抽油機(jī)井示功圖診斷及分析

1、地面工圖地面工圖泵工圖泵工圖有桿泵抽油系統(tǒng)有桿泵抽油系統(tǒng)功圖與工況功圖與工況一、理論示功圖特征分析一、理論示功圖特征分析1 沒有彈性形變沒有彈性形變的理論示功圖的理論示功圖 如果抽油桿是剛體如果抽油桿是剛體 (受力后沒有彈性受力后沒有彈性伸長和縮短的物體伸長和縮短的物體)，則示功圖應(yīng)該是長，則示功圖應(yīng)該是長方形的，如下圖所示。方形的，如下圖所示。該理論示功圖的該理論示功圖的特征特征： ab / cd, ab / cd, bc / da.bc / da.在井深淺、小泵在井深淺、小泵徑，粗抽油桿及徑，粗抽油桿及小沖數(shù)抽油條件小沖數(shù)抽油條件下生產(chǎn)時，有可下生產(chǎn)時，有可能出現(xiàn)類似的水能出現(xiàn)類似的水平、

2、長方形的示平、長方形的示功圖。功圖。功圖與工況功圖與工況a是是上沖上沖程的程的始點，始點，ab線線為增為增載線載線bc線為上沖程過程，是載荷不變的線為上沖程過程，是載荷不變的位移過程，位移過程，c點是上沖程的死點點是上沖程的死點cd線為卸載線，線為卸載線，da線是下沖程過程，線是下沖程過程，a點是下沖程死點點是下沖程死點2 彈性抽油桿靜載彈性抽油桿靜載時示功圖時示功圖 實際上金屬是有彈性會實際上金屬是有彈性會形變形變”的，因而增載過的，因而增載過程程abab和卸載過程和卸載過程cdcd都不是直上直下的，而是受力后都不是直上直下的，而是受力后伸長，卸載后縮短。這一變形過程是由于抽油桿伸伸長，卸載

3、后縮短。這一變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。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。下圖是彈性抽油桿受靜載時的基本示功圖。功圖與工況功圖與工況功圖與工況功圖與工況 上圖一類的圖形是地面示功圖，是一般淺井上圖一類的圖形是地面示功圖，是一般淺井（油層供油充分、無其它影響，沉沒壓力較高時）（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。中，常見的理想示功圖。該示功圖為光桿該示功圖為光桿只受只受桿柱和液柱桿柱和液柱重力，泵不受外重力，泵不受外界摩擦力影響界摩擦力影響，并且假定系統(tǒng)的并且假定系統(tǒng)的充滿程度為百分

4、充滿程度為百分之百時的理論示之百時的理論示功圖。功圖。上死點上死點下死點下死點沖程損失沖程損失功圖與工況功圖與工況3 （動、靜載彈性形變）（動、靜載彈性形變）示功圖示功圖 實際生產(chǎn)中抽油桿是要承受靜載和實際生產(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，柱動載的。由于抽油桿有慣性動載荷，柱塞在泵筒內(nèi)運動時有摩擦力，液體舉升塞在泵筒內(nèi)運動時有摩擦力，液體舉升過程中與管壁和桿柱有摩阻，抽油桿接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，下沖程時點偏高，下沖程時c、d點偏低，點偏低，P1和和P2是動載荷影響的值。如下圖所示

5、。是動載荷影響的值。如下圖所示。功圖與工況功圖與工況 由于動載荷的影響，示功圖的上、下行程不是水平由于動載荷的影響，示功圖的上、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。否則就，就是泵工作正常。否則就是泵出現(xiàn)了問題。是泵出現(xiàn)了問題。 上圖中所示的行程線與水平線之間的夾角上圖中所示的行程線與水平線之間的夾角越大，說越大，說明動載越大，另外沖數(shù)越快，動載也越大。明動載越大，另外沖數(shù)越快，動載也越大。二、標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖及生產(chǎn)實例二、標(biāo)準(zhǔn)地面示功圖及生產(chǎn)實例功圖與工況功圖與工況1. 泵工作正常泵工作正常 此圖為最理想的地此圖為最理想的地面示功圖面示功圖(無氣，多

