抽油机井示功图诊断及分析学习教案

1、会计学1抽油机井示功图诊断抽油机井示功图诊断(zhndun)及分析及分析第一页，共29页。地面地面(dmin)工工图图泵工图泵工图有杆泵抽油系统有杆泵抽油系统(xtng)第1页/共29页第二页，共29页。功图与工况功图与工况一、理论一、理论(lln)(lln)示功示功图特征分析图特征分析1 没有没有(mi yu)弹性形变的理论示弹性形变的理论示功图功图 如果抽油杆是刚体如果抽油杆是刚体 (受力后没有弹性伸长和缩短的物体受力后没有弹性伸长和缩短的物体(wt)，则示功图应该是长方形的，如下图所示。，则示功图应该是长方形的，如下图所示。第2页/共29页第三页，共29页。该理论示功图的该理论示功图的特

2、征：特征： ab / cd, ab / cd, bc / da.bc / da.在井深浅、小泵在井深浅、小泵径，粗抽油杆及径，粗抽油杆及小冲数抽油条件小冲数抽油条件下生产时，有可下生产时，有可能出现能出现(chxin)(chxin)类似的水平、长类似的水平、长方形的示功图。方形的示功图。功图与工况功图与工况a是上冲程是上冲程(chngchng)的始点，的始点，ab线为增载线线为增载线bc线为上冲程过程线为上冲程过程(guchng)，是载荷不变的位移过程，是载荷不变的位移过程(guchng)，c点是上冲程的死点点是上冲程的死点cd线为卸载线，线为卸载线，da线是下冲程过程，线是下冲程过程，a点是

3、下冲程死点点是下冲程死点第3页/共29页第四页，共29页。2 弹性弹性(tnxng)抽油杆静载时示功抽油杆静载时示功图图 实际上金属是有弹性会实际上金属是有弹性会形变形变”的，的，因而增载过程因而增载过程ab和卸载过程和卸载过程cd都不是都不是直上直下的，而是受力后伸长，卸载直上直下的，而是受力后伸长，卸载后缩短后缩短(sudun)。这一变形过程是由。这一变形过程是由于抽油杆伸长和油管缩短于抽油杆伸长和油管缩短(sudun)、抽油杆缩短抽油杆缩短(sudun)和油管伸长所造和油管伸长所造成的。下图是弹性抽油杆受静载时的成的。下图是弹性抽油杆受静载时的基本示功图。基本示功图。功图与工况功图与工况

4、第4页/共29页第五页，共29页。功图与工况功图与工况 上图一类的图形是地面示功图，是一般浅井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（油层供油充分、无其它(qt)影响，沉没压力较高影响，沉没压力较高时）中，常见的理想示功图。时）中，常见的理想示功图。该示功图为光杆该示功图为光杆只受杆柱和液柱只受杆柱和液柱重力，泵不受外重力，泵不受外界摩擦力影响，界摩擦力影响，并且假定系统的并且假定系统的充满程度为百分充满程度为百分之百之百(bi fn zh bi)时的理论示时的理论示功图。功图。上死点上死点下死点下死点冲程冲程(chngchng)损失损失第5页/共29页第六页，共29页。

5、功图与工况功图与工况3 （动、静载弹性（动、静载弹性(tnxng)形变）示功图形变）示功图 实际生产中抽油杆是要承受静载和动载的。实际生产中抽油杆是要承受静载和动载的。由于由于(yuy)抽油杆有惯性动载荷，柱塞在泵筒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，所以柱有摩阻，抽油杆接箍与油管内壁有摩擦，所以上冲程时上冲程时a、b点偏高，下冲程时点偏高，下冲程时c、d点偏低，点偏低，P1和和P2是动载荷影响的值。如下图所示。是动载荷影响的值。如下图所示。第6页/共29页第七页，共29页。功图

6、与工况功图与工况 由于动载荷的影响，示功图的上、下行程不是水平由于动载荷的影响，示功图的上、下行程不是水平的，但只要的，但只要bc/da,而且而且ab/cd，就是泵工作正常。否则，就是泵工作正常。否则(fuz)就是泵出现了问题。就是泵出现了问题。 上图中所示的行程上图中所示的行程(xngchng)线与水平线之间的夹线与水平线之间的夹角角越大，说明动载越大，另外冲数越快，动载也越大。越大，说明动载越大，另外冲数越快，动载也越大。第7页/共29页第八页，共29页。二、标准地面二、标准地面(dmin)示功图及生产示功图及生产实例实例功图与工况功图与工况1. 泵工作正常泵工作正常 此图为最理想的此图为

