典型示功图分析及措施
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典型示功图分析
式中
L －断脱点距井口距离,m
q－每' 米抽油杆在液体中重量,KN/m r
h
h －示功图中线到横坐标的距离,mm
C －力比,KN/mm
6、油层出砂影响的示功图
油层出砂主要是因为地层胶接疏 松或生产压差过大，在生产过程中 使砂粒移动而成的。细小砂粒随着 油流进入泵内，使柱塞在整个行程 中或在某个区域，增加一个附加阻 力。上冲程附加阻力使悬点载荷增 加，下冲程附加阻力使悬点载荷减 小。由于砂粒在各处分布的大小不 同，影响的大小也不同，致使悬点 载荷会在短时间内发生多次急剧变 化。
内压力不能迅速提高，卸载变
慢，使排出阀滞后打开（ 图中
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”
在此情况下的泵效:
B'C' S
A
漏失量越大， B′C 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AC'"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
5、抽油杆断脱影响的示功图
示功图的位置取决于断脱点的 位置：断脱点离井口越近，示功 图越接近横坐标(基线)，如右图 （1）所示；断脱点离井口越远， 示功图越接近最小理论载荷线， 如图（2）所示。
L －断脱点距井口距离,m
q－每' 米抽油杆在液体中重量,KN/m r
h
h －示功图中线到横坐标的距离,mm
C －力比,KN/mm
6、油层出砂影响的示功图
油层出砂主要是因为地层胶接疏 松或生产压差过大，在生产过程中 使砂粒移动而成的。细小砂粒随着 油流进入泵内，使柱塞在整个行程 中或在某个区域，增加一个附加阻 力。上冲程附加阻力使悬点载荷增 加，下冲程附加阻力使悬点载荷减 小。由于砂粒在各处分布的大小不 同，影响的大小也不同，致使悬点 载荷会在短时间内发生多次急剧变 化。
内压力不能迅速提高，卸载变
慢，使排出阀滞后打开（ 图中
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”
在此情况下的泵效:
B'C' S
A
漏失量越大， B′C 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AC'"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
5、抽油杆断脱影响的示功图
示功图的位置取决于断脱点的 位置：断脱点离井口越近，示功 图越接近横坐标(基线)，如右图 （1）所示；断脱点离井口越远， 示功图越接近最小理论载荷线， 如图（2）所示。
典型示功图分析(全)
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
17
P 理论示功图
S活 S光
S λ
精选ppt
18
P 理论示功图
S活 S光
S λ
精选ppt
19
P 理论示功图
S活 S光
S λ
精选ppt
20
P 理论示功图
S活 S光
S λ
当弹性变形完毕，活塞开始下行，液体就通过游动凡 尔向活塞以上转移，此过程中，光杆所受的负荷不变，于 是画出直线DA，画成一个封闭的曲线，即为示功图。
在上移，但活塞相对于泵筒来说，实际未动，这样就画出示
功图中的AB斜直线，它表示光杆负载增加的过程，称为增载
线。
精选ppt
3
P 理论示功图
S活 S光
S λ
精选ppt
4
P
理论示功图 S
S活 S光
精选ppt
5
P 理论示功图
S活 S光
S λ
精选ppt
6
P 理论示功图
S活 S光
S λ
精选ppt
7
P 理论示功图
C
D S
28
1、气体影响示功图
P
而当进泵气量很大
而沉没压力很低时，泵
B
B’
C
内气体处于反复压缩和
膨胀状态，吸入和排出
典型示功图分析
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
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。
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’ 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。
典型示功图的分析应用
示功图定义与重要性
定义
示功图是指内燃机气缸压力随曲轴转角变化的图形表示，通过测量内燃机在工作过程中的气缸压力和对应曲轴转 角，可以获得示功图。
