抽油机井典型示功图分析2010.04
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(完整)抽油机井示功图分析
泵的余隙越大，进入泵内的气量越多，示功图的“刀 把”形状越明显。
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。
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。
抽油机井示功图诊断及分析
对受气体影响较大井或易发
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。
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。
采油工程典型示功图分析
气体影响卸载慢， 泵内进气产量减 。 特征描述 ： 固定阀打不开 ，游动阀关不上。 图形呈圆弧形，无产量。
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
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、
假 设
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。
条 抽油设备在工作中，不受砂、蜡、水、气等因素的影响，认为进
随着冲次的加快，惯性载荷和震动载荷也相应增加。
n=4
n=6
n=9
n=12
1、气体影响示功图
由于在下冲程末余
隙内还残存一定数量压缩 P
的溶解气，上冲程开始后 泵内压力因气体的膨胀而
B
B’
不能很快降低，加载变慢，
使吸入阀打开滞后
（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 为上冲 程柱塞有效冲程。
P 理论示功图
S活 S光
S λ
当活塞到达上死点，在转入下行程的瞬间，固定凡尔 关闭，游动凡尔打开，活塞上下连通。活塞上原所承受的 液柱重量又加在油管上。抽油杆卸掉了这一载荷，油管上 加上了这一载荷，于是二者又发生弹性变形，此时油管伸 长，抽油杆柱缩短，光杆下行，活塞相对于泵筒没有移动， 于是画出了CD斜线。它表示光杆上负荷减少的过程。称 为减载线。
膨胀状态，吸入和排出
阀处于关闭状态，出现
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
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、
假 设
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。
条 抽油设备在工作中，不受砂、蜡、水、气等因素的影响，认为进
随着冲次的加快，惯性载荷和震动载荷也相应增加。
n=4
n=6
n=9
n=12
1、气体影响示功图
由于在下冲程末余
隙内还残存一定数量压缩 P
的溶解气，上冲程开始后 泵内压力因气体的膨胀而
B
B’
不能很快降低，加载变慢，
使吸入阀打开滞后
（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 为上冲 程柱塞有效冲程。
P 理论示功图
S活 S光
S λ
当活塞到达上死点，在转入下行程的瞬间，固定凡尔 关闭，游动凡尔打开，活塞上下连通。活塞上原所承受的 液柱重量又加在油管上。抽油杆卸掉了这一载荷，油管上 加上了这一载荷，于是二者又发生弹性变形，此时油管伸 长，抽油杆柱缩短，光杆下行，活塞相对于泵筒没有移动， 于是画出了CD斜线。它表示光杆上负荷减少的过程。称 为减载线。
膨胀状态，吸入和排出
阀处于关闭状态，出现
示功图分析
示功图基础知识
抽油机井示功图，实际上就是抽油机井在一个完整冲程中的光杆 负荷图，示功图是目前检查抽油泵工作状况的有效方法之一。利用示 功图，能够直接反映出光杆的最大、最小负荷和冲程损失。根据对示 功图的分析，可以掌握泵的工作状态，判断砂、蜡、气等对抽油泵的 影响、判断泵漏失、油管漏失、抽油杆断脱等井下故障
由示功图可计算断脱点至井口的 距离：
L h C qr'
式中 L －断脱点距井口距离 m
qr'－每米抽油杆在液体中重量 KN/m
h －示功图中线到横坐标的距离 mm C －力比 KN/mm
h
杆断脱
典型示功图 采油工艺技术 采油工 采油地质工
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”。
