第二课——示功图计量技术
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示功图的测录
示功弹簧用弹簧比例M标记。 示功弹簧用弹簧比例M标记。示功弹簧的弹簧比例 单位为mm/MPa 它表示缸内压力每变化lMPa mm/MPa， lMPa时弹 单位为mm/MPa，它表示缸内压力每变化lMPa时弹 簧的变形量(mm) 弹簧比例越小，弹簧越硬。 (mm)， 簧的变形量(mm)，弹簧比例越小，弹簧越硬。 弹簧比例的选择应根据所选定的小活塞标号和柴 弹簧比例的选择应根据所选定的小活塞标号和柴 根据所选定的小活塞标号 大小来选择 油机气缸内的最高爆发压力pz大小来选择
感受部分： 感受部分：接受和反映 气缸内气体压力变化情 况 压力感受机构包括小活 塞5、活塞杆 及示功弹 、活塞杆4及示功弹 簧1等，用来感受缸内压 等 力变化并以示功小活塞 位移输出
转筒机构： 转筒机构：
包括绳索9、 包括绳索 、 转筒8，用来 转筒 ， 反映柴油机活 塞位移
记录机构： 记录机构：
2、示功器小活塞和弹簧的选择 、
为了使机械示功器能在较 广泛的压力范围内使用， 广泛的压力范围内使用， 一般备有三套活塞和一套 一般备有三套活塞和 三套活塞 不同刚度的弹簧。 不同刚度的弹簧。 可根据柴油机的最高爆发 压力p 值进行选择， 压力pz值进行选择，以便 获得合适的示功图。 获得合适的示功图。
1.电阻应变式示功装置 电阻应变式示功装置
系统方框图
电阻值的变化 ↓ 被测压力信号 ↓ 放大成所需的电 压或电流信号
电阻应变式 压力传感器
应变片的电阻值
应 变 仪
显示 记录 装置
电阻应变式压力传感器的结构
2.压电式示功装置 压电式示功装置
系统方框图
•放大微弱信号 放大微弱信号 •将传感器的高阻抗 将传感器的高阻抗 ↓ 低阻抗输出
压力值标定分为： 压力值标定分为：
示功图(1)
液 液 液 1 2 杆 管 杆 管
7、计算抽油机悬点（驴头）最大、最小载荷
• 抽油机在抽汲中悬点除抽油杆和液柱重量，还有惯性载荷、振动载荷、摩檫载 荷等，同时井下沉没压力井口回压对悬点载荷也有影响，要准确计算悬点载荷 是比较困难的。一般按以下简便公式计算： • 最大载荷： PI最大＝P′液＋P杆（b＋Sn2/1440） PI最小＝P杆（b－Sn2/1440） (只考虑液柱和抽油杆重量及抽油杆惯性载荷) • 最小载荷： PII最大＝(P′液＋P杆)（1＋Sn2/1790） PII最小＝P杆（b－Sn2/1790） （考虑液柱的惯性载荷）具体选用应与实测结果对比后确定。 式中：P′液――作用在活塞整个截面积上的液柱重量（千克）； P杆――抽油杆在空气中的重量（千克）； b---------抽油杆柱在液体中减轻重量系数；b＝（1－r液/r钢）r钢为钢的相对密度；r液 为抽汲液体的相对密度；式中P′液＝Fr液L r液――抽汲液重度（N/m3） L―――下泵深度（m） F―――活塞截面积（m2） • 如果沉没压力与井口的回压的差别很大，需要考虑时则： P′液＝F（r液L折液＋P回） L折液――折算动液面深度（套压等于零时，为实测深度）； P回――井口回压（Pa）
实测示功图分析与典型示功图特征 （规律）
实测示功图的特征
• 示功图的特征： 任何事物都有其一定的规律和特殊性 可循，示功图也不列外，测试仪器在正常的情况下其测 出的同一类问题的不同油井的图形形状都是基本相似的。 不相似也只是载荷的大小与图形大小而已，是有它的规 律可循的，这就是所谓的典型示功图，因为深井泵出现 同一类问题的本身它都超越不出泵必然发生的工况范围， 这一共性是产生图形相似的必然结果。因此基于这一点 为了加深判断分析将其编成“口诀”的形式以便加深记 忆和理解。
7、计算抽油机悬点（驴头）最大、最小载荷
• 抽油机在抽汲中悬点除抽油杆和液柱重量，还有惯性载荷、振动载荷、摩檫载 荷等，同时井下沉没压力井口回压对悬点载荷也有影响，要准确计算悬点载荷 是比较困难的。一般按以下简便公式计算： • 最大载荷： PI最大＝P′液＋P杆（b＋Sn2/1440） PI最小＝P杆（b－Sn2/1440） (只考虑液柱和抽油杆重量及抽油杆惯性载荷) • 最小载荷： PII最大＝(P′液＋P杆)（1＋Sn2/1790） PII最小＝P杆（b－Sn2/1790） （考虑液柱的惯性载荷）具体选用应与实测结果对比后确定。 式中：P′液――作用在活塞整个截面积上的液柱重量（千克）； P杆――抽油杆在空气中的重量（千克）； b---------抽油杆柱在液体中减轻重量系数；b＝（1－r液/r钢）r钢为钢的相对密度；r液 为抽汲液体的相对密度；式中P′液＝Fr液L r液――抽汲液重度（N/m3） L―――下泵深度（m） F―――活塞截面积（m2） • 如果沉没压力与井口的回压的差别很大，需要考虑时则： P′液＝F（r液L折液＋P回） L折液――折算动液面深度（套压等于零时，为实测深度）； P回――井口回压（Pa）
实测示功图分析与典型示功图特征 （规律）
实测示功图的特征
• 示功图的特征： 任何事物都有其一定的规律和特殊性 可循，示功图也不列外，测试仪器在正常的情况下其测 出的同一类问题的不同油井的图形形状都是基本相似的。 不相似也只是载荷的大小与图形大小而已，是有它的规 律可循的，这就是所谓的典型示功图，因为深井泵出现 同一类问题的本身它都超越不出泵必然发生的工况范围， 这一共性是产生图形相似的必然结果。因此基于这一点 为了加深判断分析将其编成“口诀”的形式以便加深记 忆和理解。
示功图的分析和计算
燃烧过早的原因：
1)
2) 3)
(2)燃烧压 力pz高于正 常值，示功 图头部尖瘦;
膨胀曲线 要比正常 低
表示燃烧 提前。
在没有示功器Indicator传动装置而仅有示功阀的 中小型柴油机上，一般使用最高压力计测量气缸最 高燃烧压力pz和pc 测试前，应检查校对最高压力计指针是否对准零位， 并先开启示功阀吹净阀孔内的脏物，然后装上最高 压力计，用小扳手轻轻上紧。 测试时要缓慢开启示功阀，直至开足为止，记下表 上的最大读数。如果对所测数据有疑问，可再作一 次测试。 测试完毕，立即关闭示功阀，然后拆下最高压力计。 用最高压力计只能测取pc和pz。不能直接反映气缸 内的工作循环情况，可综合其它运转参数来分析柴 油机是否处于正常运转状态。
