典型示功图应用和分析

1、关于典型示功图应用与分析第一张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲1、示功图名词解释2、理论示功图的五种假设3、理论示功图(一) 示功图概念：(一) 示功图概念：第二张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲1、示功图概念 示功图的定义：示功图：是光杆载荷随位移的变化，被封闭的线段所围成的面积，即抽油机的驴头在一次往复运动中所做的功，故称为示功图。理论示功图：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，图形为平行四边形。实测示功图：是在砂、蜡、气和惯性载荷、振动载荷等综合因素影响下，实际测得的示功图也称地面示功图。第三张，PPT共八十四页，创作于2022

2、年6月 示功图的形成第四张，PPT共八十四页，创作于2022年6月 管式泵结构示意图游动凡尔固定凡尔第五张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲理论示功图五种假设条件：深井泵质量合格，工作正常；不考虑活塞在上、下冲程中，抽油杆柱所受到的摩擦力、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传递是瞬时的，凡尔的起落也是瞬时的；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；油井没有连抽带喷现象；油层供油能力充足，泵筒能够完全充满。第六张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲理论示功图S光-光杆冲程，米；S活-活塞行程，米；

3、P杆-抽油杆柱在井筒内液体中的重量，Kg；P液-活塞以上的液柱重量，Kg；P静P杆P液-光杆承受的最大静负荷，Kg；1-抽油杆伸缩长度，米；2-油管伸缩长度，米；12-冲程损失，米。第七张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲AB段：加载线B点：悬点加载完毕，载荷增加到固定阀打开BC段：上静载线CD段：卸载线 D点：悬点卸载完毕，载荷减小到游动阀打开DA段：下静载线理论示功图第八张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲AB线称加载线，表示悬点上行时，游动凡尔关闭，液柱载荷由活塞传递到悬点的过程。第九张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲B1B相

4、当于活塞与泵筒发生相对位移之前，悬点上行的距离即：B1B 第十张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲 当液体载荷全部传递到悬点之后（即抽油杆和油管的弹性变形结束后的B点）加载完毕，悬点以不变的载荷P静上行到上点C，BCS活， P静P杆+P液。第十一张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲CD线称卸载线，表示下冲程开始后，固定凡尔关闭，液体载荷由悬点转移到油管上的过程。第十二张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲当卸载完毕后（D点），活塞与泵筒发生相对位移，悬点以不变的载荷P小（即P杆）至下死点A，DD1相当于活塞与泵筒发生位移之前，悬点下移的

5、距离(即冲程损失)，DD1=B1B。第十三张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲(二)测试仪器及示功图1.载荷传感器 2.位移传感器 3.打压杆 4.控制面板5.显示屏Max：最大载荷(KN)Min：最小载荷(KN)S：测试冲程(米)N：测试冲次(次/分钟)SG5-型存储示功仪实测示功图(二)测试仪器及示功图第十四张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲1、砂、蜡、气、稠油2、漏失(泵、油管)、遇卡(阻)、断脱(管、杆、凡尔罩)3、惯性载荷、振动载荷、冲击载荷、摩擦阻力4、设备问题： 抽油机故障 泵的制造质量、泵的安装质量 示功仪故障(三) 示功图影响因素：(

6、三) 示功图影响因素：第十五张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲实测示功图的分析： 根据影响示功图的诸多因素，全面掌握油井生产动态、静态资料、设备、仪器的状况，依据实测示功图的形状，与典型示功图对比，综合分析，解释出影响示功图的主要因素，判断抽油泵的工作状况。(十五种)(四)示功图影响因素分析：(四)示功图影响因素分析：第十六张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲(1)泵工作正常时的示功图： 所谓泵的工作正常，指的是泵工作参数选用合理，泵的工作能力与油层供油能力基本相适应，其图形接近理论示功图，其泵效一般在60%以上。第十七张，PPT共八十四页，创作于20

