1、典型功图分析,汇报目录,泵工作原理 理论示功图 典型示功图分析 动态示工图分析 总结,泵的工作原理,泵的抽汲过程,抽油杆柱带着柱塞向上运动，柱塞上的游动阀受管内液柱压力而关闭。,泵吸入的条件： 泵内压力(吸入压力)低于沉没压力。,A-上冲程,1)上冲程,泵内压力降低，固定阀在环形空间液柱压力(沉没压力)与泵内压力之差的作用下被打开。泵内吸入液体、井口排出液体。,B-下冲程,2)下冲程,柱塞下行，固定阀在重力作用下关闭。泵内压力增加，当泵内压力大于柱塞以上液柱压力时，游动阀被顶开。 柱塞下部的液体通过游动阀进入柱塞上部，使泵排出液体。 泵排出的条件： 泵内压力(排出压力)高于柱塞以上的液柱压力。
2、,泵的工作原理,泵的抽汲过程,理论示功图,示功图是由载荷和位移变化关系曲线所构成的封闭曲线。表示悬点载荷与位移关系的示功图称为地面示功图 。,理论示功图,1. 静载荷作用下的理论示功图 悬点所承受的载荷： (1)抽油杆柱载荷，r (2)作用在柱塞上的液柱载荷,W1 （3）沉没压力(泵口压力)与井口回压在上冲程中造成的悬点载荷方向相反,相互抵消。,静载荷作用下理论示功图,W1,理论示功图,2.惯性和振动载荷作用下的理论示功图 惯性载荷的影响使静载荷理论示功图被扭曲一个角度，使之变为不规则四边形，如图所示。 由于抽油杆柱的振动发生在粘性液体中，所以为阻尼振动。叠加之后上下线出现逐渐减弱的波浪线。,
3、3.磨擦载荷 （1）抽油杆与油管的摩擦力 （2）液柱与油管之间摩擦力 （3）液柱与抽油杆之间的摩擦力 （4）柱塞与衬套之间的摩擦力 （5）液体通过游动阀的摩擦力,摩擦载荷的总作用表现为使功图加宽,理论示功图,典型示功图分析,1 .泵工作正常 图形特征左右、上下曲线平行，接近理论示功图图形特征，曲线较理想，充满程度100%，排出系数较高，一般泵效接近理论值，如图。 成因分析此类井供液充足，沉没度大。泵阀不漏，泵效高，出油好。,理论示功图,实测示功图,2 .振动影响时的示功图 图形特征上下曲线出现逐渐减弱的波浪线，振动越严重，变化幅度越大。 成因分析振动引起悬点载荷叠加在正常工作产生的曲线上，由于
4、抽油杆柱的振动为阻尼振动，所以出现逐渐减弱的波浪线。,理论示功图,实测示功图,典型示功图分析,理论示功图,实测示功图,3. 泵工作正常但供液不足 图型特征卸载线和加载线平行，越左移说明充满越不好，也就是供液能力越差，形成的图形为“刀把”形。 成因分析： （1）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。 （2）为使泵正常工作，在泵的下边界装砂锚、气锚，当砂、蜡同时堵塞了部分进油孔道，使液体进入泵筒的流动阻力增大，流量变小，动液面升高，液体来不及在泵的进油时间里充满泵筒。,典型示功图分析,4.泵工作正常但油稠 图形特点上负荷线高于最大理
5、论负荷线，下负荷线低于最小理论负荷线，图形肥胖，四个角是圆滑的。 成因分析油稠，使摩擦等附加阻力变大，造成上负荷线偏高，下负荷线偏低。同时，使得凡尔开关比正常时滞后，凡尔和凡尔座配合不严密，造成较大漏失。,理论示功图,实测示功图,典型示功图分析,5 .油井出砂 图形特点负荷线上呈现出不规则的锯齿状尖峰，且在连续测图时尖峰是移动的。 成因分析油层出砂，细小的砂粒将随着油流进入泵内，使活塞在整个行程中增加了一个附加阻力。上冲程时附加阻力使光杆负荷增加，下冲程时，附加阻力使光杆负荷减少，并且由于砂子分布在泵筒内各处多少不同，致使光杆负荷在很短时间内发生多次急剧的变化。严重时会造成固定凡尔，活塞卡死，
