抽油井示功图分析理论与技术1概要
(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。
解析抽油机井示功图
曲线，它是解释抽油泵（即深井泵）抽吸状况最为有效的手段。深井泵
的工作环境在井下，它的工作状态是看不到的。为了了解它真实的工作
情况，我们利用驴头悬点载荷的实时变化，通过动力仪把它变换成曲线
记录下来，一个冲程正好形成一个封闭的图形，这个图形就是示功图。
（二）示功图的形成过程
在理想条件下，示功图是一个垂直的矩形。它是在不考虑任何影响
下载时间：2010年7月9日
值得注意的是：自喷图与漏失图在图形上相似，两者的动液面都很 高（甚至在井口），但一量油就知道了前者产量高（泵效高），后者产量很 低或不出油；油管漏，与正常图形也很相仿，要准确地判断出来，一是看 液面——即油管漏肯定是动液面高，井口一憋压就会发现套压也随着油 压的升高而一点点地升高，还有一点更重要的是把该井本次测的示功图 与前一两次（正常）时测的示功图进行对比，结合量油及动液面就可以 较准确地分析该井目前的泵况如何。
应用技术
Ｃｈｉｎａ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｅｎｅｗ
解析抽油机井示功图
徐丽华徐丽琴马庆军 （辽河油田兴隆台采油厂辽宁盘锦１２４１２０）
中图分类号：ＴＥ３５文献标识码：Ａ文章编号：１００９—９１４Ｘ（２００９）５（ｂ）一００７７—０１
一、什么是抽油机井示功图
（一）抽油机井理论示功图定义 抽油机井示功图是描绘抽油机井驴头悬点载荷与光杆位移的关系
四、总结 示功图分析，看似简单，实际很复杂。在现实生产中，要想准确地对
其分析判定，单凭一张图形是远远不够的，还要结合油井的各种实时生 产数据进行综合分析，尽管实测示功图的表象千变万化，但是它的形成 原理都是大同小异的。只要我们在工作中细心观察、认真总结，一定会 学以致用的。
科技博览ｌ ７７
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。
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。
油井示功图分析
二零一零年二零一零年八八月月工艺研究所抽油机井示
功图，可以真实反映油井生产工况。
随着高含水区块杆管
偏磨，地层出砂严重，油井失效频繁，典型示功图可作为
生产现场初步判断抽油机井泵况的参考依据。
因此，应通
过示功图分析方法研究，对油井作业和实测功图进行对比，
总结典型示功图特征，以正确指导油井工况分析和管理。
三、现场油井失效功图分析一、理论示功图分析二、典型示功图分析理论示功图：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ABC为上冲程静载变化线: 上冲程A：下死点，静载W rl , 开关，关。
AB：加载线，加载过程，关，关。
B：加载完毕，，关，关开。
BC：吸入过程，BC=S p ，关，开。
C：上死点。
游动阀固定阀CDA为下冲程静载变化线：下冲程C：上死点，静载，关，开关；CD：卸载线，卸载过程，关，关；D：卸载完毕，，关开，关；DA：排出过程，DA=Sp, 开，关（相对位移）；A：下死点。
游动阀固定阀*若不计杆管弹性，静载作用下理论示功图为矩形。
静载荷作用
的理论示功图为一平行四边形。
三、现场油井失效功图分
析一、理论示功图分析二、典型示功图分析P S A B D 由于在下冲程末余隙内还残存一定数量压缩的溶解气，上冲程开始后泵内压力因气体的膨胀而不能很快降低，加载变。
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。
抽油井示功图图谱
抽油井示功图图谱1、考虑弹性的理论示功图2、冲程损失增载线越长，冲程损失越大，它与泵挂深度有关系。
3、考虑惯性和振动的理论示功图①实际上抽油杆是有弹性会“形变”的。
②ab 段为增载线（是受力后伸长）；bc 段为上行过程。
③cd 段为卸载线（卸载后缩短）；da 为下行过程④ab 和cd 都是倾斜着上下，与位移过程成线性的线段。
⑤理论示功图的特征：ab ∥cd 、bc ∥da3.2振动大后产生下倾现象。
冲数越快，动载也越大。
3.3地面平衡轻，下冲程平衡块向下运动，井下负荷轻，动载增大，下行程曲线阻尼特征较明显，振幅大；平衡重后与之相反。
3.4二级振动示功图图形抽油杆上、下运动时就会发生二级振动。
这种示功图图形在左下方和右上方(即在冲程：下死点和上死点处)经图形的右上方会有一个“结”出现。
这是抽油杆杆柱受力换向与杆柱弹性作用下造成的。