7、22年6月汇 报 提 纲(2)惯性载荷影响的示功图： 惯性载荷使图形扭转了一个角度，呈不规则的平行四边形。变化原因： 当泵深深、冲次快时，产生惯性载荷。 在上冲程时：因惯性力向下，悬点载荷增加，下死点由A增至A，直到B点才增载完毕。 在下冲程时：因惯性力向上，悬点载荷减少，上死点由C降至C，直到D点才卸载完毕，使整个图形较理论图形沿顺时针方向偏转一个角度。 惯性载荷增加最大载荷，同时减少最小载荷，冲程损失减少，有利于泵效的提高，但是，抽油杆受力条件变坏，容易引起抽油杆折断现象。第十八张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲(3)振动载荷影响的示功图： 振动载荷图形扭转了一个角度

8、，呈不规则的平行四边形。 由于振动载荷的方向具有对称性，反映在示功图上的振动载荷也是按上、下冲程对称的。变化原因： 液柱载荷周期性作用在抽油杆上，载荷线发生波动，当上冲程结束后，液体由静止到运动，液柱的载荷突然作用于抽油杆下端，引起抽油杆振动，在下冲程，由于抽油杆柱突然卸载也会发生类似现象。第十九张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲惯性、振动载荷影响的整改措施：惯性载荷的整改措施：A：减少泵挂深度，以减轻光杆负荷。B：降低抽油机的抽汲参数振动载荷的整改措施：降低抽油机的抽汲参数，减少惯性力。第二十张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲 (4)气体影响下的示

9、功图： 在活塞上行时，由于气体产生膨胀，使光杆载荷不能很快的增加到最大理论值。因此，增载过程变慢。直到B1点时，增载才结束，固定凡尔才打开。 在活塞下行时，泵内气体受到压缩，泵内气体的体积逐渐缩小，而泵筒内的压力逐渐增大，直到大于活塞上部的液柱压力时，游动凡尔才能打开；严重时出现“气锁” 现象。第二十一张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲 (4)气体影响下的示功图： 油井气油比越高，圆弧的曲率半径越大，表明油套管环空内有泡沫段存在，沉没压力偏小，充满不好。 对受气体影响较大的井或易发生气锁的井应尽可能加深泵挂，增大泵的沉没度，采用大泵径长冲程生产，特别是防冲距要调到最小，尽

10、量减小余隙体积；下气锚和防气泵，合理控制套管气，使之保持在较低值。第二十二张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲 (4)气体影响下的示功图： 气锁现象：属于气体影响的特殊现象，由于气体大量进入泵筒，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”。 气 体第二十三张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲 (5)供液不足泵筒充不满影响的示功图： 由于供液能力不足，沉没度太小，在抽汲过程中液体不能充满泵

11、筒，下冲程时，悬点载荷不能立即卸载，只有当活塞接触液面时，才迅速卸载，减载线与理论示功图的减载线基本平行，卸载线陡而直，示功图呈“刀把形”。D第二十四张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲两者区别： 泵充不满：下冲程的悬点载荷不能立即卸载，只有当活塞遇到液面后才迅速卸载，卸载线陡而直，并且有时因振振动载荷的影响常出现波浪线；而气体影响示功图，卸载线较圆滑向下凹。气体影响与泵筒充不满示功图区别：气体影响与泵筒充不满示功图区别：第二十五张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲(6)凡尔漏失时影响的示功图： 泵的凡尔漏失通常包括上冲程时游动凡尔漏失；下冲程时固定凡尔

12、漏失，实际上，往往两者同时存在漏失，其严重程度可能有所不同，为了便于说明其漏失特征，特分别进行讨论。A:游动凡尔漏失-发生在上冲程B:固定凡尔漏失-发生在下冲程砂子、结垢等，造成凡尔或凡尔座磨损变形；碰泵时造成凡尔座破裂、变形。砂子、腊 、垢块等沉积在凡尔座上 凡尔罩内沉积有砂腊等，造成凡尔球卡，不能及时落下或根本落不下来。-凡尔因某种原因，失去控制进油的能力，称之为失灵。凡尔漏失第二十六张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲A-游动漏失时影响的示功图： 上冲程开始时，活塞上部的液体漏到活塞下面的工作筒内，由于漏液向上的顶托，悬点载荷增载滞后，增载线向后延伸，较正常平缓。 当

