《《示功图诊断讲座》ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《示功图诊断讲座》ppt课件（92页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,示功图的分析和解释,理论示功图 的绘制及泵的工作过程,理论示功图就是认为光杆只承受抽油杆柱与活塞截面积以上液柱的静载荷时，理论上所得到的示功图。,假设条件,1、理论条件下泵的工作过程和负荷的转移情况,深井泵的活塞在做往复运动。活塞在最低位置时，两个凡尔之间有一余隙，此余隙内充满了液体。当活塞下行快接近下死点时，固定凡尔关闭，游动凡尔打开。此时，活塞上下液体连通，光杆上只承受抽油杆在油中的重量；油管承受了全部液柱重量。当活塞到达下死点开始上行的瞬间，游动凡尔立刻关闭，使活塞上下不连通。活塞要推动其上的液柱向上移动，这个液柱的重量就加在活塞上，并经抽油杆加在光杆上。,在下死点前后，抽油杆柱上多了
2、一个活塞截面以上液柱的重量 油管上少了一个活塞截面以上液柱的重量。这时，就要发生弹性变形，油管就要缩短，抽油杆就要伸长。此时光杆虽然在上移，但活塞相对于泵筒来说，实际未动，这样就画出示功图中的AB斜直线，它表示光杆负载增加的过程，称为增载线。,光杆和活塞都在上行,理论示功图,光杆和活塞都在上行,光杆和活塞都在上行,光杆和活塞都在上行,光杆和活塞都在上行,光杆和活塞都在上行,光杆和活塞都在上行,光杆和活塞都在上行,光杆和活塞都在上行,当弹性变形完毕光杆带动活塞开始上行，固定凡尔打开，液体进入泵筒并充满活塞所让出的泵筒空间，此时，光杆出所承受的负载，仍和B点时一样没变化，所以画出一条直线BC。,固
3、定凡尔关闭,下 游 动 凡 尔 打 开,上 游 动 凡 尔 打 开,当活塞到达上死点，在转入下行程的瞬间，固定凡尔关闭，游动凡尔打开，活塞上下连通。活塞上原所承受的液柱重量又加在油管上。抽油杆卸掉了这一载荷，油管上加上了这一载荷，于是二者又发生弹性变形，此时油管伸长，抽油杆柱缩短，光杆下行，活塞相对于泵筒没有移动，于是画出了CD斜线。它表示光杆上负荷减少的过程。称为减载线。,光杆和活塞都在下行,光杆和活塞都在下行,光杆和活塞都在下行,光杆和活塞都在下行,光杆和活塞都在下行,光杆和活塞都在下行,光杆和活塞都在下行,光杆和活塞都在下行,当弹性变形完毕，活塞开始上行，液体就通过游动凡尔向活塞以上转移
4、，此过程中，光杆所受的负荷不变，于是画出直线DA。,于是画成一个封闭的曲线，即为示功图。,光杆从下死点又开始新的上行,A,B,C,D,光杆冲程,活塞冲程,油管缩短和抽油杆伸长,活塞截面以上液柱重量,抽油杆在油中的重量,抽油杆缩短和油管伸长,光杆所受负荷,光杆冲程,理论示功图是在五个假设条件之下，仅仅考虑了抽油杆柱承受静载荷时作出来的，所以功图是规则的平行四边形。而实测功图是在砂、蜡、气、水和惯性载荷、震动载荷、冲击载荷与摩擦阻力等因素的综合影响之下测出来的，除此之外，还要受到漏失、断脱、碰泵、设备故障、仪器故障的影响，因此实测功图比理论功图复杂的多。为了便于分析，我们只介绍典型的示功图作为实测
5、功图的理论基础，然后与实测功图结合起来对比分析，说明分析方法和各类图形的特征。,典型与实测示功图 的分析和解释,实测正常功图的特点是和理论示功图的差异不大，均为近似的平行四边形。,1、正常时的示功图,沉没度204 泵效47.5,但是由于抽油设备的震动、油井深度使抽油杆柱受到较大的惯性力，以及冲次的加快，惯性载荷及震动载荷增加，使图形波动和偏转得更加厉害。一般来说，功图中上下波形的平均线平行，左右曲线平行，所不同的是：上下负荷与基线不平行，成一个夹角。,随着冲次的加快，惯性载荷和震动载荷也相应增加。,n=4,n=6,n=9,n=12,对于抽油井来说，油井结蜡可以增加光杆负荷，引起凡尔失灵、活塞卡
