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1、地面工图泵工图有杆泵抽油系统第1页/共29页功图与工况功图与工况一、理论示功图特征分析一、理论示功图特征分析1 没有弹性形变的理论示功图 如果抽油杆是刚体如果抽油杆是刚体 (受力后没有弹性受力后没有弹性伸长和缩短的物体伸长和缩短的物体)，则示功图应该是长，则示功图应该是长方形的，如下图所示。方形的，如下图所示。第2页/共29页该理论示功图的该理论示功图的特征特征：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，有可能出现类似的水能出现类似的水平、长方形的示平、长方形的示功图。功图。功图与
2、工况功图与工况a是上冲程的始点，ab线为增载线bc线为上冲程过程，是载荷不变的位移过程，c点是上冲程的死点cd线为卸载线，da线是下冲程过程，a点是下冲程死点第3页/共29页2 弹性抽油杆静载时示功图 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，因而增载过的，因而增载过程程abab和卸载过程和卸载过程cdcd都不是直上直下的，而是受力后都不是直上直下的，而是受力后伸长，卸载后缩短。这一变形过程是由于抽油杆伸伸长，卸载后缩短。这一变形过程是由于抽油杆伸长和油管缩短、抽油杆缩短和油管伸长所造成的。长和油管缩短、抽油杆缩短和油管伸长所造成的。下图是弹性抽油杆受静载时的基本示功图。下图是弹性
3、抽油杆受静载时的基本示功图。功图与工况功图与工况第4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、无其它影响，沉没压力较高时）（油层供油充分、无其它影响，沉没压力较高时）中，常见的理想示功图。中，常见的理想示功图。该示功图为光杆只受杆柱和液柱重力，泵不受外界摩擦力影响，并且假定系统的充满程度为百分之百时的理论示功图。上死点下死点冲程损失第5页/共29页功图与工况功图与工况3 （动、静载弹性形变）示功图 实际生产中抽油杆是要承受静载和动实际生产中抽油杆是要承受静载和动载的。由于抽油杆有惯性动载荷，柱塞载的。由于抽油杆
4、有惯性动载荷，柱塞在泵筒内运动时有摩擦力，液体举升过在泵筒内运动时有摩擦力，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，所以上冲程时与油管内壁有摩擦，所以上冲程时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页功图与工况功图与工况 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，就是泵工作正常。否则就是泵出现了问题。是泵出现了问题
5、。上图中所示的行程线与水平线之间的夹角上图中所示的行程线与水平线之间的夹角越大，说越大，说明动载越大，另外冲数越快，动载也越大。明动载越大，另外冲数越快，动载也越大。第7页/共29页二、标准地面示功图及生产实例二、标准地面示功图及生产实例功图与工况功图与工况1.泵工作正常泵工作正常 此图为最理想的地面此图为最理想的地面示功图示功图(无气，多水，供无气，多水，供液充足的正常示功图液充足的正常示功图)，充满系数充满系数100，特征特征为为平行。平行。对这类油井需对这类油井需加强开加强开采采，以求最大产量，发挥，以求最大产量，发挥出井筒的应有产能水平。出井筒的应有产能水平。第8页/共29页功图与工况
6、功图与工况2.供液不足供液不足 此图为油井供液不足时的地此图为油井供液不足时的地面示功图。面示功图。由于供液不足泵筒由于供液不足泵筒充不满，未能及时卸载，当活充不满，未能及时卸载，当活塞下行碰到液面时开始卸载。塞下行碰到液面时开始卸载。特征特征为上，下平行、左右平行，为上，下平行、左右平行，泵没有问题。泵没有问题。主要进行主要进行油层改造油层改造，改善供改善供液条件液条件、机抽参数机抽参数。对于泵挂。对于泵挂较深井可采取长冲程、小泵径、较深井可采取长冲程、小泵径、慢冲次；泵挂相对较浅的井，慢冲次；泵挂相对较浅的井，在井况及抽油设备允许情况下，在井况及抽油设备允许情况下，加深泵挂深度，以求得最大