喷油器漏油时的示功图
最高爆 发压力 降低 造成后燃， 排温升高 示功图 面积减 小 膨胀 线高 于正 常
膨胀线上部 有锯齿形， 锯齿向上
喷油泵injection pump 漏油时的示功图
最高爆 发压力 降低
膨胀线 比正常 低
示功图面积 减小，功率 降低
⑴泵油压力下降，喷油延后， 造成后燃，排温升高； ⑵因漏油使喷入缸内油量减少， 功率降低，使排温降低； ★综合之，排气温度降低。
（4）示功图的尾部形状应符合不 同扫气型式的正常轨迹。
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， 若发现示功图上某些热力 参数不正常，必须查明原 因，根据说明书上的要求 进行调整。 一般经调整后，各缸的有 关热力参数的不均匀度应 满足我国的有关规定的要 求。
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， 借以找出造成畸形的原因。
计量基础知识详解ppt课件
直到19世纪中叶清朝末期，米制正式传入 我国为止，两千多年的历代封建王朝的度量衡 制度，基本上是沿用了秦制。
西北铅锌冶炼厂维修车间
计量工作简史
1949年中华人民共和国成立后，设立度量衡处，负 责全国的度量衡统一管理工作。
1954年设立国家计量局。 1959年6月25日，国务院发布了《关于统一我国计 量制度的命令》，确定米制为我国基本计量制度。 1977年我国正式参加国际米制公约组织。 1984年2月27日国务院发布《关于在我国统一实行 法定计量单位的命令》。 1985年全国人大通过《中华人民共和国计量法》 1987年1月19日，国务院通过《中华人民共和国计 量法实施细则》。
计量基础知识
2、测量的方式：
根据结果的获得方式分：直接和间接测量； 直接测量：它是指直接从测量仪表的读数获
取被测量量值的方法。 间接测量：利用直接测量的量与被测量之间
的函数关系，间接得到被测量量值的测量方 法。
计量基础知识
3、计量和测量的关系 测量不具备，也不必具备计量所有的特点， 即准确性、一致性、溯源性及法制性。 计量是与测量结果置信度有关，是与不确定 度联系在一起的规范性测量。 计量属于测量，又严于测量。
单位名称和符号必须作为一个整体使用，不 得拆开。 [20℃＿20摄氏度(正确)／摄氏20度(错误)] 单位名称和符号必须置于整个数值之后，一 般只能用一个单位表示一个量。 [20～30m(正确)／20m～30m(错误)；1.7米(正 确)／1米7(错误)]
计量基础知识
⑵关于词头的规则 词头永远紧接单位，其间不得插入其他词。 [km2＿平方千米(正确)／千平方米(错误)]
声学计量； 光学计量； 电离辐射计量；
计量基础知识
第二节 计量法相关内容 1、计量法的基本内容 计量立法宗旨 调整范围 计量单位制
西北铅锌冶炼厂维修车间
计量工作简史
1949年中华人民共和国成立后，设立度量衡处，负 责全国的度量衡统一管理工作。
1954年设立国家计量局。 1959年6月25日，国务院发布了《关于统一我国计 量制度的命令》，确定米制为我国基本计量制度。 1977年我国正式参加国际米制公约组织。 1984年2月27日国务院发布《关于在我国统一实行 法定计量单位的命令》。 1985年全国人大通过《中华人民共和国计量法》 1987年1月19日，国务院通过《中华人民共和国计 量法实施细则》。
计量基础知识
2、测量的方式：
根据结果的获得方式分：直接和间接测量； 直接测量：它是指直接从测量仪表的读数获
取被测量量值的方法。 间接测量：利用直接测量的量与被测量之间
的函数关系，间接得到被测量量值的测量方 法。
计量基础知识
3、计量和测量的关系 测量不具备，也不必具备计量所有的特点， 即准确性、一致性、溯源性及法制性。 计量是与测量结果置信度有关，是与不确定 度联系在一起的规范性测量。 计量属于测量，又严于测量。
单位名称和符号必须作为一个整体使用，不 得拆开。 [20℃＿20摄氏度(正确)／摄氏20度(错误)] 单位名称和符号必须置于整个数值之后，一 般只能用一个单位表示一个量。 [20～30m(正确)／20m～30m(错误)；1.7米(正 确)／1米7(错误)]
计量基础知识
⑵关于词头的规则 词头永远紧接单位，其间不得插入其他词。 [km2＿平方千米(正确)／千平方米(错误)]
声学计量； 光学计量； 电离辐射计量；
计量基础知识
第二节 计量法相关内容 1、计量法的基本内容 计量立法宗旨 调整范围 计量单位制
知识点2示功图的种类和用途.ppt
任务五 示功图的测量分析
二、示功图的种类和用途 p-V示功图——用来计算柴油机的功率，调整各缸负荷的均匀性，量取 最高爆发压力和判断各缸燃烧情况以及计算缸内瞬时温度等。
四冲程机P-V图
二冲程机P-V图
任务五 示功图的测量分析
p-V转角示功图——用机械示功器在传动机构的小曲柄超前于所测气缸 曲柄820左右的情况下测得的，图形中央位置恰好是上止点位置。其目的 是为了将燃烧曲线在横坐标方向上放宽，以利于分析燃烧过程的情况。 不能作为计算功率的依据
弱弹簧示功图——可以给示功器换上弱弹簧和1/1标准活塞（弱弹簧可 根据排气压力的大小和放大程度来选择），把p-V示功图的尾部放大测绘 出。用来研究和检查扫气过程
四冲程机弱弹簧示功图
二冲程机弱弹簧示功图
任务五 示功图的测量分析
p-φ展开示功图——可用来计算柴油机的指示功率，评估燃烧与扫 气过程，测取缸内最高爆发压力pz和压缩压力pc，计算放热率，测定 发火角等，是分析研究柴油机燃烧过程常用的一种示功图。在船上可 通过电子示功器测得。
任务五 示功图的测量分析
手拉展开示功图——在不能测取转角示功图的柴油机上，用来研究燃烧 过程和判断发火时刻的早晚 梳形示功图——用手慢慢拉动示功器转筒，可测出多条压缩压力线（在 单缸停油时）或最高爆发压力线，图形形似梳子的示功图。梳形示功图 可用来检查压缩终点的压力
二、示功图的种类和用途 p-V示功图——用来计算柴油机的功率，调整各缸负荷的均匀性，量取 最高爆发压力和判断各缸燃烧情况以及计算缸内瞬时温度等。
四冲程机P-V图
二冲程机P-V图
任务五 示功图的测量分析
p-V转角示功图——用机械示功器在传动机构的小曲柄超前于所测气缸 曲柄820左右的情况下测得的，图形中央位置恰好是上止点位置。其目的 是为了将燃烧曲线在横坐标方向上放宽，以利于分析燃烧过程的情况。 不能作为计算功率的依据
