1、典型示功圖分析,示功圖的定義,典型示功圖的定義,抽油機(jī)井典型示功圖是指在理論示功圖的基礎(chǔ)上，只考慮某一因素影響下的載荷隨位移的變化關(guān)系曲線。,1、泵工作正常的示功圖,特點(diǎn)：近似平行四邊形,有振動(dòng)載荷影響時(shí)：近似平行四邊形，上下載荷線為逐漸減弱的波浪線。,考慮慣性載荷時(shí)，是把慣性載荷疊加在靜載荷上。,示功圖特點(diǎn)：平行四邊形會(huì)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，慣性力越大，旋轉(zhuǎn)角度越大，沖程損失越大。,形成原因： 慣性載荷在上沖程前半沖程增加懸點(diǎn)載荷，后半沖程減小懸點(diǎn)載荷。 在下沖程前半沖程減小懸點(diǎn)載荷，后半沖程增加懸點(diǎn)載荷。,1、泵工作正常的示功圖,2、氣體影響示功圖,P,S,A,B,D,由于在下沖程末余隙內(nèi)還

2、殘存一定數(shù)量的溶解氣和壓縮氣，上沖程開始后泵內(nèi)壓力因氣體的膨脹而不能很快降低，加載變慢，使吸入閥打開滯后（B點(diǎn)）,C,殘存的氣量越多，泵口壓力越低，則吸入閥打開滯后的越多，即B B線越長。,B C 線為上沖程柱塞有效沖程。,o,P,S,A,B,D,下沖程時(shí)，氣體受壓縮，泵內(nèi)壓力不能迅速提高，卸載變慢，使排出閥滯后打開（ 圖中D 點(diǎn)）。,B,C,泵的余隙越大，進(jìn)入泵內(nèi)的氣量越多，則DD 線越長。,D A線為下沖程柱塞有效沖程。,o,特點(diǎn)：增載、卸載緩慢,2、氣體影響示功圖,而當(dāng)進(jìn)泵氣量很大而沉沒壓力很低時(shí)，泵內(nèi)氣體處于反復(fù)壓縮和膨脹狀態(tài)，吸入和排出閥處于關(guān)閉狀態(tài)，出現(xiàn)“氣鎖”現(xiàn)象。如圖中點(diǎn)畫線所

3、示：,P,S,A,B,D,B,C,o,采取措施：合理控制套管氣；加深泵掛；加裝防氣裝置；減小防沖距，縮小余隙容積。,2、氣體影響示功圖,氣體使泵效降低的數(shù)值可使用下式近似計(jì)算:,充滿系數(shù):,式中：S光桿沖程,P,S,A,B,D,B ,C,o,2、氣體影響示功圖,3、充不滿影響的示功圖,P,S,A,B,D,當(dāng)沉沒度過小或供液不足使液體不能充滿工作筒時(shí)，均會(huì)影響示功圖的形狀。,C,特點(diǎn)：卸載線平行左移，液面越低，左移距離越大。,下沖程由于泵筒中液體充不滿，懸點(diǎn)載荷不能立即減小，只有當(dāng)柱塞遇到液面時(shí)，才迅速卸載，卸載線與增載線平行，卸載點(diǎn)較理論示功圖卸載點(diǎn)左移（如圖中D 點(diǎn)）,o,1,充不滿程度越嚴(yán)

4、重，則卸載線越往左移。（如右圖2、3所示）,有時(shí)，當(dāng)柱塞碰到液面時(shí)，產(chǎn)生振動(dòng)，最小載荷線會(huì)出現(xiàn)波浪線。,1,2,3,P,S,A,B,D,C,o,措施：加深泵掛；采取合理的抽汲措施；調(diào)整對應(yīng)注水井注水量；采取壓裂、酸化等增產(chǎn)措施；采取間歇抽油方式。,3、充不滿影響的示功圖,4、漏失影響的示功圖,P,S,A,B,D,（1）排出部分漏失,C,上沖程時(shí)，泵內(nèi)壓力降低，柱塞兩端產(chǎn)生壓差，使柱塞上面的液體經(jīng)過排出部分的不嚴(yán)密處（閥及柱塞與襯套的間隙）漏到柱塞下部的工作筒內(nèi)，漏失速度隨柱塞下面壓力的減小而增大。由于漏失到柱塞下面的液體有向上的“頂托”作用，懸點(diǎn)載荷不能及時(shí)上升到最大值，使加載緩慢。,o,P,

