抽油机井示功诊断及分析.ppt

刘庆文

[摘 要]抽油机地面示功图是将抽油机井光杆悬点载荷变化所作的功简化成直观封闭的几何图形，是光杆悬点载荷在动态生产过程中的直观反映，是油田开发技术人员必须掌握的分析方法。通过示功图的正确分析评价，可诊断抽油机井是否正常生产。本文通过对地面示功图原理进行阐述，结合现场实际，对井下生产情况进行解释分析，应用地面示功图解决现场实际问题，同时提出地面示功图的发展方向，为油田开发现场分析诊断提供可借鉴性依据。

[关键词]抽油机 示功图 分析

中图分类号：TE933.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）01-0045-01

典型示功图分析

在实际工作中是以实测示功图作为分析抽油泵工作状况的主要依据。由于抽油机井情况较为复杂，在生产过程中抽油泵将受到制造质量、安装质量以及砂、蜡、水、气、稠油、腐蚀等多种因素的综合影响。在分析过程中既要依据示功图和油井的各种资料作全面分析，又要找出影响示功图的主要因素。典型示功图是指某一因素的影响十分明显，其形状代表了该该因素影响下的基本特征。虽然实际情况下有多种因素影响示功图的形状，但总有其主要因素。所以，示功图的形状也就反映着主要因素影响下的基本特征。

1、正常功图

动载荷和摩擦载荷不大，充满良好，漏失较小的正常功图，较接近于理论静载荷示功图。

2、气体对示功图的影响

由于在下冲程结束前，泵的余隙内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，使固定阀打开滞后，加载变缓。余隙越大，残余的气量越多，泵口压力越低，则固定阀打开滞后的越多，则线越长。下冲程时，气体受压缩，泵内压力不能迅速提高，使游动阀滞后打开，卸载變缓。泵的余隙越大，进入泵内的气量越多，示功图卸载线的上凸抛物线越明显。

3、泵充不满对示功图的影响

当沉没度过小，供液不足，使液体不能充满泵筒时示功图特征是，下冲程中悬点载荷不能立即减小，只有当柱塞接触到液面时才迅速卸载。所以，卸载线较气体影响的卸载线（左凸形抛物线）陡而直。有时，因柱塞撞击液面（液击）在抽油泵上会造成很高的冲击应力，使卸载线出现波浪。快速抽吸时往往因液击发生较大的冲击载荷使图形变形严重。

4、泵漏失对示功图的影响

泵漏失主要包括排出部分漏失，吸入部分漏失及排出和吸入同时漏失三种情况。

4.1、排出部分漏失

上冲程时，泵内压力降低，柱塞两端产生压差，使柱塞上面的液体经排出部分不严密（游动阀及柱塞间隙），漏失到柱塞下部的泵筒内，漏失速度随柱塞下面压力减小而增大。由于漏失到柱塞下面的液体有向上的“顶脱”作用，所以悬点载荷不能及时上升到最大值，使加载缓慢，随着悬点运动加快，“顶脱”作用相对减小，直到柱塞上行速度大于漏失速度时，悬点载荷达到最大静载荷。

当柱塞继续上行到后半冲程时，因柱塞上行速度又逐渐缓慢，在柱塞速度小于漏失速度的瞬间，又出现了漏失液体的“顶脱”作用，使悬点载荷提前卸载。

由于排出部分漏失的影响，固定阀延时打开，滞后柱塞行程；而在接近下冲程时又提前关闭，大大减少有效吸入行程。

当漏失量很大时，由于漏失液体对柱塞的“顶脱”作用很大，上冲程的载荷远低于最大载荷，固定阀始终是关闭的，泵的排量为零。

4.2、吸入部分漏失

下冲程开始后，由于吸入阀漏失使泵内压力不能及时提高，延缓卸载过程。同时，也使游动凡尔不能及时打开。当柱塞速度大于漏失速度后，泵内压力提高到大于液柱压力，将游动凡尔打开而卸掉液柱载荷。下冲程后半冲程中因速度减小，当小于漏失速度时，泵内压力降低使游动凡尔提前关闭，悬点提前加载。

当固定凡尔漏失严重时，游动凡尔一直不能打开，悬点不能卸载，功图在下载荷线以上，接近上载荷线漏失图。

4.3、吸入和排出部分同时漏失

吸入部分和排出部分同时漏失的示功图是分别漏失图形的叠加，在上下载荷线之间，近似于椭圆形

5、带喷井的示功图

具有一定自喷能力的抽油机井，抽吸实际上只起诱喷和助喷的作用。在抽吸过程中，游动凡尔和固定凡尔处于同时打开状态，液柱载荷基本上不能作用于悬点。示功图的位置和载荷变化的大小取决于喷势的强弱以及抽吸液体的粘度。

6、抽油杆柱断脱

抽油杆断脱后的悬点载荷实际上是断脱点以上的抽油杆柱重量，只是由于摩擦力，才使上下载荷线不重合。图形的位置取决于断脱点的深浅。

抽油杆柱断脱的位置可根据公式计算

L=hfd/（（1-ρL/ρr）qr）（1）

L——自井口算起的断脱点深度，m；

fd——测示功图所用动力仪的力比，N/mm；

h——示功图中线至基线的距离，mm；

qr——每米抽油杆在空气中的自重，N/m；

抽油杆断脱位置比较深的示功图可能类似于带喷井的示功图，但带喷井的泵效高、产量高，而断脱井泵效和产量较低，甚至为零。

7、油管漏示断脱功图

如果油管丝扣连接处未上紧，或因油管被磨损、腐蚀而产生裂缝和孔洞及断脱时，进入油管中的液体就会从这些裂缝或断脱处重新漏入油管套管的环形空间。油管漏失会产生的结果可能是：

第一种，当油管漏失量小于泵的理论排量时，油井仍能出油，但产量比原水平降低很多，泵效降低；第二种，当漏失量大于泵的理论排量时泵抽出来的油全部漏入井筒，油井一点也不出油。

结论

1、通过对示功图的分析，找出影响抽油机井井下生产的主要因素，寻求解决途径；

2、通过对示功图的分析，可对抽油机井措施效果进行跟踪；

3、通过理论和实践应用的结合，拓宽示功图分析和发展思路；endprint