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1、典型示功图分析,示功图的定义,典型示功图的定义,抽油机井典型示功图是指在理论示功图的基础上，只考虑某一因素影响下的载荷随位移的变化关系曲线。,1、泵工作正常的示功图,特点：近似平行四边形,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。,考虑惯性载荷时，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，冲程损失越大。,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。,1、泵工作正常的示功图,2、气体影响示功图,P,S,A,B,D,由于在下冲程末余隙内还残存
2、一定数量的溶解气和压缩气，上冲程开始后泵内压力因气体的膨胀而不能很快降低，加载变慢，使吸入阀打开滞后（B点）,C,残存的气量越多，泵口压力越低，则吸入阀打开滞后的越多，即B B线越长。,B C 线为上冲程柱塞有效冲程。,o,P,S,A,B,D,下冲程时，气体受压缩，泵内压力不能迅速提高，卸载变慢，使排出阀滞后打开（图中D 点）。,B,C,泵的余隙越大，进入泵内的气量越多，则DD 线越长。,D A线为下冲程柱塞有效冲程。,o,特点：增载、卸载缓慢,2、气体影响示功图,而当进泵气量很大而沉没压力很低时，泵内气体处于反复压缩和膨胀状态，吸入和排出阀处于关闭状态，出现“气锁”现象。如图中点画线所示：,
3、P,S,A,B,D,B,C,o,采取措施：合理控制套管气；加深泵挂；加装防气装置；减小防冲距，缩小余隙容积。,2、气体影响示功图,气体使泵效降低的数值可使用下式近似计算:,充满系数:,式中：S光杆冲程,P,S,A,B,D,B,C,o,2、气体影响示功图,3、充不满影响的示功图,P,S,A,B,D,当沉没度过小或供液不足使液体不能充满工作筒时，均会影响示功图的形状。,C,特点：卸载线平行左移，液面越低，左移距离越大。,下冲程由于泵筒中液体充不满，悬点载荷不能立即减小，只有当柱塞遇到液面时，才迅速卸载，卸载线与增载线平行，卸载点较理论示功图卸载点左移（如图中D 点）,o,1,充不满程度越严重，则卸
4、载线越往左移。（如右图2、3所示）,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。,1,2,3,P,S,A,B,D,C,o,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。,3、充不满影响的示功图,4、漏失影响的示功图,P,S,A,B,D,（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）漏到柱塞下部的工作筒内，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,P,S,A,
5、B,D,（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，悬点载荷达到最大载荷（如图中B点）,o,4、漏失影响的示功图,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，使悬点负荷提前卸载。,到上死点时悬点载荷已降至C点。,（1）排出部分漏失,P,A,B,D,C,S,下冲程，排出部分漏失不影响泵的工作。因此，示功图形状与理论示功图相似。,D,o,4、漏失影响的示功图,由于排出部分漏失的影响，吸入阀在B点才打开，滞后了BB这样一段柱塞冲程；,漏失量越大，BC线越短。,P,
6、A,B,D,C,S,（1）排出部分漏失,而在接近上死点时又在C点提前关闭。这样柱塞的有效吸入行程为BC。,在此情况下的泵效:,D,o,4、漏失影响的示功图,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，吸入阀始终是关闭的，泵的排量等于零。,（1）排出部分漏失,P,A,B,D,C,S,D,o,特点：卸载提前，增载缓慢。左下角变尖，右上角变圆，为一向上的拱形。,4、漏失影响的示功图,4、漏失影响的示功图,（2）吸入部分漏失,P,S,A,B,D,C,下冲程开始后，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，使排出阀不能及时打开。只有当柱塞速度
7、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（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,4、漏失影响的示功图,泵内压力降低使排出阀提前关闭，悬点提前加载,到达下死点时，悬点载荷已增加到 A。,（2）吸入部分漏失,P,S,A,B,D,C,上冲程，吸入部分漏失不影响泵的工作，示功图形状与理论示功图形状相近。,O,特点：增载提前，卸载缓慢。右上角变尖，左下角变圆，为一向下的拱形。,4、漏失影响的示功图,4、漏失影响的示功图,（2）吸入部分漏失,P,S,A,B,D,C,由于吸入部分的漏失而造成排出阀打开滞后(DD)和提