油管漏失
典型示功图 采油工艺技术 采油工 采油地质工
现象：这类井产液量逐渐下降，液面逐渐上升，电流上冲程小，下冲程正常，抽蹩压力上升，稳压稳不住，热 洗后图形逐渐增大，但实际负荷仍小于上理论负荷。 注意：油管下部漏失且漏失量大(一般为油管本体有较大漏洞或裂缝)，油井不出油，现场憋不起压力，示功图 最大、最小载荷线相接近，类似断脱现象。
七、带喷井的示功图
对于具有一定自喷能力的抽油井，抽汲实际上只起诱喷和助喷的作用。在抽汲过程中，游动阀和固 定阀处于同时打开的状态，液柱载荷基本加不到悬点。示功图的位置和载荷变化的大小取决于喷势的强 弱及抽汲液体的粘度。
喷势强、油稀带喷的示功图
喷势弱、油稠带喷的示功图
油井带喷
典型示功图 采油工艺技术 采油工 采油地质工
C
抽油机井示功图，实际上就是抽油机井在一个完整冲程中的光杆 负荷图，示功图是目前检查抽油泵工作状况的有效方法之一。利用示 功图，能够直接反映出光杆的最大、最小负荷和冲程损失。根据对示 功图的分析，可以掌握泵的工作状态，判断砂、蜡、气等对抽油泵的 影响、判断泵漏失、油管漏失、抽油杆断脱等井下故障
由示功图可计算断脱点至井口的 距离：
L h C qr'
式中 L －断脱点距井口距离 m
qr'－每米抽油杆在液体中重量 KN/m
h －示功图中线到横坐标的距离 mm C －力比 KN/mm
h
杆断脱
典型示功图 采油工艺技术 采油工 采油地质工
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”。
油管漏失
典型示功图 采油工艺技术 采油工 采油地质工
现象：这类井产液量逐渐下降，液面逐渐上升，电流上冲程小，下冲程正常，抽蹩压力上升，稳压稳不住，热 洗后图形逐渐增大，但实际负荷仍小于上理论负荷。 注意：油管下部漏失且漏失量大(一般为油管本体有较大漏洞或裂缝)，油井不出油，现场憋不起压力，示功图 最大、最小载荷线相接近，类似断脱现象。
七、带喷井的示功图
对于具有一定自喷能力的抽油井，抽汲实际上只起诱喷和助喷的作用。在抽汲过程中，游动阀和固 定阀处于同时打开的状态，液柱载荷基本加不到悬点。示功图的位置和载荷变化的大小取决于喷势的强 弱及抽汲液体的粘度。
喷势强、油稀带喷的示功图
喷势弱、油稠带喷的示功图
油井带喷
典型示功图 采油工艺技术 采油工 采油地质工
C
抽油机井典型示功图分析201004
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。
理论示功图 实测示功图
典型示功图分析
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。
理论示功图 实测示功图
解决的方法:
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。
典型示功图分析
3. 泵工作正常但供液不足 图型特征∶卸载线和加载线平行，越
生在粘性液体中，所以为阻 尼振动。叠加之后上下线出 A’
现逐渐减弱的波浪线。
A
B’
’
B
C
C’
D D’
S
考虑惯性和振动后的理论示功图
解决的方法:
在满足生产的条件下,尽量选 择低冲次.
总结
前面所讲的示功图分析，往往只能对系统的 工作状况做某些定性分析，而无法做出定量的判 断。在深井快速抽吸的条件下，由于泵的工作状 况（活塞负荷的变化）要通过上千米的抽油杆柱 传递到地面上，在传递过程中，因抽油杆柱的震 动等因素，使载荷的变化复杂化。
现在，通过数学方法将地面示功图转换成泵 示功图进行的分析诊断技术，可消除地面示功图 分析中许多不定因素，简化了解释工作，大大地 提高了抽油系统工况的分析水平。
思考题
1、理论示功图的概念. 2、掌握十三种典型示功图的特征、并能进 行成因分析并提出解决措施.
理论示功图 实测示功图
典型示功图分析
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。
理论示功图 实测示功图
解决的方法:
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。
典型示功图分析
3. 泵工作正常但供液不足 图型特征∶卸载线和加载线平行，越
生在粘性液体中，所以为阻 尼振动。叠加之后上下线出 A’
现逐渐减弱的波浪线。
A
B’
’
B
C
C’
D D’
S
考虑惯性和振动后的理论示功图
解决的方法:
在满足生产的条件下,尽量选 择低冲次.