13、活塞上行速度大于漏失速度时，悬点载荷达到最大静载荷值(B点)，此时吸入阀打开液体进入泵筒；在活塞上行到后半程，当上行速度小于液体漏失速度时(C点)，又出现漏失液体的顶托作用，悬点提前卸载，泵筒内的压力增加，固定阀关闭，活塞到达上死点，悬载荷降至C点。第二十七张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲游动凡尔漏失图形特点：增载线的倾角比泵工作正常时小，即： DAB小于 DAB，漏失量越大，则：左下角越尖，右上角越圆滑。左上角和右上角圆滑，漏失量越大，则圆滑程度越厉害。卸载线比增载线陡 总之，排出部分漏失时的特点是增载线变缓，卸载线提前，卸载线变陡；图形特点是左下尖、右上圆，漏失越大

14、增载线的倾角越小。游动凡尔漏失第二十八张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲游动凡尔关闭迟缓： 上冲程开始时，由于泵的游动阀与阀球罩之间的间隙太小，或凡尔座有砂、垢块等造成游动凡尔处于敞开状态，载荷线加载迟缓。图形特点：示功图左上角呈方形缺损。第二十九张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲B-固定漏失时影响的示功图： 下冲程开始后，由于固定阀的漏失，泵筒内的压力不能及时升高，泵腔内的液体从固定阀不严处漏到井内，延缓了减载过程(如图中的CD线)，同时也使排出阀(游动凡尔)不能及时打开，当活塞速度大于漏失速度时，泵内压力上升(增加)到足以把游动凡尔顶开时，减载结

15、束(如图中D点)。 下冲程的后半冲程，因活塞移动速度减少(慢)，当小于漏失速度时，泵筒内的压力降低，使游动凡尔提前关闭(A点)，悬点载荷上升(提前加载)，到达下死点时，悬点载荷已增载加到A。第三十张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲固定凡尔漏失图形特点：1、卸载线的倾角比泵正常工作时小，即： BCD小于 BCD2、左下角和右下角圆滑，漏失量越大，其圆滑程度越厉害。3、增载线比卸载线陡 吸入部分(固定凡尔)漏失示功图特点是：卸载线倾角要比正常时小，图形右上尖，左下圆，增载线比卸载线陡。第三十一张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲C-游动和固定同时漏失的示功

16、图： 当游动阀和固定阀同时存在漏失，但均未达到完全失效时，油井仍在出油，在上冲程中，泵主要是游动阀漏失的影响；在下冲程中，主要是受固定阀漏失的影响，示功图呈近似的椭圆形。双凡尔漏失第三十二张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲7、油管漏失影响的示功图： 由于油管漏失不是深井泵装置本身造成的，所以，测示功图形状不会发生变异，与泵工作正常时的示功图基本一样，只有当漏失严重(油井不产液)时，实测示功图的最大载荷线要低于最大理论载荷线；L的长度相当于漏失处至井口这段液柱在光杆出所产生的负荷，即：油管漏失点越深L值越大，判定方法将根据现场实际生产情况综合分析、判定。第三十三张，PPT共

17、八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲管漏与泵漏示功图鉴别方法： 在实际生产中，当管柱漏失不严重时，实测示功图往往与正常时测得示功图区别不大，可通过井口蹩压的方式，确认漏失状况；当管柱漏失严重时，实测示功图多呈条带状，与杆断脱的示功图相似。管漏与泵漏示功图鉴别方法：第三十四张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲8、油井连抽带喷影响的示功图： 具有一定自喷能力的油井，抽油泵的抽汲实际上只起到诱喷作用，在抽汲过程中，固定凡尔和游动凡尔处于同时打开状态，液柱载荷基本加不到悬点(驴头)上。故此，示功图图形大多数为一长条形，处在最大和最小理论符合线之间，图形位置和载荷大小取决于喷

18、势的强弱。 当油井自喷能力很强时，活塞受油流上喷的冲力很大，大大减轻驴头的负荷，所测得的示功图接近最小理论负荷线。第三十五张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲9、抽油杆断脱影响的示功图： 抽油杆断脱后的悬点载荷实际上是断脱点以上抽油杆柱在液体中的重量，只是由于摩擦力的存在，才使上下冲程的载荷不重合。 示功图的特点：图形呈长条形，其位置的高低取决于断脱点的位置，断脱点越靠上，示功图越靠下，即：图形越接近最小理论负荷线，其图形同连抽带喷(喷势强)的示功图相似，在分析时要结合产量等其它油井资料综合分析考虑。断点位置第三十六张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲1