6、水，無氣，多水，供液充足的正常示功圖供液充足的正常示功圖)，充滿系數(shù)充滿系數(shù)100，特征特征為為平行。平行。 對這類油井需對這類油井需加強(qiáng)開加強(qiáng)開采采，以求最大產(chǎn)量，發(fā)揮，以求最大產(chǎn)量，發(fā)揮出井筒的應(yīng)有產(chǎn)能水平。出井筒的應(yīng)有產(chǎn)能水平。功圖與工況功圖與工況2. 供液不足供液不足 此圖為油井供液不足時的地此圖為油井供液不足時的地面示功圖。面示功圖。由于供液不足泵筒由于供液不足泵筒充不滿，未能及時卸載，當(dāng)活充不滿，未能及時卸載，當(dāng)活塞下行碰到液面時開始卸載。塞下行碰到液面時開始卸載。特征特征為上，下平行、左右平行，為上，下平行、左右平行，泵沒有問題。泵沒有問題。 主要進(jìn)行主要進(jìn)行油層改造油層改造，改

7、善改善供液條件供液條件、機(jī)抽參數(shù)機(jī)抽參數(shù)。對于泵。對于泵掛較深井可采取長沖程、小泵掛較深井可采取長沖程、小泵徑、慢沖次；泵掛相對較淺的徑、慢沖次；泵掛相對較淺的井，在井況及抽油設(shè)備允許情井，在井況及抽油設(shè)備允許情況下，加深泵掛深度，以求得況下，加深泵掛深度，以求得最大泵效。最大泵效。 功圖與工況功圖與工況3. 油稠油稠 此圖的上、下行曲此圖的上、下行曲線呈凸?fàn)?。線呈凸?fàn)?。原因原因系油稠，由于上、系油稠，由于上、下沖程的行程中間速度下沖程的行程中間速度較快，阻力增大所致。較快，阻力增大所致。特征特征：工圖圓滑：工圖圓滑 對于油稠的抽油井應(yīng)對于油稠的抽油井應(yīng)采取采取降粘措施降粘措施，這樣有利這樣有

8、利于生產(chǎn)。于生產(chǎn)。六區(qū)六區(qū)14-65稠油工圖稠油工圖功圖與工況功圖與工況 4. 4. 油井出砂油井出砂 此圖是柱塞受油井出砂影此圖是柱塞受油井出砂影響，容易卡泵時的示功圖。響，容易卡泵時的示功圖。特征特征為上、下曲線沒有明顯的為上、下曲線沒有明顯的“阻尼阻尼”狀，而是呈狀，而是呈“小牙齒小牙齒”狀的不規(guī)則，不重復(fù)的示功圖。狀的不規(guī)則，不重復(fù)的示功圖。 對出砂油井，對出砂油井，一方面一方面應(yīng)保應(yīng)保持油井平穩(wěn)生產(chǎn)，持油井平穩(wěn)生產(chǎn)，減少停井次減少停井次數(shù)和時間數(shù)和時間，放套氣也應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)，放套氣也應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行；行；另一方面另一方面采取采取油層防砂、油層防砂、加篩管、砂錨、對油井經(jīng)常洗加篩管、砂錨、對油井

9、經(jīng)常洗井井等措施，延長了抽油設(shè)備的等措施，延長了抽油設(shè)備的使用壽命。使用壽命。l實際鋸齒不明顯實際鋸齒不明顯功圖與工況功圖與工況5. 氣體影響氣體影響 此圖為高氣油比井特征。此圖為高氣油比井特征。氣油比越高，圓弧的曲率半徑越氣油比越高，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，充滿不段存在，沉沒壓力偏小，充滿不好。好。卸載時泵筒內(nèi)氣體受壓縮，卸載時泵筒內(nèi)氣體受壓縮，卸載變緩，當(dāng)氣體壓縮到一定程卸載變緩，當(dāng)氣體壓縮到一定程度，頂開游動凡爾時完成卸載。度，頂開游動凡爾時完成卸載。 對受氣體影響較大的井或易對受氣體影響較大的井或易發(fā)生氣鎖的井應(yīng)發(fā)生

