示功图诊断讲座理论示例分析和解释

P
B
理论示功图
A
S活 S光
C
D S
λ
光杆和活塞都在上行
P
B
C
理论示功图
A
D
S
S活
λ
S光
光杆和活塞都在上行
P
B
理论示功图
A
S活 S光
C
D S
λ
光杆和活塞都在上行
P
B
理论示功图
A
S活 S光
C
D S
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光杆和活塞都在上行
P
B
理论示功图
A
S活 S光
C
D S
λ
光杆和活塞都在上行
P
B
理论示功图
A
S活 S光
瞬间的，凡尔的起落也是瞬间的
P
B
C
理论示功图
A
DS
S活
λ
S光
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，油管就要缩短，抽油杆就要伸长。 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。
随着冲次的加快，惯性载荷和震动载荷也相应增加。
n=4
n=6
n=9
n=12
对于抽油井来说，油井结蜡可以增加光杆 负荷，引起凡尔失灵、活塞卡死、堵死油管。 因此，研究油井结蜡对于维持油井正常生产， 具有较大的实际意义。由于结蜡部位不同，影 响的严重程度不同，现分为以下几种情况进行 分析。
3.1、凡尔结蜡
光杆上行时，由于结蜡所引起的附加 阻力，使负荷在整个冲程中都超过了 最大理论值；光杆下行时，由于结蜡 阻碍，负荷立即减小，当到达结蜡严 重部位，负荷就很快降到最小理论值 以下。所以，整个实测功图比理论示 功图显得肥胖。
3.3、固定凡尔被蜡卡死
在上冲程时，由于固定凡尔卡死，井中有蜡影响， 使抽油杆的运动受到了阻碍，所以，实测示功图的最大 负荷线超过了理论值，并有波浪式的变化。当活塞下行 时，由于活塞接触不到工作筒内的液面，游动凡尔打不 开，光杆不能卸载。直到接触到工作筒内液面，光杆才 开始卸载。所以，实测功图的最小负荷线接近于最大理 论负荷线，直到下死点时，负荷才降到理论值。
游动凡尔和固定凡尔结蜡，凡尔不能灵活 地及时打开，从而引起漏失。并且，由于杆管 结蜡，增大油流阻力。所以，当活塞上行时， 光杆负荷增加，超过了最大理论值，下行时， 光杆负荷不稳定，功图呈现出波浪起伏的变化。
3.2、油管和抽油杆结蜡
油管和抽油杆结蜡，会缩小油流通道，增大油流阻力，增大光 杆负荷，严重时，可将油管全部堵死，迫使油井停产。。
典型与实测示功图 的分析和解释
实测正常功图的特点是和理论示功图的差异 不大，均为近似的平行四边形。
沉没度104 泵效35.5
但是由于抽油设备的震动、油井深度使抽油杆柱受到 较大的惯性力，以及冲次的加快，惯性载荷及震动载荷增 加，使图形波动和偏转得更加厉害。一般来说，功图中上 下波形的平均线平行，左右曲线平行，所不同的是：上下 负荷与基线不平行，成一个夹角。
DS
S活
λ
S光
光杆和活塞都在下行
P
B
理论示功图
A
S活 S光
C
D S
λ
光杆和活塞都在下行
P
B
理论示功图
A
S活 S光
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D S
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光杆和活塞都在下行
PB
C
理论示功图
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 负荷不变，于是画出直线DA。
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。
PB
C
理论示功图
A
DS
S活
λ
S光
光杆从下死点又开始新的上行
油管缩短和
抽油杆伸长
光
B
杆
所
受
负A 荷
光杆冲程 活塞冲程 活塞截面以 上液柱重量
抽油杆在油中的重量
C
D
抽油杆缩短 和油管伸长
光杆冲程
理论示功图是在五个假设条件之下，仅仅考虑了 抽油杆柱承受静载荷时作出来的，所以功图是规则的 平行四边形。而实测功图是在砂、蜡、气、水和惯性 载荷、震动载荷、冲击载荷与摩擦阻力等因素的综合 影响之下测出来的，除此之外，还要受到漏失、断脱、 碰泵、设备故障、仪器故障的影响，因此实测功图比 理论功图复杂的多。
理论示功图 的绘制及泵的工作过程
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。
假
234、、 、不抽 油考油 井虑设没活备有塞在连在上工抽、作带下中喷冲，现程不象中受，抽砂油、杆蜡柱、所
设 条 件
受水 51、、到、油的深气井摩井等擦供泵因力液质素、能量惯的力合性影充力格响足、，，震，工认动泵作为载能正荷进够常与入完冲泵全击内载充 荷满等的影响，假设力在抽油杆柱中的传递是 的液体不可压缩
上 游 动 凡 尔 打 开
下 游 动 凡 尔 打 开
固定凡 尔关闭
P
B
C
理论示功图
A
D
S
S活
λ
S光
ຫໍສະໝຸດ Baidu
当活塞到达上死点，在转入下行程的瞬间，固定凡尔关 闭，游动凡尔打开，活塞上下连通。活塞上原所承受的 液柱重量又加在油管上。抽油杆卸掉了这一载荷，油管 上加上了这一载荷，于是二者又发生弹性变形，此时油 管伸长，抽油杆柱缩短，光杆下行，活塞相对于泵筒没 有移动，于是画出了CD斜线。它表示光杆上负荷减少的 过程。称为减载线。
实测蜡影响示功图
活塞上行时，油气混合物 进入泵内，并且随着活塞 继续向上运动，泵内压力 降低，溶解在石油中的气 体大量分离出来，同时气 体产生膨胀，使光杆载荷
不能很快地增加到最大理论值。因此，增载过程变慢， 直到B1点时，增荷才结束，固定凡尔才打开。所以，增 载线AB1较AB的斜率小。
当活塞下行时，泵内气体受 到压缩，压力逐渐增大，直 到被压缩的气体压力大于活 塞上面的液柱压力时，游动 凡尔打开。从图上CD1线的 变化情况来看，由于有个活 塞压气体的过程，光杆卸载
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B
理论示功图
A
S活 S光
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光杆和活塞都在下行
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理论示功图
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S活 S光
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光杆和活塞都在下行
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理论示功图
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S活 S光
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光杆和活塞都在下行
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理论示功图
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S活 S光
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光杆和活塞都在下行
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理论示功图
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S活 S光
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光杆和活塞都在下行
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理论示功图
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光杆和活塞都在上行
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理论示功图
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光杆和活塞都在上行
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理论示功图
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S活 S光
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光杆和活塞都在上行
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理论示功图
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光杆和活塞都在上行
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理论示功图
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当弹性变形完毕光杆带动活塞开始上行，固定凡尔打 开，液体进入泵筒并充满活塞所让出的泵筒空间，此时， 光杆出所承受的负载，仍和B点时一样没变化，所以画 出一条直线BC。