弱弹簧示功图——可以给示功器换上弱弹簧和1/1标准活塞（弱弹簧可 根据排气压力的大小和放大程度来选择），把p-V示功图的尾部放大测绘 出。用来研究和检查扫气过程
四冲程机弱弹簧示功图
二冲程机弱弹簧示功图
任务五 示功图的测量分析
p-φ展开示功图——可用来计算柴油机的指示功率，评估燃烧与扫 气过程，测取缸内最高爆发压力pz和压缩压力pc，计算放热率，测定 发火角等，是分析研究柴油机燃烧过程常用的一种示功图。在船上可 通过电子示功器测得。
任务五 示功图的测量分析
手拉展开示功图——在不能测取转角示功图的柴油机上，用来研究燃烧 过程和判断发火时刻的早晚 梳形示功图——用手慢慢拉动示功器转筒，可测出多条压缩压力线（在 单缸停油时）或最高爆发压力线，图形形似梳子的示功图。梳形示功图 可用来检查压缩终点的压力
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
抽油机井示功图计量及无线传输技术在跃进二号油田的应用
一９ ２
图２ 示 功 图 计 量 技 术 流 程 框 图
３硬 件 配置 及 无 线 传 输
单 井 系 统采 用 安 控 Ｅ ＨＯ ５ 单 井 量 油远 程 Ｃ ３ １ ８ 终 端控 制 系 统 ，包 括 主 控 制 器 、现 场 显 示 系统 、 保 护 箱 等 组 成 ，结 合 无 线 负 荷 ／ 次 传 感 器 、无 冲 线压 力 传 感 器 、无 线 温 度 传 感 器 、 电量 传 感 器 等 仪表 和 油 井 的基 本 参 数 便 可 实现 油 井 数 据 采 集 、 实 时示 功 图采 集 、 电流 图采 集 和 单 井 产 量 计 量 功 能 ，置 于 油井抽 油机 旁 。
在 测 游 动 阀 漏 失 曲线 时 ， 泵 活 塞 承 受 液 柱 载 荷 ，若游 动 阀 、活 塞 或 油管 漏 失 ，则 载荷 会 减 小 。在 测 固定 阀漏 失 曲线 时 ， 固定 阀 关 闭 ，两 端 承 受 压 差 ，液 柱 载 荷 作 用在 油 管 上 ， 如 果 固 定 阀 漏 失 ，固定 阀两 端压差 降低 ，液 柱载荷 转移 到活塞 上 ，会使 载荷升 高 。如 果 固定 阀和游动 阀或 活塞都 漏 失 ，两 条 曲线将 汇集 到一 点。如果汇 集到 一点所 需 时间小于一个冲次 的时间，油井不产液 。 两 条 曲线起 始 点载 荷 之 差 就 是 考虑 沉 没 度 影 响后 ，作用 在 泵 活 塞 上 的液 柱 载 荷 。 在冲 次不 太 大 的情况 下 ，悬 点 加速 度 很 小 ，惯 性载 荷 相 对 其 他载 荷可 以忽略 。
１油 田概 况 及 目前 求产 系统
跃 进二 号油 田含 油面积２４ ｍ ． ｋ ，地质 储量 ２ ６ ３５ ×１ ，共分 ９ ０吨 个层 系 开采 ，不规 则井 网布井 ，井 网密 度 １ ０ ２ 米 ，年 生 产 能 力３ 万 吨 ，油井 总 ￣２ ０ ５ ０ 数２３ １ 口，分 布 在 ７ 计 配 站 管 理 ，每 个 计配 站 都 个 安 装 了求产 分 离 器 ，采 用体 积 法 计 量 。 目前求 产 系 统 存 在 的 问题 有 ：油 田全面 实现 了停 掺 水 ，管 线 内液 体 流速 及 温 度 普 遍 降低 ；油 井 出砂 导致 分 离器 沉 砂 ；气 液 比较 高 井 、稠 油井 或 含 蜡 高井 、 流 程管线 串联 井等影 响求产 的准 确度 。
功图法计量技术及现场应用
功图法计量技术及现场应用冯亚莉(大庆油田采油三厂) 摘要:功图量油作为一种计量技术,其原理可行,与计量间分离器量油相比,直接反映了油井泵的运行状况,人为影响因素少,具有重复性好、系统误差较小、精度较高的特点。
通过采用功图法计量技术,可提高油井的科学管理程度,降低油田建设投资,产生可观的社会效益和经济效益。
关键词:功图法;计量;应用1 功图法计量的关键技术在泵的有效冲程确定后,则泵功图油井产量可由下式计算q g=1440S e d2(n/B0)式中d为泵径(m);S e为有效冲程(m);n为冲次(次/min);B0为原油体积系数,无因次。
于是油井产量为Q=Kq g式中Q为油井产量(m3/d);K为修正系数,无因次;q g为泵功图产量(m3/d)。
从上式可以看出,当仪器测出泵功图产量后还必须乘以一个修正系数才能得出油井的实际产量,而这个修正系数则主要取决于示功图形状。
首先利用示功图的最大、最小载荷和最大位移(冲程)确定功图的水平外接矩形;然后找出与功图右下角部分相切且稳定的切线AB。
B点对应的冲程与总冲程之间的比值即为功图的基本相对有效冲程β值。
该方法具有传统方法不具备的普适性和稳定性。
其次考虑到饱满功图会比较接近总冲程,而实际产量却达不到这么高。
分析实际数据发现,饱满功图的实际β值,基本上保持在80%附近。
根据这一边界条件,采用了下述方法对相对有效冲程进行修正:在功图水平外接矩形右边上求得距离该矩形右下角点015倍β值的点C(以矩形下底边长度为单位长度1),连接该点与矩形左下角点O,过B 点做直线OC的垂线BD,垂足D到O点的距离与OC长度的比值即为修正后的相对有效冲程α,而修正系数K=α/018。
通过采集不同层系、不同功图、不同泵况的油井的大量现场数据,依据一定的理论基础,摸索出了不同泵况、不同功图条件下的修正系数经验值:①当功图分析正常时,采用修正系数110进行计产;②当功图反映出是气影响或供液不足时,采用修正系数017进行计产;③当功图反映出是微漏时,采用修正系数015～016进行计产;④当功图反映出是漏失时,采用修正系数012～014进行计产。
第2讲 理论示功图
一、理论示功图特征分析
4 （动、静载＋弹性＋振动）示功图 静载＋弹性＋振动）
图2—4的上冲程曲 线呈阻尼曲线特征， 线呈阻尼曲线特征，左 边波的幅度大，向右波 边波的幅度大，向右波 幅减小； 幅减小；下冲程振动曲 线也是阻尼曲线， 线也是阻尼曲线，从右 向左波幅变小， 向左波幅变小，上、下 冲程阻尼曲线相平行， 冲程阻尼曲线相平行， 波幅呈相反方向。 波幅呈相反方向。
图2-7表示柱塞的有效行程可以在图中上冲程曲 线段上量出， 线段上量出，而泵的充满部分可以在下冲程曲线中 量得，则时地面示功图定量分析得基础。 量得，则时地面示功图定量分析得基础。