重要性
示功图是内燃机工作状态和性能的重要表征，通过分析示功图，可以了解内燃机的燃烧过程、气缸内气体压力变 化、机械效率以及可能存在的故障和问题。因此，示功图分析对于内燃机的优化设计、性能提升和故障诊断具有 重要意义。
典型示功图的特征
连续性
典型示功图在描述发动机 性能时，应保持连续性， 避免出现断点或跳跃。
准确性
典型示功图应准确地反映 发动机的实际性能，避免 误差过大。
可视化
典型示功图应易于理解， 方便用户查看和比较不同 发动机的性能。
03 典型示功图的分析方法
CHAPTER
示功图分析的基本步骤
数据处理
对收集到的数据进行预处理， 如滤波、去噪等，以提取出有 用的信息。
VS
详细描述
某设备在长期运行过程中，由于各种因素 的影响，工作状态逐渐下降。为了解决这 一问题，采用示功图分析技术，对设备的 工作状态进行实时监测和评估。通过对示 功图的深入分析，发现设备运行中的异常 情况，及时调整维护策略，优化运行方式 ，最终提高了设备的使用寿命和稳定性。
案例三：某系统的示功图故障诊断
典型示功图的分析应用
目录
CONTENTS
• 引言 • 典型示功图介绍 • 典型示功图的分析方法 • 典型示功图的应用场景 • 案例分析 • 总结与展望
01 引言
CHAPTER
目的和背景
目的
通过对典型示功图的分析，了解内燃机的工作状态和性能，为优化内燃机设计 和提高其效率提供依据。
背景
内燃机在现代工业和交通领域中广泛应用，其性能和效率对整个系统的运行具 有重要影响。示功图作为内燃机工作状态的重要表征，对其进行准确分析是提 高内燃机性能的关键。
典型示功图分析(全)
典型示功图分析
理论示功图
理论示功图就是认为光杆只承受抽油杆柱与活塞截面积以上液柱的静 载荷时，理论上所得到的示功图。 深井泵质量合格，工作正常。 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。 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。 油井没有连抽带喷现象。 油井供液能力充足，泵能够完全充满 。
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
B
C
D'
D
S
2、充不满影响的示功图
P
有时，当柱塞碰到液面 时，由于振动，最小载荷线 会出现波浪线。充不满程度 越严重，则卸载线越往左移。
B
C3Βιβλιοθήκη 21AD´
D
S
2、充不满影响的示功图
图形右下缺一块， 增载正常卸载慢。
理论示功图
理论示功图就是认为光杆只承受抽油杆柱与活塞截面积以上液柱的静 载荷时，理论上所得到的示功图。 深井泵质量合格，工作正常。 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。 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。 油井没有连抽带喷现象。 油井供液能力充足，泵能够完全充满 。
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
B
C
D'
D
S
2、充不满影响的示功图
P
有时，当柱塞碰到液面 时，由于振动，最小载荷线 会出现波浪线。充不满程度 越严重，则卸载线越往左移。
B
C3Βιβλιοθήκη 21AD´
D
S
2、充不满影响的示功图
图形右下缺一块， 增载正常卸载慢。
第3讲 典型示功图
此图为防冲距太小，柱塞在下冲程近下死点 处发生硬性碰泵的示功图。 对于这类井应该及时停抽，重对防冲距，避 石油大学 免长时间碰泵而撞掉泵筒发生落井事故。
标准地面示功图
此图是柱塞与缸套之间的间隙磨大后所测的示功 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。 石油大学
标准地面示功图
此图是泵的缸套被磨坏、“拉槽”， 上，下曲线呈对称性缺损面积。
标准地面示功图
此图表明柱塞在上行过程中脱出 工作筒，需要下放光杆，对小防 冲距。 石油大学
标准地面示功图
此图为上碰特征，使用杆式泵时可见右上 方长角。
此种情况防冲距过大，内工作筒漏油，油井不可 能出油，要求对小防冲距。 石油大学
标准地面示功图
标准地面示功图
此图是表示泵挂较深的井。 原因是冲数快造成动载增大，冲程损 失增加最终导致图形倾斜。 石油大学
对于这类井应以调慢冲数生产为好。
标准地面示功图
此图是为泵固定阀漏失的示功图。 特征为示功图左下方呈圆形缺损(无气体影 响时右下角也呈圆形)。 如果阀或阀座被严重刺坏时，不出油，下 石油大学 行曲线呈图中虚线形状。