10、氣鎖的井應(yīng)盡可能加深泵掛，盡可能加深泵掛，增大泵的沉沒度增大泵的沉沒度，大泵徑長沖程，大泵徑長沖程機(jī)抽，特別是防沖距要調(diào)到最小，機(jī)抽，特別是防沖距要調(diào)到最小，盡量減小余隙體積；盡量減小余隙體積；下高效氣錨下高效氣錨和防氣泵，合理放套氣和防氣泵，合理放套氣，控制套，控制套壓生產(chǎn)，使之保持在較低值。壓生產(chǎn)，使之保持在較低值。 功圖與工況功圖與工況氣鎖現(xiàn)象：氣鎖現(xiàn)象：屬于氣體影響的屬于氣體影響的特殊現(xiàn)象，由于氣體大量進(jìn)入特殊現(xiàn)象，由于氣體大量進(jìn)入泵筒，上沖程時氣體膨脹，全泵筒，上沖程時氣體膨脹，全部占滿柱塞讓出的容積，固定部占滿柱塞讓出的容積，固定凡爾打不開。下沖程時，氣體凡爾打不開。下沖程時，氣體

11、壓縮，但壓力仍低于游動凡爾壓縮，但壓力仍低于游動凡爾上部壓力，游動凡爾也打不開，上部壓力，游動凡爾也打不開，柱塞運動只是對氣體壓縮和膨柱塞運動只是對氣體壓縮和膨脹，泵不排油，這種現(xiàn)象稱為脹，泵不排油，這種現(xiàn)象稱為“氣鎖氣鎖”。解決？解決？ 此圖為氣體影響嚴(yán)重時發(fā)此圖為氣體影響嚴(yán)重時發(fā)生生“氣鎖氣鎖”而不出油或無沉沒而不出油或無沉沒壓力時的示功圖。壓力時的示功圖。功圖與工況功圖與工況6.閥爾漏失：閥爾漏失：6.1 固定閥爾漏失固定閥爾漏失 此圖是為泵固定閥漏失的示功圖。此圖是為泵固定閥漏失的示功圖。下沖程開始后，固定凡爾漏失，泵內(nèi)下沖程開始后，固定凡爾漏失，泵內(nèi)壓力不能及時升高，延緩了減載過程，

12、壓力不能及時升高，延緩了減載過程，同時游動凡爾不能及時打開，當(dāng)泵內(nèi)同時游動凡爾不能及時打開，當(dāng)泵內(nèi)液體頂開游動凡爾時減載過程結(jié)束；液體頂開游動凡爾時減載過程結(jié)束；下沖程后半沖程，由于漏失，泵內(nèi)壓下沖程后半沖程，由于漏失，泵內(nèi)壓力減小，游動凡爾提前關(guān)閉，力減小，游動凡爾提前關(guān)閉，增載提增載提前前。如圖。如圖特征特征:為示功圖左下方呈圓形缺損為示功圖左下方呈圓形缺損(無無氣體影響時右下角也呈圓形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，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。下行曲線呈圖中虛線形狀。游動凡爾提前游動凡爾提前關(guān)閉，增載提關(guān)閉，增載提前前卸載結(jié)束點

