抽油机井典型示功图分析.docx

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抽油机井典型示功图分析

抽油机井典型示功图分析

学习目的：

抽油机井典型示功图是采油技术人员在多年的生产实践中总结出来的，大多数具有一定的特征，一看就可直接定性的示功图。

把这些具有典型图形特征的例子作为生产现场初步判断抽油机井泵况的参考依据，也是综合分析实测示功图的第一步。

通过对本节的学习，使分析者能以此为参考，对具有典型特征的示功图做出准确的定性判断。

一、准备工作

1、准备具有典型特征的示功图若干；

2、纸，笔，尺，计算器。

二、操作步骤

1、把给定的示功图逐一过一遍，按所理解的先初步给示功图定性定类。

第一类：

图形较大，除去某一个角外就近似于平行四边形的示功图——即抽油泵是在工作的示功图；

第二类是图形上下幅度很小，两侧较尖的示功图——即抽油泵基本不工作的示功图；

第三类示功图：

特征不明显的示功图——即最难直接定性的示功图。

2、按定类详细分析判断。

三、实测示功图分析解释

为了便于分析，我们先从图形受单一因素影响的典型示功图着手。

所谓典型示功图：

就是指某一个因素的影响十分明显，其形状代表了该因素影响下示功图的基本特征。

然后把典型示功图与实测示功图对比分析，以阐明分析方法和各类图形的特征。

最后提出相应的整改措施。

用对比相面法把实测示功图与理论示功图形状进行对比，看图形变化，分析泵的工作状况。

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，使泵的生产能力与油层供油能力基本相适应。

其图形特点：

接近理论示功图，近似的平行四边形。

这类井其泵效一般在60%以上。

图中虚线是人为根据油井抽汲参数绘制的理论负载线，上边一条为最大理论负载线，下边一条为最小理论负载线。

现场常常把增载线和减载线省略了。

2、惯性载荷影响的示功图

在惯性载荷的作用下，示功图不仅扭转了一个角度，而且冲程损失减少了，有利于提高泵效。

示功图基本上与理论示功图形状相符。

影响的原因是：

由于下泵深度大，光杆负荷大，抽汲速度快等原因在抽油过程中产生较大的惯性载荷。

在上冲程时，因惯性力向下，悬点载荷受惯性影响很大，下死点A上升到A′，AA′即是惯性力的影响增加的悬点载荷，直到B′点才增载完毕；在下冲程时因惯性力向上使悬点载荷减小，下死点由C降低到C′，直到D′才卸载完毕。

这样一来使整个示功图较理论示功图沿顺时针方向偏转一个角度，活塞冲程由S活增大到S′活，实际上，惯性载荷的存在将增加最大载荷和减少最小载荷，从而使抽油杆受力条件变坏，容易引起抽油杆折断现象。

整改措施：

1、减小泵挂深度，以减轻光杆负荷。

2、降低抽油机的抽汲参数，减小惯性力。

3、振动载荷影响的示功图

分析理论示功图可知，液柱载荷是周期性作用在活塞上。

当上冲程变化结束后，液体由静止到运动，液柱的载荷突然作用于抽油杆下端，于是引起抽油杆柱的振动。

在下冲程，由于抽油杆柱突然卸载也会发生类似现象。

振动载荷的影响是由抽油机抽汲参数过快，使抽油杆柱突然发生载荷变化而引起的振动，而使载荷线发生波动。

整改措施：

降低抽油机的抽汲参数，减小惯性力。

4、泵受气体影响的示功图

由于在下冲程末余隙容积内还残存一定数量的气体，上冲程开始后，泵内压力因气体膨胀而不能很快降低，使固定凡尔打开滞后，增载变慢，下冲程时气体受压缩，泵内压力不能迅速提高，使游动凡尔打开滞后，卸载变慢。