6、造成油井停产。,理论示功图,实测示功图,典型示功图分析,6. 油井结蜡 图形特点油井结蜡会使油流通道减小，油流阻力增大，活塞上行时，光杆负荷增加，下行时又由于结蜡阻碍，光杆负荷不稳定，在图上呈波浪形变化。曲线有不规则凸起增载和凹下减载，产量降低。 成因分析石油中都不同程度含有蜡，当温度降低到蜡的结晶温度时，溶解蜡就会凝析出来，黏附在油管，抽油杆，深井泵等井下设备上，增大光杆负荷，引起凡尔失灵或堵死，卡死活塞，堵死油管。结蜡部位不同，影响程度不同。,理论示功图,实测示功图,典型示功图分析,7. 气体影响 图形特点卸载线成一圆弧状。其曲率半径越大,泵效越低，表明油套环空内泡沫段高，油层脱气严重，沉
7、没压力偏小，泵充满程度差。 成因分析石油是聚集在一起的油气混和物，在抽汲过程中或多或少总有气体进入泵内。,理论示功图,实测示功图,典型示功图分析,气锁现象： 如果气体大量进入泵筒，上冲程时气体膨胀，全部占满柱塞让出的容积，固定凡尔打不开。下冲程时，气体压缩，但压力仍低于游动凡尔上部压力，游动凡尔也打不开，所以这种情况下双凡尔均打不开，柱塞运动对气体压缩和膨胀，泵不排油，这种现象称为“气锁”。,理论示功图,实测示功图,典型示功图分析,8.凡尔漏失 （1）固定阀（吸入部分）漏失 图形特征两下角缺失 下冲程开始后，由于固定阀漏失，泵内压力不能及时提高而延缓了卸载过程，同时使游动阀不能及时打开。当柱塞
8、速度大于漏失速度后，泵内压力提高到大于液柱压力，将排出阀打开而卸去液柱载荷，下冲程后半冲程中因柱塞速度减小，当小于漏失速度时，泵内压力降低使排出阀提前关闭，悬点提前加载（当吸入阀严重漏失时，排除阀一直不能打开，悬点不能卸载）。 成因分析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，都会造成深井泵的吸入部分漏失。,理论示功图,实测示功图,典型示功图分析,（2）游动阀（排出部分）漏失 图形特征上冲程时，泵内压力降低，柱塞两端产生压差，使柱塞上面的液体漏到柱塞下部的工作筒内，漏失速度随柱塞下面压力成反比。由于漏失到柱塞下面的液体有向上的“顶托”作用，使加
9、载减缓。随着悬点运动的加快，“顶托”作用相对减小，液柱载荷完全加与悬点。当柱塞继续上行到后半冲程时，因活塞上行速度又逐渐减慢。在柱塞速度小于漏失速度瞬间，又出现了漏失液体的“顶托”作用，使液柱负荷提前卸载。 成因分析一是游动凡尔装配不严，磨损引起的漏失；一是活塞和泵的衬套配合不紧密，间隙太大或因沉砂磨损活塞和衬套而引起的漏失。,理论示功图,实测示功图,典型示功图分析,（3）排出阀和吸入阀同时漏失 图形特征在上冲程过程中，排出部分漏失起主导作用，使图形左上角和右上角变圆，但负荷线能达到理论上负荷线。在下冲程过程中，吸入部分漏失起主导作用，使图形左下角和右下角变圆，但下负荷线能降到理论下负荷线处。