7、最理想的地面示功图地面示功图(无气，多无气，多水，供液充足的正常水，供液充足的正常示功图示功图)，充满系数，充满系数100，特征为平行。，特征为平行。 对这类油井需加对这类油井需加强开采强开采(kici)，以求，以求最大产量，发挥出井最大产量，发挥出井筒的应有产能水平。筒的应有产能水平。第8页/共29页第九页，共29页。功图与工况功图与工况2. 供液不足供液不足 此图为油井供液不足时此图为油井供液不足时的地面示功图。由于供液的地面示功图。由于供液不足泵筒充不满，未能及不足泵筒充不满，未能及时卸载，当活塞下行碰到时卸载，当活塞下行碰到液面时开始卸载。液面时开始卸载。特征为上，下平行、左右特征为上

8、，下平行、左右平行，泵没有问题。平行，泵没有问题。 主要进行油层改造主要进行油层改造(gizo)，改善供液条件、，改善供液条件、机抽参数。对于泵挂较深机抽参数。对于泵挂较深井可采取长冲程、小泵径、井可采取长冲程、小泵径、慢冲次；泵挂相对较浅的慢冲次；泵挂相对较浅的井，在井况及抽油设备允井，在井况及抽油设备允许情况下，加深泵挂深度，许情况下，加深泵挂深度，以求得最大泵效。以求得最大泵效。 第9页/共29页第十页，共29页。功图与工况功图与工况3. 油稠油稠 此图的上、下行曲此图的上、下行曲线呈凸状。线呈凸状。原因系油稠，由于上、原因系油稠，由于上、下冲程的行程中间下冲程的行程中间(zhngjin

9、)速度较快，速度较快，阻力增大所致。特征：阻力增大所致。特征：工图圆滑工图圆滑 对于油稠的抽油井对于油稠的抽油井应采取降粘措施，这样应采取降粘措施，这样有利于生产。有利于生产。六区六区(li q)14-65稠油工图稠油工图第10页/共29页第十一页，共29页。功图与工况功图与工况 4. 油井出砂油井出砂 此图是柱塞受油井出砂此图是柱塞受油井出砂影响，容易卡泵时的示功影响，容易卡泵时的示功图。图。特征为上、下曲线没有明特征为上、下曲线没有明显的显的“阻尼阻尼”状，而是呈状，而是呈“小小牙齿牙齿”状的不规则，不重复状的不规则，不重复的示功图。的示功图。 对出砂油井，一方面对出砂油井，一方面应保持油

10、井平稳生产应保持油井平稳生产(shngchn)，减少停井次，减少停井次数和时间，放套气也应平数和时间，放套气也应平稳进行；另一方面采取油稳进行；另一方面采取油层防砂、加筛管、砂锚、层防砂、加筛管、砂锚、对油井经常洗井等措施，对油井经常洗井等措施，延长了抽油设备的使用寿延长了抽油设备的使用寿命。命。实际锯齿实际锯齿(jch)不明显不明显第11页/共29页第十二页，共29页。功图与工况功图与工况5. 气体影响气体影响 此图为高气油比井特此图为高气油比井特征。征。气油比越高，圆弧的曲率气油比越高，圆弧的曲率半径越大，则表明油套管半径越大，则表明油套管环空内有泡沫段存在环空内有泡沫段存在(cnzi)，

11、沉没压力偏小，沉没压力偏小，充满不好。卸载时泵筒内充满不好。卸载时泵筒内气体受压缩，卸载变缓，气体受压缩，卸载变缓，当气体压缩到一定程度，当气体压缩到一定程度，顶开游动凡尔时完成卸载。顶开游动凡尔时完成卸载。 对受气体影响较大的对受气体影响较大的井或易发生气锁的井应尽井或易发生气锁的井应尽可能加深泵挂，增大泵的可能加深泵挂，增大泵的沉没度，大泵径长冲程机沉没度，大泵径长冲程机抽，特别是防冲距要调到抽，特别是防冲距要调到最小，尽量减小余隙体积；最小，尽量减小余隙体积；下高效气锚和防气泵，合下高效气锚和防气泵，合理放套气，控制套压生产，理放套气，控制套压生产，使之保持在较低值。使之保持在较低值。

12、第12页/共29页第十三页，共29页。功图与工况功图与工况气锁现象：属于气体影气锁现象：属于气体影响的特殊现象，由于气响的特殊现象，由于气体大量进入泵筒，上冲体大量进入泵筒，上冲程时气体膨胀，全部占程时气体膨胀，全部占满柱塞让出的容积，固满柱塞让出的容积，固定定(gdng)凡尔打不开。凡尔打不开。下冲程时，气体压缩，下冲程时，气体压缩，但压力仍低于游动凡尔但压力仍低于游动凡尔上部压力，游动凡尔也上部压力，游动凡尔也打不开，柱塞运动只是打不开，柱塞运动只是对气体压缩和膨胀，泵对气体压缩和膨胀，泵不排油，这种现象称为不排油，这种现象称为“气锁气锁”。解决？。解决？ 此图为气体影响此图为气体影响严重

