第二采油厂采油工艺研究所
抽油井示功图的分析及应用
第二部分 理论示功图的特征分析
讲解内 容
抽油井示功图的分析及应用
第一部 抽油井示功图综述 第二部分 理论示功图的特征分析 第三部分 斜井示功图与直井示功图的区别 第四部分 实测地面示功图图例分析 第五部分 抽油井计算机诊断技术的应用 第六部分 需要注意的几点
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第一部分:抽油井示功图综述
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第二部分 理论示功图的特征分析
2.国内目前所用的理论示功图 （图2）
该理论经示功图是在理想条件 下绘制出来的：假定①油管无漏失、 泵工作正常。②油层供液能力充足， 泵能够完全充满。
图2 弹性抽油杆静载时的示功图
③光杆只承受抽油杆柱与活塞上液柱重量的静载荷，不考虑惯性力。 ④不考虑砂、蜡、稠油的影响。⑤不考虑油井连喷带抽。⑥认为进 入泵内的流体是不可压缩的，凡尔是瞬时开闭的。在这种条件下绘
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第二部分 理论示功图的特征分析
由于弹性振动传递快，而杆柱与油管和液体摩擦等因 素造成滞后，影响曲线的形状而产生扭结。通常见到的是 有弹性振动的示功图，只要上、下曲线的平均线平行，泵 即正常。有时测得歪曲的示功图形，只要符合上述特点， 则可用冲次太快引起振动予以解释。如图5所示。
制出的示功图是一个平行四边形。
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第二部分 理论示功图的特征分析
3.动、静载荷+弹性形 变示功图（图3）
如图3所示， 实际 生产中抽油杆是要承受静 载荷和动载荷的。
图3 动、静载荷+弹性形变示功图
由于抽油杆有惯性力载荷，柱塞在泵筒内运动时有摩擦 力，液柱举升过程中与管壁和杆柱有摩阻，抽油杆接箍 与油管内壁有摩擦，所以上冲程时a、b点偏高，cd点偏 低。
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第一部分: 概 述
抽油井示功图的分析及应用
2、示功图概念：示功图是 由载荷随位移的变化关系曲线 所构成的封闭曲线图。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。 在实际工作中是以实测地面示 功图作为分析深井泵工作状况 的主要依据。
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第一部分在有杆泵采油过程中，用动力仪绘出示功图，定性 地分析深井泵的工作情况，是了解井下抽油泵工作状况的重 要手段。由于抽油井的生产状况很复杂，深井泵在井下工作 的影响因素很多，不但受到“机、杆、泵”抽油设备的影响 ，而且直接受到变化着的“砂、蜡、气、水”的影响。尤其 在定向井中，这种情况就更为突出。导致油井生产过程中所 测的示功图形状复杂，解释差错率高，给及时分析井下抽油 泵工作状况、掌握油井生产动态和组织下步生产带来了很多 困难。因此，分析示功图时，即要全面了解油井的生产情况 、设备状况和测试仪器的好坏程度，根据多方面的资料进行 综合分析，同时，又要善于从各种因素中找出引起示功图变 异的主要因素,这样，才能够作出正确判断。
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第二部分 理论示功图的特征分析
分析：图中a点是上冲程的始点。 由于刚体没有弹性形变，则ab为即刻 增载，泵柱塞的游动凡尔关闭，全部 载荷由光杆承受。bc是上冲程过程， 泵的游动凡尔关闭，固定凡尔打开是 进油过程。 cd 即刻卸载，抽油杆下行时所画出da线是载荷不变的下冲程位移 过程。 该理论示功图的特征：ab平行于cd ，bc平行于da，一般抽油机井 在井深浅、小泵径、粗抽油杆及小冲数抽油条件下生产时，有可能 出现类似的水平、长方形实测示功图。
第二部分 理论示功图的特征分析
为了能正确分析和解释示功图，常要绘制出理论示 功图进行对比分析，而且实测示功图的解释都是以理论 示功图为基础，因此，对理论示功图特征分析就显得尤 为重要。
1.没有弹性变形的理论示功（图1） 假定：抽油杆是刚体，动力从地面传到柱塞上没有 时间滞后，既没有伸缩和振动，也无摩擦，假定每一个 部件的工作效率都是100%所测得的示功图。
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第二部分 理论示功图的特征分析
由于动载荷的影响，示功图的上、下行程线不是水平的， 但只需要bc平行于da，而且ab平行于cd，就可以认为泵工作正 常。若二者不平行，说明泵有问题，α越大，说明动载荷越大。 另外，冲数越快，动载荷也越大，在分析实测功图时应注意这 种“倾斜”规律。
今天，我们主要从理论示功图的特征分析入手，简 单介绍示功图的多功能性，即对实测示功图作必要的处 理后，可进行一系列定性和定量分析，提供诸如分析平 衡效果、判知振动影响等。油井示功图它不仅能在不停 产的情况下取得大量有用的数据，减化了井下直接测试 工作，而且能随时监控采油动态，使之在最佳工作方式 下生产。结合采油二厂有杆泵采油过程中示功图分析解 释差错率高的问题，我们今天来讲讲如何正确解释分析 示功图，了解井下抽油泵工作状况。
4.动、静载荷+弹性载荷+振动载荷的示功图（图4、图5） 抽油杆柱产生振动的原因是抽油机构的抽油杆的自振频率。 因此在进行的油杆柱设计时，应尽量避免同步速度抽汲。理论 研究和实践表明，当发生二级振动时，示功图的特征是：图形 的面积偏集在上冲程开始处，而且在上死点处迥绕成“结”。 这是抽油杆柱受力换向与杆柱弹性作用下造成的。
图4 抽油杆发生二级振动时的地面示功图
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图5 动、静载荷+弹性形变+振动的示功图
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5.泵的充满系数和排 出系数的概念
从图6的对比中可以看 出，实际产量与冲程损失 是直接有关的。
图6 泵的充满系数和排出系数的概念
因此，要实现抽油井的长寿稳产，就应不断综合分析实测 示功图，尽可能地减少冲程损失、减少气体影响和油管漏失， 提高深井泵的质量和抽油参数优化组合，减少杆柱摩擦阻力， 保证合理沉没度，调小防冲距，延长检泵周期。