13、之后卸載結(jié)束點之后功圖與工況功圖與工況6.2 游動閥爾漏失游動閥爾漏失 此圖為游動閥漏失的示此圖為游動閥漏失的示功圖。上沖程開始后，游動功圖。上沖程開始后，游動凡爾上面的液體漏失到下面，凡爾上面的液體漏失到下面，使活塞下面壓力下降緩慢，使活塞下面壓力下降緩慢，懸點載荷不能及時上升到最懸點載荷不能及時上升到最大值，大值，加載變緩加載變緩。如圖。如圖特征特征為曲線左上部分有圓形為曲線左上部分有圓形缺損，有時右上角也呈圓形缺損，有時右上角也呈圓形缺損。缺損。若是游動閥或閥座被嚴(yán)重刺若是游動閥或閥座被嚴(yán)重刺壞，上部曲線則呈圓形壞，上部曲線則呈圓形(圖圖中虛線中虛線)形狀。形狀。l加載變緩加載變緩6.3

14、 雙閥爾漏失雙閥爾漏失 此圖屬于泵的游動閥和此圖屬于泵的游動閥和固定閥都發(fā)生嚴(yán)重漏失時固定閥都發(fā)生嚴(yán)重漏失時的示功圖。的示功圖。 特征特征為上行曲線呈凸?fàn)?，為上行曲線呈凸?fàn)?，下行曲線呈凹狀，油井不下行曲線呈凹狀，油井不出油，需要檢泵。出油，需要檢泵。功圖與工況功圖與工況針對凡爾漏失的油井針對凡爾漏失的油井，一一般的碰泵、洗井不能解決，般的碰泵、洗井不能解決，只有檢換泵；但定期清潔，只有檢換泵；但定期清潔，對油井除蠟除臟、洗井，對油井除蠟除臟、洗井，可以延緩檢泵時間，延長可以延緩檢泵時間，延長泵的使用壽命。泵的使用壽命。 功圖與工況功圖與工況7. 游動閥爾關(guān)閉遲游動閥爾關(guān)閉遲緩緩 此圖為游動閥關(guān)

15、閉此圖為游動閥關(guān)閉遲緩，明顯減產(chǎn)的示遲緩，明顯減產(chǎn)的示功圖。功圖。原因原因是泵的游動閥與是泵的游動閥與閥球罩之間的間隙太閥球罩之間的間隙太小。小。特征特征為圖形在上位置為圖形在上位置呈方形缺損。呈方形缺損。功圖與工況功圖與工況8. 柱塞脫出工作筒柱塞脫出工作筒 此圖表明柱塞在上此圖表明柱塞在上行過程中脫出工作筒，行過程中脫出工作筒，驢頭未到上死點突然卸驢頭未到上死點突然卸載；需要載；需要下放光桿下放光桿，對對小防沖距小防沖距。 此類油井在功圖算此類油井在功圖算產(chǎn)時誤差較大，主要因產(chǎn)時誤差較大，主要因為漏失量難以確定，計為漏失量難以確定，計算結(jié)果比真實產(chǎn)液量偏算結(jié)果比真實產(chǎn)液量偏高。高。突然突然

16、卸載卸載功圖與工況功圖與工況8、刮碰現(xiàn)象、刮碰現(xiàn)象 8.1下碰泵下碰泵 此圖為防沖距太小，此圖為防沖距太小，柱塞在下沖程近下死點處柱塞在下沖程近下死點處發(fā)生硬性碰泵的示功圖。發(fā)生硬性碰泵的示功圖。 對于這類井應(yīng)該及時對于這類井應(yīng)該及時停抽，停抽，重對防沖距重對防沖距，避免，避免長時間碰泵而撞掉泵筒發(fā)長時間碰泵而撞掉泵筒發(fā)生落井事故。生落井事故。上上 下碰泵的油井計量結(jié)果下碰泵的油井計量結(jié)果也會存在誤差。因為碰泵也會存在誤差。因為碰泵過程中會有漏失產(chǎn)生。過程中會有漏失產(chǎn)生。功圖與工況功圖與工況8.2 光桿打驢頭光桿打驢頭圖形特征：功圖在上死點位置處圖形特征：功圖在上死點位置處有一個有一個向下耷拉

