抽油机井示功图诊断及分析 ppt课件
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采油工程-典型示功图分析.ppt
A
使加载缓慢。
C
D S
3、漏失影响的示功图
1、游动阀漏失 P
随着悬点运动的加 快，“顶托”作用相对
B
B’
减小，直到柱塞上行速
度大于漏失速度的瞬间，
悬点载荷达到最大静载
荷（如图中B' 点）
A
C
D S
3、漏失影响的示功图
1、游动阀漏失
当柱塞继续上行到后半冲 P
程时，因柱塞上行速度又逐渐
减慢，在柱塞速度小于漏失速
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，将游
动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 A
度小于漏失速度的瞬间 。
A'
（如图中A ’点）。
C
D' D S
3、漏失影响的示功图
2、固定阀漏失
泵内压力降低使游 动阀提前关闭，悬点提 前加载，到达下死点时， 悬点载荷已增加到 A″。 上冲程，固定阀漏失不 影响泵的工作，示功图 形状与理论示功图形状 相近。
条 抽油设备在工作中，不受砂、蜡、水、气等因素的影响，认为进
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。
4、抽油杆断脱影响的示功图
抽油井示功图的分析及应用ppt课件(共36张PPT)
抽油井示功图的分析及应用
第二部分 理论示功图的特征分析
6.计算充满系数的地面示功图〔图 7）
图7中柱塞的有效行程可以在图 中冲程曲线段上量出，而泵的充满部分可 以在下冲程曲线中量得。确定泵的充满系 数即AE/BC〔小于1），泵的排出系数即 AE/AC=充满部分/光杆冲程。
图7 计算充满系数的地面示功图
抽油井示功图的分析及应用
第四部分 实测地面示功图图例分析
②游动凡尔漏失的示功图
图13为实测游动凡尔漏失的 示功图。
图13 游动凡尔漏失时的示功图
排出部分漏失包括：排出阀球与阀座配合不严；活塞与泵的衬套配合 不当；或长期磨损使间隙变大；阀尔罩内积有脏物、砂、蜡，使阀球 起落失灵等原因造成的漏失。这类功图的特点是：卸载线与增载线陡， 图形的左下角变尖，右上角变圆。当漏失特别严重时，增载线、卸载 线和最大载荷线便构成了一条向下方弯曲的圆滑弧线。
抽油井示功图的分析及应用
第四部分 实测地面示功图图例分析
通过对所测近1000余份定向井有效功图进行收集、整理、归类，并结全油 井的生产资料、动液面、泵深、单井日产液量、泵效、含水等资料，对上述资料 进行全面细致地分析，筛选出部分具有代表性的功图，对井下抽油泵的工况进行 综合分析，及时、准确地发现抽油泵在抽汲过程中存在的问题，以指导生产。现 将陇东油田的几种常见实测示功图进行介绍。
抽油井示功图的分析及应用
第四部分 实测地面示功图图例分析
第四部分 实测地面示功图图例分析 该井出油不好，固定凡尔漏。 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。
③双凡尔漏失 2、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。
国内目前所用的理论示功图〔图2）
绘制解释抽油机井理论示功图(课堂PPT)
9
绘制解释抽油机井理论示功图
操作时间：20min
序号 考核内容
评分要素
绘制载荷辅助线
绘制
1
辅助线
绘制冲程辅助线
标注辅助线的名称、符号
配分
评分标准
10
未绘制或者绘制错扣10分；漏绘制一条扣5分；线条不直扣2 分。绘图不规范扣10分
10
未绘制或者绘制错扣10分；漏绘制一条扣5分；线条不平扣2 分
10
未标注扣10分；漏标注一处扣3分；标错符号一处扣3分
W静= Wr´+ Wl´。
8
绘制解释抽油机井理论示功图
λλλ11 wwwlll´´
W大
wwwrrr´´´
SSS活活p
λ2
SSS光光
理论示功图
操作步骤：
2、解释理论示功图：
解释示功图（ABCD面积）: 表示抽油机在一个冲程内所做的 功。 解释活塞冲程（AD线）；解释光 杆冲程（AD1线）： AD线—柱塞在下行程移动的距离。 AD1线—表示驴头悬点在上、下行 程中所移动的距离，即光杆冲程
7
绘制解释抽油机井理论示功图
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W大
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SSS活活p
λ2
SSS光光
理论示功图
操作步骤：
2、解释理论示功图：
解释抽油杆柱重Wr；解释活塞 截面积以上液柱重WL；解释静 载荷W静：
Wr = fr rs L = qrL。 作用在柱塞上的液柱重量wl = (fpfr) L rl 式中rs——抽油杆材料的密度， kg/m3 qr——每米抽油杆柱在空气中的重 量，kg fp——柱塞截面积，m2 fr ——抽油杆截面积，m2 L——抽油杆长度，m rl——油水混合液密度， kg/m3