措施地质方面研究解决注采协调或是油层改造工程方面则要调查井筒内有否砂堵蜡堵盐堵或井下落物堵下泵数据是否保证有合理的沉没度等标准地面示功图石油大学此图为多气油井特征
示功图的理论基础和图形特征
吴晓东
中国石油大学
二、标准地面示功图
标准地面示功图
此图为最理想的地面示功图(无气， 多水，供液充足的正常示功图)，充满 系数100％，特征为平行。
此图图为斜形向上的“黄瓜状’示功图，属于柱 塞卡死在泵筒内不动，上、下冲程只是拉伸杆柱。
若活塞卡死在冲程中部位置，就象此图； 若柱塞卡死在冲程下部，图形位置比这还高； 石油大学 若柱塞卡死在冲程上部，图形位置比该图要低。
典型示功图分析及解决措施详解
材料在受到外力作用时产生变形或者尺寸的变化，而且能够恢复的变形叫做弹性变形。
弹性变形的重要特征是其可逆性,即受力作用后产生变形,卸除载荷后,变形消失。
特点：平行四边形特点：右下角圆弧形缺失。
在上下行程过程中，进入泵中的气体越多，对深井泵的影响越大，严重时，游动阀关不上，固定阀打不开，形成气锁。
当抽油井气体影响或已经气锁时，我们应采取以下措施：1、放掉套管气；2、在套压闸门处安装“定压放气阀”。
“定压放气阀”可根据设定压力自动释放井底气体，维持平稳的生产压差防止气体进入泵内影响泵的正常生产。
特点：刀把形，充满程度越差，刀把越长。
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。
气体影响供液不足特点：左边尖，右边圆滑。
井名：风24-13日期：2009-7-5冲程：5.0m最大载荷：82.32KN 冲次：2.76/min 最小载荷：43.27KN当抽油井“排出部分漏失”时，我们应采取以下措施：1、由于砂、蜡影响造成排出部分漏失的，可以采取碰泵或洗井进行解决。
2、以上措施无效时就应进行小修作业换泵来解决了。
特点：左边圆滑，右边尖。
当抽油井“吸入部分漏失”时，我们应采取以下措施：1、由于砂、蜡影响造成吸入部分漏失的，可以采取碰泵或洗井进行解决。
2、以上措施无效时就应进行小修作业换泵来解决了。
特点：两头尖排出部分漏失吸入部分漏失冲程：4.61m 最大载荷：82.83KN冲次：3.70l/min最小载荷：40.11KN 井名：风31-18日期：2008-1-20双阀漏失井名：风31-18日期：2008-4-15冲程：4.61m 最大载荷：55.62KN 冲次：3.70l/min 最小载荷：32.15KN特点：实际最大载荷低于理论最大载荷线。
当抽油井“油管漏失”时，我们应采取以下措施：1、漏失不严重时可适当调快冲次（如果因杆管偏磨造成的油管漏失则不可以调快冲次）；2、漏失严重的需要小修作业修复。
典型示功图具体分析(2)
典型示功图具体分析1．泵工作正常时的示功图和理论示功图的差异不大，均为一近似的平行四边形，除了由于抽油机设备的轻微振动引起的一些微小波纹外，其它因素影响在图上显示不明显。
2．气体影响时的示功图由点到面在下冲程末余隙内还存在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，使吸入凡尔打开滞后，加载变慢，余隙越大，残存的气量越多，泵进口压力越低，则吸入凡尔打开滞后的越多。
特点：下冲程时，气体受压缩，泵内压力不能迅速提高，使排出凡尔滞后打开，卸载变慢，泵的余隙越大，进入泵内的气量越多，卸载线越长“示功图”的刀把越明显。
3．气锁现象时的示功图是指大量气体进入泵内后，引起游动凡尔、固定凡尔均失效，活塞对气体起压缩和膨胀的作用，泵排不出油。
4．供液不足时的示功图沉没度小，供油不足，使液体不能充满工作筒。
下冲程中悬点载荷不能立即减小，只有当活塞遇到液面时，才迅速卸载，所以，卸载线较气体影响的卸载线陡而直。
5．油井出砂时的示功图油井大量出砂，油流携带着砂子冲刺，载荷受砂卡原因呈不规则毛刺现象；致使工作筒、活塞、凡尔等磨损，导致泵效降低，严重时固定凡尔或游动凡尔砂卡或砂埋，直接影响泵效。
6．油井结蜡时的示功图由于活塞上行时，泵内压力下降，在泵的入口处及泵内极易结蜡，使油流阻力增大，光杆负荷增大，引起凡尔失灵或卡死凡尔、活塞，堵死油管等现象。
7．抽油杆断脱时的示功图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载荷线不重合。
8．连抽带喷时的示功图具有一定自喷能力的抽油井，抽汲实际上只起诱喷和助喷作用。
特点：在抽汲过程中，游动凡尔和固定凡尔处于同时打开状态，液柱载荷基本上加不到悬点，示功图的位置和载荷变化的大小取决于喷势的强弱及抽汲流体的粘度。