一、理论示功图特征分析
7 计算充满系数的地面示功图
一、理论示功图特征分析
7 计算充满系数的地面示功图
此类图形在抽油井中最常见，泵况正常， 此类图形在抽油井中最常见，泵况正常， 抽油参数基本合适，若气小，沉没度低时， 抽油参数基本合适，若气小，沉没度低时，下 行符合CDEA曲线，若气多、低沉没度时， CDEA曲线 行符合CDEA曲线，若气多、低沉没度时，下行 CEA虚线曲线 虚线曲线。 是CEA虚线曲线。
一、理论示功图特征分析
2 弹性抽油杆静载时示功图 实际上金属是有弹性会‘形变” 实际上金属是有弹性会‘形变”的，因而使增 载过程ab和卸栽过程cd都不是直上直下的， ab和卸栽过程cd都不是直上直下的 载过程ab和卸栽过程cd都不是直上直下的，而是受 力后伸长，卸载后缩短。 力后伸长，卸载后缩短。这一交形过程是由于抽油 杆伸长和油管缩短、 杆伸长和油管缩短、抽油杆缩短和油管伸长所造成 是弹性抽油杆受静载时的基本示功图。 的。图2-2是弹性抽油杆受静载时的基本示功图。
Hale Waihona Puke 一、理论示功图特征分析 3（动、静载＋弹性形变）示功图 （ 静载＋弹性形变）
示功图分析讲解(课堂PPT)
6
2）示功弹簧：
用弹簧比例M标记的多根弹簧
弹簧比例M：表示缸内压力每 变 化 1MPa 时 弹 簧 的 变 形 量 （mm），单位为mm／MPa。
弹簧比例M选择：根据小活塞 标号和柴油机缸内最高爆发 压接近力示pz，功使图所纸测高取度的的示最功大高图 度。
示功纸规格：高度50mm/60mm
如测p-V示功图可选用1/5小活 塞，并根据缸内最高爆发压 力pz=8.0MPa，可选用
气缸内压力Байду номын сангаас活塞位移变化图形，即p-V示功图。
5
2、小活塞和弹簧的选择 1）小活塞：三套活塞（连
同相应的小气缸）及一 套刚度不同的示功弹簧。
活塞标号：
1／1（标准活塞直径为 20.27mm）；
1／2（其面积为1／1活塞 的1／2，活塞直径为
14. 35mm）； 1／5（其面积为1／1活塞
的1／5，活塞直径为 9.06mm）。
M=6mm／MPa的示功弹簧。
7
弹簧比例与最高爆发压力关系（1/5活塞）：
M（mm/Mpa） 12 10 8 7 6 5 4 3 Pz（Mpa） 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 10 12.5 15.0 （1）弹簧比例越小，标准小活塞直径越小，最高爆发压
力越高，所用弹簧越硬； （2）测P-V示功图和爆发压力时，用1/5小活塞、硬弹簧
3
一、机械示功器
1、结构与工作原理
组成及作用：
压力感受机构：小活 塞及活塞杆、示功 弹簧；感受气缸气 体力变化并以位移 输出。
转筒机构：绳索、转 筒；反映气缸内活 塞位移。
记录机构：杠杆、记 录机构；平行放大 小活塞的位移并记 录在示功纸上。
4
示功弹簧：螺旋弹簧式、柱形弹簧式（中速机）。 工作原理：机械位移方法测量缸内压力及活塞位移，绘出
2）示功弹簧：
用弹簧比例M标记的多根弹簧
弹簧比例M：表示缸内压力每 变 化 1MPa 时 弹 簧 的 变 形 量 （mm），单位为mm／MPa。
弹簧比例M选择：根据小活塞 标号和柴油机缸内最高爆发 压接近力示pz，功使图所纸测高取度的的示最功大高图 度。
示功纸规格：高度50mm/60mm
如测p-V示功图可选用1/5小活 塞，并根据缸内最高爆发压 力pz=8.0MPa，可选用
气缸内压力Байду номын сангаас活塞位移变化图形，即p-V示功图。
5
2、小活塞和弹簧的选择 1）小活塞：三套活塞（连
同相应的小气缸）及一 套刚度不同的示功弹簧。
活塞标号：
1／1（标准活塞直径为 20.27mm）；
1／2（其面积为1／1活塞 的1／2，活塞直径为
14. 35mm）； 1／5（其面积为1／1活塞
的1／5，活塞直径为 9.06mm）。
M=6mm／MPa的示功弹簧。
7
弹簧比例与最高爆发压力关系（1/5活塞）：
M（mm/Mpa） 12 10 8 7 6 5 4 3 Pz（Mpa） 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 10 12.5 15.0 （1）弹簧比例越小，标准小活塞直径越小，最高爆发压
力越高，所用弹簧越硬； （2）测P-V示功图和爆发压力时，用1/5小活塞、硬弹簧
3
一、机械示功器
1、结构与工作原理
组成及作用：
压力感受机构：小活 塞及活塞杆、示功 弹簧；感受气缸气 体力变化并以位移 输出。
转筒机构：绳索、转 筒；反映气缸内活 塞位移。
记录机构：杠杆、记 录机构；平行放大 小活塞的位移并记 录在示功纸上。
4
示功弹簧：螺旋弹簧式、柱形弹簧式（中速机）。 工作原理：机械位移方法测量缸内压力及活塞位移，绘出
示功图测量资料课件
CATALOG
DATE
ANALቤተ መጻሕፍቲ ባይዱSIS
SUMMAR Y
03
示功图测量技术
示功图测量设备
示功图测量仪
用于采集和记录示功图数据的仪器，通常包括传 感器、数据采集器和计算机等部分。
传感器
用于测量气瓶压力和位移等参数，其精度和稳定 性对测量结果有重要影响。
数据采集器
用于采集传感器数据，并进行预处理，以便于计 算机分析。
01
示功图测量概述
定义与意义
示功图测量是一种通过测量和记录机 器或设备在运行过程中所承受的载荷 、位移、速度等参数的变化，来评估 其性能和状态的方法。
示功图测量对于了解机器或设备的运 行状态、预测故障、优化设计和提高 生产效率等方面具有重要意义。
示功图测量的重要性
01
02
03
评估设备性能
通过示功图测量，可以了 解设备的实际运行状态和 性能，及时发现潜在的问 题并进行修复。
数据分析
对示功图进行分析，识别出抽 油杆的载荷变化和运动规律， 判断油井的工况和生产状态。
应用价值
为油井生产优化提供依据，提 高采收率和生产效率。
案例二：气井示功图测量分析
总结词
通过示功图测量技术，监测气井的压力和产 量变化，为气井管理和优化提供支持。
数据分析
根据采集到的数据，绘制气井的示功图，分 析气井的压力和产量变化规律。
示功图测量方法
静态法
在气瓶处于静止状态下进行测量 ，通常用于测量气瓶的压力和容