7、泵加深泵挂深度，以求得最大泵效。效。第9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。原因原因系油稠，由于上、系油稠，由于上、下冲程的行程中间速度下冲程的行程中间速度较快，阻力增大所致。较快，阻力增大所致。特征特征：工图圆滑：工图圆滑 对于油稠的抽油井应对于油稠的抽油井应采取采取降粘措施降粘措施，这样有利这样有利于生产。于生产。六区14-65稠油工图第10页/共29页功图与工况功图与工况 4.4.油井出砂油井出砂 此图是柱塞受油井出砂影此图是柱塞受油井出砂影响，容易卡泵时的示功图。响，容易卡泵时的示功图。特征特征为上、下曲线没有明显的为上、下
8、曲线没有明显的“阻尼阻尼”状，而是呈状，而是呈“小牙齿小牙齿”状的不规则，不重复的示功状的不规则，不重复的示功图。图。对出砂油井，对出砂油井，一方面一方面应保应保持油井平稳生产，持油井平稳生产，减少停井次减少停井次数和时间数和时间，放套气也应平稳进，放套气也应平稳进行；行；另一方面另一方面采取采取油层防砂、油层防砂、加筛管、砂锚、对油井经常洗加筛管、砂锚、对油井经常洗井井等措施，延长了抽油设备的等措施，延长了抽油设备的使用寿命。使用寿命。实际锯齿不明显第11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征。此图为高气油比井特征。气油比越高，圆弧的曲率半径越气油比越高，
9、圆弧的曲率半径越大，则表明油套管环空内有泡沫大，则表明油套管环空内有泡沫段存在，沉没压力偏小，充满不段存在，沉没压力偏小，充满不好。好。卸载时泵筒内气体受压缩，卸载时泵筒内气体受压缩，卸载变缓，当气体压缩到一定程卸载变缓，当气体压缩到一定程度，顶开游动凡尔时完成卸载。度，顶开游动凡尔时完成卸载。对受气体影响较大的井或易对受气体影响较大的井或易发生气锁的井应发生气锁的井应尽可能加深泵挂，尽可能加深泵挂，增大泵的沉没度增大泵的沉没度，大泵径长冲程，大泵径长冲程机抽，特别是防冲距要调到最小，机抽，特别是防冲距要调到最小，尽量减小余隙体积；尽量减小余隙体积；下高效气锚下高效气锚和防气泵，合理放套气和防
10、气泵，合理放套气，控制套，控制套压生产，使之保持在较低值。压生产，使之保持在较低值。第12页/共29页功图与工况功图与工况气锁现象：气锁现象：属于气体影响的属于气体影响的特殊现象，由于气体大量进入特殊现象，由于气体大量进入泵筒，上冲程时气体膨胀，全泵筒，上冲程时气体膨胀，全部占满柱塞让出的容积，固定部占满柱塞让出的容积，固定凡尔打不开。下冲程时，气体凡尔打不开。下冲程时，气体压缩，但压力仍低于游动凡尔压缩，但压力仍低于游动凡尔上部压力，游动凡尔也打不开，上部压力，游动凡尔也打不开，柱塞运动只是对气体压缩和膨柱塞运动只是对气体压缩和膨胀，泵不排油，这种现象称为胀，泵不排油，这种现象称为“气锁气锁
11、”。解决？解决？此图为气体影响严重时发此图为气体影响严重时发生生“气锁气锁”而不出油或无沉没而不出油或无沉没压力时的示功图。压力时的示功图。第13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 此图是为泵固定阀漏失的示功图。此图是为泵固定阀漏失的示功图。下冲程开始后，固定凡尔漏失，泵内下冲程开始后，固定凡尔漏失，泵内压力不能及时升高，延缓了减载过程，压力不能及时升高，延缓了减载过程，同时游动凡尔不能及时打开，当泵内同时游动凡尔不能及时打开，当泵内液体顶开游动凡尔时减载过程结束；液体顶开游动凡尔时减载过程结束；下冲程后半冲程，由于漏失，泵内压下冲程后半冲
