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1、理论示功图的绘制及 实测示功图分析 目 录 一、测示功图的目的和意义 二、理论示功图的绘制及分析 三、实测示功图分析 示功图： 示功仪在抽油机一个抽吸周期内测取的封闭曲线。 测试目的： 分析和解释示功图，可以了解深井泵在井下工作状况 ，可以结合有关资料，来分析判断油井工作制度是否合理 ，找出影响泵效或抽不出油来的原因以制定合理的采油工 艺措施和检泵周期。 （一）油井测示功图的目的和意义 活塞上行，游 动凡尔在油管内液柱 压力作用下关闭，当 沉没压力大于泵筒内 压力时，固定凡尔打 开，井内液体进入泵 筒内，同时在井口排 出相当于冲程长度的 一段液体。 上冲程： （一）油井测示功图的目的和意义 下
2、冲程： 活塞下行，泵筒 内压力增大固定凡尔 关闭，活塞继续下行 当泵筒内压力大于活 塞以上液柱压力时， 游动凡尔打开，泵筒 内液体进入油管，同 时在井口排出相当于 冲程长度光杆体积的 一段液体。 （一）油井测示功图的目的和意义 （二）、理论示功图的绘制 一、编制前的准备工作一、编制前的准备工作 准备工作 直尺、铅笔、橡皮、计算器 抽油井的有关参数 示功图力比、减程比 S PS活 B A D D P杆 B P大 C P液 （二）、理论示功图的绘制 图中横坐标代表冲程，纵坐标代表悬点承受的载荷。AB线表示悬点上行时，液 柱负荷由油管传递到悬点的过程，叫加载线。B,B线是活塞与泵筒发生相对位移以前
3、，悬点上行的距离（冲程损失）。BC线表示加载完毕后，悬点以不变的负荷（P大） 上行到上死点（C）。CD线表示下冲程开始后，液柱负荷由悬点转移到油管的过程， 叫卸载线。DD，段相当于活塞与泵筒发生位移之前，悬点下移的距离（冲程损失）。 卸载完毕后，悬点以不变的负荷（P小）P1杆到达下死点A。 P小 （二）、理论示功图的绘制 示功图中各项的意义如上图: 四个点： A点-驴头下死点; B点-固定阀打开，游动阀关闭，活塞开始上行； C点-驴头上死点，活塞运行到最高点（上死点）； D点-固定阀关闭，游动阀打开，活塞开始下行； 六条线： AB线-增载线； BC线-活塞上行程线，也是最大载荷线； CD线-卸
4、载线； DA线-活塞下行程线，也是最小载荷线； ABC线-驴头上行程线； CDA线-驴头下行程线； ABCD-是四边形的闭合面积； S-光杆冲程； Sp-活塞行程； 入-冲程损失 （二）、理论示功图的绘制 1、以实测图的基线为横坐标表示冲程；通过实测图的最左 端做纵坐标，表示光杆上的负荷。 (冲程) S P 0 (负荷) （二）、理论示功图的绘制 2.根据该井的抽汲参数，求出P杆、P液。然后根据P杆、P液实测 时支点的力比(驴头负荷/驴头负荷在图上的长度)，计算出P杆和P液 在图上的位置。分别以P杆、P液为高作横坐标的平行线，使 BC=AD=S光，最左端到最右端的长度为光杆冲程S光（减程比冲
5、程在图上的长度/光杆实际冲程）。 P杆 q杆L P液 q液L P杆抽油杆柱在井内液体中的重量，牛顿；P液活塞以上液 柱重量，牛顿；q杆每米抽油杆在液体中的重量，牛顿/米； q液 活塞以上每米液柱重量，牛顿/米；L抽油杆长度，米。 P液 P S0 B C S光 A D P杆 （二）、理论示功图的绘制 （二）、理论示功图的绘制 3、求出及其在示功图上的长度（根据减程比来画）。 在 图上画出AB线和CD线，则平行四边形ABCD即为绘制的 理论示功图。 = 1+ 2= P 液L/Ef杆+ P 液L/Ef管 = P 液L/E (1/ f杆+1/ f管) 冲程损失，米； 1 抽油杆伸缩长度，米；2 油管柱
6、伸缩长度 ，米； E 弹性系数，2.1107牛/米2； f杆抽油杆截面积，平方 米；f管油管环形截面积，平方米。 B C B D S活 S活 P液 P S0 B C S光 A D P杆 （二）、理论示功图的绘制 （二）、理论示功图的绘制 例题： 某井采用62mm的油管(f管为11.9cm2）,19mm 的抽油杆(f 杆为2.85cm 2），泵径为38mm，下泵深度 800m，冲程1.5m，原油密度860kg/m3，力比为 810N/mm ，减程比为1:30，绘制出该井的理论示功图。 已知： f管11.9cm2 ， f 杆2.85cm 2，泵径为38mm ，L=800m，S光=1.5m，油860
7、kg/m3 ， E=2.1107N/cm2，力比：810N/mm，减程比为：1:30 。 （二）、理论示功图的绘制 其中： P杆=Wr 表示抽油杆（柱）在空气中的重量 Wr=frpsgL 式中：Wr杆中 N fr-杆截面积，mm2 ps钢的相对密度； g重力加 速度，9.8m/s2 L杆长，m 其中： W1= P液 表示活塞上的液柱载荷 W1=（fp-fr)Lpg 式中： W1液柱重，N fp泵截面积，mm2 p-液体相对密度。 W1 ：表示在液体中抽油杆柱的重量 W1=fr(ps-p)gL 惯性载荷：W惯= Wr (Sn2/1440) 驴头悬点最大惯性载荷： W最大= Wr+ W1+ W惯
