20150609作业采油案例分析(示功基础)ppt课件

1、白瑞义孤岛采油厂井下作业大队西区2021年06月09日作业采油案例分析示功图根底孤岛采油厂作业西区作业采油案例分析作业采油案例分析1.1.抽油机简介抽油机简介 目前国内外广泛目前国内外广泛运用的抽油机主要是运用的抽油机主要是游梁式抽油机游梁式抽油机. .游梁游梁抽油机主要由游梁抽油机主要由游梁连杆连杆曲柄安装曲柄安装, ,减减速安装速安装, ,动力设备和动力设备和辅助安装等四大部分辅助安装等四大部分组成。组成。孤岛采油厂作业西区作业采油案例分析作业采油案例分析2.2.抽油杆简介抽油杆简介 抽油杆上连抽油机,下接抽油泵,起传送动力的作用。抽油杆在传送动力的过程中主要接受动载荷和静载荷. 当抽油杆

2、上行时,抽油杆接受的是杆柱本身重力和活塞以上液体重力,称为静载荷。由于抽油杆上行时所受的摩擦阻力的方向向下,故静载荷增大。当抽油杆下行时,液柱的重力转移给油管,抽油杆只接受本身杆柱的重力;此时由于摩擦力的方向向上,静载荷减小。 在抽油杆上下运动中,抽油杆柱和液柱产生的惯性载荷,抽油杆柱因增载减载引起的振动载荷,以及各种要素呵斥的冲击载荷等,都属于动载荷。 孤岛采油厂作业西区作业采油案例分析作业采油案例分析3.3.抽油泵简介抽油泵简介 抽油泵主要由任务筒,衬套,柱塞上的游动阀,装在任务筒下端的固定阀组成。 抽油泵的任务原理:活塞上行时吸液入泵,排液出井;活塞下行时泵内液体进入油管,不排液出井。孤

3、岛采油厂作业西区作业采油案例分析作业采油案例分析4 4、抽油井工况分析的目的、抽油井工况分析的目的 抽油井工况分析的目的是了解油层消费才干、设备才干以及他们的任务情况，为进一步制定合理的技术措施提供根据，使设备才干与油层才干相顺应，充分发扬油层潜力，并使设备在高效率下正常任务，以保证油井高产量、高泵效消费。孤岛采油厂作业西区作业采油案例分析作业采油案例分析二、常规管式泵任务原理 三、典型示功图分析 一、根本概念及实际示功图 孤岛采油厂作业西区作业采油案例分析作业采油案例分析一一. .根本概念及实际示功图的绘制根本概念及实际示功图的绘制典型示功图分析典型示功图分析 示功图定义：示功图是由载荷随位

4、移的变化关系曲线所构成的封锁曲线图。表示悬点载荷与位移关系的示功图称为地面示功图或光杆示功图。在实践任务中是以实测地面示功图作为分析深井泵任务情况的主要根据。孤岛采油厂作业西区作业采油案例分析作业采油案例分析 实际示功图定义：在理想情况下，只思索驴头所接受的静载荷引起的抽油杆及油管的弹性变形，而不思索其他要素影响，所绘制的示功图称为实际示功图。 典型示功图定义：指某一要素的影响十清楚显，其外形代表了该要素影响下的根本特征的示功图。 一根本概念一根本概念理想情况： 油管无漏失、泵任务正常。 油层供液才干充足，泵可以完全充溢。 光杆只接受抽油杆柱与活塞上液柱分量的静载荷，不思索惯性力。 不思索砂、

5、蜡、稠油的影响。 不思索油井连喷带抽。 以为进入泵内的流体是不可紧缩的，凡尔是瞬时开闭的。 在这种条件下绘制出的示功图是一个平行四边形。孤岛采油厂作业西区作业采油案例分析作业采油案例分析二实际示功图意义二实际示功图意义A A点点驴头下死点驴头下死点C C点点驴头上死点驴头上死点B B点点加载终了，游动阀封锁，固定阀翻开，活塞开场上行程。加载终了，游动阀封锁，固定阀翻开，活塞开场上行程。D D点点卸载终了，固定阀封锁，游动阀翻开，活塞开场下行程。卸载终了，固定阀封锁，游动阀翻开，活塞开场下行程。S SP PSPSPB B A AD DDDWrWrBBC Co oWlWl孤岛采油厂作业西区作业采油