积等参数。
动态法
在气瓶处于工作状态下进行测量， 通常用于测量气瓶的位移和力等参 数。
综合法
结合静态法和动态法进行测量，可 以全面了解气瓶的工作状态和性能 。
示功图分析专题讲座培训课件61页
CD斜线。它表示光杆上载荷减少的过程。称为减载线。
PB
C
下载荷线
A
DS
S活
λ
S光
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 载荷不变，于是画出直线DA，简称下载荷线。
PB
C
理论示功图
A
DS
S活
λ
S光
这四条线连在一起，即为理论示功图。
下面演示一下理论示功图的形成过程
S活
λ
S光
光杆下行结束又立即转入上行
PB
C
理论示功图
A
DS
S活
λ
S光
于是画成一个封闭的曲线，即为示功图。
（二）泵的工作原理
安装在井下，用抽油杆带动柱塞在泵筒中 上下往复运动，将井下液体抽汲到地面的泵， 又称抽油泵。主要由泵筒、柱塞、进油阀（又 称固定阀）和出油阀（又称游动阀）组成。
泵的工作原理：
光杆示功图的物理意义：光杆载荷随位移的变化所 构成的封闭曲线图。
功 图 测 点
二、理论示功图
在实际工作中是以实测地面示功图作为分析有杆 泵工作状况的主要依据。由于抽油井的情况较为复杂， 在生产过程中，有杆泵将受到制造质量、安装质量， 以及砂、蜡、水、气、稠油和腐蚀等多种因素的影响， 所以，实测示功图有时奇形怪状各不相同。为了能正 确分析和解释示功图，常常需要以绘制理论示功图为 基础。
用的距离，亦可理解为光杆作功。 图：记录光杆作功的图形。
一、名词解释
示功图：表示光杆上、下行往复运动时，作用在 光杆上的上、下冲力及作用距离所形成的 封闭图形。
其中 上冲力—抽油机提拉光杆载荷向上运动的力 下冲力—抽油杆柱自重及负载拉动光杆向下运动的力
第二课——示功图计量技术
四、基本算法
泵的有效冲程是通过多边逼近法和矢量法对地面示功图进行识别计算出来的。 由于存在各种因数的影响，识别计算出的有效冲程误差太大，这就需要对有效冲 程的修正。 1、利用泵上、下冲程载荷线进行修正，如杆柱组合、杆的强度、回压、液体 密度、和造斜点及结蜡结垢导致阻力等因数，都会导致有效冲程误差较大。 2、利用光杆马力修正，如漏失、摩擦等因数，也能导致有效冲程误差较大。
方便油田管理，指导油田生产 通过对已安装系统油井全天候的监控，技术人员随时掌握了
油井动态，利用工况诊断结果，指导修井作业，方便了油田管
理，并为井筒分析提供了必要可靠的依据。
一、概述
减少了现场工作量和人员数量，减轻了工人劳动强度
以往主要依靠现场人员巡井来完成油井日常维护，在使用该系 统后，不需要频繁巡井就可以在控制室直接了解到油井目前状态， 同时，可以利用系统直接打印出油井任意时段的功图，也减少了现
通信信号的有杆泵计量仪器，可在监测的同时利用功图进行简
单的计算产量，但并未大规模应用。国内油田如大庆、吉林油 田早期也试验过采用功图面积法和液面法相结合计算油井产量， 并进行现场应用试验，但存在液面测不准等因素影响，导致计 量误差大，未大面积推广。
一、概述
在理论研究的基础上，通过建立深井泵工作状态与油井液 量关系的力学与数学模型，采用矢量特征法对泵功图进行分析
四、基本算法
泵功图有效冲程识别
首先采用多边形逼近法对泵功图进行预处理，过滤掉某些点对 泵功图的几何特征影响不大的数据点。再用特征矢量法进行故障识 别，充分考虑其他影响因素判断泵有效冲程，然后根据判断的有效 冲程计算产液量。
常见故障 泵功图 实际 泵功图 标准故障 矢量链库 比较、寻找 一个或多 矢量链 序列
【精品】示功图培训课件分析教学课件
从不同点分析泵况出现的问题。
6.示功图分析中常见问题
仪器工作不正常：
载荷飘移、图形呈锯齿状。
修井、措施情况不清：
热洗后不出的问题：活塞或杆蜡卡、凡尔卡或漏 修井后不出：井脏或泵有问题 调工作制度：冲程或冲次不合理，严重的振动或 惯性影响
7.近期诊断井
液面1698.8m 气锁
7.近期诊断井
液面1403.8，沉没度 597.25，昨天憋泵10分钟 压力0.7-0.8停机不降 计量 不出。 双漏
3.示功图现场测试
测试仪器 和工具
3.示功图现场测试
示功仪
载荷传感器 光杆卡子
信号线
3.示功图现场测试
停机
打卡子
安装载荷传感器
收尾： 停机，取下 载荷传感器，
收仪器
示功仪中输入 井号和测试日 期，设置测试 张数，测试完 毕，确认合格 后，保存关机
连接好信号线和固定好 位移线，启抽准备测试
4.示功图分析
常见典型示功图:泵工作正常、连抽带喷、供液不足， 油管漏失，泵漏失（游动凡尔漏失、固定凡尔漏失、 双凡尔漏失），游动凡尔关闭迟缓，抽油杆断、活塞 遇卡或脱出工作筒，气影响或气锁，蜡影响，稠油影 响，防冲距过小（上行碰泵或下行碰泵），外部因素 的碰撞、振动影响（光杆碰驴头、变速相振动），进 油部位堵等
7.近期诊断井
正常，怀疑管线冻堵
凡尔卡死
7.近期诊断井
7.近期诊断井
活塞卡死
7.近期诊断井
双凡尔漏或游动凡尔卡死、固定凡尔漏
结束语
谢谢大家聆听！！！
33
6.示功图分析中常见问题
测试现场情况未了解清楚：
抽油杆或活塞卡时，上行或下行困难；抽油杆断时， 上行快、下行慢；变速箱震动，抽油机异常响动；光杆 碰驴头，测时观察光杆与驴头接触且有碰击声。
6.示功图分析中常见问题
仪器工作不正常：
载荷飘移、图形呈锯齿状。
修井、措施情况不清：
热洗后不出的问题：活塞或杆蜡卡、凡尔卡或漏 修井后不出：井脏或泵有问题 调工作制度：冲程或冲次不合理，严重的振动或 惯性影响
7.近期诊断井
液面1698.8m 气锁
7.近期诊断井
液面1403.8，沉没度 597.25，昨天憋泵10分钟 压力0.7-0.8停机不降 计量 不出。 双漏
3.示功图现场测试
测试仪器 和工具
3.示功图现场测试
示功仪
载荷传感器 光杆卡子
信号线
3.示功图现场测试
停机
打卡子
安装载荷传感器
收尾： 停机，取下 载荷传感器，
收仪器
示功仪中输入 井号和测试日 期，设置测试 张数，测试完 毕，确认合格 后，保存关机
连接好信号线和固定好 位移线，启抽准备测试
4.示功图分析
常见典型示功图:泵工作正常、连抽带喷、供液不足， 油管漏失，泵漏失（游动凡尔漏失、固定凡尔漏失、 双凡尔漏失），游动凡尔关闭迟缓，抽油杆断、活塞 遇卡或脱出工作筒，气影响或气锁，蜡影响，稠油影 响，防冲距过小（上行碰泵或下行碰泵），外部因素 的碰撞、振动影响（光杆碰驴头、变速相振动），进 油部位堵等
