深井泵工作狀況的實測示功圖分析

1繪制圖形模板測量的圖像受到幾個因素的影響，形狀會不斷變化。為了解釋清楚的圖形，有必要構建一系列圖形模型。一個示功圖是否正常,不能只看它是否為平行四邊形,而要考慮到各種復雜因素,對示功圖的影響。1.1沖次快速下的抽油桿柱式圖1是在泵掛較小、沖次較慢的油井上測得的,是典型的工作正常的示功圖,這類圖形的共同點是和理論示功圖的差異不大,均為一近似的平行四邊形。但隨著泵掛的加深,沖次的加快,抽油桿柱受到了較大的慣性力的影響、力在抽油桿柱中傳遞滯后的影響以及設備振動的影響使得圖形波動和偏轉的愈加嚴重,如圖2所示。將示功圖的增載起始點、終止點、卸載起始點、終止點用四條直線相連后發(fā)現,增載線與卸載線基本平行,上行線、下行線雖為曲線,但相應的兩條連線也是相互平行的,且有沖程損失,這就是正常示功圖的特征。1.2最大負荷線、下負荷線粘度的概念從現場發(fā)現,影響示功圖形狀變化的因素是多方面的,其中原油粘度是一個十分重要的因素。它造成上負荷線高于最大理論負荷線、下負荷線低于最小理論負荷線;粘度增大使得凡爾開關比正常時滯后,凡爾不嚴密,有一定漏失,圖形四個角變圓滑,如圖3所示。1.3測量方法的影響通常人們把示功圖面積的大小,作為抽油泵是否正常的主要依據,但是通過統計及理論分析,這一觀點是片面的。慣性載荷、振動載荷都會使示功圖面積減小,如圖4。示功圖坐標系減程比、力比的變化,也會導致示功圖面積的變化。在減程比較大、力比較小時,示功圖會變短變寬;在減程比較小、力比較大時示功圖會變長變窄。如圖4、圖5所示。2供液不足、氣體影響示功圖型一般情況下,生產正常、油管漏示功圖形狀為四邊形;供液不足、氣體影響示功圖形狀為刀把形;雙凡爾漏失示功圖形狀為橢圓形;抽油桿斷脫示功圖形狀為窄條形。但是,如果按照這樣的定論去分析,也就容易出現失誤。2.1斷脫時四邊形示功圖的形成油管掛漏失,雙公短節(jié)漏失是油管漏失的特殊形式,只是在油管最頂部的漏失,示功圖和電流顯示與油管漏完全相同。它們二者的區(qū)別主要是油管漏的井,在打開回壓閥門后,會聽到油返回井內,而油管掛、雙公短節(jié)漏失,在打開回壓閥門后,會有油從套管閥門刺出。斷脫時四邊形示功圖是如何形成的,需要從示功圖的減程比及力比的變化來解釋。把一個斷脫示功圖,放在兩個減程比、力比不同的示功圖坐標系中,會得出不同的圖形,在減程比較小,力比較大的坐標系中,會得到一個窄條狀示功圖;而在減程比相對較大,力比相對較小的坐標系中,會得到一個較寬的四邊形示功圖。通過分析,發(fā)現斷脫示功圖有六個顯著的特征:①示功圖無沖程損失;②動態(tài)上表現為突然不出液;③光桿發(fā)熱;④井口憋不起壓力;⑤與正常時相比電流變化明顯,上部斷脫時上行電流、下行電流同時增大,下部斷脫時上行電流減小、下行電流增大;⑥最大、最小載荷與正常相比明顯減小。如圖6所示的是斷脫示功圖。2.2篩管堵致煤質桿柱延遲卸壓刀把狀示功圖僅從圖形上看,容易判斷為供液不足或氣體影響,但是篩管堵、活塞碰泵嚴重也會出現刀把狀示功圖。篩管堵出現刀把狀示功圖的原理是:篩管堵塞后,井液不能順利進入到泵筒內,使泵的充滿度降低,致使抽油桿柱延時卸載。篩管堵與供液不足的主要區(qū)別是:篩管堵時產液量逐漸下降,動液面逐漸上升,沉沒度大;供液不足時產液量一直較低,動液面深,沉沒度小。圖7就是篩管堵的示功圖,該井洗井后,恢復正常生產,避免了無功作業(yè)?；钊霰脟乐?出現刀把狀示功圖的成因是活塞猛烈的撞擊固定凡爾,使得固定凡爾與泵筒底部絲扣處漏失嚴重,當活塞下行時,泵筒內的液體就會從絲扣處漏失,使抽油桿柱不能及時卸載,只是運行至下死點時,活塞撞擊固定凡爾時,才突然卸載。圖8所示就是活塞碰泵嚴重的示功圖,在檢泵中得了證實。由于判斷準確避免了誤判為篩管堵,節(jié)約了洗井費用。2.3抽油桿斷脫及斷脫特點橢圓形示功圖通常會判斷為雙凡爾漏,但抽油桿底部斷脫,油管漏也會出現橢圓形示功圖。有些井含水較低,在抽油桿斷脫后,井筒中井液溫度下降,粘度增大,抽油桿柱的運動就會受到較大的阻力,抽油桿柱會有一定的伸縮,尤其是泵掛深度大,且底部斷脫時,示功圖更接近橢圓形。這種示功圖實際上是肥胖形的斷脫示功圖。抽油桿斷脫與雙凡爾漏的主要區(qū)別是在動態(tài)上,雙凡爾漏的動態(tài)表現為:產液量逐漸下降,示功圖逐漸變?yōu)闄E圓形,動液面緩慢上升。斷脫的動態(tài)表現為:突然不出液、示功圖突然成為橢圓形,動液面突然上升。如圖9所示。2.4過流和走過井窄條狀示功圖人們常常把它當作斷脫示功圖,但窄條狀示功圖是最為復雜的,在實踐中發(fā)現油管下部嚴重漏失,游動凡爾漏失,固定凡爾漏失,雙凡爾漏失、油管掉落也會出現窄條狀示功圖。分析窄條狀示功圖時,習慣地采用載荷比較的方法,但在有些井上由于稠油影響以及傳感器零點的飄移,示功圖的最大載荷,最小載荷,已經與理論載荷不具有可比性,如果不能認識到這一點,會使分析走入歧途,但在大部分井上,仍有參考價值。由于油管下部漏失嚴重,活塞以上液柱降低,使得示功圖上行線降低,示功圖呈窄條狀,但在示功圖上仍有一個顯著的特征,就是有傾斜的增載線,有沖程損失。另外現場的現象是打開回壓閥門后會聽到油流返入井內。如圖10所示。油管掉落的示功圖與抽油桿斷脫的示功圖完全一樣,但在打開回壓閥門后,斷脫井不會有油流返回井內,而油管掉落的井,打開回壓閥門后,會有大量的油流返回井內。游動凡爾漏、固定凡爾漏在生產動態(tài)上表現為產液量逐漸下降,動液面緩慢上升,井口憋壓壓力上升緩慢,停抽后壓力可以穩(wěn)住。圖11所示的就是游動凡爾漏的示功圖。3經濟效