6、案例分析作业采油案例分析 AB AB线线增载线，表示悬点上行时，活塞与泵筒无相对运动；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；S SP PSPSPB B A AD DDDWrWrBBC Co oWlWl孤岛采油厂作业西区作业采油案例分析作业采油案例分析S SP PSPSPB B A AD DDDWrWrBBC Co oWlWl ABC线驴头上冲程线； CDA线驴头下冲程线； S S光杆冲程；光杆冲程； Sp Sp 活塞冲程；活塞冲程； 冲程损失。冲程损失。孤岛采油厂作业西区作业采油案例分析作业采油

7、案例分析抽油井工况分析抽油井工况分析- -典型示功图分析典型示功图分析 当活塞上行时，游动阀受油管当活塞上行时，游动阀受油管内活塞以上液柱的压力作用而封锁内活塞以上液柱的压力作用而封锁，并排出活塞冲程一段液体。固定，并排出活塞冲程一段液体。固定阀由于泵筒内压力下降，被油套环阀由于泵筒内压力下降，被油套环行空间液柱压力顶开，井内液体进行空间液柱压力顶开，井内液体进入泵筒内，充溢活塞上行所让出的入泵筒内，充溢活塞上行所让出的空间。空间。一、常规管式泵任务原理活塞上行孤岛采油厂作业西区作业采油案例分析作业采油案例分析沉没压力液柱压力活活塞塞上上行行游动凡尔封锁游动凡尔封锁固定凡尔翻开固定凡尔翻开 吸

8、液条件：沉没压力大于泵内压力时，吸液入泵，排液出井口。孤岛采油厂作业西区作业采油案例分析作业采油案例分析油层油层活活塞塞下下行行 当活塞下行时，由于泵筒当活塞下行时，由于泵筒内液柱受压，压力增高，而使内液柱受压，压力增高，而使固定阀封锁。活塞继续下行，固定阀封锁。活塞继续下行，泵内压力继续升高，当泵筒内泵内压力继续升高，当泵筒内压力超越油管内液柱压力时，压力超越油管内液柱压力时，游动阀被顶开，液体从泵筒内游动阀被顶开，液体从泵筒内经空心活塞上行进入油管。经空心活塞上行进入油管。孤岛采油厂作业西区作业采油案例分析作业采油案例分析液柱压力沉没压力游动凡尔翻开游动凡尔翻开固定凡尔封锁固定凡尔封锁活活

9、塞塞下下行行 排液条件：泵内压力大于液柱压力时，泵内液体转移入油管。孤岛采油厂作业西区作业采油案例分析作业采油案例分析三、典型示功图分析三、典型示功图分析特点：近似平行四边形PSABDCo 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。孤岛采油厂作业西区作业采油案例分析作业采油案例分析PSABDCo思索惯性载荷时，是把惯性载荷叠加在静载荷上。思索惯性载荷时，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。 构成缘由：惯性载荷在上冲程前半冲程添加悬点载荷，后半冲程减小悬点载荷。 在下冲程前半冲程减小悬点载荷，后半冲程添加悬点

10、载荷。孤岛采油厂作业西区作业采油案例分析作业采油案例分析气体影响示功图充不满影响示功图漏失影响示功图带喷井影响示功图抽油杆断脱影响示功图出砂影响示功图活塞脱出任务筒示功图结蜡影响示功图活塞下行碰泵影响示功图油稠影响示功图柱塞遇卡示功图典典型型示示功功图图目目录录孤岛采油厂作业西区作业采油案例分析作业采油案例分析1 1、气体影响示功图、气体影响示功图PSABD 由于下冲程末泵的余隙内残存一定数量的溶解气和紧缩气，上冲程开场后泵内压力因气体的膨胀而不能很快降低，加载变慢，使吸入阀翻开滞后B点C 泵筒的余隙越大，残存的气量越多，泵内压力下降越慢，那么吸入阀翻开越滞后，即B B线越长。 B C 线为上

11、冲程柱塞有效冲程。oB1孤岛采油厂作业西区作业采油案例分析作业采油案例分析1 1、气体影响示功图、气体影响示功图PSABD 下冲程时，气体受紧缩，泵内压力不能迅速提高，卸载变慢，使排出阀滞后翻开 图中D 点。BCDo特点：增载、卸载缓慢消费动态表现：动液面较高，沉没度较大普通在100m以上油气比大，单井产液量适中，但出液存在不均。 泵的余隙越大，进入泵内的气量越多，那么DD 线越长。 D A线为下冲程柱塞有效冲程。孤岛采油厂作业西区作业采油案例分析作业采油案例分析1 1、气体影响示功图、气体影响示功图 而当进泵气量很大而沉而当进泵气量很大而沉没压力很低时，泵内气体没压力很低时，泵内气体处于反复