8、驴头悬点最大惯性载荷： W最小= W1-W惯 在相对密 度0.9的 原油中 3.703.713.744.174.91251 2.722.732.753.073.80227/8 2.042.052.062.302.85193/4 1.451.461.471.642.00165/8 在相对密度 0.86的原油 中 在相对密度 0.8的原油 中 在空气中 抽油杆密度,kg/m 截面积 cm2 直径 mm 公称直径 in 抽油杆在空气和不同密度原油中的重度 （二）、理论示功图的绘制 抽油泵泵直径 mm 活塞以上每米液柱重量，kg/m 在相对对密度0.80 的原油中 在相对对密度0.86 的原油中 在相
9、对对密度0.90 的原油中 280.490.530.56 320.640.690.72 380.910.971.02 441.221.311.37 561.972.122.22 703.083.313.46 各种泵径在不同原油相对密度的液柱重量 （二）、理论示功图的绘制 第一步：作直角坐标系，以实测图的基线为横坐标表示冲 程；通过实测图的最左端做纵坐标，表示光杆上的负荷。 (冲程) S P 0 (负荷) （二）、理论示功图的绘制 第二步：计算抽油杆柱在该井液体中的重量与 活塞以上液柱重量 查表知：q杆=2.05kg/m=20.09N/m； q液=0.97kg/m=9.506N/m， 则：P杆
10、q杆L20.09800=16072N P液 q液L 9.506800 7604.8N 解： （二）、理论示功图的绘制 下冲程：OA P杆/力比16072/810=19.8mm 上冲程：OB= （P液+P杆)/力比 （7604.8 16072 ）/810 9.419.8 29.2mm 光杆冲程在图上的长度为AD =1500/30=50mm 第三步：计算光杆负荷在纵坐标上的长度 （二）、理论示功图的绘制 =P液L/E (1/ f杆+1/ f管) = 7604.8800/2.1107(1/2.85+1/11.9) =0.126m =126mm 冲程损失在图上的长度BB=DD=126/30=4.2mm
11、 第四步：求出冲程损失在图上的长度，并画出 理论示功图。 （二）、理论示功图的绘制 P So 9.4 B C 50 A D 19.8 S活 S活 B D 4.2 4.2 （二）、理论示功图的绘制 ( (三三) )实测示功图及分析实测示功图及分析 典型实测示功图分析 抽油机井典型示功图是指在理论示功图的基 础上，只考虑某一因素影响下的载荷随位移的变 化关系曲线。 典型示功图可作为生产现场判断抽油机泵工 况的参考依据，也是综合分析实测示功图的第一 步。 1、泵工作正常的示功图 特点：近似平行四边形 P S A B D C o 有振动载荷影响时： 近似平行四边形，上 下载荷线为逐渐减弱的 波浪线。
12、( (三三) )实测示功图及分析实测示功图及分析 ( (三三) )实测示功图及分析实测示功图及分析 1、泵工作正常的示功图 例题例题: : 该井泵挂深度该井泵挂深度1517m1517m，44mm, 44mm,冲程冲程2.6m,2.6m, 冲数冲数9 9次次/min,/min,动液面动液面1051m1051m，日产液，日产液30.5t30.5t，含水，含水 71.4%71.4%，生产正常，生产正常, ,泵阀不漏，抽油杆柱有振动影响泵阀不漏，抽油杆柱有振动影响 。对于抽油杆柱有明显振动的井，要注意避免。对于抽油杆柱有明显振动的井，要注意避免“ “共共 振振” ”造成经常断脱。造成经常断脱。 P S
13、 A B D C o 考虑惯性载荷时，是 把惯性载荷叠加在静 载荷上。 示功图特点：平行四边 形会顺时针旋转一个角度 ，惯性力越大，旋转角度 越大。 形成原因： 惯性载荷在上冲程前半 冲程增加悬点载荷，后半冲 程减小悬点载荷。 在下冲程前半冲程减小 悬点载荷，后半冲程增加悬 点载荷。 ( (三三) )实测示功图及分析实测示功图及分析 2、气体影响示功图P S A B D 由于在下冲程末余隙内还 残存一定数量的溶解气和压 缩气，上冲程开始后泵内压 力因气体的膨胀而不能很快 降低，加载变慢，使吸入阀 打开滞后（B点） C 残存的气量越多，泵口压 力越低，则吸入阀打开滞后 的越多，即B B线越长。
14、B C 线为上冲程柱塞有效 冲程。 o B ( (三三) )实测示功图及分析实测示功图及分析 2、气体影响示功图 P S A B D 下冲程时，气体受压缩，泵 内压力不能迅速提高，卸载变 慢，使排出阀滞后打开（ 图中 D 点）。 B C 泵的余隙越大，进入泵内 的气量越多，则DD 线越长 。 D A线为下冲程柱塞有 效冲程。 D o 特点：增载、卸载缓慢 ( (三三) )实测示功图及分析实测示功图及分析 2、气体影响示功图 而当进泵气量很大 而沉没压力很低时， 泵内气体处于反复压 缩和膨胀状态，吸入 和排出阀处于关闭状 态，出现“气锁”现 象。如图中点画线所 示： P S A B D B C D o ( (三三) )实测示功图及分析实测示功图及分析 ( (三三) )实测示功图及分析实测示功图及分析 2、气体影响示功图 例题：例题： 该井泵挂深度该井泵挂深度1678m1678m，38mm,38mm,冲程冲程2.6m,2.6m,冲数冲数8 8次次 /min,/min,动液面动液面1417m1417m，日产液，日产液4.5t4.5t，含水，含水75%75%，泵效，泵效16.9%16.9%，从，从 功图判断，该井受气体影响。功图判断，该井受气体影响。 采取措施： 合理控制套管气；加深泵挂；加装防气装置；减