5、S,A,B,D,（1）排出部分漏失,C,隨著懸點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的加快，“頂托”作用相對減小，直到柱塞上行速度大于漏失速度的瞬間，懸點(diǎn)載荷達(dá)到最大載荷（如圖中B點(diǎn)）,o,4、漏失影響的示功圖,當(dāng)柱塞繼續(xù)上行到后半沖程時(shí)，因柱塞上行速度又逐漸減慢，在柱塞速度小于漏失速度瞬間（如圖中C點(diǎn)），又出現(xiàn)了液體的“頂托”作用，使懸點(diǎn)負(fù)荷提前卸載。,到上死點(diǎn)時(shí)懸點(diǎn)載荷已降至C點(diǎn)。,（1）排出部分漏失,P,A,B,D,C,S,下沖程，排出部分漏失不影響泵的工作。因此，示功圖形狀與理論示功圖相似。,D,o,4、漏失影響的示功圖,由于排出部分漏失的影響，吸入閥在B點(diǎn)才打開，滯后了BB這樣一段柱塞沖程；,漏失量越大， BC線越

6、短。,P,A,B,D,C,S,（1）排出部分漏失,而在接近上死點(diǎn)時(shí)又在C點(diǎn)提前關(guān)閉。這樣柱塞的有效吸入行程為BC。,在此情況下的泵效:,D,o,4、漏失影響的示功圖,當(dāng)漏失量很大時(shí)，由于漏失液對柱塞的“頂托”作用很大，上沖程載荷遠(yuǎn)低于最大載荷，如圖中AC所示，吸入閥始終是關(guān)閉的，泵的排量等于零。,（1）排出部分漏失,P,A,B,D,C,S,D,o,特點(diǎn)：卸載提前，增載緩慢。左下角變尖，右上角變圓，為一向上的拱形。,4、漏失影響的示功圖,4、漏失影響的示功圖,（2）吸入部分漏失,P,S,A,B,D,C,下沖程開始后，由于吸入閥漏失，泵內(nèi)壓力不能及時(shí)提高而延緩了卸載過程，使排出閥不能及時(shí)打開。只有

7、當(dāng)柱塞速度大于漏失速度后，泵內(nèi)壓力提高到大于液柱壓力，將排出閥打開而卸去液柱載荷（如圖中D 點(diǎn)） 。,懸點(diǎn)以最小載荷繼續(xù)下行，直到柱塞下行速度小于漏失速度的瞬間 （如圖中A 點(diǎn)） 。,o,4、漏失影響的示功圖,泵內(nèi)壓力降低使排出閥提前關(guān)閉，懸點(diǎn)提前加載,到達(dá)下死點(diǎn)時(shí)，懸點(diǎn)載荷已增加到 A。,（2）吸入部分漏失,P,S,A,B,D,C,上沖程，吸入部分漏失不影響泵的工作，示功圖形狀與理論示功圖形狀相近。,O,特點(diǎn)：增載提前，卸載緩慢。右上角變尖，左下角變圓，為一向下的拱形。,4、漏失影響的示功圖,4、漏失影響的示功圖,（2）吸入部分漏失,P,S,A,B,D,C,由于吸入部分的漏失而造成排出閥打開

8、滯后(DD )和提前關(guān)閉（AA）。,活塞的有效排出沖程為D A 。,o,S光,在此情況下的泵效計(jì)算公式為：,（2）吸入部分漏失,當(dāng)吸入閥嚴(yán)重漏失時(shí)，排出閥一直不能打開，懸點(diǎn)不能卸載。示功圖位于最大理論載荷線附近。由于摩擦力的存在，示功圖成條帶狀（如右圖所示）。,4、漏失影響的示功圖,（3）雙凡爾漏失的示功圖,雙凡爾漏失即吸入部分與排出部分同時(shí)漏失，它的示功圖是吸入部分與排出部分分別漏失時(shí)的示功圖疊加，近似于橢圓形，位于最大理論載荷線和最小理論載荷線之間。,特點(diǎn)：四角圓滑，兩頭尖。,4、漏失影響的示功圖,（4）油管漏失的示功圖,油管漏失不是泵本身的問題，所以示功圖形狀與理論示功圖形狀相近，只是由

