示功圖的理論基礎(chǔ)

1、一、示功圖的理論基礎(chǔ),一、理論示功圖特征分析,1 沒有彈性形變的理論示功圖,如果抽油桿是剛體 (受力后沒有彈性仲長和縮短的物體)，則示功圖應(yīng)該是長方形的，如下圖所示,1 沒有彈性形變的理論示功圖,bc線為上沖程過程，是載荷不變的位移過程，c點是上沖程的死點,a是上沖程的始點，ab線為增載線,cd線為卸載線，da線是下沖程過程，a點是下沖程死點,1 沒有彈性形變的理論示功圖,該理論示功圖的特征： ab / cd, bc / da. 一般抽油井井深淺、小泵徑，粗抽油桿及小沖數(shù)抽油條件下生產(chǎn)時，有可能出現(xiàn)類似的水平、長方形的示功圖,一、理論示功圖特征分析,2 彈性抽油桿靜載時示功圖,實際上金屬是有彈

2、性會形變”的，因而使增載過程ab和卸栽過程cd都不是直上直下的，而是受力后伸長，卸載后縮短。這一交形過程是由于抽油桿伸長和油管縮短、抽油桿縮短和油管伸長所造成的。下圖是彈性抽油桿受靜載時的基本示功圖,2 彈性抽油桿靜載時示功圖,該示功圖為光桿只受桿柱和液柱重力，泵不受外界摩擦力影響，并且假定系統(tǒng)的充滿程度為百分之百時的理論承功圖,2 彈性抽油桿靜載時示功圖,上圖一類的圖形是地面示功圖，時一般淺井（油層供油充分、無其它影響，沉沒壓力較高時）中，常見的理想示功圖,一、理論示功圖特征分析,3 （動、靜載彈性形變）示功圖,實際生產(chǎn)中抽油桿是要承受靜載和動載的。由于抽油桿有慣性動載荷，柱塞在泵筒內(nèi)運動時

3、有摩擦力，液體舉升過程中與管壁和桿柱有摩阻，抽油桿接箍與油管內(nèi)壁有摩擦，所以上沖程時a、b點偏高，下沖程時c、d點偏低，P1和P2是動載荷影響的值。如圖2-3所示,3 （動、靜載彈性形變）示功圖,3 （動、靜載彈性形變）示功圖,由于動載荷的影響，示功圖的上、下行程不是水平的，但只要bc/da,而且ab/cd，就是泵工作正常。否則就是泵出現(xiàn)了問題,圖2-3中所示的行程線與水平線之間的夾角越大，說明動載越大，另外沖數(shù)越快，動載也越大,二、標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖,標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖,充滿系數(shù)100的正常功圖,此圖為最理想的地面示功圖(無氣，多水，供液充足的正常示功圖)，充滿系數(shù)100，特征為平行,標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖

4、,此圖為游動閥關(guān)閉遲緩，明顯減產(chǎn)的示功圖。 原因是泵的游動閥與閥球罩之間的間隙太小。 特征為圖形在上位置呈方形缺損,游動閥關(guān)閉遲緩減產(chǎn)功圖,標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖,此圖為游動閥漏失的示功圖。 特征為曲線左上部分有圓形缺損，有時右上角也呈圓形缺損。 若是游動閥或閥座被嚴(yán)重刺壞，上部曲線則呈圓形(圖中虛線)形狀,必須檢泵 上沖程時游動閥漏失功圖,標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖,此圖是為泵固定閥漏失的示功圖。 特征為示功圖左下方呈圓形缺損(無氣體影響時右下角也呈圓形)。 如果閥或閥座被嚴(yán)重刺壞時，不出油，下行曲線呈圖中虛線形狀,固定閥刺壞不出油,固定閥漏,固定閥漏失時地面功圖,標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖,此圖屬于泵的游動閥和固定閩都發(fā)

5、生嚴(yán)重漏失時的示功圖。 特征為上行曲線呈凸?fàn)?，下行曲線呈凹狀，油井不出油，需要檢泵,不出油,必須檢泵,游動閥和固定閥都嚴(yán)重漏失時功圖,標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖,此圖是柱塞受油井出砂影響，容易卡泵時的示功圖。 特征為上、下曲線沒有明顯的“阻尼”狀，而是呈“小牙齒”狀的不規(guī)則，不重復(fù)的示功圖,出油正常,柱塞受砂影響易卡泵功圖,標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖,此圖是受蠟影響、產(chǎn)量下降的示功圖。 特征為上，下沖程的曲線呈不規(guī)則的“犬牙齒”狀,標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖,此圖的上、下行曲線呈凸?fàn)睢?原因系油稠，由于上、下沖程的行程中間速度較快，阻力大所致。 對于油稠的抽油井均應(yīng)采取降粘措施，這樣有利于生產(chǎn),標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖,此圖是表示泵掛較深