10、 成因分析砂蜡和磨损等原因造成吸入和排出部分同时漏失。油井严重减产。,理论示功图,实测示功图,典型示功图分析,9 .抽油杆断脱时的示功图 图形特征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，只是由于摩擦力的作用，才使上、下载荷先不重合。图形的位置取决于断脱点的位置。图中抽油杆断脱的位置在中部。 成因分析抽油杆由于弹性疲劳，深井泵遇到卡使抽油杆柱超过拉伸屈服极限等原因而断裂，或由于抽油杆之间未上紧而发生脱扣，这些导致示功图呈水平条带状。油井不出油。,理论示功图,实测示功图,典型示功图分析,10. 活塞脱出工作筒 图形特征上冲程中柱塞上行至一点时脱出工作筒，液体漏失量急剧增加，悬点载荷
11、急剧下降。卸载结束时还由于突然卸载柱塞的振动产生不规则波状曲线。示功图右上方严重缺失，上冲程靠后部分载荷明显变小。 成因分析主要原因是由于防冲距过大或光杆冲程过大造成，还有修井完井数据误差较大所造成。,理论示功图,实测示功图,典型示功图分析,11. 游动凡尔关闭迟缓 图形特征游动阀关闭迟缓使得加载过程减缓，示功图的左上方缺失，而且加载线比较陡，缺失形状近似为矩形。 成因分析泵的游动阀与阀球罩之间的间隙太小，可能是修井作业时用管钳咬在阀球罩处将其咬扁所致。,理论示功图,实测示功图,典型示功图分析,12. 上碰泵 图形特征上冲程快终了时，柱塞滑杆并帽和泵头导环相碰撞，使载荷额增加。右上角有凸出。
12、成因分析防冲距过大，内工作筒漏油，卡砂，油井不可能出油。,理论示功图,实测示功图,典型示功图分析,13.下碰泵 图形特征在下冲程快终了时，柱塞与固定凡尔罩相碰，使载荷额外降低。功图左下角有凸出，在增载部位的曲线是凹形向上的。 成因分析防冲距太小，或压裂卡砂。,理论示功图,实测示功图,典型示功图分析,14.油管漏失 图形特点开抽时泵功图图形正常，停抽后上行线比前面低一段载荷，功图面积明显减小。 成因分析如果油管的丝扣连接处未上紧，或因油管被磨损，腐蚀而产生裂缝和孔洞时，进入油管的液体会从这些裂缝和孔洞及未上紧处重新漏入油管套管间的环形空间，导致油井减产。,理论示功图,实测示功图,典型示功图分析,
13、15 .连抽带喷井的示功图 图形特征游动阀和固定阀同时打开，液柱载荷基本上加不到悬点，示功图的位置和载荷变化大小取决于喷势的强弱及抽汲液体的黏度。油井连喷带抽，在柱塞上冲程时，由于游动凡尔下部压力较大，致使游动凡尔不能关闭或关闭不严密，载荷升到游动凡尔载荷线，当下冲程时，由于固定凡尔下部压力较大，致使固定阀也不能关闭或关闭不严，载荷将不到固定凡尔载荷线。图形特征为近于水平状，很少有振动波。图形两端有一段曲线近于平行。 成因分析刚由自喷转抽油，油井能量较高，井筒内动液面较高，且有气体在做功的井常为这样的图。,理论示功图,实测示功图,典型示功图分析,游动凡尔 关闭迟缓,动态功图分析,动态功图分析,动态功图分析,动态功图分析,总结,前面所讲的示功图分析，往往只能对系统的工作状况做某些定性分析，而无法做出定量的判断。在深井快速抽吸的条件下，由于泵的工作状况（活塞负荷的变化）要通过上千米的抽油杆柱传递到地面上，在传递过程中，因抽油杆柱的震动等因素，使载荷的变化复杂化。 现在，通过数学方法将地面示功图转换成泵示功图进行的分析诊断技术，可消除地面示功图分析中许多不定因素，简化了解释工作，大大地提高了抽油系统工况的分析水平。,