13、时发生严重时发生“气锁气锁”而而不出油或无沉没压力时不出油或无沉没压力时的示功图。的示功图。第13页/共29页第十四页，共29页。功图与工况功图与工况6.阀尔漏失：阀尔漏失：6.1 固定阀尔漏失固定阀尔漏失 此图是为泵固定阀此图是为泵固定阀漏失的示功图。下冲程漏失的示功图。下冲程开始后，固定凡尔漏失，开始后，固定凡尔漏失，泵内压力不能及时升高，泵内压力不能及时升高，延缓了减载过程，同时延缓了减载过程，同时游动凡尔不能及时打开，游动凡尔不能及时打开，当泵内液体顶开游动凡当泵内液体顶开游动凡尔时减载过程结束尔时减载过程结束(jish)；下冲程后半冲；下冲程后半冲程，由于漏失，泵内压程，由于漏失，泵

14、内压力减小，游动凡尔提前力减小，游动凡尔提前关闭，增载提前。如图关闭，增载提前。如图特征特征:为示功图左下方呈为示功图左下方呈圆形缺损圆形缺损(无气体影响时无气体影响时右下角也呈圆形右下角也呈圆形)。如果阀或阀座被严重刺如果阀或阀座被严重刺坏时，不出油，下行曲坏时，不出油，下行曲线呈图中虚线形状。线呈图中虚线形状。游动凡尔游动凡尔(fn r)提前关闭，增载提前关闭，增载提前提前卸载结束卸载结束(jish)点之后点之后第14页/共29页第十五页，共29页。功图与工况功图与工况6.2 游动阀尔漏失游动阀尔漏失 此图为游动阀漏失此图为游动阀漏失的示功图。上冲程的示功图。上冲程(chngchng)开始

15、后，开始后，游动凡尔上面的液体游动凡尔上面的液体漏失到下面，使活塞漏失到下面，使活塞下面压力下降缓慢，下面压力下降缓慢，悬点载荷不能及时上悬点载荷不能及时上升到最大值，加载变升到最大值，加载变缓。如图缓。如图特征为曲线左上部分特征为曲线左上部分有圆形缺损，有时右有圆形缺损，有时右上角也呈圆形缺损。上角也呈圆形缺损。若是游动阀或阀座被若是游动阀或阀座被严重刺坏，上部曲线严重刺坏，上部曲线则呈圆形则呈圆形(图中虚线图中虚线)形状。形状。加载变缓加载变缓第15页/共29页第十六页，共29页。6.3 双阀尔漏失双阀尔漏失 此图属于泵的游动此图属于泵的游动阀和固定阀都发生严重阀和固定阀都发生严重漏失时的

16、示功图。漏失时的示功图。 特征为上行曲线特征为上行曲线(qxin)呈凸状，下行呈凸状，下行曲线曲线(qxin)呈凹状，呈凹状，油井不出油，需要检泵。油井不出油，需要检泵。功图与工况功图与工况针对凡尔漏失的油井，一般的针对凡尔漏失的油井，一般的碰泵、洗井不能解决，只有检碰泵、洗井不能解决，只有检换泵；但定期清洁，对油井除换泵；但定期清洁，对油井除蜡除脏、洗井，可以延缓蜡除脏、洗井，可以延缓(ynhun)检泵时间，延长泵的检泵时间，延长泵的使用寿命。使用寿命。 第16页/共29页第十七页，共29页。功图与工况功图与工况7. 游动阀尔关闭迟游动阀尔关闭迟缓缓 此图为游动阀关此图为游动阀关闭迟缓，明显

17、减产闭迟缓，明显减产(jin chn)的示功图。的示功图。原因是泵的游动阀与原因是泵的游动阀与阀球罩之间的间隙太阀球罩之间的间隙太小。小。特征为图形在上位置特征为图形在上位置呈方形缺损。呈方形缺损。第17页/共29页第十八页，共29页。功图与工况功图与工况8. 柱塞脱出工作筒柱塞脱出工作筒 此图表明柱塞在此图表明柱塞在上行过程中脱出工作上行过程中脱出工作筒，驴头未到上死点筒，驴头未到上死点突然突然(trn)卸载；需卸载；需要下放光杆，对小防要下放光杆，对小防冲距。冲距。 此类油井在功图此类油井在功图算产时误差较大，主算产时误差较大，主要因为漏失量难以确要因为漏失量难以确定，计算结果比真实定，计

