有杆泵示功图分析

3、示功图分析
典型示功图分析
气锁现象： 如果气体大量进入泵筒， 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，所以这种情况下双凡 尔均打不开，柱塞运动对气 体压缩和膨胀，泵不排油， 这种现象称为“气锁”。
理论示功图
典型示功图分析




3. 泵工作正常但供液不足 图型特征∶卸载线和加载线平行，越 左移说明充满越不好，也就是供液能 力越差，形成的图形为“刀把”形。 成因分析： （1）深井泵的工作制度或抽汲参数 组合不合理，泵的排出能力大于油层 的供液能力，造成沉没度太小，液体 充满不了泵筒。 （2）为使泵正常工作，在泵的下边 界装砂锚、气锚，当砂、蜡同时堵塞 了部分进油孔道，使液体进入泵筒的
实测示功图
3、示功图分析
典型示功图分析
12. 上碰泵 图形特征∶上冲程快终 了时，柱塞滑杆并帽和 泵头导环相碰撞，使载 荷额增加。右上角有凸 出。 成因分析∶防冲距过大， 内工作筒漏油，卡砂， 油井不可能出油。
理论示功图
实测示功图
3、示功图分析
典型示功图分析


13.下碰泵 图形特征∶在下冲程 快终了时，柱塞与固 定凡尔罩相碰，使载 荷额外降低。功图左 下角有凸出，在增载 部位的曲线是凹形向 上的。 成因分析∶防冲距太 小，或压裂卡砂。
理论示功图
实测示功图
3、示功图分析
典型示功图分析


4.泵工作正常但油稠 图形特点∶上负荷线高于最 大理论负荷线，下负荷线低 于最小理论负荷线，图形肥 胖，四个角是圆滑的。 成因分析∶油稠，使摩擦等 附加阻力变大，造成上负荷 线偏高，下负荷线偏低。同 时，使得凡尔开关比正常时 滞后，凡尔和凡尔座配合不 严密，造成较大漏失。
理论示功图
实测示功图
3、示功图分析
典型示功图分析


10. 活塞脱出工作筒 图形特征∶上冲程中柱塞上行至 一点时脱出工作筒，液体漏失量 急剧增加，悬点载荷急剧下降。 卸载结束时还由于突然卸载柱塞 的振动产生不规则波状曲线。示 功图右上方严重缺失，上冲程靠 后部分载荷明显变小。 成因分析∶主要原因是由于防冲 距过大或光杆冲程过大造成，还 有修井完井数据误差较大所造成。
理论示功图
实测示功图
3、示功图分析
典型示功图分析


11. 游动凡尔关闭迟缓 图形特征∶游动阀关闭迟 缓使得加载过程减缓，示 功图的左上方缺失，而且 加载线比较陡，缺失形状 近似为矩形。 成因分析∶泵的游动阀与 阀球罩之间的间隙太小， 可能是修井作业时用管钳 咬在阀球罩处将其咬扁所 致。
理论示功图
理论示功图
实测示功图
3、示功图分析


2 .振动影响时的示功图 图形特征∶上下曲线出现逐 渐减弱的波浪线，振动越严 重，变化幅度越大。 成因分析∶振动引起悬点载 荷叠加在正常工作产生的曲 线上，由于抽油杆柱的振动 为阻尼振动，所以出现逐渐 减弱的波浪线。
典型示功图分析
理论示功图
实测示功图
3、示功图分析
理论示功图
实测示功图
3、示功图分析
典型示功图分析


14.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。
理论示功图
实测示功图
3、示功图分析
典型示功图分析


9 .抽油杆断脱时的示功图 图形特征∶抽油杆断脱后的悬点载 荷实际上是断脱点以上的抽油杆柱 重量，只是由于摩擦力的作用，才 使上、下载荷先不重合。图形的位 置取决于断脱点的位置。图中抽油 杆断脱的位置在中部。 成因分析∶抽油杆由于弹性疲劳， 深井泵遇到卡使抽油杆柱超过拉伸 屈服极限等原因而断裂，或由于抽 油杆之间未上紧而发生脱扣，这些 导致示功图呈水平条带状。油井不 出油。
D D’ S
考虑惯性和振动后的理论示功图
3、示功图分析
理论示功图
3.磨擦载荷 （1）抽油杆与油管的摩擦力 （2）液柱与油管之间摩擦力 （3）液柱与抽油杆之间的摩擦力 （4）柱塞与衬套之间的摩擦力 （5）液体通过游动阀的摩擦力
摩擦载荷的总作用表现为使功图加宽
பைடு நூலகம்
3、示功图分析
典型示功图分析
1 .泵工作正常 图形特征∶左右、上下曲 线平行，接近理论示功图 图形特征，曲线较理想， 充满程度100%，排出系数 较高，一般泵效接近理论 值，如图。 成因分析∶此类井供液充 足，沉没度大。泵阀不漏， 泵效高，出油好。
理论示功图
实测示功图
3、示功图分析
典型示功图分析
6. 油井结蜡 图形特点∶油井结蜡会使油流通 道减小，油流阻力增大，活塞上 行时，光杆负荷增加，下行时又 由于结蜡阻碍，光杆负荷不稳定， 在图上呈波浪形变化。曲线有不 规则凸起增载和凹下减载，产量 降低。 成因分析∶石油中都不同程度含 有蜡，当温度降低到蜡的结晶温 度时，溶解蜡就会凝析出来，黏 附在油管，抽油杆，深井泵等井 下设备上，增大光杆负荷，引起 凡尔失灵或堵死，卡死活塞，堵 死油管。结蜡部位不同，影响程 度不同。
三、软件相关的石油工程技术理论
1 2
油井产能预测方法 游梁机－有杆泵系统
3 示功图分析 4 5 电潜泵采油系统 宏观控制图理论
理论示功图
3、示功图分析
示功图是由载 荷和位移变化关系 曲线所构成的封闭 曲线。表示悬点载 荷与位移关系的示 功图称为地面示功 图 。
3、示功图分析
理论示功图
1. 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
3、示功图分析
典型示功图分析