6、的井。 原因是沖數(shù)快造成動載增大，沖程損失增加最終導(dǎo)致圖形傾斜。 對于這類井應(yīng)以調(diào)慢沖數(shù)生產(chǎn)為好,標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖,此圖是動力儀操作問題或是測試儀器有問題時所測得的圖。 特征為左下部位呈三角形缺損，其實油井生產(chǎn)正常,動力儀操作或儀器故障時功圖,標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖,此圖為防沖距太小，柱塞在下沖程近下死點處發(fā)生硬性碰泵的示功圖。 對于這類井應(yīng)該及時停抽，重對防沖距，避免長時間碰泵而撞掉泵筒發(fā)生落井事故,出油減少,應(yīng)上提長度,防沖距過小硬碰泵功圖,標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖,此圖為上碰特征，使用桿式泵時可見右上方長角。 此種情況防沖距過大，內(nèi)工作筒漏油，油井不可能出油，要求對小防沖距,應(yīng)下放長度,桿式泵,上行碰掛，防

7、沖距過大時功圖,標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖,此圖是柱塞與缸套之間的間隙磨大后所測的示功圖。 特征是在上沖程運動時曲線產(chǎn)生“斜下”現(xiàn)象。 該井需要作業(yè)換泵,減產(chǎn),必須換泵 柱塞與襯套間隙磨大時功圖,S,標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖,此圖是泵的缸套被磨壞、“拉槽”，上，下曲線呈對稱性缺損面積,必須換泵 襯套上部“拉槽”時功圖,減產(chǎn),襯套拉環(huán)長度,標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖,此圖表明柱塞在上行過程中脫出工作筒，需要下放光桿，對小防沖距,應(yīng)下放長度,減產(chǎn),管式泵或整筒泵,柱塞上行程脫出工作筒時功圖,脫出點,標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖,此圖表明深井泵問題嚴(yán)重(襯套間隙磨大，各節(jié)缸套“不對中”)，泵漏，并不出油，應(yīng)該及時修井換泵,必須換泵,不出油,襯套間

8、隙大，各節(jié)不“對中”時功圖,標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖,此圖為油管螺紋漏失(蠕紋漏油或是油管被嚴(yán)重腐蝕而漏油)時的示功圖。 油井嚴(yán)重減產(chǎn)或不出油，抽油機停抽時間越長，圖形上下平行線距離變小(面積縮小，載荷減少),嚴(yán)重減載,油管漏失，停抽后功圖縮小面積,標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖,此圖是上下曲線有對稱性凸出，屬于一段襯套過緊，但是泵的閥工作正常，不需作業(yè)換泵，生產(chǎn)一段時間后就會正常,出油正常,過緊,襯套過緊，對稱性增減載時功圖,標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖,生產(chǎn)正常,沉沒度小，供液不足功圖,此圖為油井顯得供液不足時的地面示功圖。 特征為上，下平行、左右平行，泵沒有問題,標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖,此圖為有振動特征(抽油機平衡塊偏重)時，間隙磨大

9、的地面示功圖,減產(chǎn),有振動時，間隙漏失過大功圖,標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖,此圖為多氣油井特征。 氣油比越高，圓弧的曲率半徑越大，則表明油套管環(huán)空內(nèi)有泡沫段存在，沉沒壓力偏小，充滿不好,多氣油井正常生產(chǎn)時功圖,標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖,此圖為氣體影響嚴(yán)重時發(fā)生“氣鎖”而不出油或無沉沒壓力時的示功圖,不出油,氣鎖時或無沉沒壓力時功圖,標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖,此圖為多氣井，又有機械因索影響，但出油還正常,出油正常,多氣油井有機械因素跳動時功圖,標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖,此圖圖為斜形向上的“黃瓜狀示功圖，屬于柱塞卡死在泵筒內(nèi)不動，上、下沖程只是拉伸桿柱。 若活塞卡死在沖程中部位置，就象此圖； 若柱塞卡死在沖程下部，圖形位置比這還高； 若柱

10、塞卡死在沖程上部，圖形位置比該圖要低,不出油,柱塞卡在沖程中部時功圖,必須檢泵,35,標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖,此圖為固定閥卡住常開時的示功圖。 此時上，下運動只是抽油桿帶著柱塞運動，沒有進油過程，也沒有排抽過程。 對于這樣的井，深井不允許碰泵，需要作業(yè)換泵，淺井可以輕微碰泵幾次，振動一下，無效時仍須作業(yè)換泵,不出油,固定閥卡住常開時功圖,標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖,此圖為游動閥球卡死，張開著，或是修井作業(yè)時柱塞沒有下入泵筒，或是井下泄油器被打開，均為不出油。 對于該類示功圖的井，必須及時作業(yè)換泵,不出油,游動閥卡住常開或柱塞未進工作筒或泄油器打開,標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖,此圖為抽油桿斷或脫時示功圖 若斷脫發(fā)生在柱塞附近，或是柱塞脫扣或是閥球球罩斷落，圖形位于桿重載荷線位置 若斷脫發(fā)生在光桿附近，圖形接近于水平坐標(biāo)線,不出油,必須檢泵,抽油桿斷脫時功圖,標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖,此圖為怪形示功圖。 示功圖左邊屬于正常生產(chǎn)示功圖，右邊有起伏同步上下，油井出油正常，屬于抽油機變速箱內(nèi)，有較大的問題，或是齒輪嚴(yán)重損壞，或是嚴(yán)重串