抽油机井示功图课件

培训教案

编码：MSD/JW-13-01

版本A/0

编号：02

授课日期：2010.11.3

授课班级：采油地质技师培训班

课题：

第二章

抽油机井示功图分析

教学目的：掌握抽油机井理论示功图解释与实测示功图分析方法教学重点：分析方法教学难点：分析方法

教学方法：讲授

教具模型：1培训教案

编码：MSD/JW-13-01第二章

抽油机井示功图分析中国石油大庆培训中心2第二章

抽油机井示功图分析中国石油大庆培训中第二章讲述内容：一、理论示功图及解释二、水驱实测示功图分析三、聚驱实测示功图分析四、定向井实测示功图分析五、实测示功图分析举例3第二章讲述内容：3

（1）示功图作用通过示功图分析，①可以知道抽油机驴头悬点载荷变化情况；②可以判断抽油装置各参数的配合是否合理；③可以了解抽油设备性能的好坏和砂、蜡、水、气、稠等井况的变化；④把示功图与液面资料结合起来分析，可以了解油层的供液能力。

（2）应用要求

在应用示功图时，必须结合在平时油井管理中积累的资料，如油井产量、动液面、油套压、含水变化、砂面、含砂情况，抽油机运转中电流的变化以及井下设备工作期限等资料。4（1）示功图作用4

一、理论示功图及解释

1.和示功图分析相关的术语与名词解释

①游动阀（排出阀）：②固定阀（吸入阀）：

③阀罩：

④防冲距：⑤余隙容积：下死点上死点SP防冲距抽油泵工作原理图a-柱塞上行b-柱塞下行

1-拉杆2-泵筒3-游动阀4-柱塞5-固定阀5一、理论示功图及解释下死点上死点SP防冲距抽油泵工作原下死点上死点SP防冲距抽油泵工作原理图a-柱塞上行b-柱塞下行

1-拉杆2-泵筒3-游动阀4-柱塞5-固定阀⑥抽空：⑦水击：⑧充满系数：

⑨柱塞冲程：SP

6下死点上死点SP防冲距抽油泵工作原理图⑥抽空：6游梁式抽油机—抽油泵采油装置图1-固定阀；2-柱塞；3-油管；4-抽油杆；5-套管；6-套管三通；7-法兰盘；8-油管三通；9-光杆密封盒；10-套管闸门；11-套压表；12-回压闸门；13-油压表；14-生产闸门；15-悬绳器；16-驴头；17-中轴承；18-连杆；19-曲柄；20-减速器；21-电动机；22-刹车装置；23-配电箱SPS⑩光杆冲程：S⑾理论示功图：⑿实测示功图：

7游梁式抽油机—抽油泵采油装置图SPS⑩光杆冲程：S7

⒀减程比：光杆冲程在图上的长度与实际冲程长度之比，用“a”或“fa”表示。

⒁力比：实际悬点载荷与其在图上的长度之比，用“b”或“SX”表示，单位为“kN/mm”。

2.绘制理论示功图的目的在于与实测示功图相比较，找出载荷变化的差异，从而判断抽油泵的工作状况及杆、管和油层情况。8⒀减程比：光杆冲程在图上的长度与实际冲程长度之比，用“

3.绘制理论示功图时的理想条件（假设条件）①抽油泵和油管没有漏失，泵工作正常。②油层供液能力充足，泵能完全充满。③不考虑动载荷的影响，力的传递是瞬间的。④不考虑油井受砂、蜡、水、气、稠油及腐蚀性物质的影响。⑤不考虑油井连喷带抽。⑥认为进入泵内的液体是不可压缩的，阀是瞬时开闭的。抽油泵工作原理图a-柱塞上行b-柱塞下行

1-拉杆2-泵筒3-游动阀4-柱塞5-固定阀93.绘制理论示功图时的理想条件（假设条件）抽油泵工作4.抽油机驴头悬点载荷（1）抽油杆柱重力。（静）

（2）油管内柱塞以上液柱重力。（静）

（3）抽油杆柱和柱塞以上液柱运动时所产生的惯性载荷。（动）

（4）摩擦力。（动）（5）抽油杆柱和液柱运动时所产生的振动载荷。（动）悬点游梁式抽油机—抽油泵采油装置图1-固定阀；2-柱塞；3-油管；4-抽油杆；5-套管；6-套管三通；7-法兰盘；8-油管三通；9-光杆密封盒；10-套管闸门；11-套压表；12-回压闸门；13-油压表；14-生产闸门；15-悬绳器；16-驴头；17-中轴承；18-连杆；19-曲柄；20-减速器；21-电动机；22-刹车装置；23-配电箱104.抽油机驴头悬点载荷悬点游梁式抽油机—抽油泵采油装置（6）泵口吸入压力。（静）（7）井口回压。（静）（8）液体和柱塞运动不一致或泵充不满等引起的冲击载荷。（动）