7.近期诊断井
正常，怀疑管线冻堵
凡尔卡死
7.近期诊断井
7.近期诊断井
活塞卡死
7.近期诊断井
双凡尔漏或游动凡尔卡死、固定凡尔漏
结束语
谢谢大家聆听！！！
33
6.示功图分析中常见问题
测试现场情况未了解清楚：
抽油杆或活塞卡时，上行或下行困难；抽油杆断时， 上行快、下行慢；变速箱震动，抽油机异常响动；光杆 碰驴头，测时观察光杆与驴头接触且有碰击声。
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（1）负荷传感器发生损坏及漂移 由于受外界环境影响，传感器一直处于工作状态，加之负荷传感
器易发生损坏及漂移，造成采集功图失真，影响计量精度。
1）负荷传感器载荷值偏小 路38-26，该油井从投入运行后1个月发生漂移，油井泵径φ 38mm，
通信信号的有杆泵计量仪器，可在监测的同时利用功图进行简
单的计算产量，但并未大规模应用。国内油田如大庆、吉林油 田早期也试验过采用功图面积法和液面法相结合计算油井产量， 并进行现场应用试验，但存在液面测不准等因素影响，导致计 量误差大，未大面积推广。
一、概述
在理论研究的基础上，通过建立深井泵工作状态与油井液 量关系的力学与数学模型，采用矢量特征法对泵功图进行分析
误差分析
系统误差 随机误差
累积误差 人为因素 产液波动
四、基本算法
对于地面功图偏移的预修正
1、冲程误差的修正——标准示功仪的测试修正和标准冲程的直接
修正。
2、载荷漂移的修正——定期标定结合现场标准传感器的同步测试 标定。 3、地面示功形状误差的修正——标准示功仪的定期测试标定，软 件扭转系数法修正。
四、基本算法
产出液体积系数修正
体积系数
Q
1 QBo B o
我们所说的泵效，实际产量是指地面（井口）测量 的产量Q，而通过示功图计算的产量QT是指的井下泵的 实际排出体积值，因此，还需要将井下温度、压力条件 下的体积排量折算为地面压力温度条件下的体积产量或 质量产量，也即要考虑油井产出液的体积系数BO，由于 产出液为两相流，因此需要考虑水和油的体积系数BW和 BO，由于气体略溶于水，特别是气体不易溶于盐水，所 以可取BW=1。
六、管理规程
误差分析
功图打扭、打折，使产量无法计算
28
载荷（kN）
27 26 25 24 0 0.5 1 1.5 2 2.5 位移（m）
六、管理规程
误差分析 如西28-21井 04.9.22日, 产液量为9.21 m3/d，9.24日 功图出现打扭现象，影响了 有效冲程的判断，产量计算 为0 m3/d。
四、基本算法
泵功图有效冲程识别
首先采用多边形逼近法对泵功图进行预处理，过滤掉某些点对 泵功图的几何特征影响不大的数据点。再用特征矢量法进行故障识 别，充分考虑其他影响因素判断泵有效冲程，然后根据判断的有效 冲程计算产液量。
常见故障 泵功图 实际 泵功图 标准故障 矢量链库 比较、寻找 一个或多 矢量链 序列
UI设计
解波动方程
特殊泵况
分类修正
测试数据
核心算法
编辑页面
井下示功图 分析
产液波动
连续计量
基础数据
修正模块
浏览页面
体积系数
体积修正
标定数据
标定模块
查询页面
测试误差
功图修正
修正系数
表报模块
报表页面
五、软件实现
软件基本功能：
实时数据 实时报表
软件架构：
Web应用+Orical9(基 础)+Sqlserver（实时）
产量查询
区块查询
实时报表
单井查询
实时报表
数据库；
图形查询
实现瘦客户端设计，分级 用户授权使用； 实时计算和自动计算功能。
计量标定 区块查询 实时报表
单井查询
实时报表
标定入口
五、软件实现
功图法计量单机版软件
适用于没有网络覆盖的边零井单井或区块的示功图计量。
五、软件实现
功图法计量网络版软件
五、软件实现
一、概述
一、概述
测试技术
通信技术
计算机技术
油井计量 诊断分析
远程终端
数据采集
测试系统
数据传输
数据处理点
计量分析系统
一、概述
一、概述
取消了计量间，形成了一套科学的油井计量流程 油井自动监测与计量技术的应用，地面建设已完全取消了计 量间和计量管线，单井计量通过每天系统生成的日报表数据及
时、准确的传至生产运行部门，并作为油井的直接生产数据。
场人工测试工作量。
实现示功图数据源的统一，地质动态分析、工程快速预警、系统 效率分析统一数据源，合并工作量。
一、概述
成功应用网络技术，实现了油井远程监控和资源共享
依托无线网络技术，可以实现作业区资料室对单井或井组计量系
统的网络远程操作及油井生产工况的远程监测管理，达到降低投资
、减少人力、提高生产管理水平的目的。管理部门可以通过局域网
采集功图出现打扭、打折现象
西28-21功图打扭影响有效冲程判断
六、管理规程
误差分析
传感器信号电缆线接触不良引起示功图测试异常
功图出现异常现象， 影响了有效冲程的判 断，无法计算产液量。
六、管理规程
误差分析
数据传输要求：系统通信数据误码率≤1.5%、故障率小于3%；
若出现数据通信错误、传输数据失真、误接收数据等现象， 造成系统数据传输失败、瘫痪或油井数据错乱，使油井计量误差 增大，甚至导致无法计算。
四、基本算法
对于综合影响功图计算产量进行的修正
1、几何特征法计算模型的修正——通过对井下泵功图几何特征点
的求解算法的修正，获得准确的有效冲程算法。
2、测试漏失量修正地面产量——解决各种漏失对地面产量的影响。 3、正常漏失预测模型的研究——通过对正常漏失速度和漏失量的 统计、分析，修正漏失计算方法。
二、基本概念
Sp S
二、基本概念
井下泵有效冲程
三、系统构成
三、系统构成
三、系统构成
三、系统构成
3、硬件安装
太阳能 无线示 功图装 置
RTU数据集成传输单元
三、系统构成
标
三、系统构成
5、软件功能
三、系统构成
5、软件功能
四、基本算法
功图法计量技术基本模型
活塞的有效冲程S Pe 是产液量计算的重要参数. 而S Pe 的确定主要应根据 泵示功图中凡尔开闭点的 位置进行确定, 依此原则 确定各典型泵示功图活塞 的有效冲程算法。
方便油田管理，指导油田生产 通过对已安装系统油井全天候的监控，技术人员随时掌握了
油井动态，利用工况诊断结果，指导修井作业，方便了油田管