由于弹性振动传递快，而杆柱与油管和液体摩擦等因素造成滞后，影响曲线的形状而产生扭结。
冲次：4-6冲次：4-5 平衡轻示功图平衡轻示功图4、抽油机所承受最大载荷主要为抽油杆自重+液柱载荷+振动惯性载荷。
对同一口井杆柱自重与振动载荷是相同的，液体由于含气不同，井液密度不同，因此含气量越大，液柱载荷越小，相对最大悬点载荷越小，功图上下行程线相距越窄，功图面积越小。
反之越大。
功图a 相对密度为0.4 功图b 相对密度为0.6 功图c 相对密度为0.9 功图d 相对密度为1.1 4.15、抽喷理论功图由于抽喷井井液梯度小，上下行程距离短。
图形特征为近于水平状，很少有大的振动波，图形两端曲线近于平行(有增载和卸载特征)，喷势较大的井，两端还有圆形面积，属于抽油过程中接近上，下死点时速度慢，喷势容易顶开游动阀球，相当于阀常开，也给下行柱塞以托力而减载。
6、有气体影响的理论示功图含气井由于抽油泵筒内存在大量气体，抽油杆下行时没有立刻卸载，而是首先压缩泵筒内气体，造成缓慢卸载特征，下行曲线为凸圆弧曲线特征。
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
油井计量原理及功图分析(I)
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。
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%。
绘制解释抽油机井理论示功图
泵功图
表示泵的工作状态和排量 随位移变化的关系，反映 了泵的工作效率和排量。
示功图的绘制方法
数据采集
采集抽油机井的工况和参数， 如载荷、位移、液柱压力等。
理论计算
根据抽油机井的工况和参数， 进行理论计算和分析，得出载 荷曲线、液柱压力曲线和泵功 图。
图形绘制
将计算结果绘制成图形，形成 理论示功图。
理论示功图在生产中的应用
01
理论示功图可以用于预测抽油机 井在不同工况下的性能表现，如 不同采油速度、不同泵挂深度等 。
02
通过比较理论预测与实际生产数 据，可以指导抽油机井的优化设 计和生产参数调整，提高采油效 率。
理论示功图在故障诊断中的作用
当抽油机井出现故障时，理论示功图 可以作为参考，帮助分析故障原因， 如气锁、砂卡等。
结合人工智能和大数据 开展多学科交叉研究， 加强国际合作与交流，
技术，实现对抽油机井 将抽油机井理论示功图 共同推动抽油机井理论
的实时监测和智能诊断， 的研究与机械工程、计 示功图研究的进步和应
进一步提高生产效率和 算机科学、数据科学等 用。
安全性。
领域相结合，推动相关
领域的技术创新和发展。
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作用
理论示功图可以用于分析抽油机井的工作状态和工况，了解泵的排量和效率， 预测泵的未来工作状况，为抽油机井的优化设计和生产管理提供依据。
示功图的基本组成
01
02
03
载荷曲线
表示抽油杆上所承受的载 荷随位移变化的关系，反 映了抽油杆的受力情况。
液柱压力曲线
表示液柱压力随位移变化 的关系，反映了液体对泵 的作用力。
绘制解释抽油机井理 论示功图
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。
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前言
随着塔河油田开发时间的增长，油藏压力相继下降，由自喷采油转入二次采油阶段 的抽油井在不断增多，无疑有杆泵在后续的机械采油中将发挥重要的作用。 塔河油田油藏类型多，原油物性差异大，既有轻质油、又有粘度高、比重大的稠油、 超稠油；由于受地层特殊条件的限制和其它诸多因素影响使油田自开发以来一直依 靠其天然能量维持油井生产，修井措施效果的不确定性使采油方式在同一井眼会随 之发生改变。油藏区块的多样性、复杂性及地层能量本身不足或自然下降使井筒供 产矛盾日渐突出，决定了机抽井泵挂已逐渐向深抽的方向发展，抽油泵井大多属于 深井、超深井范畴、最大泵挂深度已达3300m以上，在国内油田也比较少见；所用 深井泵类型较多，目前以常规的整筒管式泵、液压反馈式抽稠泵为主，杆式泵、可 掺稀防气泵、变排量泵等为副；工作制度普遍以长冲程、相对慢冲次、较大泵径为 主，抽油杆柱多为高强度H级三级组合，并配有玻璃钢抽油杆小泵深抽、稠油环空 加药等采油辅助工艺；深井泵工作环境十分复杂，不但受“机、杆、泵”组合因素 的影响、井内“砂、蜡、气、水”的影响，特别是受稠油和超深泵挂影响严重，使 深井泵工况复杂多变，造成深井泵示功图产生畸变，因此正确分析诊断示功图结果 为油井正常生产提出可靠结论就显得尤为重要，要保持机采油井高产、稳产使深井 泵工况处于最佳工作状态，使机、杆、泵及地面抽油设备节能、协调、合理高效， 发挥出示功图在深井泵机抽管理中提示、监督、挖潜油井产能的应有作用必须精通 它、掌握它。