悬点游梁式抽油机—抽油泵采油装置图1-固定阀；2-柱塞；3-油管；4-抽油杆；5-套管；6-套管三通；7-法兰盘；8-油管三通；9-光杆密封盒；10-套管闸门；11-套压表；12-回压闸门；13-油压表；14-生产闸门；15-悬绳器；16-驴头；17-中轴承；18-连杆；19-曲柄；20-减速器；21-电动机；22-刹车装置；23-配电箱11（6）泵口吸入压力。（静）悬点游梁式抽油机—抽油泵采油装

5.抽油机驴头悬点载荷分析

(1)抽油杆柱的重力

a.上冲程

或其中：下泵深度示意图125.抽油机驴头悬点载荷分析或其中：下泵深度示意图12

b.下冲程或下泵深度示意图13b.下冲程或下泵深度示意图13其中：或14其中：或14（2）管内柱塞以上液柱重力

或其中：下泵深度示意图15（2）管内柱塞以上液柱重力或其中：下泵深度示意图156.冲程损失计算

根据虎克定律进行计算。引起杆柱和管柱变形的力为上、下冲程载荷之差WL′。

①单级抽油杆柱与油管柱的变形：

或166.冲程损失计算或16

②多级抽油杆柱与油管柱的变形：

以二级为例：17②多级抽油杆柱与油管柱的变形：17

7.理论示功图的绘制

①建立直角坐标系以冲程长度为横坐标，以悬点载荷为纵坐标，建立直角坐标系。

②计算光杆静载荷在纵坐标上的高度静载荷作用下的理论示功图

D′

B′S

C

A

D

BP0WL′Wr′λλSPSPS187.理论示功图的绘制静载荷作用下的理论示功图D′

③计算光杆冲程、冲程损失及柱塞冲程在横坐标上的长度④绘制理论示功图并标注如图所示。静载荷作用下的理论示功图

D′

B′S

C

A

D

BP0WL′Wr′λλSPSPS19③计算光杆冲程、冲程损失及柱塞冲程在横坐标上的长度例题1：某抽油机井下入深度L=620m，下CYB56T泵生产，抽油机的冲程S=2.1m，原油密度ρo=860kg/m3，油井含水fw=40%，用CYG19单级抽油杆和φ62mm平式油管，实测图所用仪器第三支点，力比为fa3=810N/mm，减程比为SX=1/45，求作理论示功图。（取g=9.8m/s2，qG=2.30kg/m，

AG=2.85cm2，

At=11.9cm2，

AP=24.63cm2）静载荷作用下的理论示功图SP32.2

B′

C

A

D

D′

B03.9146.715.3【绘图练习】20例题1：某抽油机井下入深度L=620m，下CYB56T

8.理论示功图中点、线、面的意义

图a,代表抽油杆柱完全是刚性的，从光杆到柱塞的传递运动中没有时间滞后。图a

静载荷作用下的理论示功图ABPDC0S218.理论示功图中点、线、面的意义图a静载荷作用下的理图b,代表一个弹性系统（实际上抽油杆柱不是刚性的，从光杆到柱塞的传递运动中存在滞后现象）。可概括为：四个点，一个面，上下行程段外加2条负荷线。静载荷作用下的理论示功图

D′

B′S

C

A

D

BP0WL′Wr′λλSPSPS22图b,代表一个弹性系统（实际上抽油杆柱不是刚性的，从光四个点：

①A点－－②B点－－③C点－－④D点－－静载荷作用下的理论示功图

D′

B′S

C

A

D

BP0WL′Wr′λλSPSPS1S上234S下576游动阀固定阀23四个点：静载荷作用下的理论示功图D′B′S九条线：①AB线－－②B′B线－－③BC线－－④CD线－－⑤D′D线－－⑥DA线－－⑦ABC线－－⑧CDA线－－⑨B′C、D′A线－－一个面：ABCD面积－－静载荷作用下的理论示功图