理，并为井筒分析提供了必要可靠的依据。
一、概述
减少了现场工作量和人员数量，减轻了工人劳动强度
以往主要依靠现场人员巡井来完成油井日常维护，在使用该系 统后，不需要频繁巡井就可以在控制室直接了解到油井目前状态， 同时，可以利用系统直接打印出油井任意时段的功图，也减少了现
直接了解各抽油井的工况，缩短了资料的传递周期，实现快速传递
和资源共享，为决策部门提供详细、及时、具体的生产第一手数据
，使油田生产安排逐渐科学化、合理化。
一、概述
系统的成功拓展，为实现数字化油田搭建了技术平台
在功图法油井计量系统基础上，对部分井增加了：①油压/套
压自动采集；②电流/电压自动监测；③井场图像实时监测；④抽 油机井远程自动启停；⑤注水井压力/流量监测等功能。实现了生 产数据的自动采集和传输，为实现数字化油田搭建了技术平台。
六、管理规程
误差分析
冲程初始化
载荷（kN）
2003年10月25日大水坑油田347-3油井测试功图 50 40 30 20 10 0 0 0.5 1 1.5 位移（m） 2 2.5 3
在首次建立系统 时和油井措施后，必 须用便携式示功仪对 相应井进行测试，以 此为依据对自动采集 功图冲程进行初始化 设置。
应用数据库技术进行数据管理，菜单式工作流程指向，提供多信息提
示和多选项操作，生成报表具有开放性与灵活性，界面统一，操作及维 护方便。
五、软件实现
示功图数据
终端用户
测试数据库 静态数据
终端用户
基础数据库
动态数据
终端用户
五、软件实现
功图量油
模型研究
软件开发
基础模型
影响因素分析
修正算法
数据集成
系统分析
采油工程——现代计量技术发展
华北油田采油工艺研究院
一、概述
二、基本概念
三、系统构成
四、基本算法 五、软件实现 六、管理规程 七、发展趋势
一、概述
多年来国内外油田相继开展了油井计量方式、方法方面
的技术研究。国外油田在油井自动监测方面，硬件的品质、监
测自动化水平，均优于我国。但在采用功图法油井计量方面， 只是研制出便携式抽油机井功图量液仪和一种带有可移动收发
错误功图 正确功图
测试时间 15:16 15:34
初始化冲程 (m) 2.1 2.63(正常值)
泵有效冲程 (m) 1.82 2.34
地面折算有 大罐计量液 误差 效排量 量(m 3 /d) （%） (m3/d) 11.84 15.07 15.02 21.2 0.33
六、管理规程
误差分析
硬件及元器件的影响
在这个技术平台上，可进行其他多种远程自控技术试验和研究，
如动液面自动测试，系统效率监测等。
二、基本概念
二、基本概念
数据采集点：主要由安装在抽油机井口的负荷传感器、 位移传感器、数据采集控制器、数据处理模块、通讯模块 等组成。
二、基本概念
数据处理点：是对各数据采集点对象（抽油井）进行信息 交换的平台。采用小型计算机控制，原则上一个数据控制点管 理40口井，一般设置在转油站或联合站。它主要由中心天线、 中心控制器（数据处理器、远距离通讯模块、服务器等）、计 算机、系统监测软件、油井计量分析软件等组成。
二、基本概念
油井计量技术原理
“功图法”油井计量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，即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）。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，然后对此泵功图进行分析(确定凡尔开闭点 位置)，从而确定泵有效冲程，进而求出地面折算有效排量 。
器易发生损坏及漂移，造成采集功图失真，影响计量精度。
1）负荷传感器载荷值偏小 路38-26，该油井从投入运行后1个月发生漂移，油井泵径φ 38mm，
通信信号的有杆泵计量仪器，可在监测的同时利用功图进行简
单的计算产量，但并未大规模应用。国内油田如大庆、吉林油 田早期也试验过采用功图面积法和液面法相结合计算油井产量， 并进行现场应用试验，但存在液面测不准等因素影响，导致计 量误差大，未大面积推广。
一、概述
在理论研究的基础上，通过建立深井泵工作状态与油井液 量关系的力学与数学模型，采用矢量特征法对泵功图进行分析
误差分析
系统误差 随机误差
累积误差 人为因素 产液波动
四、基本算法
对于地面功图偏移的预修正
1、冲程误差的修正——标准示功仪的测试修正和标准冲程的直接
修正。
2、载荷漂移的修正——定期标定结合现场标准传感器的同步测试 标定。 3、地面示功形状误差的修正——标准示功仪的定期测试标定，软 件扭转系数法修正。
四、基本算法
产出液体积系数修正
体积系数
Q
1 QBo B o
我们所说的泵效，实际产量是指地面（井口）测量 的产量Q，而通过示功图计算的产量QT是指的井下泵的 实际排出体积值，因此，还需要将井下温度、压力条件 下的体积排量折算为地面压力温度条件下的体积产量或 质量产量，也即要考虑油井产出液的体积系数BO，由于 产出液为两相流，因此需要考虑水和油的体积系数BW和 BO，由于气体略溶于水，特别是气体不易溶于盐水，所 以可取BW=1。
六、管理规程
误差分析
功图打扭、打折，使产量无法计算
28
载荷（kN）
27 26 25 24 0 0.5 1 1.5 2 2.5 位移（m）
六、管理规程
误差分析 如西28-21井 04.9.22日, 产液量为9.21 m3/d，9.24日 功图出现打扭现象，影响了 有效冲程的判断，产量计算 为0 m3/d。
四、基本算法
泵功图有效冲程识别
首先采用多边形逼近法对泵功图进行预处理，过滤掉某些点对 泵功图的几何特征影响不大的数据点。再用特征矢量法进行故障识 别，充分考虑其他影响因素判断泵有效冲程，然后根据判断的有效 冲程计算产液量。
常见故障 泵功图 实际 泵功图 标准故障 矢量链库 比较、寻找 一个或多 矢量链 序列
UI设计
解波动方程
特殊泵况
分类修正
测试数据
核心算法
编辑页面
井下示功图 分析
产液波动
连续计量
基础数据
修正模块
浏览页面
体积系数
体积修正
标定数据
标定模块
查询页面
测试误差
功图修正
修正系数
表报模块
报表页面
五、软件实现
软件基本功能：
实时数据 实时报表
软件架构：
Web应用+Orical9(基 础)+Sqlserver（实时）
产量查询
区块查询
实时报表
单井查询
实时报表
数据库；