总结
前面所讲的示功图分析，往往只能对系统的 工作状况做某些定性分析，而无法做出定量的判 断。在深井快速抽吸的条件下，由于泵的工作状 况（活塞负荷的变化）要通过上千米的抽油杆柱 传递到地面上，在传递过程中，因抽油杆柱的震 动等因素，使载荷的变化复杂化。
现在，通过数学方法将地面示功图转换成泵 示功图进行的分析诊断技术，可消除地面示功图 分析中许多不定因素，简化了解释工作，大大地 提高了抽油系统工况的分析水平。
思考题
1、理论示功图的概念. 2、掌握十三种典型示功图的特征、并能进 行成因分析并提出解决措施.
典型工况示功图分析
6、油井结蜡影响的示功图
由于油井结蜡，使活塞在整 个行程中或某个区域增加一个 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，并且 会出现振动载荷，反映在示功
图上，上下载荷线上出现波浪
型弯曲。（如右图所示）：
7、带喷井的示功图
对于具有一定自喷能力的抽油井，抽汲实际上只起诱喷和助喷的 作用。在抽汲过程中，游动阀和固定阀处于同时打开的状态，液柱载 荷基本加不到悬点。示功图的位臵和载荷变化的大小取决于喷势的强 弱及抽汲液体的粘度。
C"' A D D’
S
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） 。 悬点以最小载荷继续下行， 直到柱塞下行速度小于漏失速 A 度的瞬间 。（如图中A '点）
P 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。（如图中2、 3线所示）
B
C
3
2
1
A
D´
D
S
3、漏失影响的示功图
（1）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 柱塞上面的液体经过排出部 分的不严密处（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。
抽油机井示功图..
泵的抽汲过程
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
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
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
解释抽油机井理论示功图
解释抽油机井理论示功图
序号
考核
内容
评分要素
配分
评分标准
检测
结果
扣分
得分
备注
1
绘制ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
辅助线
绘制载荷辅助线
10
绘制冲程辅助线
lO
标注辅助线的名称、符号
5
序号
考核
内容
评分要素
配分
评分标准
检测
结果
扣分
得分
备注
2
解释
理论
示功图
解释示功图的上、F死点
(A、B点)
10
未解释或者解释错误不得分；解
释不准确扣5分
解释示功图的增载线(4B
WL；解释静载荷W静
10
未解释或者解释错误不得分；解
释不准确扣5分
解释示功图(口ABCD面积)
10
未解释或者解释错误不得分；解
释不准确扣5分
解释活塞冲程(AD)；解释
光杆冲程(AD1、)
10
未解释或者解释错误不得分；解
释不准确扣5分
3
书写答卷
卷面清洁、无乱涂改
5
卷面脏、乱不得分
4
考核时限
在规定时间内完成操作
到时停止操作
合计
100
考伴员：核分员：年月日
点)；解释示功图的减载线
(CD点)
10
未解释或者解释错误不得分；解
释不准确扣5分
解释示功图的冲程损失线
(λ1、λ2)
10
未解释或者解释错误不得分；解
释不准确扣5分
解释示功图的上行载荷线
(BC点)；解释示功图的下
行载荷线(DA点)
10
序号
考核
内容
评分要素
配分
评分标准
检测
结果
扣分
得分
备注
1
绘制ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
辅助线
绘制载荷辅助线
10
绘制冲程辅助线
lO
标注辅助线的名称、符号
5
序号
考核
内容
评分要素
配分
评分标准
检测
结果
扣分
得分
备注
2