绘制解释抽油机井理论示功图
操作时间：20min
序号 考核内容
评分要素
绘制载荷辅助线
绘制
1
辅助线
绘制冲程辅助线
标注辅助线的名称、符号
配分
评分标准
10
未绘制或者绘制错扣10分；漏绘制一条扣5分；线条不直扣2 分。绘图不规范扣10分
10
未绘制或者绘制错扣10分；漏绘制一条扣5分；线条不平扣2 分
10
未标注扣10分；漏标注一处扣3分；标错符号一处扣3分
W静= Wr´+ Wl´。
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绘制解释抽油机井理论示功图
λλλ11 wwwlll´´
W大
wwwrrr´´´
SSS活活p
λ2
SSS光光
理论示功图
操作步骤：
2、解释理论示功图：
解释示功图（ABCD面积）: 表示抽油机在一个冲程内所做的 功。 解释活塞冲程（AD线）；解释光 杆冲程（AD1线）： AD线—柱塞在下行程移动的距离。 AD1线—表示驴头悬点在上、下行 程中所移动的距离，即光杆冲程
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绘制解释抽油机井理论示功图
λλλ11 wwwlll´´
W大
wwwrrr´´´
SSS活活p
λ2
SSS光光
理论示功图
操作步骤：
2、解释理论示功图：
解释抽油杆柱重Wr；解释活塞 截面积以上液柱重WL；解释静 载荷W静：
Wr = fr rs L = qrL。 作用在柱塞上的液柱重量wl = (fpfr) L rl 式中rs——抽油杆材料的密度， kg/m3 qr——每米抽油杆柱在空气中的重 量，kg fp——柱塞截面积，m2 fr ——抽油杆截面积，m2 L——抽油杆长度，m rl——油水混合液密度， kg/m3
抽油机典型功图精品PPT课件
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1
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2
2.5 3 m
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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。
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
或加深泵挂
（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、优化生产参数或补充地层能量
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
（此时，不允许旋转光杆对扣）， 若失败，再进行作业检泵。
m
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固定凡尔漏失示功图
kN
Hale Waihona Puke kN90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 80 70 60 50 40 30 20 10 0
严重漏失
轻微漏失
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深井泵漏失，可以首先采取碰泵、洗井等措施，如 果没有效果，只有进行作业检泵；现场可以通过油 井憋压、测电流等方法判断泵的漏失情况。
固定阀漏失
下步措施：热洗，碰泵，泵漏严重检泵
（6）、其他示功图 油井出砂示功图
油井出砂
特点：出现锯齿状 下步措施：减小冲次,采取防砂措 施
活塞脱出工作筒示功图 防冲距过小，过大示功图
活塞脱出工作筒
防冲距过小下碰
下步措施：重新调防冲距
实测示功图
实测示功图
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• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
功图与工况
一、理论示功图特征分析
1 没有弹性形变的理论示功图
如果抽油杆是刚体 (受力后没有弹性 伸长和缩短的物体)，则示功图应该是长 方形的，如下图所示。
功图与工况
bc线为上冲程过程，是载荷不变的 位移过程，c点是上冲程的死点
a是 上冲 程的 始气锁”而不出油或无沉没 压力时的示功图。
功图与工况
游动凡尔提前
6.阀尔漏失： 关闭，增载提 前
6.1 固定阀尔漏失
此图是为泵固定阀漏失的示功图。 下冲程开始后，固定凡尔漏失，泵内 压力不能及时升高，延缓了减载过程， 同时游动凡尔不能及时打开，当泵内 液体顶开游动凡尔时减载过程结束； 下冲程后半冲程，由于漏失，泵内压 力减小，游动凡尔提前关闭，增载提 前。如图
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， 下行曲线呈图中虚线形状。
卸载结束点之后
