示功图基础知识

理论示功图:是认为在理想状况下,只考虑驴头所承受的静载荷引起抽油杆柱及油管柱弹性变形,而不考虑其他 (结蜡、出砂、气体、漏失等)因素影响,所绘制的悬点负荷与位移之间的关系曲线,称为理论示功图。
减程比:光杆冲程在图上的长度与实际冲程长度之比。
力比:实际悬点载荷与其在图上的长度之比。单位KN/mm           
A点—驴头下死点
B点—加载完毕,游动阀关闭,固定阀打开,活塞开始上行程。懒人床
C点—驴头上死点
D点—卸载完毕,固定阀关闭,游动阀打开,活塞开始下行程。
AB线—增载线,表示悬点上行时,活塞与泵筒无相对运动;
BC线—活塞上行程线,也是最大载荷线;
CD线—卸载线,表示悬点下行时,活塞与泵筒无相对运动;
DA线—活塞下行程线,也是最小载荷线;
ABC线—驴头上冲程线;
压电陶瓷超声换能器CDA线—驴头下冲程线;
典型实测示功图分析:
1、泵工作正常的示功图
特征描述:与理论示功图图形差异较小,近似为平行四边形。且增、卸载线,上、下行程线均与理论示功图线平行。所谓泵的工作正常,指的是泵工作参数选用合理,泵的生产能力与油层供液能力基本相适应。这类井泵效一般在60%以上。
考虑惯性载荷影响的示功图
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。
特征描述: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。
下步措施:1.优化井下杆柱;2.优化工作制度。
2、气体影响示功图
    特征描述:卸载线过程缓慢,卸载线CDˊ为向下弯曲的弧线,增载过程也变慢,增载线较理论的增载线平缓。DDˊ线越长,泵受气体影响越严重。
原因分析:上行程时,泵内气体膨胀,使泵内压力不能很快降低,造成固定凡尔推迟打开,增载缓慢。下行程时,泵内气体被压缩,使泵内压力增加缓慢,游动凡尔推迟打开,卸载缓慢,卸载线是一条圆弧。这类井其泵效在40%以下。
下步措施:油井:采用三凡尔泵等防气泵生产;加装防气装置如气锚;减小防冲距、缩小余隙容积;调小参数、换小泵;加深泵挂;安装套管放气阀、合理控制套管气;保持合理的生产压差、防止原油脱气。水井:加强注水,保持合理的地层压力。
3、供液不足泵筒未充满的示功图
当深井泵在抽汲过程中,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三种:
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,就是参数过大。
2)油层中的砂、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,液体来不及在泵的进油时间里充满泵筒。
3)地层本身物性差,渗透性不好,造成供液能力差。
图形特征:从上死点开始下冲程后,光杆负荷不是立即减少,而是向下运动一段距离后才减少,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,负荷仍和上冲程时一样,只有由于摩擦力、动负荷等方向的改变,使负荷有稍许降低。当活塞接触液面并开始压缩液体后,负荷才开始转移,光杆开始卸载。卸载线向左移,卸载开始的时间延迟,卸载线和增载线平行,这是泵充满不好时示功图图形的共同特征。这类图形象一个菜刀把。
措施:提高对应注水井注水量、提高地层供液能力;加深泵挂;采取合理的工作参数;采取压裂、酸化等增产措施;采取间歇抽油方式。
.泵的凡尔漏失示功图
泵的游动凡尔漏失示功图
