深井泵工作状况的实测示功图分析

深井泵工作状况的实测示功图分析

1绘制图形模板测量的图像受到几个因素的影响，形状会不断变化。为了解释清楚的图形，有必要构建一系列图形模型。一个示功图是否正常,不能只看它是否为平行四边形,而要考虑到各种复杂因素,对示功图的影响。1.1冲次快速下的抽油杆柱式图1是在泵挂较小、冲次较慢的油井上测得的,是典型的工作正常的示功图,这类图形的共同点是和理论示功图的差异不大,均为一近似的平行四边形。但随着泵挂的加深,冲次的加快,抽油杆柱受到了较大的惯性力的影响、力在抽油杆柱中传递滞后的影响以及设备振动的影响使得图形波动和偏转的愈加严重,如图2所示。将示功图的增载起始点、终止点、卸载起始点、终止点用四条直线相连后发现,增载线与卸载线基本平行,上行线、下行线虽为曲线,但相应的两条连线也是相互平行的,且有冲程损失,这就是正常示功图的特征。1.2最大负荷线、下负荷线粘度的概念从现场发现,影响示功图形状变化的因素是多方面的,其中原油粘度是一个十分重要的因素。它造成上负荷线高于最大理论负荷线、下负荷线低于最小理论负荷线;粘度增大使得凡尔开关比正常时滞后,凡尔不严密,有一定漏失,图形四个角变圆滑,如图3所示。1.3测量方法的影响通常人们把示功图面积的大小,作为抽油泵是否正常的主要依据,但是通过统计及理论分析,这一观点是片面的。惯性载荷、振动载荷都会使示功图面积减小,如图4。示功图坐标系减程比、力比的变化,也会导致示功图面积的变化。在减程比较大、力比较小时,示功图会变短变宽;在减程比较小、力比较大时示功图会变长变窄。如图4、图5所示。2供液不足、气体影响示功图型一般情况下,生产正常、油管漏示功图形状为四边形;供液不足、气体影响示功图形状为刀把形;双凡尔漏失示功图形状为椭圆形;抽油杆断脱示功图形状为窄条形。但是,如果按照这样的定论去分析,也就容易出现失误。2.1断脱时四边形示功图的形成油管挂漏失,双公短节漏失是油管漏失的特殊形式,只是在油管最顶部的漏失,示功图和电流显示与油管漏完全相同。它们二者的区别主要是油管漏的井,在打开回压阀门后,会听到油返回井内,而油管挂、双公短节漏失,在打开回压阀门后,会有油从套管阀门刺出。断脱时四边形示功图是如何形成的,需要从示功图的减程比及力比的变化来解释。把一个断脱示功图,放在两个减程比、力比不同的示功图坐标系中,会得出不同的图形,在减程比较小,力比较大的坐标系中,会得到一个窄条状示功图;而在减程比相对较大,力比相对较小的坐标系中,会得到一个较宽的四边形示功图。通过分析,发现断脱示功图有六个显著的特征:①示功图无冲程损失;②动态上表现为突然不出液;③光杆发热;④井口憋不起压力;⑤与正常时相比电流变化明显,上部断脱时上行电流、下行电流同时增大,下部断脱时上行电流减小、下行电流增大;⑥最大、最小载荷与正常相比明显减小。如图6所示的是断脱示功图。2.2筛管堵致煤质杆柱延迟卸压刀把状示功图仅从图形上看,容易判断为供液不足或气体影响,但是筛管堵、活塞碰泵严重也会出现刀把状示功图。筛管堵出现刀把状示功图的原理是:筛管堵塞后,井液不能顺利进入到泵筒内,使泵的充满度降低,致使抽油杆柱延时卸载。筛管堵与供液不足的主要区别是:筛管堵时产液量逐渐下降,动液面逐渐上升,沉没度大;供液不足时产液量一直较低,动液面深,沉没度小。图7就是筛管堵的示功图,该井洗井后,恢复正常生产,避免了无功作业。活塞碰泵严重,出现刀把状示功图的成因是活塞猛烈的撞击固定凡尔,使得固定凡尔与泵筒底部丝扣处漏失严重,当活塞下行时,泵筒内的液体就会从丝扣处漏失,使抽油杆柱不能及时卸载,只是运行至下死点时,活塞撞击固定凡尔时,才突然卸载。图8所示就是活塞碰泵严重的示功图,在检泵中得了证实。由于判断准确避免了误判为筛管堵,节约了洗井费用。2.3抽油杆断脱及断脱特点椭圆形示功图通常会判断为双凡尔漏,但抽油杆底部断脱,油管漏也会出现椭圆形示功图。有些井含水较低,在抽油杆断脱后,井筒中井液温度下降,粘度增大,抽油杆柱的运动就会受到较大的阻力,抽油杆柱会有一定的伸缩,尤其是泵挂深度大,且底部断脱时,示功图更接近椭圆形。这种示功图实际上是肥胖形的断脱示功图。抽油杆断脱与双凡尔漏的主要区别是在动态上,双凡尔漏的动态表现为:产液量逐渐下降,示功图逐渐变为椭圆形,动液面缓慢上升。断脱的动态表现为:突然不出液、示功图突然成为椭圆形,动液面突然上升。如图9所示。2.4过流和走过井窄条状示功图人们常常把它当作断脱示功图,但窄条状示功图是最为复杂的,在实践中发现油管下部严重漏失,游动凡尔漏失,固定凡尔漏失,双凡尔漏失、油管掉落也会出现窄条状示功图。分析窄条状示功图时,习惯地采用载荷比较的方法,但在有些井上由于稠油影响以及传感器零点的飘移,示功图的最大载荷,最小载荷,已经与理论载荷不具有可比性,如果不能认识到这一点,会使分析走入歧途,但在大部分井上,仍有参考价值。由于油管下部漏失严重,活塞以上液柱降低,使得示功图上行线降低,示功图呈窄条状,但在示功图上仍有一个显著的特征,就是有倾斜的增载线,有冲程损失。另外现场的现象是打开回压阀门后会听到油流返入井内。如图10所示。油管掉落的示功图与抽油杆断脱的示功图完全一样,但在打开回压阀门后,断脱井不会有油流返回井内,而油管掉落的井,打开回压阀门后,会有大量的油流返回井内。游动凡尔漏、固定凡尔漏在生产动态上表现为产液量逐渐下降,动液面缓慢上升,井口憋压压力上升缓慢,停抽后压力可以稳住。图11所示的就是游动凡尔漏的示功图。3经济效