋势。
对于正常抽油机井，注意保持适当的流压值，可使抽油机高效运行。
依据流压与泵效，流压与系统效率的关系，确定合理流压范围为3-6 MPa，满足生产的要求。
关键词：抽油机井；调参方法；合理流压合理调整工作参数是充分发挥油井的生产能力，使动液面和流压保持一定的合理范围之内，并使消耗的能量最小，做到高产低耗[1，2]。
抽油机井的抽汲参数不完全是合理的，对动液面低，示功图气体影响或供液不足的井，应在条件允许的情况下量化调整参数。
1 调整参数依据合理调整工作参数，应该具备和油井情况相适应的合理生产压差、合理流压及调参预测方法。
（1）合理生产压差。
由于受措施效果、流体性质、油层污染等因素的影响，抽油泵对生产压差的适应性是不同的。
通常认为合理的生产压差应控制为2.5-6.5 MPa。
但有些井虽然流压低、生产压差大，但示功图分析正常，而流压接近合理，示功图分析却出现气体影响或供液不足的现象，见表1。
由表1可知，B、C、D 口井的流压对比，C井最低，但C井示功图正常，另外，B、D 井流压比C井高，但抽油泵出现了气体影响或供液不足的现象。
C井的静压接近于原始地层压力水平，供液能力较为充足，原油不会从地层状况下分离出来，抽油泵没有气体影响情况。
所以，对于地层压力较低（特别是低于饱和压力）的井时，可以通过调小参数，提高地层压力，保持油井的生产能力。
统计调小参数的11口井，日产液量由518 t上升到535 t，静压由10.08 MPa上升到10.71 MPa，流压由3.84 MPa 上升到4.07 MPa，抽油机井泵效由39.4%上升到43.4%，这些井的压力比原始地层压力（11.9 MPa）低1.08 MPa，饱和压力为10.5 MPa。
油井计量原理及功图分析(1)
油井产液量计量原理目前，我厂已经在40多口抽油井、自喷井以及注水井上推广应用了微功耗无线变送器油水井井口自动计量装置，应用范围涉及6个采油队。
这套系统最基本的求产原理、示功图以及泵功图的定性分析有必要向各采油队技术人员做如下介绍，希望能对各位分析油井的生产状况起到作用。
(一)游梁式抽油机井功图法求产原理抽油井示功图的纵坐标为光杆（露出地面，通过悬绳器与驴头连接的第一根光滑的抽油杆）在抽油过程中受力的载荷坐标，横坐标为抽油杆上、下行程时的位移坐标。
抽油机驴头所悬拄的悬绳器承受光杆和井下全部抽油杆柱，并带动最下部有杆泵的柱塞作上、下运动，即一个周期。
相应地可画出一个载荷与位移的函数关系曲线，即示功图。
抽油井生产情况千变万化，井下泵况相当复杂，只有通过自动量油技术或动力仪、诊断仪测得反映有杆泵工作状况的示功图，只有掌握了诊断技术，才能分析和管理好抽油井。
采油二厂管辖的油田抽油机井目前已经有30多口井采用了“功图法”自动计量，相比较采用分离器求产，由于受各种因素影响求产波动较大，而且求产时间较长，不利于快速、准确、及时掌握油井生产动态，直接关系到油田的稳产，流量计或分离器的检修，也大量增加油气操作成本；以往在油田产量紧张时，大多是技术人员通过繁重的油水井大调查工作来摸清所辖井的生产情况，费时费力，其中个别油井因工程技术人员水平差异而无法进行定论，不但增加了井下作业工作量，也存在一定程度的误诊，漏诊，给油田生产造成极大不便。
通过示功图求产可以解决常期困绕油田的各类机采井求产、诊断和综合评判中存在的问题，在一定程度上不仅解决油井的求产困难，而且减轻采油工作者劳动强度。
自动计量系统油井产量提供了一个快速、准确测算方法，使决策部门能够对我厂所辖油井实现宏观上的控制和决策。