其图形特点：

卸载线过程缓慢，卸载线CDˊ向右下方变曲的弧线，增载过程也变慢，增载线较理论的增载线平缓。

DDˊ线越长，泵受气体影响越严重。

如果油井气体严重时会发生气锁现象，此时，油井不出油，只出气。

受气体影响的示功图其形状常常发生变化的，对这类井测试示功图时，要测一个周期的示功图。

这样，便于准确分析泵工作状况。

整改措施：

1、下气锚。

2、加深泵挂深度。

3、安装套管放气凡尔。

5、阀漏失影响的示功图

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，将分别进行讨论。

（1）游动阀漏失时，图形特点：

上冲程开始时，活塞下面的压力降低，活塞两端产生压差，活塞上面的液体漏到活塞下面的工作筒内，由于漏失到活塞下部的液体向上的顶托，使活塞下部压力下降缓慢，悬点载荷不能及时上升到最大值，增载线向后延伸比正常较平缓。

如图所示。

随着悬点运动速度加快，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，如图中Bˊ点，此时吸入阀打开液体进入泵筒。

当活塞上行到后半冲程，活塞上行速度逐渐减慢，当其小于液体漏失速度时，又出现漏失液体的顶托作用使悬点提前卸载，活塞下部工作筒内的压力增加，固定阀关闭，活塞到达上死点，悬点载荷降至C〞点。

这样Bˊ点为吸入阀打开点，C′点为吸入阀关闭点。

a．增载线的倾角比泵工作正常时小，则角DABˊ小于DAB，漏失量越大，角DABˊ越小于DAB。

漏失量越多，Bˊ点和C′点越靠近，图的左下角变的越尖，右上角变的越圆滑。

b.左上角和右上角圆滑，漏失量越大，其圆滑程度越厉害。

c.卸载线比增载线陡。

当漏失严重时，吸入阀始终打不开，油井不出油，上负荷线向下负荷线靠近，如图，当排出部分失效时，上负荷线靠近下理论负荷线。

当漏失量很大时，由于漏失液体对活塞的顶托作用很大，上冲程载荷远低于最大载荷，固定凡尔始终关闭，泵的排量为零。

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；游动凡尔漏失的示功图形状特点是左下尖、右上圆，漏失越大增载线的倾角越小。

整改措施：

1、对油井进行热洗。

2、碰泵。

3、如果凡尔严重磨损时作业换泵。

（2）固定阀漏失时，图形特点：

下冲程开始后，由于吸入阀漏失，使泵内压力不能及时升高，泵腔内的液体从固定凡尔不严处漏到井内，延缓了减载过程，同时也使排出阀不能及时打开，当活塞速度大于漏失速度，泵内压力上升到足以把游动凡尔顶开时，减载过程结束。

在下冲程的后半冲程，因活塞移动速度减小，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点，悬点载荷上升，到达下死点时，悬点载荷已增载加到A〞。

a.卸载线的倾角比泵工作正常时小，则角BCDˊ小于角BCD。

b.左下角和右下角圆滑，漏失量越大，其圆滑程度越厉害。

c.增载线比卸载线陡。

当吸入部分完全失效时，游动凡尔一直打不开，悬点不减载，下负荷线靠近上理论负荷线。

吸入部分漏失示功图的特点是：

卸载线倾角要比正常小，示功图右上尖、左下圆，增载线比卸载线陡。

整改措施：

1、对油井进行热洗。

2、碰泵。

3、如果凡尔严重磨损时作业换泵。

（3）游动阀和固定阀同时存在漏失，图形特点：

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。

因此，示功图的两端呈椭圆形。

整改措施：

1、对油井进行热洗。

2、碰泵。

3、如果凡尔严重磨损时作业换泵。

6、油管漏失影响的示功图

油管漏失不是深井泵装置本身造成的，所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。

如果漏失严重时，导致油井不出油。

如果漏失位置处于距井口较深时，示功图的最大负荷要低于最大理论负荷线。

整改措施：

作业更换漏失的油管。

7、油井连抽带喷影响的示功图

具有一定自喷能力的油井，抽油实际上只起诱喷作用，在抽油过程中，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。

