抽油井功图分析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）
归纳抽油机示功图辨析(超全).ppt
❖当活塞下行速度大于漏失速度时，悬点卸载结束，游动阀打开，固定阀关闭。
❖下行程快结束时，漏失速度大于活塞运行速度，泵内压力降低，使游动阀提前
关闭，悬点提前加载。
.精品课件.
13
排出部分、吸入部分双漏
Байду номын сангаас
特征描述 ：示功图为排出部分漏失和吸入部分漏失示功图的叠加。增载卸载都很缓慢， 图形圆滑呈椭圆形。双凡尔漏失严重时的功图与断脱功图相类似，呈“黄瓜状”。
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。
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%。
抽油机示功图辨析（超全）
.精品课件.
1
一、正常示功图
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
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
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
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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
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
【采油PPT课件】示功图分析及电流卡片
电流曲线虽然有细小的波动，但不能 有较大波动。
1、正常运行电流图 运行图平滑、对
称。
（油、套、回、控压、 电流）
该曲线波动是由于井液中含游离气，造成电流不稳定。这 种情况下，不但排量效率要降低，运行一段时间，而且也容易 烧坏电机。
2、含气井电流图
（泵运行接近标准， 但液体中含有较多气） 原因是出现被气体乳化的 液体。
S载
P λ
P大
P小
1. 正常：a. 基本呈平行四边形；
b. 左上角和右下角负载线常有振 动波纹；c. 深井中力传递滞后及 动载荷增大使示功图顺时偏转γ。
γ 正常示功图
S
S活 S光
P λ
P大
P小
2. 连抽带喷：a.上下行均不能加载
卸载，示功图一般呈窄条形位于理 论值之间；b. 喷势越大示功图越低 于最小理论值。
P
越厉害，漏失越严重； b.左下角尖、右
上角呈圆弧，曲率中心在示功图右下方。
λ
P大
θ3 θ2 θ1
P小
S
S活 S光
5. 吸入和排出都漏失：a. 上下行均不能
有效加载卸载，示功图一般呈椭圆条带状位 于理论值之间；b. 漏失越严重示功图越窄。 P
λ
P大
P小
S
S活 S光
P λ
P大
P小
6. 抽油杆断脱：a.上下行均不能加载卸载，
P
3
直线型
2
1 拐点平缓型
Q
层段指示曲线
P
3
1型：拐点后曲
线斜率变小﹑向水
2
量轴偏移.表明有低
渗透层开始吸水,或
1
油层破裂﹑原生裂
缝重张。
Q
抽油机井实测功图分析.ppt
活塞下死点碰固定凡尔罩
160
150
kN
140
130
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0.5
1
1.5
2
2.5 3 m
上死点时井下抽油杆刮井口
油管结蜡实测功图
kN
kN
110
60
100
90
50
80
70
40
30
60
双凡尔结蜡示功图
50
20
油管结蜡示功图
40
30
10
20
10
０
0.5
1
1.5
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
2
2.5 3 m
kN 60
50
40
30
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。
严重漏失
1
1.5
2
2.5 3 m
80
70 60 50
40 30
轻微漏失
20
10
0.5
1
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11
2、振动载荷
抽油杆柱本身是一弹性体，由于抽油杆柱变 速运动和液柱载荷周期性地作用于抽油杆柱， 从而引起抽油杆柱的弹性振动，产生的振动载 荷亦作用于悬点上。其数值与抽油杆柱的长度、 载荷变化周期及抽油机结构有关。用Pv 表示。
另外，低沉没度井内，由于泵的充满程度差， 会发生活塞与泵内液面的撞击，产生较大的冲 击载荷，从而影响悬点载荷。但现时尚无法预 计，故在计算悬点载荷时都不考虑。
W1= ( fp –fr ) ρi g L 下冲程中，由于游动凡尔打开，液柱载
荷通过固定凡尔作用在油管上，而不作用 在悬点上。
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4
（三）惯性载荷
抽油机运转时，驴头带着抽油杆柱和液柱做 变速运动，因而产生抽油杆柱和液柱的惯性力。 如果忽略抽油杆柱和液柱的弹性影响，则可以 认为抽油杆柱和液柱各点的运动规律和悬点完 全一致。所以，产生的惯性力除与抽油杆柱和 液柱的质量有关外，还与悬点加速度的大小成 正比，其方向与加速度方向相反。
示功图分析
2004年3月
精品ppt
1