1.理论示功图特征分析在实际的示功图分析工作中，为便于分析常常要拿理论示功图与实测示功图进行对比，从中分析该油井的工作状况。
下面就先来了解一下理论示功图的绘制和解释。
示功图分析课件PPT
3
案例三
在航空航天领域，示功图分析用于研究飞行器动 力系统的工作状态，确保飞行安全。
实践经验分享
经验一
01
在实践过程中，要注重数据采集的质量和准确性，这是示功图
分析的基础。
经验二
02
对于复杂的问题，需要综合运用多种分析方法和技术，以获得
更准确的结论。
经验三
03
与专业人士进行交流和合作，可以获得更多的经验和启示，促
示功图分析课件
目录
• 示功图概述 • 示功图分析方法 • 常见示功图解读 • 示功图分析实践 • 示功图发展趋势与展望
01
示功图概述
定义与意义
定义
示功图是表示抽油机井的工作状况的一种图形，通过实测示功图，可以了解油 井的工作状况，分析其产生的原因，并采取相应的措施来改善油井的工作状况。
意义
示功图是油田生产管理中重要的分析手段，通过对示功图的解读和分析，可以 及时发现油井存在的问题，预测油井的生产动态，为油田生产提供科学依据。
未来，示功图技术将与大数据、 云计算等技术深度融合，为工 业互联网的发展提供有力支持。
谢谢观看
进个人和团队成长。
实践中的挑战与解决方案
挑战一
数据采集过程中可能存在误差和干扰，影响分析结果的准 确性。解决方案：采用高精度的传感器和设备，加强数据 预处理和校验。
挑战二
示功图分析涉及到多个学科领域，需要具备广泛的知识储 备和实践经验。解决方案：不断学习和积累相关知识，参 加专业培训和交流活动。
挑战三
越野行驶示功图
越野行驶中需要大功率输出时，应选择合适的挡位和转速，避免发 动机过载或功率不足。
04
示功图分析实践
实际应用案例
Sam Gibbs教授关于采用功图计算油井产量的论述
Sam Gavin. Gibbs教授关于采用功图计算油井产量的论述王双全（供具有采油工程基本理论知识的工程技术人员参考）提起有杆泵波动方程诊断创始人吉布斯（Sam Gavin. Gibbs）教授，所有采油工程领域的人工举升专业的工程技术人员都是非常熟悉的。
翻开近30年出版的采油工程和技术方面的书籍、手册和教材，都有吉布斯教授波动方程诊断的内容。
下面我们来了解一下吉布斯教授对采用功图推算油井产量方面的论述。
主要论点取自吉布斯教授2012年版的专著《有杆泵设计、诊断和监控的现代方法》。
2012年在吉布斯教授被选入德克萨斯石油博物馆名人堂时，他完成了上述著作。
吉布斯教授在有杆泵优化讲习班上对这本著作进行介绍讲解这里着重介绍介绍著作中有关功图推算油井产量的论述。
著作中的第152页关于推断产量（Inferred Production）章节中划红线的地方翻译如下：“泵功图对每个冲程通过抽油泵的液体和气体进行量化指示，这归功于微处理计算器的进展，抽空控制器（比较好的表达为，WM即油井管理器），是一个适合的能真正计算抽油机每个冲程的示功图和产量。
这被称为推算产量的过程，能够将井底泵功图作为生产计量仪表连续进行产量测试。
”对于用功图进行产量测试，书中提出了4个基本先决条件（将书中红框内论述），翻译如下:“作为推断产量系统最简单的形式（这里称做IP），设立了一些基本的假设：1、抽油泵应具有良好的机械加工质量和最小的泄漏量；2、油管应在靠近抽油泵的地方被锚定；3、泵内气体所占的体积在游动凡尔打开时是微不足道的；4、原油收缩的影响也是微不足道的。
”以上基本假设如果满足的话，产量推算就非常简单。
如果上述基本假设不那么理想。