功图与工况
6.2 游动阀尔漏失
此图为游动阀漏失的示
功图。上冲程开始后，游动 凡尔上面的液体漏失到下面， 使活塞下面压力下降缓慢， 悬点载荷不能及时上升到最 大值，加载变缓。如图 特征为曲线左上部分有圆形 缺损，有时右上角也呈圆形 缺损。 若是游动阀或阀座被严重刺 坏，上部曲线则呈圆形(图 中虚线)形状。
功图与工况
2. 供液不足
此图为油井供液不足时的地 面示功图。由于供液不足泵筒 充不满，未能及时卸载，当活 塞下行碰到液面时开始卸载。 特征为上，下平行、左右平行， 泵没有问题。
主要进行油层改造，改善 供液条件、机抽参数。对于泵 挂较深井可采取长冲程、小泵 径、慢冲次；泵挂相对较浅的 井，在井况及抽油设备允许情 况下，加深泵挂深度，以求得 最大泵效。
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。
抽油机井示功图诊断与分析
有杆泵抽油系统
地面工图 泵工图
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
加载变缓
功图与工况
6.3 双阀尔漏失
此图属于泵的游动阀和 固定阀都发生严重漏失时 的示功图。
特征为上行曲线呈凸状， 下行曲线呈凹状，油井不 出油，需要检泵。
针对凡尔漏失的油井，一 般的碰泵、洗井不能解决， 只有检换泵；但定期清洁， 对油井除蜡除脏、洗井， 可以延缓检泵时间，延长 泵的使用寿命。
功图与工况
冲程损失 功图与工况 上死点
该示功图为光杆 只受杆柱和液柱 重力，泵不受外 界摩擦力影响， 并且假定系统的 充满程度为百分 之百时的理论示
功图。
下死点
上图一类的图形是地面示功图，是一般浅井 （油层供油充分、无其它影响，沉没压力较高时） 中，常见的理想示功图。
功图与工况
3 （动、静载＋弹性形变）示功图
cd线为卸载线，da线是下冲程过程， a点是下冲程死点
该理论示功图的 特征：
ab // cd, bc // da. 在井深浅、小泵 径，粗抽油杆及 小冲数抽油条件 下生产时，有可 能出现类似的水 平、长方形的示 功图。
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”的，因而增载过 程ab和卸载过程cd都不是直上直下的，而是受力后 伸长，卸载后缩短。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。 下图是弹性抽油杆受静载时的基本示功图。
7. 游动阀尔关闭迟 缓
此图为游动阀关闭 迟缓，明显减产的示 功图。 原因是泵的游动阀与 阀球罩之间的间隙太 小。 特征为图形在上位置 呈方形缺损。
对受气体影响较大的井或易 发生气锁的井应尽可能加深泵挂， 增大泵的沉没度，大泵径长冲程 机抽，特别是防冲距要调到最小， 尽量减小余隙体积；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。
功图与工况
气锁现象：属于气体影响的
特殊现象，由于气体大量进入 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， 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”。解决？
实际生产中抽油杆是要承受静载和 动载的。由于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 是动载荷影响的值。如下图所示。
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。
对出砂油井，一方面应保 持油井平稳生产，减少停井次 数和时间，放套气也应平稳进 行；另一方面采取油层防砂、 加筛管、砂锚、对油井经常洗 井等措施，延长了抽油设备的 使用寿命。
实际锯齿不明显
功图与工况
5. 气体影响
此图为高气油比井特征。 气油比越高，圆弧的曲率半径越 大，则表明油套管环空内有泡沫 段存在，沉没压力偏小，充满不 好。卸载时泵筒内气体受压缩， 卸载变缓，当气体压缩到一定程 度，顶开游动凡尔时完成卸载。
功图与工况
3. 油稠
此图的上、下行曲
线呈凸状。
原因系油稠，由于上、
下冲程的行程中间速度
较快，阻力增大所致。
六 区
特征：工图圆滑
14-65
对于油稠的抽油井应 稠
采取降粘措施，这样有利 油
于生产。
工 图
功图与工况
4. 油井出砂
此图是柱塞受油井出砂影 响，容易卡泵时的示功图。 特征为上、下曲线没有明显的 “阻尼”状，而是呈“小牙齿” 状的不规则，不重复的示功图。
功图与工况
一、理论示功图特征分析
1 没有弹性形变的理论示功图
如果抽油杆是刚体 (受力后没有弹性 伸长和缩短的物体)，则示功图应该是长 方形的，如下图所示。
功图与工况
bc线为上冲程过程，是载荷不变的 位移过程，c点是上冲程的死点
a是 上冲 程的 始气锁”而不出油或无沉没 压力时的示功图。
功图与工况
游动凡尔提前
6.阀尔漏失： 关闭，增载提 前
6.1 固定阀尔漏失