8、前关闭（AA）。,活塞的有效排出冲程为D A。,o,S光,在此情况下的泵效计算公式为：,（2）吸入部分漏失,当吸入阀严重漏失时，排出阀一直不能打开，悬点不能卸载。示功图位于最大理论载荷线附近。由于摩擦力的存在，示功图成条带状（如右图所示）。,4、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，位于最大理论载荷线和最小理论载荷线之间。,特点：四角圆滑，两头尖。,4、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，所以示功图形状与理论示功图形状相近，只是由于进入油管的液体会从
9、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，不能达到最大理论载荷值，(如右图所示）。,S,措施：热洗；碰泵；作业检管、检泵,4、漏失影响的示功图,（4）油管漏失的示功图,h,P,S,A,B,D,C,o,4、漏失影响的示功图,5、抽油杆断脱影响的示功图,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在液体中的重量，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。,示功图的位置取决于断脱点的位置：断脱点离井口越近，示功图越接近横坐标(基线)，如右图（1）所示；断脱点离井口越远，示功图越接近最小理论载荷线，如图（2）所示。,（1）,（2）,5、抽油杆断脱影响的
10、示功图,措施：对扣；作业检杆,h,由此示功图可计算断脱点至井口的距离：,式中 L 断脱点距井口距离,m 每米抽油杆在液体中重量,KN/m h 示功图中线到横坐标的距离,mm C 力比,KN/mm,5、抽油杆断脱影响的示功图,6、油层出砂影响的示功图,油层出砂主要是因为地层胶接疏松或生产压差过大，在生产过程中使砂粒移动而成的。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，增加一个附加阻力。上冲程附加阻力使悬点载荷增加，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：载荷线上出现不规则、不重复的锯齿，图形仍
11、为一类似平行四边形,措施：作业冲砂；选择合理的工作制度；下防砂装置；人工井壁防砂。,7、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增加一个附加阻力，上冲程，附加阻力使悬点载荷增加；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：示功图超出上下理论载荷线范围，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；下防蜡装置；装井口掺水流程；玻璃油管或涂料油管防蜡,8、带喷井的示功图,对于具有一定自喷能力的抽油井，抽汲实际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打开的状态，液柱载荷基本加不到悬点。示功图的位置和载荷变化的大小取决于喷势的强
12、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,9、管式泵活塞脱出工作筒的示功图,由于活塞下的过高、防冲距过大，在上冲程中活塞会脱出工作筒，悬点突然卸载，因此卸载线急剧下降。另外由于突然卸载，引起活塞跳动，反映在示功图中，右下角为不规则波浪形曲线。,措施：停抽，调小防冲距,10、活塞下行碰泵影响的示功图,原因是由于防冲距过小，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，引起抽油杆柱剧烈振动，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，封闭不严，造成漏失使载荷减小。,活塞下行碰泵影响的示功图如右图所示：主要特征是在左下角有一个环状图形。,措施：停抽，调大防冲距,11、稠油影响示功图,S,稠油影响的示功图如右图所示：主要特点是：上下载荷线变化幅度大，而且原油粘度越大，幅度变化越大；示功图的四个角较理论示功图圆滑。形成原因：稠油因其粘度大，所以流动摩擦阻力增加，因此上行时光杆载荷增加，下行时光杆载荷减小。另外由于油稠使阀球的开启、关闭滞后现象明显，致使增载、减载迟缓，所以增载线和卸载线圆滑。,措施：掺水；掺表面活性剂；热电缆加热；采取合理采油方式。,