示功图分析必备的基本条件和基础
示功图分析需要掌握的基本条件: 1、 仔细了解所用各种深井泵的结构、工作原理； 2、 会理论示功图解释与绘制； 3、 对井筒技术状况、油层产能状况，管柱结构必需清
楚； 4、 了解地面抽油机结构性能，修井措施内容； 5、 测试仪器使用性能、特点； 6、 会综合利用与其相关的资料，多角度排查、重点切
我厂主要使用深井泵型号
为满足深井、稠油开采需要，结合本油田各阶段生产特点近年使用深井泵类型主 要有：
1、以API标准的玉门产整筒管式泵、杆式泵、防气掺稀抽稠泵：
CYB25—275TH7—1.2
K(5.53)
CYB25—225TH6.6－1.2 K(3.67)
CYB23－175RHAC6.6－1.2 K( 2.19)
3、抽稠泵结构： 该泵由大、小不同的两节泵筒、柱塞总成组成，游动凡尔、固定凡尔均在 上、下活塞上。使液柱对下柱塞产生向下推力T。该泵无固定阀，井下可 不用泄油器可不动管柱进行井下测试和正反洗井。
T＝（P油－P沉）×F下 P油—阀球处的油管压力； P沉—泵沉没度产生的压力；F下—下柱塞 面积
深 井 泵 结
抽稠泵工作原理(液压反馈抽油泵)
液压反馈抽稠泵是将上、下两个不同泵径有机地串联起来，在抽汲过程中上、下 泵皆处于密封状态。上冲程时出油阀在油管内液柱压力作用下而关闭，上柱塞以 上油管内的原油被排出,与此同时上下柱塞在泵筒腔中容积增大,形成低压腔,井内 液体经下柱塞中心孔顶开进油阀进入下柱塞与上泵筒和上柱塞所形成的环形腔内； 下冲程时环形腔室容积逐渐减少，泵内形成高压,泵内液体打开上油阀排至上柱 塞中心空腔及泵上油管内，完成一个抽汲过程。柱塞下行过程中进油阀始终处于 关闭状态，使油管液柱重量坐在进油阀上,由于下柱塞上端压力与泵上压力相同， 下柱塞下端是沉没压力，两者产生一液柱压力差，在此压差下下柱塞产生向下的 轴向力推动泵柱塞下行以克服因油稠所产生的下行粘滞阻力，形成液压反馈力帮 助抽油杆下行，使抽油泵得以在稠油井中正常生产。 实测示功图是通过动力仪将深井泵的一个抽汲过程用曲线圈闭方式表现出来， 即将抽油泵活塞凡尔真实交替关闭打开的过程演变成抽油机光杆悬点载荷相应交 替增加和减少的过程，因此深井泵凡尔交替关闭打开是影响抽油杆负载发生变化 的重要因素。基于这一点来分析判断深井泵是否正常和产生异常负载的原因，是 分析示功图最基本的方法。所以首先必须精通深井泵的工作原理，这一点非常重 要。
CYB35－225TH5.7—4.5_1.2
注：油管尺寸 [25[73.0mm(27/8in)] 基本泵径[69.9mm(23/4in)]
构 图
深 井 泵 结 构 图
注：理论排量Q=K S N （米3/日） K－泵常数 S－冲程（米） N－冲次（次/分）
深 井 泵 结 构 图
注：理论排量Q=K S N （米3/日） K－泵常数 S－冲程（米） N－冲次（次/分）
液
常
常
力
规
规
反
管杆馈ຫໍສະໝຸດ 式式抽稠 泵
整
整
筒 泵
筒 泵
深井泵工作原理（管式泵）
理解掌握深井泵的工作原理是解释分析理论与实测示功图的基础。在 现实中有些分析者往往忽略了这一点，在一知半解没有完全真正理解 精通的情况下不可能分析好示功图，必须引起足够重视，否则分析诊 断好示功图是不可能的。
管式深井泵的工作原理：
当活塞上行时，游动凡尔受油管内活塞以上液柱的压力而关闭。同时固 定凡尔由于泵筒内压力下降，被油套环形空间液柱压力顶开，井内液 体进入泵筒内，充满活塞上行所让出的空间。当活塞下行时，由于泵 筒内液柱受压，压力增高，而使固定凡尔关闭。当泵筒内压力超过油 管内液柱压力时，游动凡尔被顶开，液体从泵筒内经过空心活塞上行 进入油管。在一个冲程中，深井泵完成一次进油和一次排油过程。活 塞不断运动，游动凡尔与固定凡尔不断交替关闭和顶开，井内液体就 不断进入工作筒，从而上行进入油管，最后到达地面。
入结论可靠。
－、深井泵的结构
1、管式整筒深井泵结构： 主要由工作筒、游动凡尔、固定凡尔、活塞、（衬套、游动凡尔、固定凡 尔座、凡尔罩，上、下压紧接箍、泄油器、加长短接，拉杆）组成。
2、杆式泵主要部分有：外工作筒，由特殊无缝钢管制成，配有锁扣卡簧和 固定锥座；内工作筒与管式泵相同，但直径小。上装有圆锥体。固定凡尔 直接装在内工作筒的最下端，实际上是将一整体小泵径通过抽油杆一次下 入井中。