连抽带喷的示功图特点：

图形大多数为一长条形，处在最大和最小理论负荷线之间。

示功图的位置和载荷的变化大小取决于喷势的强弱及抽汲液体的粘度。

在整个的抽吸过程中，游动阀和固定阀都处于关闭不严的状态，液柱载荷不能全部加到驴头上。

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，所测得的示功图可能低于最小理论负荷线。

整改措施：

1、调大冲程，冲数调到最佳状态。

2、换大排量抽油泵。

8、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重量，只是由于摩擦力的存在，才使上下载荷不重合。

抽油杆发生断脱时示功图的特点：

示功图的形状为水平或倾斜的条形状，而图形的位置取决于抽油杆断脱的位置。

断脱的位置越深，其图形位置越接近最小理论负荷线，图形同连抽带喷的示功图相似，在分析时要结合产量等其它油井资料，综合分析考虑。

带喷井泵效高、产量大，而抽油杆发生断脱时油井不出油。

抽油杆断脱的位置越高，示功图越接近基线。

整改措施：

1、对抽油杆上部脱扣的进行对扣。

2、油井作业。

9、活塞脱出泵工作筒的示功图

对于上冲程中活塞全部脱出泵筒，其示功图的特点：

当活塞开始部分脱出泵筒时，活塞与泵筒套接触工作面长度已经减少，活塞以上的液体已从活塞与泵套间隙中漏失到活塞以下。

因此，驴头负荷逐渐卸载，以A点开始。

最后活塞全部脱出泵工作筒，驴头载荷亦随之急剧下降，引起抽油杆的强烈振动，卸载线呈不规则波浪曲线。

整改措施：

重新对防冲距。

10、防冲距过小的示功图

由于防冲距过小，在抽油机运行到接近下死点位置时，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。

整改措施：

将泵的活塞落到底部，重新对防冲距。

11、活塞遇卡的示功图

管式泵的活塞被卡在泵筒中的示功图。

其图形特点为：

上冲程中悬点负荷一直增加，大大超过最大理论负荷线。

因活塞被卡，抽油杆柱被卡伸长。

下冲程时，先是抽油杆柱恢复弹性变形，后抽油杆柱又被压缩而发生弯曲，其悬点载荷随下冲程一直下降，最小负荷接近基线。

整改措施：

抽油井进行作业。

12、供液不足泵筒未充满的示功图

由于供液能力不足，沉没度太小，在抽吸过程中液体不能充满泵筒。

上冲程时，吸入的液体未能将工作筒充满，当液体中含气量很少时，其特点是：

下冲程开始后的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，使减载线变陡，所以供液不足的示功图特点呈手枪式。

当冲程、冲次大，活塞下行速度快，由于活塞撞击液面而发生的冲击载荷，使图形下冲程中呈波浪形状而使示功图变形的很厉害。

整改措施：

1、调小冲程、冲数。

2、加深泵挂深度或泵吸入口深度。

3、换小排量的抽油泵。

4、增强地层压力，提高注入剂数量。

13、油井结蜡的示功图

油井结蜡可造成游动阀和固定阀关闭不严、失灵、甚至堵塞油管的油流通道，严重时，油管被堵，造成油井不出油、抽油杆柱断脱等问题。

图1：

某油井油管被堵死，不出油时实测的示功图。

图形特点：

增载线和卸载线直上直下，图形肥大，大大越出最大和最小理论负荷线。

图2：

某油井正常生产时所测的示功图，图3：

某油井受结蜡影响后所测的示功图，图4：

某油井结蜡严重导致抽油杆柱底部发生断脱后实测的示功图。

整改措施：

1、对抽油井进行热洗。

2、断脱进行作业。

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线均超过理论负荷线，图形变得肥胖，它与油井结蜡的图形相似。

但是这类图形其上、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。

整改措施：

1、掺轻油；2、替入热液；3、掺热水；4、乳化降粘。

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，每个图的尖锋位置是变化的，油井仍能出油。

由于井下抽油泵工作条件比较复杂，所测示功图往往受各种因素的影响而复杂化，在解释示功图时必须全面了解油井情况，综合有关油井生产资料，才能对抽油泵工作的不正常原因做出正确的判断。

整改措施：

1、油井下砂锚防砂。

2、