抽油机示功图分析
(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。
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。
抽油机井典型示功图分析
抽油机井典型示功图分析学习目的:抽油机井典型示功图是采油技术人员在多年的生产实践中总结出来的,大多数具有一定的特征,一看就可直接定性的示功图。
把这些具有典型图形特征的例子作为生产现场初步判断抽油机井泵况的参考依据,也是综合分析实测示功图的第一步。
通过对本节的学习,使分析者能以此为参考,对具有典型特征的示功图做出准确的定性判断。
一、准备工作1、准备具有典型特征的示功图若干;2、纸,笔,尺,计算器。
二、操作步骤1、把给定的示功图逐一过一遍,按所理解的先初步给示功图定性定类。
第一类:图形较大,除去某一个角外就近似于平行四边形的示功图——即抽油泵是在工作的示功图;第二类是图形上下幅度很小,两侧较尖的示功图——即抽油泵基本不工作的示功图;第三类示功图:特征不明显的示功图——即最难直接定性的示功图。
2、按定类详细分析判断。
三、实测示功图分析解释为了便于分析,我们先从图形受单一因素影响的典型示功图着手。
所谓典型示功图:就是指某一个因素的影响十分明显,其形状代表了该因素影响下示功图的基本特征。
然后把典型示功图与实测示功图对比分析,以阐明分析方法和各类图形的特征。
最后提出相应的整改措施。
用对比相面法把实测示功图与理论示功图形状进行对比,看图形变化,分析泵的工作状况。
1、泵工作正常时的示功图所谓泵的工作正常,指的是泵工作参数选用合理,使泵的生产能力与油层供油能力基本相适应。
其图形特点:接近理论示功图,近似的平行四边形。
这类井其泵效一般在60%以上。
图中虚线是人为根据油井抽汲参数绘制的理论负载线,上边一条为最大理论负载线,下边一条为最小理论负载线。
现场常常把增载线和减载线省略了。
2、惯性载荷影响的示功图在惯性载荷的作用下,示功图不仅扭转了一个角度,而且冲程损失减少了,有利于提高泵效。
示功图基本上与理论示功图形状相符。
影响的原因是:由于下泵深度大,光杆负荷大,抽汲速度快等原因在抽油过程中产生较大的惯性载荷。
在上冲程时,因惯性力向下,悬点载荷受惯性影响很大,下死点A上升到A′,AA′即是惯性力的影响增加的悬点载荷,直到B′点才增载完毕;在下冲程时因惯性力向上使悬点载荷减小,下死点由C降低到C′,直到D′才卸载完毕。
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
抽油机示功图分析课件
示功图分析中常见的问题
1 1. 要排除 噪声和干扰对结果的影响。
示功图数据采集过程中的 偏差可能会导致分析结果 的误差。
3 3. 参数选择的重要性
选择合适的参数进行示功 图分析非常关键,不同的 参数可能会得到不同的结 果。
示功图分析案例分析
1
2. 功率变化趋势分析
示功图特征
示功图的特征可以揭示抽油机的动力输出、功率变 化和效率等信息。
示功图的解读方法
1. 解读曲线形状
观察示功图曲线的形状,可判 断抽油机的工作状态和效率。
2. 分析斜率变化
通过斜率的变化,了解抽油机 的动力输出变化趋势。
3. 定位峰值和谷值
确定峰值和谷值的位置,可以 评估抽油机的最大功率和最小 功率。
抽油机示功图分析课件
在这个课件中,我们将介绍抽油机示功图的基本概念和分析方法,以及它在 石油行业中的重要作用。
示功图概述
什么是示功图?