解释
理论
示功图
解释示功图的上、F死点
(A、B点)
10
未解释或者解释错误不得分；解
释不准确扣5分
解释示功图的增载线(4B
WL；解释静载荷W静
10
未解释或者解释错误不得分；解
释不准确扣5分
解释示功图(口ABCD面积)
10
未解释或者解释错误不得分；解
释不准确扣5分
解释活塞冲程(AD)；解释
光杆冲程(AD1、)
10
未解释或者解释错误不得分；解
释不准确扣5分
3
书写答卷
卷面清洁、无乱涂改
5
卷面脏、乱不得分
4
考核时限
在规定时间内完成操作
到时停止操作
合计
100
考伴员：核分员：年月日
点)；解释示功图的减载线
(CD点)
10
未解释或者解释错误不得分；解
释不准确扣5分
解释示功图的冲程损失线
(λ1、λ2)
10
未解释或者解释错误不得分；解
释不准确扣5分
解释示功图的上行载荷线
(BC点)；解释示功图的下
行载荷线(DA点)
10
抽油机示功图辨析(超全)
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2
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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3
三、充不满影响的示功图
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8
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”。
精选课件Βιβλιοθήκη 9七、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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二十一、衬套乱
特征描述 ：不规则变化
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29
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特征描述 ：因为抽油杆长度配得不合适，使光杆下第 一个接箍进入采油树，在井口碰刮；或是因用杆式泵 或大泵时防冲距过大造成抽油机驴头在上行终止前， 抽油杆接箍刮井口，使负载突然增加，图形在右上方 有个小耳朵。
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20
十三、活塞遇卡
特征描述 ：活塞在泵筒中遇卡之后，抽汲过程中活塞不能运动，驴头上下运 行时，只有抽油杆伸缩变形。上冲程时，悬点载荷首先是缓慢增加，当抽油 杆被拉直后，悬点载荷急剧上升。下冲程时，首先是恢复弹性变形，卸载很 快，到达卡死点以后，抽油杆柱载荷作用在卡死点上，卸载变得缓慢,直到驴 头到达下死点。以上是理论分析，当活塞遇卡之后，一般应马上停抽，不测 示功图。因为这样容易将抽油杆拉断，电动机被烧坏。
抽油机井示功图诊断及分析
突然 卸载
功图与工况
8、刮碰现象
8.1下碰泵 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，避免 长时间碰泵而撞掉泵筒发 生落井事故。 上 下碰泵的油井计量结果 也会存在误差。因为碰泵 过程中会有漏失产生。
功图与工况
8.2 光杆打驴头
图形特征：功图在上死点位置处 有一个向下耷拉的“小尾巴”。 成因：在上冲程中，由于井口装 置、井口、光杆不对中，或者光 杆过长（碰到驴头），就容易在 靠近上死点的位置处，光杆受到 一个额外的侧向力，在功图上得 到明显的反应，在上死点位置出 现一个向下耷拉的“小尾巴”。 管理：做到管、杆、井口对中、 同心，选用合适长度的光杆，避 免光杆打驴头。
功图与工况
由于动载荷的影响，示功图的上、下行程不是水平 的，但只要bc//da,而且ab//cd，就是泵工作正常。否则就 是泵出现了问题。 上图中所示的行程线与水平线之间的夹角α越大，说 明动载越大，另外冲数越快，动载也越大。
功图与工况
二、标准地面示功图及生产实例
1. 泵工作正常