9．固定凡尔漏失时的示功图固定凡尔球和凡尔座配合不严，凡尔座锥体装配不紧，凡尔罩内落入脏物或蜡卡着凡尔球等而造成的漏失，典型表现为加载和减载缓慢，呈弧形，减载更严重。
示功图演示文稿(措施)
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。 供液不足不影响示功图 的上冲程，与理论示功图 相近。 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 A 线平行，卸载点较理论示功 图卸载点左移（如图中D‘点）
P B C
h －示功图中线到横坐标的距离 mm C －力比 KN/mm h
4、抽油杆断脱影响的示功图
下步措施： 1、若抽油杆断脱位置在距井口600m以内，可进行 对扣；无效则进行作业检泵。 2、若为脱节器脱落，可直接下放抽油杆与脱节器对 接；无效则进行作业检泵。
5、油层出砂影响的示功图
油层出砂主要是因为地层中细小 砂粒随着油流进入泵内，使柱塞在 整个行程中或在某个区域，增加一 个附加阻力。上冲程附加阻力使悬 点载荷增加，下冲程附加阻力使悬 点载荷减小。因此使示功图在载荷 线上出现不规则的锯齿状尖峰，当 出砂不严重时，示功图的整个形状 仍与理论示功图形状近似。
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。
1、气体影响示功图
典 型 目 示 录 功 图
2、充不满影响示功图 3、漏失影响示功图 4、抽油杆断脱影响示功图 5、出砂影响示功图 6、结蜡影响示功图 7、带喷井影响示功图 8、活塞脱出工作筒示功图
P B B’ C
A
D
S
1、气体影响示功图
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'）
P B B’ C
P B C
h －示功图中线到横坐标的距离 mm C －力比 KN/mm h
4、抽油杆断脱影响的示功图
下步措施： 1、若抽油杆断脱位置在距井口600m以内，可进行 对扣；无效则进行作业检泵。 2、若为脱节器脱落，可直接下放抽油杆与脱节器对 接；无效则进行作业检泵。
5、油层出砂影响的示功图
油层出砂主要是因为地层中细小 砂粒随着油流进入泵内，使柱塞在 整个行程中或在某个区域，增加一 个附加阻力。上冲程附加阻力使悬 点载荷增加，下冲程附加阻力使悬 点载荷减小。因此使示功图在载荷 线上出现不规则的锯齿状尖峰，当 出砂不严重时，示功图的整个形状 仍与理论示功图形状近似。
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。
1、气体影响示功图
典 型 目 示 录 功 图
2、充不满影响示功图 3、漏失影响示功图 4、抽油杆断脱影响示功图 5、出砂影响示功图 6、结蜡影响示功图 7、带喷井影响示功图 8、活塞脱出工作筒示功图
P B B’ C
A
D
S
1、气体影响示功图
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'）
P B B’ C
工况分析-典型示功图分析
典型示功图分析
4、抽油杆断脱影响的示功图
抽油杆断脱后的悬点载
荷实际上是断脱点以上的抽
油杆柱在液体中的重量，悬 点载荷不变，只是由于摩擦 力的存在，使上下载荷线不 重合，成条带状。
生产动态表现：液面较正常上升，井口不出液，光杆烫，井口憋压不起压， 断脱时间较长时井口不出气。
典型示功图分析
4、抽油杆断脱影响的示功图
P
的波浪线。
B
C
A o
D S
典型示功图分析
考虑惯性载荷时，是 把惯性载荷叠加在静载 荷上。
示功图特点：
P B C
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。
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。
A
D o
S
在下冲程前半冲程减小悬
点载荷，后半冲程增加悬点载 荷。
生产动态表现：动液面较低，沉
没度较小（一般在50m以下）单 井产液量较低，有时光杆发烫，
存在间歇出油情况
B
C
特点：卸载线平行左移，液
面越低，左移距离越大。
3 2 1
措施：加深泵挂；采取合理
的抽汲措施；调整对应注水 A 井注水量；采取压裂、酸化 等增产措施；采取间歇抽油 o 方式。
D´
D
S
供液不足
典型示功图分析
左下角变尖，右上角变圆， 为一向上的拱形。
C"' D D’
o
S
游动阀漏失
典型示功图分析
3、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） 。