D′

B′S

C

A

D

BP0WL′Wr′λλSPSPS1S上234S下576游动阀固定阀24九条线：静载荷作用下的理论示功图D′B′SC

图c

惯性载荷作用下的理论示功图ADBC

A′D′B′C′P0S图c，惯性载荷作用下的理论示功图，是把惯性载荷叠加到静载荷上，忽略弹性变形对惯性载荷的影响，作用在悬点的惯性载荷的变化规律与悬点加速度的变化规律是一致的。受惯性载荷影响的理论示功图是一个扭歪了的平行四边形A′B′C′D′。25图c惯性载荷作用下的理论示功图ADBCA′D′B′C

二、水驱实测示功图分析

理论示功图图形是很规则的平行四边形。而实测示功图，经常因同时有各种的因素起作用而使示功图形状变得复杂化，有些图形相似而影响因素不同。因此，要准确分析示功图，就必须全面地掌握油井动、静态资料，设备和仪器的状况。在分析过程中，既要根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，有针对性地采取措施。通常分析典型示功图。在进行实测示功图分析时，常采用对比相面法即将实测示功图与理论示功图相比较，观察实测示功图各部分的缺失情况，用经验判断泵况的方法。

26二、水驱实测示功图分析261.泵工作正常时的示功图①分析：②措施：B.有惯性载荷影响的示功图A.没有惯性载荷影响的示功图

图

泵工作正常时的示功图PSPSh2

h1271.泵工作正常时的示功图①分析：B.有惯性载荷影响的示功图A2.气体影响的示功图①分析：②措施：图a

气体影响示功图图b

严重气体影响示功图PABCDSB′D′282.气体影响的示功图①分析：图a气体影响示功图图b①分析：②措施：3.油层供液不足的示功图图a

供液不足示功图ABCDPS图a

泵抽空示功图D′SPSP129①分析：3.油层供液不足的示功图图a供液不足示功图4.排出部分漏失的示功图

①分析：②措施：

图c

排出部分严重漏失示功图a.排出部分漏失的理想示功图b.排出部分漏失的实测示功图图ab

排出部分漏失示功图PSABCB′DD′C″C′304.排出部分漏失的示功图①分析：图c排出部分严重漏失示5.吸入部分漏失的示功图

①分析：②措施：Ba.吸入部分漏失的理想示功b.吸入部分漏失的实测示功图图ab

吸入部分漏失的示功图PSACDB′A′D′A″

315.吸入部分漏失的示功图①分析：Ba.吸入部分漏失的理想示①分析：②措施：图

双阀漏失的示功图

图c

吸入部分严重漏失示功图6.双阀漏失时的示功图32①分析：图双阀漏失的示功图①分析：②措施：7.油井出砂的示功图

图a

柱塞砂阻的示功图图b

砂子使双阀失灵的示功图33①分析：7.油井出砂的示功图图a柱塞砂阻的示功图①分析：②措施：

图c

固定阀被砂卡死在阀座上图d

固定阀被砂卡死在阀罩上的示功图且碰泵的示功图34①分析：图c固定阀被砂卡死在阀座上图d①分析：②措施：8.稠油井的示功图

图a

油稠时的正常示功图图b

油稠充不满的示功图

35①分析：8.稠油井的示功图图a油稠时的正常示功图①分析：②措施：9.结蜡井的示功图

图a

油管、抽油杆结蜡的示功图图b

泵阀结蜡的示功图图c

固定阀被蜡卡死示功图E36①分析：9.结蜡井的示功图图a油管、抽油杆结蜡的示功图①分析：②措施：10.油井见水的示功图

图油井见水的示功图37①分析：10.油井见水的示功图图油井见水的示功图①分析：11.抽油杆柱断脱的示功图

图

抽油杆柱断脱的示功图hh断

或②措施：38①分析：11.抽油杆柱断脱的示功图图抽油杆柱断脱的示①分析：②措施：12.柱塞脱出工作筒的示功图

图a

柱塞部分脱出工作筒的示功图图b

柱塞全部脱出工作筒的示功图ΔSS光39①分析：12.柱塞脱出工作筒的示功图图a柱塞部分脱出工作①分析：②措施：13.柱塞撞击固定阀的示功图