6、死、堵死油管。因此，研究油井结蜡对于维持油井正常生产，具有较大的实际意义。由于结蜡部位不同，影响的严重程度不同，现分为以下几种情况进行分析。,2、油井结蜡对功图的影响,游动凡尔和固定凡尔结蜡，凡尔不能灵活地及时打开，从而引起漏失。并且，由于杆管结蜡，增大油流阻力。所以，当活塞上行时，光杆负荷增加，超过了最大理论值，下行时，光杆负荷不稳定，功图呈现出波浪起伏的变化。,3.1、凡尔结蜡,油管和抽油杆结蜡，会缩小油流通道，增大油流阻力，增大光杆负荷，严重时，可将油管全部堵死，迫使油井停产。,3.2、油管和抽油杆结蜡,光杆上行时，由于结蜡所引起的附加阻力，使负荷在整个冲程中都超过了最大理论值；光杆下行
7、时，由于结蜡阻碍，负荷立即减小，当到达结蜡严重部位，负荷就很快降到最小理论值以下。所以，整个实测功图比理论示功图显得肥胖。,特点,3.3、固定凡尔被蜡卡死,在上冲程时，由于固定凡尔卡死，井中有蜡影响，使抽油杆的运动受到了阻碍，所以，实测示功图的最大负荷线超过了理论值，并有波浪式的变化。当活塞下行时，由于活塞接触不到工作筒内的液面，游动凡尔打不开，光杆不能卸载。直到接触到工作筒内液面，光杆才开始卸载。所以，实测功图的最小负荷线接近于最大理论负荷线，直到下死点时，负荷才降到理论值。,实测蜡影响示功图,该井2002年8月日产液26吨，日产油1吨，含水96.1%，沉没度14.24米，上电流/下电流分别
8、为85/76A，日产液逐渐下降，200205日产液15吨，日产油2吨，含水86.7%，沉没度上升到744米，上下电流分别61/69A，200306月卡泵检泵，检出蜡堵。,活塞上行时，油气混合物进入泵内，并且随着活塞继续向上运动，泵内压力降低，溶解在石油中的气体大量分离出来，同时气体产生膨胀，使光杆载荷,不能很快地增加到最大理论值。因此，增载过程变慢，直到B1点时，增荷才结束，固定凡尔才打开。所以，增载线AB1较AB的斜率小。,4、气体对功图的影响,当活塞下行时，泵内气体受到压缩，压力逐渐增大，直到被压缩的气体压力大于活塞上面的液柱压力时，游动凡尔打开。从图上CD1线的变化情况来看，由于有个活塞
9、压气体的过程，光杆卸载,较正常卸载缓慢，到了D1点时，游动凡尔被打开。光杆载荷才降到最小理论值。因此，减载线CD1较增载线AB1平缓，成为一条向右下方弯曲的弧线。,4、气体对功图的影响,气体压力大，光杆卸载快，弧线曲率小。反之，则弧线曲率大。曲率中心位于弧线的右下方。这条弧线是气体影响示功图的显著特征。,4、气体对功图的影响,4.1 气体使泵的充满系数降低,气体影响实测示功图在油井油气比、动液面高，而在泵井口处部分气体仍然溶解于石油中的情况下抽油时，只有少量的气泡状游离气和油、气混合物一起进入泵内。活塞上行时分离出的溶解气占据活塞所让出的空间。因此，泵内原油的充满系数大大降低。,4、气体对功图
10、的影响,4.2 凡尔“气锁”，泵不排油,4.2.1 当泵的排量大于油井在该泵挂深度的供液能力时，在抽油过程中，动液面逐渐降低，直至动液面降低到泵吸入口附近，套管气进入泵内。在整个上冲程中，泵内气体膨胀，固定凡尔打不开，在下冲程中，由于工作筒内无液面活塞压缩气体，运行到下死点，泵内气体压力仍然小于活塞面积以上的液柱压力。所以游动凡尔打不开，泵不排油。,4、气体对功图的影响,4.2 凡尔“气锁”，泵不排油,4.2.2 在油气比很高的抽油井中，由于原油中的大量游离气进入泵内，并随着活塞向上运动而膨胀占据活塞所让出的体积，致使游动凡尔、固定凡尔不能正常打开，泵不排油，整个图形靠近最大理论载荷线，减载线