19、0、活塞脱出泵工作筒影响的示功图： 由于深井泵的防冲距过大，在上冲程时，随着活塞与泵筒套接触工作面长度的减少，活塞以上的液体从活塞与泵套间隙中漏失到活塞以下，到A点开始，活塞全部脱出驴头载荷迅速下降，引起抽油杆的强烈振动，卸载线呈不规则波浪曲线。第三十七张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲11、防冲距过小影响的示功图： 由于深井泵的防冲距过小，在抽油机下行过程中，当活塞运行到下死点位置时，活塞撞击固定凡尔罩而使示功图左下角多出一点或显示打扭，这一类图形中左上角是不缺的，图形显示基本完好。第三十八张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲12、活塞遇卡影响的示功

20、图： 抽油机在运行过程中，上行时，抽油杆柱先把被压弯的抽油杆柱拉直，悬点载荷先是缓慢增加，然后，抽油杆柱受拉弹性伸长，悬点载荷急剧升高且远远高于最大理论载荷线；下行时，先是抽油杆柱恢复弹性变形，然后抽油杆柱被压缩而发生弯曲，悬点载荷急剧下降，载荷远远低于最小理论载荷线，且接近基线，示功图上先急剧卸载后缓慢卸载，示功图呈现两个斜率段。第三十九张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲12、抽油杆遇卡影响的示功图：光杆负荷在加载前后的变化第四十张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲13、油井结蜡影响的示功图： 油管和抽油杆柱结蜡，光杆上行时，由于结蜡所引起的附加阻力

21、，使负荷在整个上冲程中都超过最大理论负荷线；光杆下行时，又由于结蜡阻碍，负荷立即减少，当到达结蜡严重部位，负荷就很快降到最小理论负荷线以下，整个实测图形比理论示功图肥大。图形特点：增载线和卸载线呈直上直下，超过最大和最小理论负荷线，上、下冲程负荷变化幅度大且对称分布。第四十一张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲14、稠油影响的示功图： 由于稠油粘度大，当抽油杆做上、下冲程运动时，摩擦阻力较大，驴头最大和最小负荷均超过理论负荷线，图形肥胖，上、下冲程负荷线波动不大，而四周比较圆滑。第四十二张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲结蜡与稠油示功图的区别： 由于稠

22、油粘度大，这类图形其上、下冲程负荷线波动不大，而四周比较圆滑，比较容易区别于油井结蜡的示功图 。结蜡影响稠油影响结蜡与稠油示功图的区别：第四十三张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲15、油井出砂影响的示功图： 油井出砂，细小的砂粒将随着油流进入泵筒内，造成活塞在泵筒内遇阻，使活塞在整个行程中或某个局部处，增加了一个附加阻力，细砂分布在泵筒内各处的多少不同，影响的程度大小也不一样，所测的示功图，其上、下冲程过程中的负荷线呈现出不规则的锯齿状尖峰 ，若连续测图时，每个图的尖峰位置是变化的。第四十四张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲典型示功图图例：第四十五张

23、，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲典型示功图第四十六张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲典型示功图第四十七张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲典型实测示功图： 抽油机典型示功图是在理论示功图的基础上，只考虑某一因素影响下的载荷随位移变化的关系曲线。典型示功图可以作为生产现场判断抽油机泵工况的参考依据，也是综合分析实测示功图的基础。第四十八张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲5、实测示功图案例分析：管漏实例1： 魏268该井2008年12月23日计量时发现液量突降，井口憋压5个冲程上2.0 Mpa，往油管灌掺水压力憋

24、到2.6Mpa,半分钟后压力降到0.5 Mpa，要求作业查管；2008年12月23-25日检泵发现修复油管丝扣多处渗漏。实例2： K472该井不出液，憋不起压，碰泵、洗井无效，由示功图判断：可能为管漏。要求作业检泵；2010年12月17-19日检泵发现第144根73mm油管中下部破裂50cm长口子。实例1：实例2：第四十九张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲2、缺液示功图分析： 原因： 1）地层能量下降 2）泵浅 3）作业污染 4）泵进油口堵塞 5）炮眼堵塞第五十张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲1）地层能量下降第五十一张，PPT共八十四页，创作于20