采油工程-典型示功图分析详解
件 入泵内的液体不可压缩。
油井没有连抽带喷现象。
油井供液能力充足，泵能够完全充满 。
P 理论示功图
S活 S光
S λ
在下死点前后，抽油杆柱上多了一个活塞截面以上液柱 的重量， 油管上少了一个活塞截面以上液柱的重量。这时， 就要发生弹性变形，油管缩短，抽油杆伸长。此时光杆虽然 在上移，但活塞相对于泵筒来说，实际未动，这样就画出示 功图中的AB斜直线，它表示光杆负载增加的过程，称为增载 线。
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。
段柱塞冲程；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′。漏
失量越大， B′C′线越
短。
A
B’
C’
C
C″
D D’ S
3、漏失影响的示功图
1、游动阀漏失 P
当漏失量很大时，由
B
于漏失液对柱塞的“顶托”
作用很大，上冲程载荷远
低于最大载荷，如图中
AC'"所示，吸入阀始终是
关闭的，泵的排量等于零。
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
《典型示功图分析》课件
理论解析
对示功图进行理论解析， 推导相关参数和性能指标 ，为实际应用提供理论依 据。
实际分析方法
数据采集
通过传感器和测量设备采 集发动机的示功图数据， 确保数据的准确性和可靠 性。
数据分析
对采集的示功图数据进行 处理和分析，提取相关参 数和性能指标，评估发动 机的性能。
结果验证
将实际分析结果与理论分 析结果进行对比和验证， 确保分析的准确性和可靠 性。
拓展示功图分析的应用范 围，将其应用于更多领域 的发动机性能诊断中。
ABCD
开发更加智能、自动化的 示功图分析系统，减少人 工干预，提高工作效率。
加强示功图分析与其他诊 断技术的结合，形成更加 全面、系统的发动机性能 诊断方案。
THANKS
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案例三：泵示功图分析
总结词
泵示功图分析是评估泵性能的重要手段，通过分析示功图可以获取泵的流量、扬程和效率等参数，进 而评估泵的运行状态和性能。
详细描述
泵示功图分析主要通过测量泵的出口压力、流量和曲轴转角等参数，绘制出示功图，进而分析泵的扬 程、功率和效率等参数。通过对这些参数的分析，可以评估泵的流量、扬程、功率和效率等方面。
示功图定义
示功图定义
示功图是一种表示内燃机气缸压力与曲轴转角关系的图形， 通常以曲轴转角为横坐标，气缸压力为纵坐标。通过示功图 可以了解内燃机的工作过程、燃烧状况、气体压力变化和能 量转换等情况。
示功图的获取方法
示功图可以通过各种传感器和测量设备获得，如压力传感器 、曲轴角位移传感器等。这些传感器将气缸内的压力和曲轴 的转角信号传输给数据采集系统，经过处理后得到示功图。
典型示功图分析
xx年xx月xx日
• 引言 • 典型示功图介绍 • 典型示功图分析方法 • 典型示功图应用案例 • 结论与展望
典型示功图分析(全)
不正常现象进行合理的判断，多角度排查可能发生故障的范围，有
针对性的处理各种问题。
1、气体影响示功图
典 型 示 功 图
2、供液不足影响示功图
3、漏失影响示功图 4、抽油杆断脱影响示功图 5、出砂影响示功图
6、结蜡影响示功图
7、带喷井影响示功图 8、活塞脱出工作筒示功图 9、活塞下行碰泵影响示功图 10、油稠影响示功图 11、玻璃钢杆示功图
2、充不满影响的示功图
当沉没度过小或供液不 P 足使液体不能充满泵筒时， 均会影响示功图的形状。供 液不足不影响示功图的上冲 程，与理论示功图相近。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 A 载点左移（如图中D ‘点）。
λ
P 理论示功图
S
S活 S光
λ
P 理论示功图
S
S活 S光
λ
P 理论示功图
S
S活 S光
λ
P 理论示功图
S
S活 S光
λ
P 理论示功图
S
S活 S光
λ
P 理论示功图
S
S活 S光
λ
P 理论示功图
S
S活 S光
λ
P 理论示功图
S
S活 S光
λ
P 理论示功图
S
S活 S光
λ
当弹性变形完毕，活塞开始下行，液体就通过游动凡 尔向活塞以上转移，此过程中，光杆所受的负荷不变，于 是画出直线DA，画成一个封闭的曲线，即为示功图。
B’ B
C
关闭（AA′）。活塞
的有效排出冲程为D ' A'。
A″
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%。
.