示功图是一种记录和分析抽油机运行状态和效 能的图表。
示功图的作用
通过分析示功图,我们可以了解抽油机的效率、 动力输出和内部工作状态。
示功图的元素和特征
示功图元素
示功图由曲线、斜率、峰值和谷值等元素组成。
2
观察示功图中功率的变化趋势,了解抽
油机的动力输出稳定性。
3
1. 峰值功率分析
通过分析示功图中的峰值功率,评估抽 油机的最大输出能力。
3. 效率分析
通过测量示功图中的功率和效率数据, 评估抽油机的能量利用效率。
结论和要点
抽油机示功图是了解和评估抽油机性能的重要工具。 通过分析示功图,可以发现抽油机运行中的潜在问题。 正确解读示功图需要考虑噪声和干扰,选择适当的参数进行分析。
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%。
抽油机井实测示功图分析及井下故障判断
举例:某井62毫米油管 毫米油管, 毫米泵 泵深800米, 毫米泵, 举例:某井 毫米油管,56毫米泵,泵深 米 7/8英寸抽油杆 , 冲程 米 , 原油密度 英寸抽油杆, 英寸抽油杆 冲程3米 原油密度0.95, 含水 , 80%,示功图力比 毫米, ,示功图力比2000牛/毫米,减程比 :60,作 牛 毫米 减程比1: , 该井理论示功图。 该井理论示功图。 解:f杆=3.8 cm2,g杆=27.3 N/m;设m、n分别为 ; 、 分别为 力比和减程比。 力比和减程比 。 则 m=2000, n=1/60。 由已知条件 , 。 得D=0.056m,S光=3000 mm,L=800m,f管=11.657 , , , cm2 , f 活 =5.62/4*3.14-3.8=20.82 cm2 , ρ=950*0.2+1000*0.8=990 kg/m3 , P 杆 =g 杆 * L=800*27.3=21840N , P 液 = ( F 活 - f 杆 ) Lρ= (20.82-3.8)800*990*10=13480N )
图中的上冲程曲线呈阻尼曲线特征,左边波的幅度大,向右波幅减小; 图中的上冲程曲线呈阻尼曲线特征,左边波的幅度大,向右波幅减小;下 冲程振动曲线也是阻尼曲线,从右向左波幅变小, 下冲程阻尼曲线相平行, 冲程振动曲线也是阻尼曲线,从右向左波幅变小,上、下冲程阻尼曲线相平行, 波幅呈相反方向。 波幅呈相反方向。
实际上金属是有弹性,会“形变”的,因而使增载过程和卸载过程都不是直 实际上金属是有弹性, 形变” 上直下,而是受力后伸长,卸载后缩短,都是倾斜着上下, 上直下,而是受力后伸长,卸载后缩短,都是倾斜着上下,与位移过程成线性的 线段。这一变形过程是由于抽油杆伸长和油管缩短、 线段。这一变形过程是由于抽油杆伸长和油管缩短、抽油杆缩短和油管伸长所造 成的。 成的。
抽油机井典型示功图分析2010.04
理论示功图
实测示功图
典型示功图分析
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 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∶防冲距太小, 或压裂卡砂。
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∶卸载线成一圆弧 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∶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
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”。
理论示功图
实测示功图
典型示功图分析
解决的方法: 当抽油井“稠油影响”时,我们应采取 以下措施: 1、使用升温法降粘,例如:我们常采用 的掺热水生产; 2、加表面活性剂进行降粘。
12.惯性作用下的理论示功图 惯性载荷的影响使示功 图被扭曲一个角度,使之变 为不规则四边形,如图所示。 由于抽油杆柱的振动发 生在粘性液体中,所以为阻 尼振动。叠加之后上下线出 现逐渐减弱的波浪线。
理论示功图
实测示功图
典型示功图分析
当抽油井“出砂影响”时,我们应采取 以下措施: 1、减小工作制度(如:调慢冲次)来控制 抽油井生产压差从而减缓出砂; 2、使用高压泵车进行冲砂。
抽油机示功图分析
(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。
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
抽油杆和油管弹性伸缩示意图
(二)典型示功图分析
典型示功图: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.气体和充不满对示功图的影响 ①气体影响示功图
气锁
气体使泵效效降低的数值:
g
DD S
充满系数: AD
AD
有气体影:地层产液在上冲程末未充满泵筒的现象。
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。
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。