示功图的绘制与分析

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1、示功图的绘制与分析摘要：截止到09年底，大港油田采油五厂共有生产井536口，其中电泵井33口，占6.16%，螺杆泵井44口，占8.21%，自喷井18口，占3.36%，抽油机井441口，占82.3%。从这些数据就可能看出，抽油机井采油是我们油田目前应用最广泛的一种机械采油方式。油田生产往往是在野外进行，地理位置分散，自然环境恶劣，井下工况复杂，造成抽油机井的故障诊断不及时和故障处理不及时，严重影响油田的产量和经济效益。因此，抽油机的故障诊断一直是油田生产领域的一个难题。及时分析抽油机工况，给出可靠边的

2、故障诊断结果和建议，对提高油田生产效率和经济效益有着及其重要的意义。抽油泵是抽油机井的重要组成之一，其工作状况的好坏，将直接影响到抽油井系统效率的高低。为此，我们做为采油工，就需要经常对其进行分析，以便采取相应的措施，以保证泵正常工作。但由于抽油泵的工作环境在井下，它的工作状态咱们是看不到的，同时，它在工作中还会受到制造质量，安装质量、砂、蜡、水、气、稠油等多种因素的影响，为了了解泵真实的工作情况，我们可以通过悬点载荷的变化对其进行分析，最常用的方法是通过动力仪将泵的工作过程变换成曲线记录下来，正好

3、可以形成一个封闭的图形，这个图形我们就叫它为示功图。关键词：示功图抽油机广泛分析工作环境因素图形主义抽油机井示功图是描绘抽油机井驴头悬点载荷与光杆位移的关系曲线,是解释抽油泵抽吸状况最有效的手段。主要包括示功图的相关知识、理论示功图的绘制及典型示功图的分析三个部分，此次课程的主要目的是使学习者能够掌握理论示功图绘制方法，并通过典型示功图的特征对其进行正确的判断，为分析抽油泵的抽吸状况提供参考依据。首先，我们先来看第一部分示功图的相关知识。换句话说，咱们分析示功图最终目的是为了了解抽油泵的抽吸状况，那

4、么无论是在绘制也好，分析示功图也好，我们首先必须了解抽油泵是如何工作的？我们先来看一下什么是抽油泵？抽油泵也称深井泵，它是有杆泵机械采油的一种专用设备。泵下在油井动液面以下一定深度，依靠抽油杆来传递动力，将原油抽出地面。这是抽油泵的结构示意图，它主要由四大部分组成。工作筒，活塞，游动阀（也叫排出阀），固定阀（也叫吸入阀）。抽油泵的结构相对来说是比较简单的，那么如此简单的结构，又是如何将原油抽出地面的呢？泵的活塞上、下运动一次称为一个冲程，可分为上冲程和下冲程。为了方便大家掌握抽油泵的工作原理，我将井

5、筒内划分为三个压力区域。P1、P2、P3；1.上冲程在上冲程过程中，抽油杆柱带动活塞向上运动。游动阀在P1的作用下而关闭，随着活塞的上行，将活塞以上的部分液体排出井筒。同时，泵腔容积增大，P2随之降低。当P3>P2时，固定阀克服重力而被打开，井内液体进入泵内；也就是吸液进泵、排液出井的过程。于此同时，由于游动阀关闭，活塞以上液柱载荷由油管上转移作用于活塞端面上，使抽油杆由于加载而伸长，油管由于卸载而缩短。2.下冲程在下冲程过程中，抽油杆柱带动活塞向下运动。泵筒内液体受压，P2上升，当P2>P3时，固

6、定阀受压关闭，活塞继续下行，泵内压力持续升高。当P2>P1时，游动阀被顶开，泵内的液体排向油管，也就是排液出泵的过程。于此同时，抽油杆与油管发生与上冲程相反的弹性变形。就这样，活塞往复运动，将原油抽出地面。有了对抽油泵初步了解，我们来看一下第二部分，理论示功图的绘制。任何变化都是相对而言的，咱们在分析示功图也是一样，必须有一个衡量的标准，而这个标准就是理论示功图。理论示功图是在理想状况下，只考虑驴头悬点所承受的静载荷以及由于静载荷引起的杆管的弹性变形，而不考虑其他因素的影响所绘制出来的，是一个平行四

7、边形。它是分析示功图的基础。在理论示功图的定义中，提到了理想状况，那么，理论示功图的理想条件都有哪些呢？主要有以下六个方面。（1）假设泵、管没有漏失，泵正常工作；（也就是井液在从进泵到排出井口不能存在漏失现象，抽油泵的工作是正常的）（2）油层供液能力充足，泵充满程度良好；（也就是泵内的容积要被100%的充满）（3）不考虑动载荷的影响；（也就是在抽油过程中产生的振动载荷、冲击载荷、摩擦载荷等等都忽略不计）（4）不考虑砂、蜡、稠油的影响；（5）不考虑油井连抽带喷；（也就是认为井内的液体进泵完全是依靠抽油

8、泵的抽汲作用。）（6）认为进入泵的液体是不可压缩的，阀是瞬时开闭的。那么，理论示功图是如何绘制出来的呢？要想绘制理论示功图，我们还需要先掌握两个相关的概念。减程比：抽油机我们大家都应该见过，它的冲程可达到三米，四米，五米甚至更长，我们不可能找一张那么大的纸来进行绘制，所以要将实际种程缩小，绘制到提供的图纸上，就需要用到减程比，即光杆冲程在图上的长度与实际冲程长度之比。力比：我们都知道，悬点载荷是一个力，如何将这个力用距离表现在图纸上呢，这时就要用到力比，即实际悬点载荷