抽油泵工况分析课件

抽油泵工況分析

抽油泵工作狀況的好壞，直接影響抽油井的系統效率，因此，需要經常進行分析，以採取相應的措施。

分析依據：地面實測示功圖。示功圖：懸點載荷同懸點位移之間的關係曲線圖，它實際上直接反映的是光杆的工作情況，因此又稱為光杆示功圖或地面示功圖。實際井將受泵製造品質、安裝品質，以及砂、蠟、水、氣、稠油和腐蝕等多種因素的影響，所以，實測示功圖的形狀很不規則，需對照理論示功圖分析。

一、理論示功圖分析

1.靜載荷作用的理論示功圖

繪製步驟：1）計算，，λ；2）利用力比，減程比，折算W，λ，Sp；3）繪圖。靜載荷作用的理論示功圖為一平行四邊形。ABC為上衝程靜載變化線:A：下死點，靜載Wrl,

開關，關。AB：加載線，加載過程，關，關。B：加載完畢，，關，關開。BC：吸入過程，BC=Sp，關，開。C：上死點。上衝程遊動閥固定閥CDA為下衝程靜載變化線：C：上死點，靜載，關，開關；CD：卸載線，卸載過程，關，關；D：卸載完畢，，關開，關；DA：排出過程，DA=Sp,開，關（相對位移）；A：下死點。下衝程遊動閥固定閥*若不計杆管彈性，靜載作用下理論示功圖為矩形。2.慣性和振動載荷作用的理論示功圖

（1）慣性載荷前半：由大變小的向下的慣性力，（加載）；後半：由小變大的向上的慣性力，（減載）；上衝程前半：由大變小的向上的慣性力，（減載）；後半：由小變大的向下的慣性力，（加載）；下衝程（2）振動載荷疊加在四邊形A’B’C’D’上。振動發生在粘性液體中，為阻尼振動，逐漸減弱。另外，由於振動載荷的方向具有對稱性，反映在示功圖上的振動載荷也是按上、下衝程對稱的。

3.氣體影響下的理論示功圖由於氣體很容易被壓縮，表現在示功圖上便是加載和卸載緩慢。呈現明顯的“刀把”形。原因：在下衝程末餘隙內還殘存一定數量的溶解氣，上衝程開始後泵內的壓力因氣體膨脹而不能很快降低，使吸入閥打開滯後(B’點)、加載緩慢。下衝程由於氣體受壓縮，泵內壓力不能迅速提高，排出閥打開滯後(D’點)，因此使得卸載變得緩慢(CD’)。

氣體影響使泵效降低值為：充不滿的示功圖（供液不足，稠油）：下衝程開始卸載緩慢，只有活塞遇液面後才開始快速卸載。

4.漏失影響下的理論示功圖

漏失的影響與漏失程度、運動過程以及抽汲速度有關。即：漏失越嚴重，對示功圖影響越大；（1）排出部分漏失（只發生在上衝程）

1）上衝程：排除閥座封不嚴，活塞與襯套間隙，使活塞上部液體漏到活塞下部的工作筒內，漏失量歲泵內壓力的減少而增大，因漏失液體對活塞有向上的“頂托”作用，所以懸點載荷不能及時上升到最大值（油BB’）,使加載緩慢。

2）上後半衝程：活塞上行速度減慢，在（C’點），又出現了漏失液體的“頂托”作用，使懸點負荷提前卸載，到上死點時，懸點載荷已降至C’’點。有效行程,3)當漏失量很大時，由於漏失液體對活塞的“頂托”作用很大，上衝程載荷遠低於最大載荷AC’’，使吸入閥始終關閉，泵排量為0。（2）吸入部分漏失（只發生在下衝程）下衝程開始後，由於吸入閥漏失使泵內壓力不能及時提高，延緩了卸載過程，同時，使排出閥不能及時打開。吸入部分漏失造成排出閥打開滯後（DD’）和提前關閉（A’A），活塞的有效排出衝程：

二、典型示功圖分析

典型示功圖是指某一因素影響十分明顯，示功圖的形狀反映了該因素影響的基本特徵。儘管實際情況很複雜，但總是存在一個最主要因素，因此可根據示功圖判斷泵的工作狀況。

三、抽油井電腦診斷技術（自學）

抽油井電腦診斷技術是將實測地面示功圖利用數學的方法，借助於電腦求出抽油杆柱任一截面上的載荷與位移，同時繪出井下抽油泵的示功圖，以此判斷並分析抽油泵乃致整個抽油設備的工作狀況。

1.診斷技術的理論基礎

把抽油杆柱作為一根井下動態的傳導線，其下端的泵作用為發送器，上端的動力儀作為接收器。井下泵的工作狀況以應力波的形式沿抽油杆柱以聲波速度傳遞到地面。把地面記錄的資料經過數據處理，就可定量地推斷泵的工作情況。應力波在抽油杆柱中的傳播過程可用帶阻尼的波動方程來描述2．診斷技術的應用

把地面示功圖數據用電腦進行數字處理後，由於消除了抽油杆柱的變形和粘滯阻力以及振動和慣性的影響，將會得到形狀簡單而又能真實反映泵工作狀況的井下示功圖。(a)表明理想情況下(油管錨定、無氣體影響和漏失等)泵的示功圖為一矩形，長邊為活塞衝程，短邊為液體載荷。(b)為一平行四邊形