就要对功图进行诊断，然后采取一定的工艺措施、参数调整来尽量达到4个基本假设的要求。
同时对对4个基本假设进行定量实验测试，利用静载SV和TV曲线测试，计算泄漏量。
吉布斯教授在论述有杆泵优化、诊断和监控现代方法中指出示功图和泵功图在生产运行管理中的一个认知识别和三个定量计算的作用：关于一个认知识别，既是判断抽油泵的各种工况，下图给出了功图对抽油泵正常和异常的识别模型：上图中除了红框内的两个功图，其余为异常功图。
游梁式抽油机曲柄平衡控制简易算法
游梁式抽油机曲柄平衡控制简易算法黄伯棠【摘要】根据游梁式抽油机曲柄平衡基本原理,导出了控制平衡重块的一种简易算法.以CYJ12-4.8-73HB型抽油机为例,利用驴头悬点上、下冲程测得的电流和SG7示功诊断仪测得示功图中的参数,计算并调整了曲柄平衡重块的位置.该方法计算简单,便于现场应用.【期刊名称】《长江大学学报（自然版）理工卷》【年(卷),期】2004(001)002【总页数】2页(P7-8)【关键词】游梁式抽油机;曲柄;平衡块;控制;示功图;算法【作者】黄伯棠【作者单位】长江大学机械工程学院,湖北,荆州,434023【正文语种】中文【中图分类】TE933.102在游梁式抽油机的机械平衡方式中，按照平衡重块安装的位置不同，分为游梁平衡、曲柄平衡和复合平衡3种。
从目前各油田所使用的大型游梁式抽油机来看，大部分采用的是曲柄平衡装置，即在曲柄上安装平衡重块。
现在的问题是，平衡重块的位置不是一成不变的，那么如何对它进行控制。
文献[1～3]提供的控制方法比较复杂，难以据此调整好平衡重块位置。
为此，笔者从游梁式抽油机曲柄平衡的基本原理出发，提出一种控制平衡重块的简易算法。
1 算法推导游梁式抽油机采用曲柄平衡时，在悬点下冲程，要把平衡重块从低处抬到高处，增加它的位能，除了依靠抽油杆下落所释放的位能外，还要电动机付出部分能量，从而消除了下冲程时电动机接受能量的现象；在悬点上冲程，平衡重块由高处落下，释放位能，帮助电动机提升抽油杆柱和液柱，这就减少了电动机上冲程时所需要付出的能量。
如果平衡重块选择合适，可使得电动机上冲程时输出的能量等于下冲程时输出的能量，则上、下冲程时电动机所做的功相等。
游梁式抽油机起初所加曲柄平衡重块的大小和安装位置，是根据上、下冲程时电动机所做的功相等这一原理进行设计计算的。
设I上max和I下min分别为驴头悬点上冲程和下冲程时用钳形电流表测得的最大、最小电流值，此时电动机电流值与减速箱曲柄轴扭矩间存在正比关系。
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
示功图计产的实际应用
示功图计产的实际应用作者：葛云有来源：《中国科技博览》2013年第29期摘要：功图计产作为一种方便快捷的产量计量方式，在油田实际工作中已经得到了广泛应用，本文对不同功图量油方法进行对比，确定其中准确率较高的一种方法。
关键词：应用量油示功图中图分类号：TG333.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）29-262-02一、理论示功图悬点载荷随位移变化规律的图形称为地面（光杆）示功图，理论示功图为平行四边形，如图1。
图中的ABC为上冲程静载变化线，其中AB为加载线。
这一加载过程中，游动阀和固定阀均处于关闭状态，B点加载结束。
此后柱塞与泵筒开始发生相对位移，固定阀开始打开吸液进泵，故BC为泵的吸入过程。
CDA为下冲程静载变化线，其中CD为卸载线。