18、算结果比真实产液量偏高。产液量偏高。突然突然(trn)卸载卸载第18页/共29页第十九页，共29页。功图与工况功图与工况8、刮碰现象、刮碰现象 8.1下碰泵下碰泵 此图为防冲距太小，此图为防冲距太小，柱塞在下冲程近下死点柱塞在下冲程近下死点处发生硬性碰泵的示功处发生硬性碰泵的示功图。图。 对于这类井应该及对于这类井应该及时停抽，重对防冲距，时停抽，重对防冲距，避免长时间碰泵而撞掉避免长时间碰泵而撞掉泵筒发生落井事故。泵筒发生落井事故。上上 下碰泵的油井下碰泵的油井(yujng)计量结果也会计量结果也会存在误差。因为碰泵过存在误差。因为碰泵过程中会有漏失产生。程中会有漏失产生。第19页/共29页

19、第二十页，共29页。功图与工况功图与工况8.2 光杆打驴头光杆打驴头图形特征：功图在上死图形特征：功图在上死点位置处有一个向下耷点位置处有一个向下耷拉的拉的“小尾巴小尾巴”。成因成因(chngyn)：在上冲：在上冲程中，由于井口装置、程中，由于井口装置、井口、光杆不对中，或井口、光杆不对中，或者光杆过长（碰到驴者光杆过长（碰到驴头），就容易在靠近上头），就容易在靠近上死点的位置处，光杆受死点的位置处，光杆受到一个额外的侧向力，到一个额外的侧向力，在功图上得到明显的反在功图上得到明显的反应，在上死点位置出现应，在上死点位置出现一个向下耷拉的一个向下耷拉的“小尾小尾巴巴”。管理：做到管、杆、井管理

20、：做到管、杆、井口对中、同心，选用合口对中、同心，选用合适长度的光杆，避免光适长度的光杆，避免光杆打驴头。杆打驴头。 第20页/共29页第二十一页，共29页。功图与工况功图与工况9. 油井结蜡油井结蜡此图是受蜡影响、此图是受蜡影响、产量下降的示功图。产量下降的示功图。特征特征(tzhng)为上，为上，下冲程的曲线呈不下冲程的曲线呈不规则的规则的“犬牙齿犬牙齿”状。状。即工图肥大。即工图肥大。管理：对油井进行管理：对油井进行清蜡处理；对井下清蜡处理；对井下增加加热和清蜡设增加加热和清蜡设备。备。 上图可以看出上图可以看出13-283热洗前工图明显热洗前工图明显(mngxin)肥大肥大第21页/共

21、29页第二十二页，共29页。功图与工况功图与工况10.抽油杆断脱抽油杆断脱11.此图为抽油杆断或此图为抽油杆断或脱时示功图脱时示功图12.若断脱发生在柱塞若断脱发生在柱塞附近附近(fjn)，或是，或是柱塞脱扣、阀球球柱塞脱扣、阀球球罩断落，图形位于罩断落，图形位于杆重载荷线位置杆重载荷线位置（杆断位置越高图（杆断位置越高图形越靠下）形越靠下）13.若断脱发生在光杆若断脱发生在光杆附近附近(fjn)，图形，图形接近于水平坐标线。接近于水平坐标线。14.及时修井作业及时修井作业2月初月初(yuch)我区我区13-375量油不出，通过工图判断杆上部断脱量油不出，通过工图判断杆上部断脱第22页/共29

22、页第二十三页，共29页。功图与工况功图与工况13-406工图显示油管严重工图显示油管严重(ynzhng)漏失漏失11.油管漏示工图油管漏示工图 此图为油管螺纹此图为油管螺纹(luwn)漏失漏失(螺纹螺纹(luwn)漏油或是油漏油或是油管被严重腐蚀而漏管被严重腐蚀而漏油油)时的示功图。特时的示功图。特征，不能达到最大征，不能达到最大载荷。载荷。 油井严重减产或油井严重减产或不出油，抽油机停不出油，抽油机停抽时间越长，图形抽时间越长，图形上下平行线距离变上下平行线距离变小小(面积缩小，载荷面积缩小，载荷减少减少) 。 解决？解决？第23页/共29页第二十四页，共29页。功图与工况功图与工况12. 连抽带喷连抽带喷 此图为连抽带喷时的此图为连抽带喷时的示功图。示功图。特征为近于水平状，很少特征为近于水平状，很少有振动波，图形两端有一有振动波，图形两端有一段曲线近于平行段曲线近于平行(有增载有增载和卸载特征，若断脱时图和卸载特征，若断脱时图形呈尖角而无平行，实际形呈尖角而无平行，实际工图较难区分，一般结合工图较难区分，一般结合其他条件判断其他条件判断)，喷势较，喷势较大的井，两端还有圆形面大的井，两端还有圆形面积。积。