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。 对这类油井需加强开 采，以求最大产量，发挥 出井筒的应有产能水平。
该井需要作业换泵。
功图与工况
15.游动阀尔卡住常 开、柱塞未进工 作筒
此图为游动阀球卡死，张 开着，或是修井作业时 柱塞没有下入泵筒，相 当于抽油杆上下往复运 动，均为不出油。 对于该类示功图的井，必 须及时作业换泵。
游动凡尔卡住常开 抽油杆下部断脱 油管严重漏失
功图与工况
13. 柱塞遇卡（卡在工作筒） 此图为斜形向上的“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。
分析抽油机井实测示功图
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
游动阀漏失示功图
游动阀漏失严重或失效示功图
抽油机井实测示功图分析
双凡尔漏失：
这类功图的主要特点 是：上下行均不能有效加 载或卸载，四角消失，中 间粗；两头尖，形如梭状。 漏失越严重示功图越窄
抽油机井实测示功图分析
抽油杆断脱时的示功图：
抽油杆断脱时，光杆只承受 断裂上部抽油杆在液体中的重力， 因而示功图形成长条，长条图形 越向上，表示断脱位置越向下。 抽油杆断脱时，油井产液量为零。
抽油机井实测示功图分析
气体影响时的实测示功图：
上冲程开始后，泵内压力由 于气体膨胀而不能很快降低，固 定凡尔打开滞后，加载变缓；在 下冲程开始后，气体受压缩，由 于气体传递压力较慢，泵内压力 不能很快提高，游动凡尔打开滞 后，卸载变缓。
抽油机井实测示功图分析
供液不足时的实测示功图：
深井泵供液不足与受气体影响图十 分相似，区别是：减载线呈现为圆弧线， 受气体影响越大，圆弧曲线特征更明显。 下冲程中悬点载荷不能立即减小，只有 当柱塞遇到液面时，才能迅速卸载，较 气体影响的卸载线陡而直。
油杆断脱示功图
抽油机井实测示功图分析
油井结蜡时的实测示功图：
由于油管结蜡，上下行时 摩擦阻力增大，因此最大、最 小载荷线比理论值相差大，功 图“肥大”结蜡严重的井,不论 是深井或浅井,只要结蜡就有增 载的特征,发现示功图有“结蜡” 的宽度,示功图有此类特征时, 热洗一般无效,应尽快检泵清蜡。
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理论示功图
实测示功图
典型示功图分析
12.泵工作正常但油稠 12.泵工作正常但油稠 图形特点∶ 图形特点∶上负荷线高于最 大理论负荷线，下负荷线低 于最小理论负荷线，图形肥 胖，四个角是圆滑的。 成因分析∶ 成因分析∶油稠，使摩擦等 附加阻力变大，造成上负荷 线偏高，下负荷线偏低。同 时，使得凡尔开关比正常时 滞后，凡尔和凡尔座配合不 严密，造成较大漏失。
抽油机井典型功图分析
采油三厂培训学校 2010.03
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
泵的抽汲过程
1)上冲程 1)上冲程 抽油杆柱带着柱塞向上运动，柱塞上的 抽油杆柱带着柱塞向上运动， 游动阀受管内液柱压力而关闭。 游动阀受管内液柱压力而关闭。 泵内压力降低，固定阀在环形空间液柱 泵内压力降低， 压力(沉没压力) 压力(沉没压力)与泵内压力之差的作用下被 打开。泵内吸入液体、井口排出液体。 打开。泵内吸入液体、井口排出液体。
典型示功图分析
4.油管漏失 4.油管漏失 图形特点∶ 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∶ 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。
理论示功图
实测示功图
典型示功图分析
解决的方法: 解决的方法: 当抽油井“排出部分漏失” 当抽油井“排出部分漏失”时，我们应 采取以下措施： 采取以下措施： 1、由于砂、蜡影响造成排出部分漏失的， 、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。 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。 泵来解决了。
A-上冲程