11、平缓，仍具有气体影响的特征。即平常所说的气锁时的功图，功图形状和严重供液不足时的功图形状比较相象。,4、气体对功图的影响,当深井泵装置完好时，抽汲过程中，液体不能及时充满泵的工作筒，致使泵的充满系数下降，排量降低，称之为供液能力差。 造成供液能力差的原因有两种： a) 深井泵的工作制度或抽汲参数组合不合理，泵的排出能力大于油层的供液能力，造成沉没度太小，液体充满不了泵筒。 b) 为了防止砂、气体影响泵的正常工作，在泵的下边装有砂锚、气锚、防砂筛管，当砂、蜡堵塞了部分或大部分进油孔道，致使液体进入泵筒的流动阻力增大，流量变小，动液面升高，液体不能及时充满泵筒。,5、供液能力差对功图的影响,当从上
12、死点开始下冲程后，光杆负荷不是立即减小，而是向下运动一段距离后才减小，这段距离相当于泵筒中的未充满高度。由于这段泵筒中无液体，所以游动凡尔打不开，负荷仍和上冲程一,5、供液能力差对功图的影响,样，只是由于摩擦力、动负荷等方向的改变，使负荷有稍许降低。当活塞接触液面开始压缩液体后，负荷开始转移，光杆开始卸载。,对一口井来说，抽油杆、油管、泵等条件是固定不变的，因而，由它们所决定的弹性变形过程中的弹性系数也就随之固定不变。所以，卸载线和加载线相互平行。,5、供液能力差对功图的影响,但是由于充满程度是可变的，卸载线要左右移动，卸载线越靠左，说明泵的充满程度越不好。,泵充满程度不好时示功图图形象一个菜
13、刀把，因此有人形象地称此类图形为“刀把”形。,5、供液能力差对功图的影响,沉没度29.71m,5、供液能力差对功图的影响,明显地看出供液不足井示功图的明显特征，所不同的是由于井深、动负荷增大和力传递的滞后，引起图形的扭转或波浪明显。,5、供液能力差对功图的影响,在实际功图分析过程中，由于供液不足和气体影响的功图理论界线不明显，致使在功图分析时同一功图不同人的分析结果不同。 为此，从水利学的角度出发，计算了抽油泵完全充满所必须的沉没度界限: 70mm以下泵，沉没度大于80米、泵效大于35%,分析气体影响，泵效小于35%、沉没度小于80米分析供液不足；70mm以上泵，沉没度大于100米、泵效大于3
14、5%,分析气体影响，沉没度小于100米、泵效小于35%,分析供液不足。,5、供液能力差对功图的影响,6.1 固定凡尔漏失在示功图上的表现,由于固定凡尔与凡尔座配合不严，凡尔座锥体装配不紧，凡尔罩内落入脏物或结蜡而卡住凡尔球等原因，都会造成泵的固定凡尔漏失。,泵在下井前，都经过检修、试压等一系列检查。一般因装配问题造成固定凡尔漏失的情况是比较少见的。固定凡尔漏失，决大部分的原因是由于油中含有砂蜡造成的。,6、泵漏失对功图的影响,固定凡尔失灵有两种： 一种是长期的 一种是偶尔的失灵 但二者在示功图的表现上都是一样的。,6.1 固定凡尔漏失在示功图上的表现,6、泵漏失对功图的影响,当光杆从上死点开始
15、下行时，固定凡尔关闭、活塞开始挤压泵筒中的液体。活塞挤压液体给液体一个作用力，使液体压力升高，液体反过,来又给活塞一个反作用力，使光杆减载。当泵筒中液体的压力超过油套环行空间液柱在凡尔座处形成的压力后，泵筒中的液体就从吸入部分的不严密处漏入井中。,6.1 固定凡尔漏失在示功图上的表现,6、泵漏失对功图的影响,6.1 固定凡尔漏失在示功图上的表现,6、泵漏失对功图的影响,日液量由7下降到0,沉没度由45米上升到672米。 停憋不起压、抽憋5分钟压力由0.31.2MPa、稳压3分钟压力降至0.5MPa,6.1 固定凡尔漏失在示功图上的表现,日产液26t9t,沉没度157m1049m 憋泵：21个冲程压力0.53M