17、的向下耷拉的“小尾巴小尾巴”。成因：成因：在上沖程中，由于井口裝在上沖程中，由于井口裝置、井口、光桿不對中，或者光置、井口、光桿不對中，或者光桿過長（碰到驢頭），就容易在桿過長（碰到驢頭），就容易在靠近上死點的位置處，光桿受到靠近上死點的位置處，光桿受到一個額外的側(cè)向力，在功圖上得一個額外的側(cè)向力，在功圖上得到明顯的反應(yīng)，在上死點位置出到明顯的反應(yīng)，在上死點位置出現(xiàn)一個向下耷拉的現(xiàn)一個向下耷拉的“小尾巴小尾巴”。管理：管理：做到管、桿、井口對中、做到管、桿、井口對中、同心，選用合適長度的光桿，避同心，選用合適長度的光桿，避免光桿打驢頭。免光桿打驢頭。 功圖與工況功圖與工況9. 油井結(jié)蠟油井結(jié)蠟

18、此圖是受蠟影響、此圖是受蠟影響、產(chǎn)量下降的示功圖。產(chǎn)量下降的示功圖。特征特征為上，下沖程為上，下沖程的曲線呈不規(guī)則的的曲線呈不規(guī)則的“犬牙齒犬牙齒”狀。即狀。即工圖肥大。工圖肥大。管理：管理：對油井進(jìn)行對油井進(jìn)行清蠟處理；對井下清蠟處理；對井下增加加熱和清蠟設(shè)增加加熱和清蠟設(shè)備。備。 l上圖可以看出上圖可以看出13-283熱洗前工圖明顯肥大熱洗前工圖明顯肥大功圖與工況功圖與工況l 抽油桿斷脫抽油桿斷脫此圖為抽油桿斷或脫時示此圖為抽油桿斷或脫時示功圖功圖若斷脫發(fā)生在若斷脫發(fā)生在柱塞附近柱塞附近，或是柱塞脫扣或是柱塞脫扣、閥球球罩閥球球罩?jǐn)嗦?，圖形位于桿重載斷落，圖形位于桿重載荷線位置（荷線位置（

19、桿斷位置越桿斷位置越高圖形越靠下高圖形越靠下）若斷脫發(fā)生在若斷脫發(fā)生在光桿附近光桿附近，圖形接近于水平坐標(biāo)線。圖形接近于水平坐標(biāo)線。及時修井作業(yè)及時修井作業(yè)l2月初我區(qū)月初我區(qū)13-375量油不出，通過工圖判斷桿上部斷脫量油不出，通過工圖判斷桿上部斷脫功圖與工況功圖與工況l13-406工圖顯示油管嚴(yán)重漏失工圖顯示油管嚴(yán)重漏失11.油管漏示工圖油管漏示工圖 此圖為油管螺紋漏此圖為油管螺紋漏失失(螺紋漏油或是油管螺紋漏油或是油管被嚴(yán)重腐蝕而漏油被嚴(yán)重腐蝕而漏油)時時的示功圖。的示功圖。特征，特征，不不能達(dá)到最大載荷。能達(dá)到最大載荷。 油井嚴(yán)重減產(chǎn)或不油井嚴(yán)重減產(chǎn)或不出油，抽油機(jī)停抽時出油，抽油機(jī)停抽時間越長，圖形上下平間越長，圖形上下平行線距離變小行線距離變小(面積縮面積縮小，載荷減少小，載荷減少) 。 解決？解決？功圖與工況功圖與工況12. 連抽帶噴連抽帶噴 此圖為連抽帶噴時的此圖為連抽帶噴時的示功圖。示功圖。特征特征為近于水平狀，很少為近于水平狀，很少有振動波，圖形兩端有一有振動波，圖形兩端有一段曲線近于平行段曲線近于平行(有增載和有增載和卸載特征，若斷脫時圖形卸載特征，若斷脫時圖形呈尖角而無平行，實際工呈尖角而無平行，實際工圖較難區(qū)分，一般結(jié)合其圖較難區(qū)分，一般結(jié)合其他條件