5 .油井出砂 图形特点∶负荷线上呈现出不 规则的锯齿状尖峰，且在连续 测图时尖峰是移动的。 成因分析∶油层出砂，细小的 砂粒将随着油流进入泵内，使 活塞在整个行程中增加了一个 附加阻力。上冲程时附加阻力 使光杆负荷增加，下冲程时， 附加阻力使光杆负荷减少，并 且由于砂子分布在泵筒内各处 多少不同，致使光杆负荷在很 短时间内发生多次急剧的变化。
实测示功图
3、示功图分析
典型示功图分析
8.凡尔漏失 （1）固定阀（吸入部分）漏失

图形特征∶两下角缺失 下冲程开始后，由于固定阀漏失，泵内 压力不能及时提高而延缓了卸载过程， 同时使游动阀不能及时打开。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，将排出阀打开而卸去液柱 载荷，下冲程后半冲程中因柱塞速度减 小，当小于漏失速度时，泵内压力降低 使排出阀提前关闭，悬点提前加载（当 吸入阀严重漏失时，排除阀一直不能打 开，悬点不能卸载）。
理论示功图
实测示功图
3、示功图分析
典型示功图分析


7. 气体影响 图形特点∶卸载线成一圆弧状。 其曲率半径越大,泵效越低，表 明油套环空内泡沫段高，油层 脱气严重，沉没压力偏小，泵 充满程度差。 成因分析∶石油是聚集在一起 的油气混和物，在抽汲过程中 或多或少总有气体进入泵内。
理论示功图
实测示功图
W1
静载荷作用下理论示功图
3、示功图分析
理论示功图
P
2.惯性和振动载荷作用下的理 论示功图 惯性载荷的影响使静载荷 理论示功图被扭曲一个角度， A’ 使之变为不规则四边形，如图 所示。 A 由于抽油杆柱的振动发生 在粘性液体中，所以为阻尼振 动。叠加之后上下线出现逐渐 减弱的波浪线。
B’ ’ B
C C’
理论示功图
实测示功图
3、示功图分析
典型示功图分析


（3）排出阀和吸入阀同时漏失 图形特征∶在上冲程过程中，排 除部分漏失起主导作用，使图形 左上角和右上角变圆，但负荷线 能达到理论上负荷线。在下冲程 过程中，吸入部分漏失起主导作 用，使图形左下角和右下角变圆， 但下负荷线能降到理论下负荷线 处。 成因分析∶砂蜡和磨损等原因造 成吸入和排出部分同时漏失。油 井严重减产。
理论示功图
实测示功图
3、示功图分析
动态功图分析
游动凡尔 关闭迟
3、示功图分析
动态功图分析
3、示功图分析
前面所讲的示功图分析，往往只能对系统的 工作状况做某些定性分析，而无法做出定量的判 断。在深井快速抽吸的条件下，由于泵的工作状 况（活塞负荷的变化）要通过上千米的抽油杆柱 传递到地面上，在传递过程中，因抽油杆柱的震 动等因素，使载荷的变化复杂化。 现在，通过数学方法将地面示功图转换成泵 示功图进行的分析诊断技术，可消除地面示功图 分析中许多不定因素，简化了解释工作，大大地 提高了抽油系统工况的分析水平。
理论示功图
实测示功图
3、示功图分析
典型示功图分析


15 .连抽带喷井的示功图 图形特征∶游动阀和固定阀同时打开， 液柱载荷基本上加不到悬点，示功图 的位置和载荷变化大小取决于喷势的 强弱及抽汲液体的黏度。油井连喷带 抽，在柱塞上冲程时，由于游动凡尔 下部压力较大，致使游动凡尔不能关 闭或关闭不严密，载荷升到游动凡尔 载荷线，当下冲程时，由于固定凡尔 下部压力较大，致使固定阀也不能关 闭或关闭不严，载荷将不到固定凡尔 载荷线。图形特征为近于水平状，很 少有振动波。图形两端有一段曲线近 于平行。 成因分析∶刚由自喷转抽油，油井能 量较高，井筒内动液面较高，且有气 体在做功的井常为这样的图。
成因分析∶由于固定凡尔与凡尔座配合不严， 凡尔座锥体装配不紧，凡尔罩内落入脏物或结 蜡而卡住凡尔球等原因，都会造成深井泵的吸 入部分漏失。
理论示功图

实测示功图
3、示功图分析
典型示功图分析


（2）游动阀（排出部分）漏失 图形特征∶上冲程时，泵内压力降低，柱 塞两端产生压差，使柱塞上面的液体漏到 柱塞下部的工作筒内，漏失速度随柱塞下 面压力成反比。由于漏失到柱塞下面的液 体有向上的“顶托”作用，使加载减缓。 随着悬点运动的加快，“顶托”作用相对 减小，液柱载荷完全加与悬点。当柱塞继 续上行到后半冲程时，因活塞上行速度又 逐渐减慢。在柱塞速度小于漏失速度瞬间， 又出现了漏失液体的“顶托”作用，使液 柱负荷提前卸载。 成因分析∶一是游动凡尔装配不严，磨损 引起的漏失；一是活塞和泵的衬套配合不 紧密，间隙太大或因沉砂磨损活塞和衬套 而引起的漏失。