卸载过程中，游动阀和固定阀均处于关闭状态，到D点卸载结束，此后柱塞和泵筒之间开始发生位移，游动阀被顶开，泵开始排液，故DA为泵的排液过程。
抽油机井地面理论示功图（图1）图中，FH为最大载荷，N；FL为最小载荷，N；Hp为地面功图有效冲程，m；H为地面功图冲程，m；λ为冲程损失，m。
二、示功图量油的常用方法1、示功图面积法该方法利用的参数：1）求得实测示功图的面积与理论示功图的面积的比值。
2）求得该参数下的理论排量。
公式如下：式中，为计算的油井产量，m3/d；为理论排量，m3/d；S为实测示功图面积，m2；为功图最大载荷，N；为功图最小载荷，N；为地面功图冲程，m。
2、功图有效冲程法（1）泵功图有效冲程法该方法利用的参数：1）利用实测地面示功图推导出井下泵示功图，求得井下泵示功图的柱塞有效冲程和柱塞冲程。
2）求得该参数下的理论排量。
公式如下：式中，为泵功图有效冲程法计算的油井产量，m3/d；为理论排量，m3/d；为泵功图有效冲程，m；为泵功图冲程，m。
（2）地面功图有效冲程法该方法利用的参数：1）利用实测示功图求得功图有效冲程和功图冲程。
2）求得该参数下的理论排量。
示功图的分析和计算
左图二冲程机正常示功图 在缺乏正常示功图的情况 下，可根据上述各点并参 照柴油机说明书规定的各 主要热力参数值进行比较， 主要热力参数值进行比较， 若发现示功图上某些热力 参数不正常， 参数不正常，必须查明原 因，根据说明书上的要求 进行调整。 进行调整。 一般经调整后， 一般经调整后，各缸的有 热力参数的不均匀度应 关热力参数的不均匀度应 满足我国的有关规定的要 求。
产生燃烧过晚的原因： 产生燃烧过晚的原因：
1) 2) 3) 4)
改用劣质燃油而未调节定时—应增大喷油定时 应增大喷油定时） 换油 （改用劣质燃油而未调节定时 应增大喷油定时） 喷油泵 喷油定时太晚。 喷油定时太晚。 如针阀、喷油泵柱塞偶件 柱塞偶件等 漏油 （如针阀、喷油泵柱塞偶件等）； 启阀压力太高（示功图头部有波动） 喷油器 启阀压力太高（示功图头部有波动）或缝隙式 滤器部分堵塞； 滤器部分堵塞； 雾化不良，混合不佳，造成后燃— 喷油器阀座漏泄 （雾化不良，混合不佳，造成后燃 注意与示功器小活塞卡紧时的示功图的区别） 注意与示功器小活塞卡紧时的示功图的区别）
畸形示功图产生的原因
与传动机构等有关和与示功器的安装、 与传动机构等有关和与示功器的安装、 使用有关 与柴油机工作过程有关 所以对畸形示功图必须进行具体分析， 所以对畸形示功图必须进行具体分析， 借以找出造成畸形的原因。 借以找出造成畸形的原因。
示功器传动机构定时超前的畸形示功图
膨胀线高于 正常线 压缩线 低于正 常线 整个示功图变胖 超前角度越大， （超前角度越大， 图就越胖） 图就越胖）
工作参数 压缩压力pc 最高爆发压力pz 平均指示压力pi 排气温度Tr
不均匀度（ ） 不均匀度（%） ≤±3 ± ≤±5 ± ≤±5 ± ≤±5 ±
油井计量原理及功图分析(1)
油井产液量计量原理目前，我厂已经在40多口抽油井、自喷井以及注水井上推广应用了微功耗无线变送器油水井井口自动计量装置，应用范围涉及6个采油队。
这套系统最基本的求产原理、示功图以及泵功图的定性分析有必要向各采油队技术人员做如下介绍，希望能对各位分析油井的生产状况起到作用。
(一)游梁式抽油机井功图法求产原理抽油井示功图的纵坐标为光杆（露出地面，通过悬绳器与驴头连接的第一根光滑的抽油杆）在抽油过程中受力的载荷坐标，横坐标为抽油杆上、下行程时的位移坐标。