深井泵的排出部分,包括游动凡尔和活塞。因此该部位产生的漏失不外乎有两种原因造成;一是游动凡尔装配不严、磨损引起的漏失;二是活塞和泵的衬套配合不紧蜜、间隙太大或沉砂磨损活塞和衬套引起的漏失。当漏失严重时,固定凡尔始终打不开,油井不出油。
上冲程时,泵内压力降低,活塞上下之间产生压差,使活塞上部的液体经游动凡尔的不严密处漏到活塞下面的工作筒内,漏失速度随活塞下面的压力减小而增大。由于漏失到活塞下面的液体有使悬点载荷变小的“顶托”作用。所以,悬点载荷不能及时上升到最大值,使加载缓慢。如图所示。随着活塞悬点运动速度加快,活塞上行速度大于漏失速度时,悬点载荷达到最大静载荷值,如图中Bˊ点,此时固定凡尔打开液体进入泵筒。当活塞上行到后半冲程,活塞上行速度逐渐减慢,当其小于液体漏失速度时,又出现漏失液体的顶托作用使
锂电保护芯片悬点提前卸载,活塞下部工作筒内的压力增加,固定阀关闭,活塞到达上死点,悬点载荷降至C〞点,也就是说增载减慢、卸载提前。
特点:a.增载线的倾角比泵工作正常时小,角DABˊ小于DAB,漏失量越大,角DABˊ越小于DAB,Bˊ点和C′点越靠近。b.左上角和右上角圆滑,漏失量越大,其圆滑程度越厉害。c.卸载线比增载线陡。总之,功图特点是:卸载线比增载线陡,图形的左下角变尖,右上角变圆。当漏失特别严重时,增载线、卸载线和最大载荷线便构成了一条向下方弯曲的圆滑弧线。
柱塞的有效吸入行程:
泵效:
现象:1、产液量下降。2、动液面上升。3、上电流比正常时小,下电流正常。
措施制定:1、憋压;2、碰泵;3、对油井进行热洗;4、以上措施无效再进行检泵作业。
泵的固定凡尔漏失示功图
固定凡尔漏失,使泵内压力不能及时升高,泵腔内的液体从固定凡尔不严处漏到井内,延缓了卸载过程,同时也使排出阀不能及时打开,当活塞速度大于漏失速度,泵内压力上升到足以把游动凡尔顶开时,卸载过程结束,即卸载减慢。
混凝土泵送剂在下冲程的后半冲程,因活塞移动速度减小,当小于漏失速度时,泵筒内的压力降低,使游动凡尔提前关闭,悬点载荷上升,到达下死点时,悬点载荷已增载到A〞。
图形特点:a.卸载线的倾角比泵工作正常时小,角BCDˊ小于角BCD。b.左下角和右下角圆滑,漏失量越大,其圆滑程度越厉害。c.增载线比卸载线陡。d:示功图右上尖、左下圆.
柱塞的有效吸入行程:
泵效:
校园网管理系统现象:1、产液量下降,泵效下降;2、上电流正常,下电流稍大。3、抽油时上冲程压力上升,下冲程压力下降,待压力升起时,将驴头停在下死点稳压,则稳不住压。
措施制定:1、憋压;2、碰泵;3、对油井进行热洗;4、以上措施无效再进行检泵作业。
泵的固定凡尔、游动凡尔同时漏失示功图
当游动凡尔和固定凡尔同时存在漏失时,上冲程泵主要是游动阀漏失的影响;下冲程泵主要是受固定阀漏失的影响。因此,示功图的两端呈椭圆形。严重时同抽油杆断脱功图类似,呈黄瓜状。
现象:1、产液量下降,泵效下降,严重漏失时不出油;2、动液面上升;3、抽油时压力上升缓慢,严重时不升,驴头停在上、下死点都稳不住压力。
措施制定:1、憋压;2、碰泵;3、对油井进行热洗;4、以上措施无效再进行检泵作业。
⑸、固定凡尔卡死关不上
固定阀卡死不关闭,造成游动阀打不开光杆不能卸载,图形在上理论负荷线附近。
现象:1、井口不出油;2、上下冲程时电流均小于正常时电流;3、在井口憋压时,可发现上行时压力上升,下行时压力下降。
整改措施:1、大排量热洗;2、洗井无效时上作业检泵。
⑹、游动凡尔卡死关不上
现象:示功图不能增载,图形与抽油杆底部断脱类似。憋压时上冲程压力不升,下冲程压力上升,井口下冲程出油,电流上冲程减少,下冲程正常。
整改措施:1、大排量热洗;2、洗井无效时上作业。