泵的工作原理
泵的抽汲过程
2)下冲程 2)下冲程 柱塞下行，固定阀在重力作用下关闭。泵 柱塞下行，固定阀在重力作用下关闭。 内压力增加， 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。 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， 柱塞下部的液体通过游动阀进入柱塞上部， 使泵排出液体。 使泵排出液体。 泵排出的条件： 泵排出的条件： 泵内压力(排出压力) 泵内压力(排出压力)高于柱塞以上的液柱 压力。 压力。
典型示功图分析
5 .油井出砂 .油井出砂 图形特点∶ 图形特点∶负荷线上呈现出不 规则的锯齿状尖峰，且在连续 测图时尖峰是移动的。 成因分析∶ 成因分析∶油层出砂，细小的 砂粒将随着油流进入泵内，使 活塞在整个行程中增加了一个 附加阻力。上冲程时附加阻力 使光杆负荷增加，下冲程时， 附加阻力使光杆负荷减少，并 且由于砂子分布在泵筒内各处 多少不同，致使光杆负荷在很 短时间内发生多次急剧的变化。 严重时会造成固定凡尔，活塞 卡死，造成油井停产。
典型示功图分析
8 .连抽带喷井的示功图 .连抽带喷井的示功图
图形特征∶ 图形特征∶游动阀和固定阀同时打开， 液柱载荷基本上加不到悬点，示功图 的位置和载荷变化大小取决于喷势的 强弱及抽汲液体的黏度。油井连喷带 抽，在柱塞上冲程时，由于游动凡尔 下部压力较大，致使游动凡尔不能关 闭或关闭不严密，载荷升到游动凡尔 载荷线，当下冲程时，由于固定凡尔 下部压力较大，致使固定阀也不能关 闭或关闭不严，载荷将不到固定凡尔 载荷线。图形特征为近于水平状，很 少有振动波。图形两端有一段曲线近 于平行。 成因分析∶ 成因分析∶刚由自喷转抽油，油井能 量较高，井筒内动液面较高，且有气 体在做功的井常为这样的图。
理论示功图
实测示功图
解决的方法: 解决的方法:
当抽油井“供液不足” 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 补充地层能量， 、加强注水,补充地层能量 供液能力； 供液能力； 2、合理下调冲次； 、合理下调冲次； 3、根据地层供液，在作业时换小泵、加深泵挂 、根据地层供液，在作业时换小泵、 深度。 深度。 4、高压泵车洗井，解决近井地带堵塞。 、高压泵车洗井，解决近井地带堵塞。
理论示功图
实测示功图
典型示功图分析
气锁现象： 气锁现象： 如果气体大量进入泵筒， 上冲程时气体膨胀，全部占 满柱塞让出的容积，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，所以这种情况下双凡 尔均打不开，柱塞运动对气 体压缩和膨胀，泵不排油， 这种现象称为“气锁” 这种现象称为“气锁”。
理论示功图
实测示功图
典型示功图分析
解决的方法: 解决的方法: 当抽油井“活塞碰固定阀” 当抽油井“活塞碰固定阀”时，长时间 的碰撞会撞坏“固定阀” 的碰撞会撞坏“固定阀”，甚至会将泵 筒撞掉造成井下落物的严重后果。 筒撞掉造成井下落物的严重后果。这时 我们应： 我们应： 及时上提防冲距， 及时上提防冲距，防止活塞长期撞击固 定阀。 定阀。
典型示功图分析
3. 泵工作正常但供液不足 图型特征∶ 图型特征∶卸载线和加载线平行，越 左移说明充满越不好，也就是供液能 力越差，形成的图形为“刀把” 力越差，形成的图形为“刀把”形。 成因分析： （1）深井泵的工作制度或抽汲参数 组合不合理，泵的排出能力大于油层 的供液能力，造成沉没度太小，液体 充满不了泵筒。 （2）为使泵正常工作，在泵的下边 界装砂锚、气锚，当砂、蜡同时堵塞 了部分进油孔道，使液体进入泵筒的 流动阻力增大，流量变小，动液面升 高，液体来不及在泵的进油时间里充 满泵筒。
W1
静载荷作用下理论示功图
典型示功图分析
1 .泵工作正常 .泵工作正常 图形特征∶ 图形特征∶左右、上下曲线 平行，接近理论示功图图形 特征，曲线较理想，充满程 度100%，排出系数较高，一 100%，排出系数较高，一 般泵效接近理论值，如图。 成因分析∶ 成因分析∶此类井供液充足， 沉没度大。泵阀不漏，泵效 高，出油好。
理论示功图
实测示功图
典型示功图分析