12、紧缩和膨胀形状处于反复紧缩和膨胀形状，吸入和排出阀处于封锁，吸入和排出阀处于封锁形状，出现形状，出现“气锁景象气锁景象。如图中点画线所示：。如图中点画线所示：PSABDBCDo措施：合理控制套管气；加深泵挂；加装防气安装；减小防冲距，减少余隙容积。孤岛采油厂作业西区作业采油案例分析作业采油案例分析气锁影响孤岛采油厂作业西区作业采油案例分析作业采油案例分析1 1、气体影响示功图、气体影响示功图 气体使泵效降低的数值可运气体使泵效降低的数值可运用下式近似计算用下式近似计算: : NoImage 充溢系数充溢系数: :ADADDDgS式中：式中：SS光杆冲程光杆冲程PSABDB CDo孤岛采油厂作业

13、西区作业采油案例分析作业采油案例分析2 2、充不满影响的示功图、充不满影响的示功图PSABD 当沉没度过小或供液缺乏使当沉没度过小或供液缺乏使液体不能充溢任务筒时，均会液体不能充溢任务筒时，均会影响示功图的外形。影响示功图的外形。C 下冲程由于泵筒中液体充不下冲程由于泵筒中液体充不满，悬点载荷不能立刻减小，满，悬点载荷不能立刻减小，只需当柱塞遇到液面时，才迅只需当柱塞遇到液面时，才迅速卸载，卸载线与增载线平行速卸载，卸载线与增载线平行，卸载点较实际示功图卸载点，卸载点较实际示功图卸载点左移如图中左移如图中D D 点点D o12孤岛采油厂作业西区作业采油案例分析作业采油案例分析2 2、充不满影响

14、的示功图、充不满影响的示功图 有时，当柱塞碰到液面时，产生振动，最小载荷线会出现波浪线。充不满程度越严重，那么卸载线越往左移。如右图2、3所示123PSABDCDo措施：加深泵挂；采取合理的抽汲措施；调整对应注水井注水量；采取压裂、酸化等增产措施；采取间歇抽油方式。特点：卸载线平行左移，液面越低，左移间隔越大。消费动态表现：动液面较低，沉没度较小普通在50m以下单产液量较低，有时光杆发烫，存在间歇出油情况孤岛采油厂作业西区作业采油案例分析作业采油案例分析供液缺乏孤岛采油厂作业西区作业采油案例分析作业采油案例分析3 3、漏失影响的示功图、漏失影响的示功图泵漏失是油井常见的缺点之一。泵漏失包括固定

15、凡尔漏失、游动凡泵漏失是油井常见的缺点之一。泵漏失包括固定凡尔漏失、游动凡尔漏失、双凡尔漏失和油管漏失四种情况。尔漏失、双凡尔漏失和油管漏失四种情况。孤岛采油厂作业西区作业采油案例分析作业采油案例分析3 3、漏失影响的示功图、漏失影响的示功图PSABD 1排出部分漏失C 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过排出部分的不严密处阀及柱塞与衬套的间隙漏到柱塞下部的任务筒内，漏失速度随柱塞下面压力的减小而增大。由于漏失到柱塞下面的液体有向上的“顶托作用，悬点载荷不能及时上升到最大值，使加载缓慢。o孤岛采油厂作业西区作业采油案例分析作业采油案例分析3 3、漏失影响的示功图、漏失

16、影响的示功图PSABD 1排出部分漏失C 随着悬点运动的加快，“顶托作用相对减小，直到柱塞上行速度大于漏失速度的瞬间，悬点载荷到达最大载荷如图中B点oB孤岛采油厂作业西区作业采油案例分析作业采油案例分析 当柱塞继续上行到后半冲程时，因柱塞上行速度又逐渐减慢，在柱塞速度小于漏失速度瞬间如图中C点，又出现了液体的“顶托作用，使悬点负荷提早卸载。 到上死点时悬点载荷已降至C点。3 3、漏失影响的示功图、漏失影响的示功图1排出部分漏失PABDCBCS 下冲程，排出部分漏失不影响泵的任务。因此，示功图外形与实际示功图类似。DoC孤岛采油厂作业西区作业采油案例分析作业采油案例分析 由于排出部分漏失的影响，