25、22年6月汇 报 提 纲2）泵浅第五十二张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲3）作业污染第五十三张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲4）泵进油口(筛管)液面上升第五十四张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲5）炮眼堵塞第五十五张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲实例1：9-206井，该井目前下降，液面上升，测功图分析为泵漏，碰泵洗井无效，要求作业检泵；2008年1月21-23检泵发现泵座以下被地层砂堵死约1米深。实例2：T6-2211井该井液量下降，经测得功图判断为凡尔漏失，经过多次洗井加药未见效，现要求检泵。200

26、8年12.15-17检泵发现泵内固定凡尔座刺，密封不严。实例2：实例1：3、固定凡尔漏失示功图：第五十六张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲实例：魏162井该井目前产液量下降，往油管灌水压力憋到2.0Mpa, 不到一分钟压力降到0.5 Mpa，根据功图等综合分析认为该井目前泵漏失严重。要求作业检泵，并更换泵径70mm56mm，泵深加深至1250米。4、游动凡尔漏失示功图：第五十七张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲实例：魏190产液量下降，井口憋压2个冲程，压力由0.53.5MPA，停抽5分钟后，压力由3.52.0。根据功图等资料综合分析认为是泵游动凡尔

27、漏，此次作业要求检泵。2008年3月2-4日检泵发现活塞上下凡尔严重漏失。正常漏失5.游动和固定凡尔均漏失示功图：第五十八张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲6. 措施效果分析（补孔）措施前措施后第五十九张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲7. 措施效果分析（堵水）措施前措施后第六十张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲分采泵结构及原理 1、 分采泵结构及原理工作原理：上、下泵同时工作，上泵利用上、下两柱塞之差所形成的环形空间工作，封隔器上层段的流体经上泵进油阀进入环形空间，封隔器下层段的流体由下泵进油阀进入下泵筒，然后从下泵的出油阀排

28、出，经上泵出油阀与上层油混合后一起排出地面。2、主要规格及基本参数3、理论排量：第六十一张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲分采泵结构环形空间第六十二张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲8. 分采泵井低压资料分析措施前措施后第六十三张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲(一)工艺流程(二)影响因素(三)要因分析(四)资料验证不合格示功图识别方法：第六十四张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲(一)工艺流程 我们从仪器、数据采集、数据录入、运用分析等四个方面工作流程(图4)和现场操作、资料录取、管理规程等节点认真调查影响

29、合格示功图测试合格率的诸因素。 第六十五张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲(二)影响因素示功图不合格从合格示功图影响因素鱼刺图中看出，共有18项末端因素。图5 合格示功图影响因素鱼刺图第六十六张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲(三)要因分析1、仪器安装不到位2、仪器密封圈不严3、仪器打压不够4、线轮卡或拉线过松5、措施跟踪不到位6、抽油机不平衡 第六十七张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲1、仪器安装不到位：原因：现场操作不规范悬绳器放卡子间距过大载荷传感器两个触点未能完全承载负荷示功图：光杆负荷相应变小实测示功图不能显示全负荷最

30、大负荷线远小于理论最大负荷线第六十八张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲整改前整改后仪器安装不到位：事例1第六十九张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲整改前整改后结论：1、最大载荷减小2、图形接近最小载荷线3、充满程度降低仪器安装不到位：事例2第七十张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲2、仪器密封圈不严：原因：活塞油封失效油封漏油压力传感效果差示功图：实测示功图图形逐渐变小且接近基线位置第七十一张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲3、仪器打压不够：原因：仪器压杆松框油封老化、漏油载荷传感器压力不足示功图：实测示功图图形较正常宽度变窄示功图面积减少载荷降低第七十二张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲整改前整改后仪器打压不够：事例1第七十三张，PPT共八十四页，创作于2022年6月汇 报 提 纲整改后整改前结论：1、最大载荷减