此图是为泵固定阀漏失的示功图。 下冲程开始后，固定凡尔漏失，泵内 压力不能及时升高，延缓了减载过程， 同时游动凡尔不能及时打开，当泵内 液体顶开游动凡尔时减载过程结束； 下冲程后半冲程，由于漏失，泵内压 力减小，游动凡尔提前关闭，增载提 前。如图
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， 下行曲线呈图中虚线形状。
卸载结束点之后
功图与工况
6.2 游动阀尔漏失
此图为游动阀漏失的示
功图。上冲程开始后，游动 凡尔上面的液体漏失到下面， 使活塞下面压力下降缓慢， 悬点载荷不能及时上升到最 大值，加载变缓。如图 特征为曲线左上部分有圆形 缺损，有时右上角也呈圆形 缺损。 若是游动阀或阀座被严重刺 坏，上部曲线则呈圆形(图 中虚线)形状。
功图与工况
2. 供液不足
此图为油井供液不足时的地 面示功图。由于供液不足泵筒 充不满，未能及时卸载，当活 塞下行碰到液面时开始卸载。 特征为上，下平行、左右平行， 泵没有问题。
主要进行油层改造，改善 供液条件、机抽参数。对于泵 挂较深井可采取长冲程、小泵 径、慢冲次；泵挂相对较浅的 井，在井况及抽油设备允许情 况下，加深泵挂深度，以求得 最大泵效。
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。
抽油机井示功图诊断与分析
有杆泵抽油系统
地面工图 泵工图
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
加载变缓
功图与工况
6.3 双阀尔漏失
此图属于泵的游动阀和 固定阀都发生严重漏失时 的示功图。
特征为上行曲线呈凸状， 下行曲线呈凹状，油井不 出油，需要检泵。
针对凡尔漏失的油井，一 般的碰泵、洗井不能解决， 只有检换泵；但定期清洁， 对油井除蜡除脏、洗井， 可以延缓检泵时间，延长 泵的使用寿命。
功图与工况
冲程损失 功图与工况 上死点
该示功图为光杆 只受杆柱和液柱 重力，泵不受外 界摩擦力影响， 并且假定系统的 充满程度为百分 之百时的理论示
功图。
下死点
上图一类的图形是地面示功图，是一般浅井 （油层供油充分、无其它影响，沉没压力较高时） 中，常见的理想示功图。
功图与工况
3 （动、静载＋弹性形变）示功图
cd线为卸载线，da线是下冲程过程， a点是下冲程死点
该理论示功图的 特征：
ab // cd, bc // da. 在井深浅、小泵 径，粗抽油杆及 小冲数抽油条件 下生产时，有可 能出现类似的水 平、长方形的示 功图。
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”的，因而增载过 程ab和卸载过程cd都不是直上直下的，而是受力后 伸长，卸载后缩短。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。 下图是弹性抽油杆受静载时的基本示功图。
7. 游动阀尔关闭迟 缓
此图为游动阀关闭 迟缓，明显减产的示 功图。 原因是泵的游动阀与 阀球罩之间的间隙太 小。 特征为图形在上位置 呈方形缺损。
对受气体影响较大的井或易 发生气锁的井应尽可能加深泵挂， 增大泵的沉没度，大泵径长冲程 机抽，特别是防冲距要调到最小， 尽量减小余隙体积；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。
功图与工况
气锁现象：属于气体影响的
特殊现象，由于气体大量进入 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， 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”。解决？
实际生产中抽油杆是要承受静载和 动载的。由于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 是动载荷影响的值。如下图所示。
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。
对出砂油井，一方面应保 持油井平稳生产，减少停井次 数和时间，放套气也应平稳进 行；另一方面采取油层防砂、 加筛管、砂锚、对油井经常洗 井等措施，延长了抽油设备的 使用寿命。
实际锯齿不明显
功图与工况
5. 气体影响
此图为高气油比井特征。 气油比越高，圆弧的曲率半径越 大，则表明油套管环空内有泡沫 段存在，沉没压力偏小，充满不 好。卸载时泵筒内气体受压缩， 卸载变缓，当气体压缩到一定程 度，顶开游动凡尔时完成卸载。
功图与工况
3. 油稠
此图的上、下行曲
线呈凸状。
原因系油稠，由于上、
下冲程的行程中间速度
较快，阻力增大所致。
六 区
特征：工图圆滑
14-65
对于油稠的抽油井应 稠
采取降粘措施，这样有利 油
于生产。
工 图
功图与工况
4. 油井出砂
此图是柱塞受油井出砂影 响，容易卡泵时的示功图。 特征为上、下曲线没有明显的 “阻尼”状，而是呈“小牙齿” 状的不规则，不重复的示功图。