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”。
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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
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八、排出部分漏失漏失影响的示功图
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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。
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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。
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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。
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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% 。
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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%。
典型示功图分析
3、典型示功图与实测示功图分析和解释
（1）深井泵工作正常时的示功图 在深井泵工作正常，同时受其它因素影响不大时测出的示功 图，如图所示。
这类图形的共同特点是和理论示功图的差异不大,均为一近 似的平均四边形.由于抽油设备的轻微振动引起了一些微小的波 纹外,其它因素的影响均在图上显示不明显。
砂、蜡、水、气对示功图的影响
上冲程悬点承受载荷： Wr ＋
即悬点最大静载W荷1 ：W最大＝ Wr ＋ W1
2、理论示功图最大最小载荷的计算
下冲程悬点承受载荷：
在下冲程中，游动阀打开后，油管内液体的浮力 作用在抽油杆柱上。所以，下冲程中作用在悬点上 的抽油杆柱的重力减去液体的浮力，即它在液体中 的重力作用在悬点上的载荷。
Wr′＝πd2/4×H×（γ杆 －γ液） 单位:N
•3、答题步骤：
•（1）画上、下载荷线 25分
• 根据油井生产数据绘制理论示功图 上、下载荷线（15分）；利用公式计算 （10分）。
•3、答题步骤： •（2）对比分析 55分 •与理论示功图比较差异（15分）； •判断分析泵的工作状况（40分） •正常、供液不足、气影响； •断脱、泵脱出、抽喷、碰泵 •稠油、结蜡、出砂
（2）油井出砂对示功图的影响 油井出砂，对于抽油井来说，轻则增加
抽汲助力、磨损抽油设备，重则卡死固定凡 尔、卡死活塞，造成油井停产。活塞被卡死 的情况，将在以后介绍。
这里着重讨论以下四种情况。
实测示功图 活塞砂阻
a、活塞砂阻 细小的砂粒，随着液体进入
泵内，造成活塞在工作筒内遇 阻,使活塞在整个行程中或在 某个局部地区，增加了一个附 加阻力。
＝ π（D2－d2）/4×H×γ液－ πd2/4×H×γ液
＝ πD2/4×H×γ液 令W1′＝πD2/4×H×γ液，简称转移载荷。 由以上推导可知： Wr ＋ W1 ＝ Wr′＋ W1′
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典型示功图分析及措施
1、
措施：
（1）在作业时下防砂卡泵，挤固砂剂
（2）平稳放套压，防止油层激动出砂
（3）作业冲砂
（4）尽量避免停井，停井时停在上死点
措施：
（1）大排量热洗
（2）碰泵
（3）检泵
措施：
（1）碰泵
（2）大排量热洗
（3）检泵
双凡尔失效：
措施：
（1）碰泵
（2）大排量热洗
（3）检泵
5
措施：
（1）采用井筒加热装置，如电热杆、热电缆
8、上挂：
措施：调小防冲距
9、活塞部分脱出工作筒：
（2） 调小冲次
（3） 加强对应注水井的注水量 （4） 间歇开井
11、抽油杆断脱：
措施：
（1） 检泵查换杆 （2） 对扣
（3） 加强清防蜡工作 12、连抽带喷：
措施：
（1） 下大泵或上提泵挂 （2） 间抽诱喷
（3） 采取合理参数，保持正常生产
（3）装气锚
（4）停抽时停在下死点
（5）尽量调小防冲距，缩小余隙容积
14、出水：
措施：
（1
（2
15、气锁：
原因是在上下冲程中，只对气体进行压缩，固定凡尔和游动凡尔都打不开措施与气体影响相同
（2）定期热洗
（3）下防蜡装置
（4）装井口掺水流程
（5）使用玻璃油管或涂料油管防蜡17
（1）。