当抽油井“油管漏失” 当抽油井“油管漏失”时，我们应采取 以下措施： 以下措施： 1、漏失不严重时可适当调快冲次（ 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）； 快冲次）； 2、漏失严重的需要小修作业修复。 、漏失严重的需要小修作业修复。
理论示功图
实测示功图
解决的方法: 解决的方法:
当抽油井气体影响或已经气锁时， 当抽油井气体影响或已经气锁时，我们应采取 以下措施： 以下措施： 1、放掉套管气； 、放掉套管气； 2、在套压闸门处安装“定压放气阀”。 、在套压闸门处安装“定压放气阀” 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， 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。 影响泵的正常生产。
典型示功图分析
11、游动阀（排出部分）漏失 11、游动阀（排出部分）漏失
图形特征∶ 图形特征∶上冲程时，泵内压力降低，柱 塞两端产生压差，使柱塞上面的液体漏到 柱塞下部的工作筒内，漏失速度随柱塞下 面压力成反比。由于漏失到柱塞下面的液 体有向上的“顶托” 体有向上的“顶托”作用，使加载减缓。 随着悬点运动的加快，“顶托” 随着悬点运动的加快，“顶托”作用相对 减小，液柱载荷完全加与悬点。当柱塞继 续上行到后半冲程时，因活塞上行速度又 逐渐减慢。在柱塞速度小于漏失速度瞬间， 又出现了漏失液体的“顶托” 又出现了漏失液体的“顶托”作用，使液 柱负荷提前卸载。 成因分析∶ 成因分析∶一是游动凡尔装配不严，磨损 引起的漏失；一是活塞和泵的衬套配合不 紧密，间隙太大或因沉砂磨损活塞和衬套 而引起的漏失。
典型示功图分析
6. 活塞脱出工作筒
图形特征∶ 图形特征∶上冲程中柱塞上行至 一点时脱出工作筒，液体漏失量 急剧增加，悬点载荷急剧下降。 卸载结束时还由于突然卸载柱塞 的振动产生不规则波状曲线。示 功图右上方严重缺失，上冲程靠 后部分载荷明显变小。 成因分析∶ 成因分析∶主要原因是由于防冲 距过大或光杆冲程过大造成，还 有修井完井数据误差较大所造成。
理论示功图
实测示功图
典型示功图分析
2. 气体影响 图形特点∶ 图形特点∶卸载线成一圆弧 状。其曲率半径越大, 状。其曲率半径越大,泵效 越低，表明油套环空内泡沫 段高，油层脱气严重，沉没 压力偏小，泵充满程度差。 成因分析∶ 成因分析∶石油是聚集在一 起的油气混和物，在抽汲过 程中或多或少总有气体进入 泵内。
理论示功图
实测示功图
典型示功图分析
9 .抽油杆断脱时的示功图 .抽油杆断脱时的示功图
图形特征∶ 图形特征∶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，只是由于摩擦力的作用，才 使上、下载荷先不重合。图形的位 置取决于断脱点的位置。图中抽油 杆断脱的位置在中部。 成因分析∶ 成因分析∶抽油杆由于弹性疲劳， 深井泵遇到卡使抽油杆柱超过拉伸 屈服极限等原因而断裂，或由于抽 油杆之间未上紧而发生脱扣，这些 导致示功图呈水平条带状。油井不 出油。
理论示功图
实测示功图
典型示功图分析
解决的方法: 解决的方法: 调小防冲距或减少光杆冲程。
典型示功图分析
7.下碰泵 7.下碰泵 图形特征∶ 图形特征∶在下冲程快 终了时，柱塞与固定凡 尔罩相碰，使载荷额外 降低。功图左下角有凸 出，在增载部位的曲线 是凹形向上的。 成因分析∶ 成因分析∶防冲距太小， 或压裂卡砂。
典型示功图分析
10.固定阀（吸入部分）漏失 10.固定阀（吸入部分） 固定阀
图形特征∶两下角缺失 下冲程开始后，由于固定阀漏失，泵内压 力不能及时提高而延缓了卸载过程，同时 使游动阀不能及时打开。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，下冲 程后半冲程中因柱塞速度减小，当小于漏 失速度时，泵内压力降低使排出阀提前关 闭，悬点提前加载（当吸入阀严重漏失时， 排除阀一直不能打开，悬点不能卸载）。 成因分析∶由于固定凡尔与凡尔座配合不 严，凡尔座锥体装配不紧，凡尔罩内落入 脏物或结蜡而卡住凡尔球等原因，都会造 成深井泵的吸入部分漏失。