12、程，由于漏失，泵内压力减小，游动凡尔提前关闭，力减小，游动凡尔提前关闭，增载提增载提前前。如图。如图特征特征:为示功图左下方呈圆形缺损为示功图左下方呈圆形缺损(无无气体影响时右下角也呈圆形气体影响时右下角也呈圆形)。如果阀或阀座被严重刺坏时，不出油，如果阀或阀座被严重刺坏时，不出油，下行曲线呈图中虚线形状。下行曲线呈图中虚线形状。游动凡尔提前游动凡尔提前关闭，增载提关闭，增载提前前卸载结束点之后卸载结束点之后第14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 此图为游动阀漏失的示此图为游动阀漏失的示功图。上冲程开始后，游动功图。上冲程开始后，游动凡尔上面的液体漏失到下面，凡
13、尔上面的液体漏失到下面，使活塞下面压力下降缓慢，使活塞下面压力下降缓慢，悬点载荷不能及时上升到最悬点载荷不能及时上升到最大值，大值，加载变缓加载变缓。如图。如图特征特征为曲线左上部分有圆形为曲线左上部分有圆形缺损，有时右上角也呈圆形缺损，有时右上角也呈圆形缺损。缺损。若是游动阀或阀座被严重刺若是游动阀或阀座被严重刺坏，上部曲线则呈圆形坏，上部曲线则呈圆形(图图中虚线中虚线)形状。形状。加载变缓第15页/共29页6.3 双阀尔漏失双阀尔漏失 此图属于泵的游动阀和此图属于泵的游动阀和固定阀都发生严重漏失时固定阀都发生严重漏失时的示功图。的示功图。特征特征为上行曲线呈凸状，为上行曲线呈凸状，下行曲线
14、呈凹状，油井不下行曲线呈凹状，油井不出油，需要检泵。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针对凡尔漏失的油井，一一般的碰泵、洗井不能解决，般的碰泵、洗井不能解决，只有检换泵；但定期清洁，只有检换泵；但定期清洁，对油井除蜡除脏、洗井，对油井除蜡除脏、洗井，可以延缓检泵时间，延长可以延缓检泵时间，延长泵的使用寿命。泵的使用寿命。第16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 此图为游动阀关闭此图为游动阀关闭迟缓，明显减产的示迟缓，明显减产的示功图。功图。原因原因是泵的游动阀与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。特征特征为图形在上位置
15、为图形在上位置呈方形缺损。呈方形缺损。第17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 此图表明柱塞在上此图表明柱塞在上行过程中脱出工作筒，行过程中脱出工作筒，驴头未到上死点突然卸驴头未到上死点突然卸载；需要载；需要下放光杆下放光杆，对对小防冲距小防冲距。此类油井在功图算此类油井在功图算产时误差较大，主要因产时误差较大，主要因为漏失量难以确定，计为漏失量难以确定，计算结果比真实产液量偏算结果比真实产液量偏高。高。突然卸载第18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处柱塞在下冲程近
16、下死点处发生硬性碰泵的示功图。发生硬性碰泵的示功图。对于这类井应该及时对于这类井应该及时停抽，停抽，重对防冲距重对防冲距，避免，避免长时间碰泵而撞掉泵筒发长时间碰泵而撞掉泵筒发生落井事故。生落井事故。上上 下碰泵的油井计量结果下碰泵的油井计量结果也会存在误差。因为碰泵也会存在误差。因为碰泵过程中会有漏失产生。过程中会有漏失产生。第19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：功图在上死点位置处图形特征：功图在上死点位置处有一个有一个向下耷拉的向下耷拉的“小尾巴小尾巴”。成因：成因：在上冲程中，由于井口装在上冲程中，由于井口装置、井口、光杆不对中，或者光置、井口、光杆