图形查询
实现瘦客户端设计，分级 用户授权使用； 实时计算和自动计算功能。
计量标定 区块查询 实时报表
单井查询
实时报表
标定入口
五、软件实现
功图法计量单机版软件
适用于没有网络覆盖的边零井单井或区块的示功图计量。
五、软件实现
功图法计量网络版软件
五、软件实现
一、概述
一、概述
测试技术
通信技术
计算机技术
油井计量 诊断分析
远程终端
数据采集
测试系统
数据传输
数据处理点
计量分析系统
一、概述
一、概述
取消了计量间，形成了一套科学的油井计量流程 油井自动监测与计量技术的应用，地面建设已完全取消了计 量间和计量管线，单井计量通过每天系统生成的日报表数据及
时、准确的传至生产运行部门，并作为油井的直接生产数据。
场人工测试工作量。
实现示功图数据源的统一，地质动态分析、工程快速预警、系统 效率分析统一数据源，合并工作量。
一、概述
成功应用网络技术，实现了油井远程监控和资源共享
依托无线网络技术，可以实现作业区资料室对单井或井组计量系
统的网络远程操作及油井生产工况的远程监测管理，达到降低投资
、减少人力、提高生产管理水平的目的。管理部门可以通过局域网
采集功图出现打扭、打折现象
西28-21功图打扭影响有效冲程判断
六、管理规程
误差分析
传感器信号电缆线接触不良引起示功图测试异常
功图出现异常现象， 影响了有效冲程的判 断，无法计算产液量。
六、管理规程
误差分析
数据传输要求：系统通信数据误码率≤1.5%、故障率小于3%；
若出现数据通信错误、传输数据失真、误接收数据等现象， 造成系统数据传输失败、瘫痪或油井数据错乱，使油井计量误差 增大，甚至导致无法计算。
四、基本算法
对于综合影响功图计算产量进行的修正
1、几何特征法计算模型的修正——通过对井下泵功图几何特征点
的求解算法的修正，获得准确的有效冲程算法。
2、测试漏失量修正地面产量——解决各种漏失对地面产量的影响。 3、正常漏失预测模型的研究——通过对正常漏失速度和漏失量的 统计、分析，修正漏失计算方法。
二、基本概念
Sp S
二、基本概念
井下泵有效冲程
三、系统构成
三、系统构成
三、系统构成
三、系统构成
3、硬件安装
太阳能 无线示 功图装 置
RTU数据集成传输单元
三、系统构成
标
三、系统构成
5、软件功能
三、系统构成
5、软件功能
四、基本算法
功图法计量技术基本模型
活塞的有效冲程S Pe 是产液量计算的重要参数. 而S Pe 的确定主要应根据 泵示功图中凡尔开闭点的 位置进行确定, 依此原则 确定各典型泵示功图活塞 的有效冲程算法。
方便油田管理，指导油田生产 通过对已安装系统油井全天候的监控，技术人员随时掌握了
油井动态，利用工况诊断结果，指导修井作业，方便了油田管
理，并为井筒分析提供了必要可靠的依据。
一、概述
减少了现场工作量和人员数量，减轻了工人劳动强度
以往主要依靠现场人员巡井来完成油井日常维护，在使用该系 统后，不需要频繁巡井就可以在控制室直接了解到油井目前状态， 同时，可以利用系统直接打印出油井任意时段的功图，也减少了现
直接了解各抽油井的工况，缩短了资料的传递周期，实现快速传递
和资源共享，为决策部门提供详细、及时、具体的生产第一手数据
，使油田生产安排逐渐科学化、合理化。
一、概述
系统的成功拓展，为实现数字化油田搭建了技术平台
在功图法油井计量系统基础上，对部分井增加了：①油压/套
压自动采集；②电流/电压自动监测；③井场图像实时监测；④抽 油机井远程自动启停；⑤注水井压力/流量监测等功能。实现了生 产数据的自动采集和传输，为实现数字化油田搭建了技术平台。
六、管理规程
误差分析
冲程初始化
载荷（kN）
2003年10月25日大水坑油田347-3油井测试功图 50 40 30 20 10 0 0 0.5 1 1.5 位移（m） 2 2.5 3
在首次建立系统 时和油井措施后，必 须用便携式示功仪对 相应井进行测试，以 此为依据对自动采集 功图冲程进行初始化 设置。
应用数据库技术进行数据管理，菜单式工作流程指向，提供多信息提
示和多选项操作，生成报表具有开放性与灵活性，界面统一，操作及维 护方便。
五、软件实现
示功图数据
终端用户
测试数据库 静态数据
终端用户
基础数据库
动态数据
终端用户
五、软件实现
功图量油
模型研究
软件开发
基础模型
影响因素分析
修正算法
数据集成
系统分析
采油工程——现代计量技术发展
华北油田采油工艺研究院
一、概述
二、基本概念
三、系统构成
四、基本算法 五、软件实现 六、管理规程 七、发展趋势
一、概述
多年来国内外油田相继开展了油井计量方式、方法方面
的技术研究。国外油田在油井自动监测方面，硬件的品质、监
测自动化水平，均优于我国。但在采用功图法油井计量方面， 只是研制出便携式抽油机井功图量液仪和一种带有可移动收发
错误功图 正确功图
测试时间 15:16 15:34
初始化冲程 (m) 2.1 2.63(正常值)
泵有效冲程 (m) 1.82 2.34
地面折算有 大罐计量液 误差 效排量 量(m 3 /d) （%） (m3/d) 11.84 15.07 15.02 21.2 0.33
六、管理规程
误差分析
硬件及元器件的影响
在这个技术平台上，可进行其他多种远程自控技术试验和研究，
如动液面自动测试，系统效率监测等。
二、基本概念
二、基本概念
数据采集点：主要由安装在抽油机井口的负荷传感器、 位移传感器、数据采集控制器、数据处理模块、通讯模块 等组成。
二、基本概念
数据处理点：是对各数据采集点对象（抽油井）进行信息 交换的平台。采用小型计算机控制，原则上一个数据控制点管 理40口井，一般设置在转油站或联合站。它主要由中心天线、 中心控制器（数据处理器、远距离通讯模块、服务器等）、计 算机、系统监测软件、油井计量分析软件等组成。
二、基本概念
油井计量技术原理
“功图法”油井计量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，即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）。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，然后对此泵功图进行分析(确定凡尔开闭点 位置)，从而确定泵有效冲程，进而求出地面折算有效排量 。