抽油机驴头所悬拄的悬绳器承受光杆和井下全部抽油杆柱，并带动最下部有杆泵的柱塞作上、下运动，即一个周期。
相应地可画出一个载荷与位移的函数关系曲线，即示功图。
抽油井生产情况千变万化，井下泵况相当复杂，只有通过自动量油技术或动力仪、诊断仪测得反映有杆泵工作状况的示功图，只有掌握了诊断技术，才能分析和管理好抽油井。
采油二厂管辖的油田抽油机井目前已经有30多口井采用了“功图法”自动计量，相比较采用分离器求产，由于受各种因素影响求产波动较大，而且求产时间较长，不利于快速、准确、及时掌握油井生产动态，直接关系到油田的稳产，流量计或分离器的检修，也大量增加油气操作成本；以往在油田产量紧张时，大多是技术人员通过繁重的油水井大调查工作来摸清所辖井的生产情况，费时费力，其中个别油井因工程技术人员水平差异而无法进行定论，不但增加了井下作业工作量，也存在一定程度的误诊，漏诊，给油田生产造成极大不便。
通过示功图求产可以解决常期困绕油田的各类机采井求产、诊断和综合评判中存在的问题，在一定程度上不仅解决油井的求产困难，而且减轻采油工作者劳动强度。
自动计量系统油井产量提供了一个快速、准确测算方法，使决策部门能够对我厂所辖油井实现宏观上的控制和决策。
1.理论示功图特征分析在实际的示功图分析工作中，为便于分析常常要拿理论示功图与实测示功图进行对比，从中分析该油井的工作状况。
下面就先来了解一下理论示功图的绘制和解释。
第一章示功图分析计算
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第一章
七、示功图测录过程的误差分析
1、压力测量通道引起误差 产生误差的原因：气缸盖结构所限，传感器的底面不能与组成燃烧室的缸
盖工作面平齐，有一个测试通气孔，测量压力带来误差
① 改变了发动机的原有工作状态，使发动机压缩比减小，压缩终点的压 力降低，示功图形发生变化。 ② 导致图形失真（滞后）:压力将通过通道内的弹性气体进行传递, 压力 通道的频率特性影响着测量系统的频率特性，它会造成被测信号幅值的 变化和相位滞后。在某发动机上试验表明，有通道时所测得的气缸压力 幅值比没有通道时约低10%。但当通道直径过小而长度值大时（或有转 弯），不仅因通道阻力造成压力损失，还会因通道气柱的弹性和阻尼作 用使相位严重滞后。一般要求通道的自振频率要大于被测信号上限频率 的二倍以上。 ③ 引起腔振:压力通道和产生的容积构成比较典型的振荡腔,在实际测量 中，有时会发现在示功图的膨胀线上有明显的锯齿波。一般认为，这是 当气缸压力发生突变时，所产生的脉冲压力波在通道内传递而形成通道 内气柱的自振，即所谓“腔振”。
a、用铜套安装 b、直接安装 气缸压力传感器安装方式
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第一章
五、A/D采样器及计算机分析处理系统
采样器的功能：是将放大器输出的模拟信号转换成数字信号，以满足 输入电子计算机的需要。
采样器两个重要指标：分辨率和转换速度。 分辨率：用转换成数字量的二进制数的位数来表示，采样器有8位
的直至16位，通常使用的以12位居多。位数越多，分辨率 越高，它的“量化误差”就越小 转速n=3000r/min ，同时测量喷油系统泵端压力、嘴 转换速度： 采样时间是把采样值变成数字量的时间。采样器的转换 时间从数毫微秒到数微秒，主要取决于转换类型和位数 端压力和针阀升程的变化，加上角标信号共 5个参量 采样时间越短，采样速度越高。高采样速度有利于采样频 (z)，求采样频率f 率的提高。 采样频率：采样时间的倒数。