抽油机井典型示功图分析及应用

2011年第03期

抽油机井典型示功图分析及应用

孙　浩

大庆油田有限责任公司第二采油厂　黑龙江大庆　163414

摘　要：利用示功图对井下生产状况进行分析时，必须要全面了解油井的情况（井下设备、管理措施、目前产量、液面、油气比以及以往的生产情况等），才能对泵的工作状况和故障原因做出正确的判断，可诊断抽油机井是否正常生产，并提出了地面示功图的发展方向，为油田开发现场分析诊断提供可借鉴性依据。

关键词：抽油机　示功图　应用　发展

一、典型示功图分析

典型示功图是指某一因素的影响十分明显，其形状代表了该该因素影响下的基本特征。虽然实际情况下有多种因素影响示功图的形状，但总有其主要因素。所以，示功图的形状也就反映着主要因素影响下的基本特征。

（1）正常功图。动载荷和摩擦载荷不大，充满良好，漏失较小的正常功图，较接近于理论静载荷示功图。见图1。

图1 图2

图3 图4

（2）气体影响。由于在下冲程结束前，泵的余隙内残存一定数量的溶解气和压缩气，上冲程开始后泵内压力因气体的膨胀而不能很快降低，使固定阀打开滞后，加载变缓。余隙越大，残余的气量越多，泵口压力越低，则固定阀打开滞后的越多，则线越长。下冲程时，气体受压缩，泵内压力不能迅速提高，使游动阀滞后打开，卸载变缓。泵的余隙越大，进入泵内的气量越多，示功图卸载线的上凸抛物线越明显，见图2。

（3）泵充不满。当沉没度过小，供液不足，使液体不能充满泵筒时示功图特征是，下冲程中悬点载荷不能立即减小，只有当柱塞接触到液面时才迅速卸载。所以，卸载线较气体影响的卸载线（左凸形抛物线）陡而直。有时，因柱塞撞击液面（液击）在抽油泵上会造成很高的冲击应力，使卸载线出现波浪。快速抽吸时往往因液击发生较大的冲击载荷使图形变形严重。见图3。

（4）泵漏失。泵漏失主要包括排出部分漏失，吸入部分漏失和排出和吸入同时漏失。排出部分漏失：上冲程时，泵内压力降低，柱塞两端产生压差，使柱塞上面的液体经排出部分不严密（游

动阀及柱塞间隙），漏失到柱塞下部的泵筒内，漏失速度随柱塞下面压力减小而增大。当漏失量很大时，由于漏失液体对柱塞的“顶脱”作用很大，上冲程的载荷远低于最大载荷，固定阀始终是关闭的，泵的排量为零，见图4。吸入部分漏失：下冲程开始后，由于吸入阀漏失使泵内压力不能及时提高，延缓卸载过程。下冲程后半冲程中因速度减小，当小于漏失速度时，泵内压力降低使游动凡尔提前关闭，悬点提前加载。当固定凡尔漏失严重时，游动凡尔一直不能打开，悬点不能卸载，功图在下载荷线以上，接近上载荷线漏失图，见图5。吸入和排出部分同时漏失：吸入部分和排出部分同时漏失的示功图是分别漏失图形的叠加，在上下载荷线之间，近似于椭圆形。

图5 图6

图7 图8

（5）带喷井。在抽吸过程中，游动凡尔和固定凡尔处于同时打开状态，液柱载荷基本上不能作用于悬点。示功图的位置和载荷变化的大小取决于喷势的强弱以及抽吸液体的粘度。见图6。

（6）抽油杆柱断脱。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，才使上下载荷线不重合。图形的位置取决于断脱点的深浅。见图7。抽油杆断脱位置比较深的示功图可能类似于带喷井的示功图，但带喷井的泵效高、产量高，而断脱井泵效和产量较低，甚至为零。抽油杆柱断脱的位置可根据公式（1）计算：L=hf d /（（1－ρL /ρr ）q r ），（1）