一、悬点所承受的载荷
1、抽油杆柱的重力 2、作用在活塞上的液柱载荷 3、惯性载荷 4、摩擦载荷 5、抽油过程中产生的其它载荷
精品ppt
2
（一）抽油杆柱的重力
抽油机驴头上下运动时，带着抽油杆做往复运动， 抽油杆的重量始终作用在驴头上。
下冲程时，游动凡尔打开后，油管内液柱的浮力 作用在抽油杆柱上，所以作用在悬点上的抽油杆 柱的重力减去液体的浮力，即它在液体中的重量。
Pi ----上冲程中吸入压力作用在活塞精上品产pp生t 的载荷。
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示功图分析
一、理论示功图及其分析
1、静载荷作用下的理论示功图
即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。
绘制理论示功图的假设条件：
1）深井泵质量合格，工作正常。
2）不考虑活塞在上下冲程中，抽油杆柱所承受的磨擦力、惯性力、 振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时 的，凡尔的起落也是瞬时的。
下冲程时，摩擦力方向向上，是稠油井抽油杆遇
阻的主要原因，所以在抽汲高粘度液体时，不能
采用快速抽汲方式，否则将因下行阻力过大抽油
杆柱无法正常下行。 精品ppt
9
4、液柱与油管之间的摩擦力，除与液流速度 有关外，主要取决于液体的粘度。
5、液体通过游动凡尔的摩擦力，除与凡尔 结构有关外，主要取决于液体粘度和液流速度。 在高粘度大产量井内，液体通过游动凡尔产生 的阻力往往是造成抽油杆柱下部弯曲的主要原 因，对悬点载荷也会造成不可忽略的影响。
下冲程后半冲程
速度V
速度V
加速度a 惯性力Id
精品ppt
加速度a 惯性力Id
7
上冲程中悬点最大惯性载荷为Iu (为液柱加抽 油杆柱在上冲程时引起的最大惯性载荷)；下冲 程悬点最大惯性载荷 Id (为下冲程抽油杆柱引 起的最大惯性载荷，液柱不随悬点运动，无液 柱惯性载荷)。
但在实际中由于抽油杆柱和液柱的弹性，抽 油杆和液柱各点的运动与悬点运动并不一致， 所以，上述方法计算的惯性载荷将大于实际值。
上冲程中作用在悬点上的摩擦载荷是由1、2、
4三项组成，方向向下，增大悬点载荷，用Fu 表示。下冲程中作用在悬点上的摩擦载荷是由
1、2、3、5四项组成，方向向上，减小悬点载
荷，用Fd 表示。
精品ppt
10
（五）抽油过程中产生的其它载荷
除上述四种载荷外，如振动载荷、回压及沉没度都会影 响到悬点载荷。
1、沉没压力（泵口压力）及井口回压对悬点载荷的影 响
3）抽油设备在工作过程中，不受砂、蜡、水、气等因素的影响， 认为进入泵内的液体不可压缩。
4）油井没有连抽带喷的现象。
5）油层供液能力充足，泵能够精品完pp全t 充满
14
泵的工作过程和载荷转移情况
精品ppt
5
上冲程中，前半冲程加速度方向与运动方向相
同，即加速度向上，而惯性力向下，增加悬点载 荷；后半冲程加速度方向与运动方向相反，即加 速度向下，惯性力向上，减小悬点载荷。
上冲程前半冲程
上冲程后半冲程
速度V
速度V
加速度a
加速度a
惯性力Iu
精品ppt
惯性力Iu
6
下冲程时情况则刚好相反。
下冲程前半冲程
精品ppt
8
（四）摩擦载荷
抽油机工作时，作用在悬点上的摩擦载荷由五 部分组成：
1、抽油杆柱与油管的摩擦力，在直井中不超过抽 油杆重量的1.5%，可忽略。
2、柱塞与衬套之间的摩擦力，当泵径不超过70毫 米时，其值小于1717牛。
3、液柱与抽油杆柱之间的摩擦力，除与抽油杆柱
的长度和速度有关外，主要取决于液体的粘度。
上冲程中，在沉没压力作用下，井内液体克服泵的入口设 备的阻力进入泵内，此时液流所具有的压力叫吸入压力。 此压力作用在活塞底部而产生向上的载荷Pi 。下冲程中， 固定凡尔关闭，沉没压力对悬点载荷没有影响。
液流在地面管线中的流动阻力所造成的井口回压对悬点 将产生附加的载荷。其性质与油管内液体产生的载荷相同。 上冲程中增加悬点载荷，用Pbu 表示；下冲程中减轻抽油 杆柱重量，用Pbd 表示。
精品ppt
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二、悬点最大和最小载荷计算公式
根据前面对悬点所承受的各种载荷的分析，抽油机工作时， 上下冲程悬点载荷的组成是不同的，最大载荷发生在上冲 程，最小载荷发生在下冲程，其值如下：
Pmax = Wr + W1 + Iu + Pbu + Fu + Pv - Pi
Pmin = W’r – Id - Pbd – Fd - Pv
Pmax Pmin ----悬点最大和最小载荷
Wr W’r ----上下冲程中作用在悬点上的抽油杆柱载荷
W1 ----作用在活塞上的液柱载荷；
Iu Id ----上下冲程中的最大惯性载荷；
Pbu Pbd ----上下冲程中井口回压造成的悬点载荷；
Fu Fd ----上下冲程中最大摩擦载荷；
Pv ----振动载荷；
W’r= fr ( ρs –ρi ) g L = q’r L
上冲程时，游动凡尔关闭，抽油杆柱不受管内液 体浮力的作用，所以作用在悬点上的抽油杆柱的 重力，即在空气中的重量。
Wr= fr ρs g L = qr g L
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（二）作用在活塞上的液柱载荷
在上冲程中，由于游动凡尔关闭，作用 在活塞上的液柱引起的悬点载荷为：