⑺、游动凡尔打不开
现象:不出油,载荷卸不下来。憋压时上冲程压力上升,下冲程压力下降,变化值基本不变。热洗时将活塞提出泵筒能洗通,放入泵筒就洗不通。
电流:上电流正常,下电流比正常时要小。
整改措施:1、大排量热洗;2、洗井无效时上作业。
太阳能跟踪控制器⑻、活塞出泵筒示功图
特征描述:下泵时由于防冲距过大,使上行程的后半行程活塞脱出工作筒,脱出工作筒后悬点立即卸载,因此,后半行程与下行程线基本重合并伴有振动。右下角有耳朵,右上角缺失,形状如倒置柴刀。右下角不规则波浪形曲线为突然卸载,引起活塞跳动造成。
措施制定:调防冲距
⑼、上行挂井口示功图
特征描述:由于抽油杆长度配的不合适,光杆上行时接箍挂井口,使负载突然增加,图形在右上方有个小耳朵。
措施制定:重新调整防冲距。
⑽、下死点碰泵示功图
特征描述:在左下角有一个环状图形。由于防冲距过小,当活塞下行接近下死点时,活塞与固定凡尔相碰撞,光杆负荷急剧降低,引起抽油杆柱剧烈振动,这时活塞又紧接着上行而引起。
措施制定:将泵的活塞落到底部,重新调整防冲距。
⑾、活塞与泵筒间隙漏失示功图
特征描述:由于活塞与衬套之间磨损、间隙过大,造成漏失,在上行时液体从中漏失,光
杆负载减少,使右上角呈现斜坡,缺少一块面积。
现象:产液量下降、动液面上升、上电流下降、下电流不变。
措施制定:作业检泵。
⑿、活塞遇卡示功图
特征描述:当抽油机的驴头上下运动时,看起来光杆也在上下运动,但活塞却固定不动。此时,抽油杆柱处于被不断地拉伸和压缩及弯曲的状态之下。当驴头上行时,悬点载荷首先是缓慢增加,当抽油杆被拉直后,悬点载荷急剧上升;当驴头下行时,抽油杆柱在其弹力的作用下缩短。这一过程是一弹性伸长和弹性缩短的过程。图形为一条斜放着的麻花,其斜率增载线和卸载线一样,相互平行。在现场,一般可凭卡的部位和卡的情况来区分是蜡卡还是砂卡。砂卡一般多在泵筒的下部,卡的猛,突然之间就卡了,卡后活塞不能再活动;而蜡卡一般多在泵筒的上部,卡的缓,多是慢慢地卡,卡后活塞仍有一定的活动余地。
措施制定:1、砂卡:应立即停抽上作业,避免抽油杆拉断,电机烧坏;2、蜡卡:小排量洗井、套管灌热水。
⒀、结蜡示功图
由于石油中大都不同程度的含有蜡。当温度降低到蜡的初始结晶温度时,溶解在石油中的蜡就会凝析出来,粘附在油管、抽油杆、深井泵等井下设备上。油井结蜡增大光杆负荷,引起凡尔失灵或卡死凡尔,堵死油管,造成油井不出油、抽油杆柱断脱等问题。因此,研究油井结蜡对示功图的影响,从而了解泵的工作情况,对于维护油井正常生产,是有实际意义。
特征描述:上行程时,流动阻力的方向向下,使悬点载荷增加;下行程时,流动阻力的方向向上,使悬点载荷减少。示功图出现肥大,上下行程线均超过理论负荷线,下行时,光杆负荷不稳定,在图上呈现出波浪起伏的变化。 
现象:1、功图上负荷增加、下负荷下降;2、上电流增加、下电流下降;3、动液面上升;4、产液量下降,泵效下降。
措施制定:1、热水(油)循环清蜡。2、制定合理的加药、洗井周期;3、作业清蜡;4、合理的生产制度减少蜡的析出量; 5、下电热杆防蜡; 6、磁防蜡;7、涂料油管或玻离衬里油管防蜡;8、采取抽油杆刮蜡器等进行机械清蜡。
⒁、油稠示功图
特征描述:由于稠油粘度大,当抽油杆做上、下冲程运动时,摩擦阻力较大,驴头最大和最小负荷线均超过理论负荷线,图形变得肥胖,同时,使得凡尔开关比正常时滞后,凡尔和凡尔座配合不严蜜,造成较大的漏失,四个角圆滑。

本文发布于:2024-09-21 11:14:46,感谢您对本站的认可!

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