17、不对中，或者光杆过长（碰到驴头），就容易在杆过长（碰到驴头），就容易在靠近上死点的位置处，光杆受到靠近上死点的位置处，光杆受到一个额外的侧向力，在功图上得一个额外的侧向力，在功图上得到明显的反应，在上死点位置出到明显的反应，在上死点位置出现一个向下耷拉的现一个向下耷拉的“小尾巴小尾巴”。管理：管理：做到管、杆、井口对中、做到管、杆、井口对中、同心，选用合适长度的光杆，避同心，选用合适长度的光杆，避免光杆打驴头。免光杆打驴头。第20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。特征特征为上，下冲程为上，下冲程的曲线呈不规则
18、的的曲线呈不规则的“犬牙齿犬牙齿”状。即状。即工图肥大。工图肥大。管理：管理：对油井进行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13-283热洗前工图明显肥大第21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此图为抽油杆断或脱时示此图为抽油杆断或脱时示功图功图若断脱发生在若断脱发生在柱塞附近柱塞附近，或是柱塞脱扣或是柱塞脱扣、阀球球罩阀球球罩断落，图形位于杆重载断落，图形位于杆重载荷线位置（荷线位置（杆断位置越杆断位置越高图形越靠下高图形越靠下）若断脱发生在若断脱发生在光杆附近光杆附近，图形接近于水平坐标线。图形接近于水平坐标
19、线。及时修井作业及时修井作业2月初我区13-375量油不出，通过工图判断杆上部断脱第22页/共29页功图与工况功图与工况13-406工图显示油管严重漏失11.油管漏示工图油管漏示工图 此图为油管螺纹漏此图为油管螺纹漏失失(螺纹漏油或是油管螺纹漏油或是油管被严重腐蚀而漏油被严重腐蚀而漏油)时时的示功图。的示功图。特征，特征，不不能达到最大载荷。能达到最大载荷。油井严重减产或不油井严重减产或不出油，抽油机停抽时出油，抽油机停抽时间越长，图形上下平间越长，图形上下平行线距离变小行线距离变小(面积缩面积缩小，载荷减少小，载荷减少)。解决？解决？第23页/共29页功图与工况功图与工况12.连抽带喷连抽带
20、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。特征特征为近于水平状，很少为近于水平状，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(有增载和有增载和卸载特征，若断脱时图形卸载特征，若断脱时图形呈尖角而无平行，实际工呈尖角而无平行，实际工图较难区分，一般结合其图较难区分，一般结合其他条件判断他条件判断)，喷势较大的，喷势较大的井，两端还有圆形面积。井，两端还有圆形面积。管理：管理：加强开采措施，加强开采措施，采采取长冲程，较大泵径，合取长冲程，较大泵径，合理冲次机抽。理冲次机抽。第24页/共29页功图与工况功图与工况13.柱塞遇卡（卡在工作筒）柱塞遇卡（
21、卡在工作筒）此图为斜形向上的此图为斜形向上的“黄瓜状黄瓜状示功图，属于柱塞卡死示功图，属于柱塞卡死在泵筒内不动，上、下冲在泵筒内不动，上、下冲程只是拉伸杆柱。程只是拉伸杆柱。附：附：在实际现场中，功图一般是在实际现场中，功图一般是两条不同斜率直线相交状。两条不同斜率直线相交状。及时修井作业及时修井作业第25页/共29页功图与工况功图与工况14.柱塞与泵筒间隙柱塞与泵筒间隙过大过大 此图是柱塞与缸套此图是柱塞与缸套之间的间隙磨大后之间的间隙磨大后所测的示功图。所测的示功图。特征特征是在上冲程运是在上冲程运动时曲线产生动时曲线产生“斜斜下下”现象。现象。功图算产结果偏大功图算产结果偏大.该井需要该井需要作业换泵作业换泵。第26页/共29页功图与工况功图与工况15.游动阀尔卡住常游动阀尔卡住常开、柱塞未进工开、柱塞未进工作筒作筒此图为游动阀球卡死，张此图为游动阀球卡死，张开着，或是修井作业时开着，或是修井作业时柱塞没有下入泵筒，相柱塞没有下入泵筒，相当于抽油杆上下往复运当于抽油杆上下往复运动，均为不出油。动，均为不出油。对于该类示功图的井，对于该类示功图的井，必必须及时作业换泵。须及时作业换泵。抽油杆下部断脱油管严重漏失游动凡尔卡住常开第27页/共29页第28页/共29页谢谢您的观看！第29页/共29页