17、吸入阀在B点才翻开，滞后了BB这样一段柱塞冲程； 漏失量越大， BC线越短。PABDCCS3 3、漏失影响的示功图、漏失影响的示功图B CS1排出部分漏失 而在接近上死点时又在C点提早封锁。这样柱塞的有效吸入行程为BC。 在此情况下的泵效:CDoB孤岛采油厂作业西区作业采油案例分析作业采油案例分析 当漏失量很大时，由于漏失液对柱塞的“顶托作用很大，上冲程载荷远低于最大载荷，如图中AC所示，吸入阀一直是封锁的，泵的排量等于零。3 3、漏失影响的示功图、漏失影响的示功图1排出部分漏失PABDCBCCSBCDCo孤岛采油厂作业西区作业采油案例分析作业采油案例分析游动阀漏失孤岛采油厂作业西区作业采油案

18、例分析作业采油案例分析A 3 3、漏失影响的示功图、漏失影响的示功图2吸入部分漏失PSABDCD 下冲程开场后，由于吸入阀漏失，泵内压力不能及时提高而延缓了卸载过程，使排出阀不能及时翻开。只需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，将排出阀翻开而卸去液柱载荷如图中D 点 。 悬点以最小载荷继续下行，直到柱塞下行速度小于漏失速度的瞬间 如图中A 点 。o孤岛采油厂作业西区作业采油案例分析作业采油案例分析 泵内压力降低使排出阀提早封锁，悬点提早加载,到达下死点时，悬点载荷已添加到 A。3 3、漏失影响的示功图、漏失影响的示功图2吸入部分漏失PSABDCBD A 上冲程，吸入部分漏失不

19、影响泵的任务，示功图外形与实际示功图外形相近。A O3孤岛采油厂作业西区作业采油案例分析作业采油案例分析3 3、漏失影响的示功图、漏失影响的示功图2吸入部分漏失PSABDCBDA 由于吸入部分的漏失而呵斥排出阀翻开滞后(DD )和提早封锁AA。 活塞的有效排出冲程为D A 。AoS光光SAD在此情况下的泵效计算公式为：孤岛采油厂作业西区作业采油案例分析作业采油案例分析3 3、漏失影响的示功图、漏失影响的示功图 2吸入部分漏失 当吸入阀严重漏失时，排出阀不断不能翻开，悬点不能卸载。示功图位于最大实际载荷线附近。由于摩擦力的存在，示功图成条带状如右图所示。孤岛采油厂作业西区作业采油案例分析作业采油

20、案例分析3 3、漏失影响的示功图、漏失影响的示功图 3双凡尔漏失的示功图 双凡尔漏失即吸入部分与排出部分同时漏失，它的示功图是吸入部分与排出部分分别漏失时的示功图叠加，近似于椭圆形，位于最大实际载荷线和最小实际载荷线之间。孤岛采油厂作业西区作业采油案例分析作业采油案例分析双凡尔漏失孤岛采油厂作业西区作业采油案例分析作业采油案例分析3 3、漏失影响的示功图、漏失影响的示功图 4油管漏失的示功图 油管漏失不是泵本身的问题，所以示功图外形与实际示功图外形相近，只是由于进入油管的液领会从漏失处漏入油管、套管的环形空间，使作用于悬点上的液柱载荷减小，不能到达最大实际载荷值，(如右图所示。DPSABCo

21、消费动态表现：液面较正常上升，液量下降，憋压时间延伸，即使憋起压后，压降也快。孤岛采油厂作业西区作业采油案例分析作业采油案例分析3 3、漏失影响的示功图、漏失影响的示功图 4油管漏失的示功图lhCLq 经过示功图根据下式可计算出漏失位置：式中式中 ： 活塞以上每米液柱分量，活塞以上每米液柱分量， kN/m kN/mL L 漏失点距井口深度，漏失点距井口深度， m mh h 漏失点距井口在图上的高度，漏失点距井口在图上的高度， mm mmC C 力比力比 ， kN/mm kN/mmlqhPSABDCo孤岛采油厂作业西区作业采油案例分析作业采油案例分析4 4、抽油杆断脱影响的示功图、抽油杆断脱影响