式中：L—自井口算起的断脱点深度，m；f

d

—测示功图所用动力仪的力比，N/mm；h—示功图中线至基线的距离，mm；q

r

—每米

抽油杆在空气中的自重，N/m。

2011年第03期

关于沥青路面早期破损的原因分析

佟兰兰　李安娜

辽宁省海城市道桥建筑工程公司　辽宁海城　114200

摘　要：通过对沥青路面早期破损的调查，从设计、施工、养护几方面分析其形成原因。关键词：沥青路面　早期破损　原因分析

伴随着全省公路建设的迅猛增长，我们在公路建设上取得了长足进步。改性沥青、橡胶沥青、矿物纤维等新材料得到广泛应用，施工装备技术有了明显提高，施工工艺有了明显改进。半刚性路面具有三个较明显的优点，一是具有较高的强度和承载能力，半刚性基层材料具有较高的抗压强度和抗压弹性模量，并具有一定的抗弯拉强度，而且他们都有随龄期增长而不断增长的特性，所以半刚性路面通常具有较小的弯沉和较强的荷载分布能力；二是半刚性基层刚度大，与面层的刚度相匹配，使得沥青面层弯拉应力值较

小，从而提高了沥青面层抵抗行车疲劳破损的能力；三是半刚性路面具有足够的水稳定性和抗冻性，与路面面层结合良好，具有较好的平整度。

鉴于半刚性沥青路面的强度、平整度及抗行车疲劳性能均好这一点，半刚性沥青路面已成为高等级公路路面结构的主要形式。对已建成投入使用的半刚性基层沥青路面调查发现，半刚性沥青路面通车二、三年后均出现大量裂缝，初期产生的裂缝对行车并无明显影响，但随着表面雨水或雪水的浸入，在大量行车荷载的反复作

图9 图10

图11 图12

（7）结蜡井和稠油井。结蜡功图（见图8）和稠油功图（见图9）的共同点是功图较“肥大”，一般实际上载荷线超过理论上载荷线，下载荷线低于最小载荷线。而稠油影响由于举升液体在泵双凡尔间摩擦力增加，造成双凡尔的打开、关闭较正常时滞后或提前，造成功图顶点不分明，近似于双凡尔漏失。

（8）出砂井。出砂井示功图主要是由于地层出砂影响，造成上、下载荷线“抖动”加剧，且出现明显的“尖峰”和“尖谷”，随着砂影响的日趋严重，上、下载荷线的“抖动”频率也逐渐增加。见图10。

（9）柱塞脱出工作筒。在上冲程中当未达到上冲程顶点前，柱塞脱出工作筒，使游动凡尔突然卸载，卸载线提前发生。见图11。

（10）防冲距过小。主要是在下冲程末和上冲程初即功图的左下顶点发生突变。其原因由于防冲距过小造成柱塞下碰泵，部分

悬点载荷传递至泵上，所以功图载荷突然减小。见图12。

（11）传输出现问题。有部分示功图图形很难解释，在上冲程过程中突然卸载然后增载，主要原因在于数据传输方面。

二、示功图应用

（1）泵况诊断。应用现场憋泵数据、示功图方法和综合数据分析确定。示功图方法主要是诊断抽油机在动态生产时的泵况，通过分析功图，可较容易诊断杆断脱、下部管严重漏失、泵漏失，并能较准确确定杆断脱位置，而对于管上部漏失和断脱诊断仍存在一定的局限性。

（2）热洗周期的制定。目前现场测试示功图主要是采取同步的方法，即动液面、产液、功图同步测试，每月一次。通过连续观察功图图形以及上下载荷的变化，结合结蜡影响造成油流通道减小，摩擦阻力增加，上载荷增大，下载荷减小的特点，准确制定热洗周期。

（3）井下设备安装状况。通过对示功图的观察和分析，也可较准确判断井下工具，如井下下入油管锚。

（4）生产过程分析。利用测试示功图，可及时了解和掌握抽油机井的生产动态，保证抽油机井在合理工作制度下生产。

（5）供液不足井泵效高。在现场中，经常发生供液不足井泵效较高（大于75%），特别是聚驱生产的抽油机井，经常处于抽油机井动态控制图的待落实区内。分析该井主要是由于沉没度偏小，固定凡尔和游动凡尔按照理论分析时正常打开，只要地层能量能正常沉没泵筒高度，即可正常生产。

三、示功图应用发展方向

目前示功图在现场应用主要是描述光杆（地面）示功图，通过光杆单一节点分析系统中的其它部件的工作状况。同时如果将示功图的描述与系统效率结合，将对抽油机井的动态生产评价提供更有效地依据。

四、结束语

通过对示功图的分析，找出影响抽油机井井下生产的主要因素，寻求解决途径，可对抽油机井措施效果进行跟踪。通过理论和实践应用的结合，拓宽示功图分析和发展思路，提出下步示功图的发展方向。

参考文献：

1.李颍川.采油工程.石油工业出版社[M]，200

2.