9、于進(jìn)入油管的液體會(huì)從漏失處漏入油管、套管的環(huán)形空間，使作用于懸點(diǎn)上的液柱載荷減小，不能達(dá)到最大理論載荷值，(如右圖所示）。,S,措施：熱洗；碰泵；作業(yè)檢管、檢泵,4、漏失影響的示功圖,（4）油管漏失的示功圖,h,P,S,A,B,D,C,o,4、漏失影響的示功圖,5、抽油桿斷脫影響的示功圖,抽油桿斷脫后的懸點(diǎn)載荷實(shí)際上是斷脫點(diǎn)以上的抽油桿柱在液體中的重量，懸點(diǎn)載荷不變，只是由于摩擦力的存在，使上下載荷線不重合，成條帶狀。,示功圖的位置取決于斷脫點(diǎn)的位置：斷脫點(diǎn)離井口越近，示功圖越接近橫坐標(biāo)(基線)，如右圖（1）所示；斷脫點(diǎn)離井口越遠(yuǎn)，示功圖越接近最小理論載荷線，如圖（2）所示。,（1）,（2）,

10、5、抽油桿斷脫影響的示功圖,措施：對扣；作業(yè)檢桿,h,由此示功圖可計(jì)算斷脫點(diǎn)至井口的距離：,式中 L 斷脫點(diǎn)距井口距離,m 每米抽油桿在液體中重量,KN/m h 示功圖中線到橫坐標(biāo)的距離,mm C 力比,KN/mm,5、抽油桿斷脫影響的示功圖,6、油層出砂影響的示功圖,油層出砂主要是因?yàn)榈貙幽z接疏松或生產(chǎn)壓差過大，在生產(chǎn)過程中使砂粒移動(dòng)而成的。細(xì)小砂粒隨著油流進(jìn)入泵內(nèi)，使柱塞在整個(gè)行程中或在某個(gè)區(qū)域，增加一個(gè)附加阻力。上沖程附加阻力使懸點(diǎn)載荷增加，下沖程附加阻力使懸點(diǎn)載荷減小。由于砂粒在各處分布的大小不同，影響的大小也不同，致使懸點(diǎn)載荷會(huì)在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生多次急劇變化。,特點(diǎn)：載荷線上出現(xiàn)不規(guī)則、

11、不重復(fù)的鋸齒，圖形仍為一類似平行四邊形,措施：作業(yè)沖砂；選擇合理的工作制度；下防砂裝置；人工井壁防砂。,7、油井結(jié)蠟影響的示功圖,由于油井結(jié)蠟，使活塞在整個(gè)行程中或某個(gè)區(qū)域增加一個(gè)附加阻力，上沖程，附加阻力使懸點(diǎn)載荷增加；下沖程，附加阻力使懸點(diǎn)載荷減小，并且會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)載荷,特點(diǎn)：示功圖超出上下理論載荷線范圍，且在上下載荷線上出現(xiàn)波狀彎曲。,措施：定期加防蠟劑；定期熱洗；下防蠟裝置；裝井口摻水流程；玻璃油管或涂料油管防蠟,8、帶噴井的示功圖,對于具有一定自噴能力的抽油井，抽汲實(shí)際上只起誘噴和助噴的作用。在抽汲過程中，游動(dòng)閥和固定閥處于同時(shí)打開的狀態(tài)，液柱載荷基本加不到懸點(diǎn)。示功圖的位置和載荷變化

12、的大小取決于噴勢的強(qiáng)弱及抽汲液體的粘度。,噴勢強(qiáng)、油稀帶噴的示功圖,噴勢弱、油稠帶噴的示功圖,9、管式泵活塞脫出工作筒的示功圖,由于活塞下的過高、防沖距過大，在上沖程中活塞會(huì)脫出工作筒，懸點(diǎn)突然卸載，因此卸載線急劇下降。另外由于突然卸載，引起活塞跳動(dòng)，反映在示功圖中，右下角為不規(guī)則波浪形曲線。,措施： 停抽，調(diào)小防沖距,10、活塞下行碰泵影響的示功圖,原因是由于防沖距過小，當(dāng)活塞下行接近下死點(diǎn)時(shí)，活塞與固定凡爾相碰撞，光桿負(fù)荷急劇降低，引起抽油桿柱劇烈振動(dòng)，這時(shí)活塞又緊接著上行而引起的。 同時(shí)由于振動(dòng)引起游動(dòng)凡爾和固定凡爾跳動(dòng)，封閉不嚴(yán)，造成漏失使載荷減小。,活塞下行碰泵影響的示功圖如右圖所示：主要特征是在左下角有一個(gè)環(huán)狀圖形。,措施： 停抽，調(diào)大防沖距,11、稠油影響