22、的示功图 抽油杆断脱后的悬点载荷实践上是断脱点以上的抽油杆柱在液体中的分量，悬点载荷不变，只是由于摩擦力的存在，使上下载荷线不重合，成条带状。 消费动态表现：液面较正常上升，井口不出液，光杆烫，井口憋压不起压，断脱时间较长时井口不出气。孤岛采油厂作业西区作业采油案例分析作业采油案例分析 示功图的位置取决于断示功图的位置取决于断脱点的位置：断脱点离井口脱点的位置：断脱点离井口越近，示功图越接近横坐标越近，示功图越接近横坐标( (基线基线) )，如右图，如右图1 1所示；所示；断脱点离井口越远，示功图断脱点离井口越远，示功图越接近最小实际载荷线，如越接近最小实际载荷线，如图图2 2所示。所示。12

23、4 4、抽油杆断脱影响的示功图、抽油杆断脱影响的示功图 措施：对扣；作业检杆。 消费动态表现：液面较正常上升，井口不出液，光杆烫，井口憋压 不起，断脱时间长时井口不出气。孤岛采油厂作业西区作业采油案例分析作业采油案例分析抽油杆断脱孤岛采油厂作业西区作业采油案例分析作业采油案例分析hrhCLq 由此示功图可计算断脱点至井口的间隔： 式中式中 L L 断脱点距井口间隔断脱点距井口间隔,m ,m 每米抽油杆在液体中分量每米抽油杆在液体中分量,KN/m,KN/m h h 示功图中线到横坐标的间隔示功图中线到横坐标的间隔,mm,mm C C 力比力比,KN/mm ,KN/mm 4 4、抽油杆断脱影响的示

24、功图、抽油杆断脱影响的示功图 rq孤岛采油厂作业西区作业采油案例分析作业采油案例分析5 5、油层出砂影响的示功图、油层出砂影响的示功图 油层出砂主要是由于地层胶接疏松或消费压差过大，在消费过程中使砂粒挪动而成的。细小砂粒随着油流进入泵内，使柱塞在整个行程中或在某个区域，添加一个附加阻力。上冲程附加阻力使悬点载荷添加，下冲程附加阻力使悬点载荷减小。由于砂粒在各处分布的大小不同，影响的大小也不同，致使悬点载荷会在短时间内发生多次急剧变化。特点：载荷线上出现不规那么锯齿状尖峰，图形仍为一类似平行四边形。措施：作业冲砂；选择合理的任务制度；下防砂安装；人工井壁防砂。孤岛采油厂作业西区作业采油案例分析作

25、业采油案例分析6 6、油井结蜡影响的示功图、油井结蜡影响的示功图 由于油井结蜡，使活塞在整个行程中或某个区域添加一个附加阻力，上冲程，附加阻力使悬点载荷添加；下冲程，附加阻力使悬点载荷减小，并且会出现振动载荷特点：示功图超出上下实际载荷线范围，且在上下载荷线上出现波状弯曲。措施：定期加防蜡剂；定期热洗；下防蜡安装；装井口掺水流程；玻璃油管或涂料油管防蜡孤岛采油厂作业西区作业采油案例分析作业采油案例分析7 7、带喷井的示功图、带喷井的示功图 对于具有一定自喷才干的抽油井，抽汲实践上只起诱喷和助喷的作用。在抽汲过程中，游动阀和固定阀处于同时翻开的形状，液柱载荷根本加不到悬点。示功图的位置和载荷变化

26、的大小取决于喷势的强弱及抽汲液体的粘度。喷势强、油稀带喷的示功图 喷势弱、油稠带喷的示功图消费动态表现：液面较高，沉没度大，油井产液量高。孤岛采油厂作业西区作业采油案例分析作业采油案例分析8 8、管式泵活塞脱出任务筒的示功图、管式泵活塞脱出任务筒的示功图 由于活塞下的过高，在上冲程中活塞会脱出任务筒，悬点忽然卸载，因此卸载线急剧下降。另外由于忽然卸载，引起活塞跳动，反映在示功图中，右下角为不规那么波浪形曲线。孤岛采油厂作业西区作业采油案例分析作业采油案例分析9 9、活塞下行碰泵影响的示功图、活塞下行碰泵影响的示功图 缘由是由于防冲距过小，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，引起抽油杆柱猛烈振动，这时活塞又紧接着上行而引起的。 同时由于振动引起游动凡尔和固定凡尔跳动，封锁不严，呵斥漏失使载荷减小。 活塞下行