油井计量原理及功图分析

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1、油井产液量计量原理目前，我厂已经在40多口抽油井、自喷井以及注水井上推广应用了微功耗无线变送器油水井井口自动计量装置，应用范围涉及6个采油队。这套系统最基本的求产原理、示功图以及泵功图的定性分析有必要向各采油队技术人员做如下介绍，希望能对各位分析油井的生产状况起到作用。(一)游梁式抽油机井功图法求产原理抽油井示功图的纵坐标为光杆（露出地面，通过悬绳器与驴头连接的第一根光滑的抽油杆）在抽油过程中受力的载荷坐标，横坐标为抽油杆上、下行程时的位移坐标。抽油机驴头所悬拄的悬绳器承受光杆和井下全部抽油杆柱，并带动最下部有杆泵的柱塞作上、下运动，即一个周期。相应地可画出一个载荷与位移的函数关系曲

2、线，即示功图。抽油井生产情况千变万化，井下泵况相当复杂，只有通过自动量油技术或动力仪、诊断仪测得反映有杆泵工作状况的示功图，只有掌握了诊断技术，才能分析和管理好抽油井。采油二厂管辖的油田抽油机井目前已经有30多口井采用了“功图法”自动计量，相比较采用分离器求产，由于受各种因素影响求产波动较大，而且求产时间较长，不利于快速、准确、及时掌握油井生产动态，直接关系到油田的稳产，流量计或分离器的检修，也大量增加油气操作成本；以往在油田产量紧张时，大多是技术人员通过繁重的油水井大调查工作来摸清所辖井的生产情况，费时费力，其中个别油井因工程技术人员水平差异而无法进行定论，不但增加了井下作业工作量

3、，也存在一定程度的误诊，漏诊，给油田生产造成极大不便。通过示功图求产可以解决常期困绕油田的各类机采井求产、诊断和综合评判中存在的问题，在一定程度上不仅解决油井的求产困难，而且减轻采油工作者劳动强度。自动计量系统油井产量提供了一个快速、准确测算方法，使决策部门能够对我厂所辖油井实现宏观上的控制和决策。1.理论示功图特征分析在实际的示功图分析工作中，为便于分析常常要拿理论示功图与实测示功图进行对比，从中分析该油井的工作状况。下面就先来了解一下理论示功图的绘制和解释。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

4、是以实测地面示功图作为分析有杆泵工作状况的主要依据。由于抽油井的情况较为复杂，在生产过程中，有杆泵将受到制造质量，安装质量，以及砂、蜡、水、气、稠油和腐蚀等多种因素的影响，所以，实测示功图有时奇形怪状各不相同。为了能正确分析和解释示功图，常常需要以绘制理论示功图为基础。理论示功图，就是认为光杆只承受抽油杆柱与活塞截面积以上液柱的静载荷时，理论上所得到的示功图，叫做理论示功图。它是在下述假设条件下绘制出来的，即：（1）、有杆泵质量合格，工作正常；（2）、不考虑活塞在上下冲程中，抽油杆柱所受到的摩擦力、惯性力、振动载荷与冲击载荷等的影响，假设力在抽油杆柱中的传递是瞬时的，凡尔的起落也是瞬

5、时的；（3）、抽油设备在工作过程中，不受砂、蜡、水、气等因素的影响，认为进入泵内的液体不可压缩；（4）、油井没有连抽带喷的现象；（5）、油层供油能力充足，泵能够完全充满。图1-1理论示功图从图中我们可以看出，A点为下死点，C点为上死点，斜线AB表示光杆负载增加的增载线，斜线CD表示光杆负荷减小的卸载线。1.1没有弹性形变的理论示功图如果抽油杆是刚体（受力后没有弹性伸长和缩短的物体），那么，动力从地面传递到柱塞上没有时间滞后，既没有伸缩和振动，也没有摩擦。若假定每一个部件的工作效率都是百分之百，则所测得的示功图中应该是长方形的，如图l所示。图中a点是上冲程的始点。由于刚体杆没有弹性形变

6、，则线为机刻“增载”，此刻泵柱塞的游动阀关闭，全部载荷（刚体杆柱在液体中的重力与柱塞上面液柱的重力之和）由光杆承受。线是上冲程过程,是载荷不变的位移图1-2静载、非弹性抽油杆示功图过程,c点是上冲程死点。这一过程中，泵的游动响一直关闭，固定阀一直打开，是进油过程。线是将要由停止变为下行开始的时刻，由于刚体杆同样没有缩短过程，是即刻“卸载”。当抽油杆下行所画出的线是载荷不变的下冲程位移过程。从d点开始，固定阀一直关闭，游动阀一直打开，是泵的排油过程。这一过程中，光杆只承受刚体杆在液体中的重力，而没有液体载荷的位移过程，a点为下冲程死点。在排油过程中，由于固定阀关闭，泵简内的液体随着柱塞

7、下行被移到柱塞上部，待下一冲程时游动阀关闭，液体就随着上冲程的过程而被举升到地面。这样周而复始，就是采油生产。对于刚体杆来说，,为地面光杆冲程，亦即为井下泵的柱塞行程。图1-1是基础理论图，既是地面示功图，也是诊断仪测试时的理论井下泵功图。因为诊断仪测试后，计算程序中消除了抽油杆柱和管柱弹性形变的影响，没有杆、管柱的形变，则增载线和卸载线都是直上直下的，同时上冲程和下冲程的位移曲线也是水平的。该理论示功图的特征：,。一般抽油井如果是井深浅、小泵径、粗抽油杆