图a

柱塞轻微撞击固定阀示功图图b

柱塞剧烈撞击固定阀示功图ΔS′S光′40①分析：13.柱塞撞击固定阀的示功图图a柱塞轻微撞击固定①分析：②措施：14.柱塞未下入工作筒的示功图

图

柱塞未下入工作筒的示功图41①分析：14.柱塞未下入工作筒的示功图图柱塞未下入工作筒①分析：②措施：15.柱塞未下入工作筒的示功图

图

柱塞在泵筒中被卡的示功图42①分析：15.柱塞未下入工作筒的示功图图柱塞在泵筒中被卡①分析：②措施：16.油管漏失的示功图

图a

油管不同漏失位置和图b

油管严重漏失时泵的不同排量的示功图连续测的示功图1213243①分析：16.油管漏失的示功图图a油管不同漏失位置和①分析：②措施：17.连喷带抽井的示功图

图a

连喷带抽的示功图图b

自喷能力很强的示功图44①分析：17.连喷带抽井的示功图图a连喷带抽的示功图①分析：②措施：18.井口摩擦力大的示功图

图

井口摩擦力大的示功图45①分析：18.井口摩擦力大的示功图图井口摩擦力大的示功图①分析：②措施：19.衬套错乱的示功图

图a

衬套错乱示功图图b

衬套错乱造成漏失示功图46①分析：19.衬套错乱的示功图图a衬套错乱示功图①分析：②措施：20.减速器振动时的示功图

图

减速器振动时的示功图47①分析：20.减速器振动时的示功图图减速器振动时的示功图21.游动阀关闭迟缓的示功图

图游动阀关闭迟缓的示功图①分析：②措施：4821.游动阀关闭迟缓的示功图图游动阀关闭迟缓的示功图①分22.泵径和泵挂深度影响的示功图

①分析：②措施：图泵径和泵挂深度影响的示功图4922.泵径和泵挂深度影响的示功图①分析：图泵径和泵挂深度①分析：②措施：23.其他因素影响的示功图

图

其他因素影响的示功图①柱塞上死点时有碰击示的功图②杆式泵柱塞卡死在泵筒底部的示功图③杆式泵柱塞卡死在上死点时的示功图④杆式泵柱塞卡死在泵筒中部的示功图C50①分析：23.其他因素影响的示功图图其他因素影响的示功

三、聚驱实测示功图分析在聚合物驱油过程中，采出液中因含有聚合物，液体粘度增大，聚驱示功图与水驱示功图相比主要区别在于：①摩擦载荷增大，使得最大载荷增大，最小载荷减小，示功图面积变大。②由于液体粘度增大，使得液体进泵阻力增大，泵阀开关滞后。51三、聚驱实测示功图分析51图

聚驱正常的示功图1.聚驱正常的示功图

52图聚驱正常的示功图1.聚驱正常的示功图522.聚驱供液不足的示功图

图

聚驱供液不足示功图图

聚驱供液不足撞击示功图3.聚驱供液不足撞击的示功图

532.聚驱供液不足的示功图图聚驱供液不足示功图4.聚驱抽油杆断脱的示功图

5.聚驱气体影响的示功图

图

聚驱抽油杆断脱的示功图图

聚驱气体影响的示功图544.聚驱抽油杆断脱的示功图5.聚驱气体影响的示功图图四、定向井实测示功图分析特点：①示功图比较厚。②增载线和卸载线比较平缓。③在一定井斜内泵阀有滞后现象。图

定向井实测示功图1-直井上下理论载荷线；2-定向井上下理论载荷线ADBC2155四、定向井实测示功图分析图定向井实测示功图ADBC2155五、分析识别实测示功图1.在下列四个典型的抽油机井示功图中，()是抽油机井正常示功图。56五、分析识别实测示功图1.在下列四个典型的抽油机井示2.在下列四个典型的抽油机井示功图中，()是抽油泵固定阀漏失示功图。572.在下列四个典型的抽油机井示功图中，()是抽油3.在下列四个典型的抽油机井示功图中，()是柱塞未进入泵筒示功图。583.在下列四个典型的抽油机井示功图中，()是柱塞4.在下列四个典型的抽油机井示功图中，()是柱塞脱出泵筒示功图。594.在下列四个典型的抽油机井示功图中，()是柱塞5.在下列四个典型的抽油机井示功图中，()是抽油杆断脱示功图。605.在下列四个典型的抽油机井示功图中，()是抽油6.在下列四个典型的抽油机井示功图中，