示功图工况诊断分析与应用

西北油田分公司塔河采油一厂采油四队示功图工况诊断分析与应用2010年10月汇报提纲★一、深井泵的结构与工作原理★二、理论示工图★三、典型示功图的特征及分析★四、实测示功图的分析与措施★五、总结汇报提纲一、深井泵的结构与工作原理1.1、深井泵的结构1、管式整筒深井泵结构：主要由工作筒、游动凡尔、固定凡尔、活塞、（衬套、游动凡尔、固定凡尔座、凡尔罩，上、下压紧接箍、泄油器、加长短接，拉杆）组成。2、杆式泵的结构：外工作筒，由特殊无缝钢管制成，配有锁扣卡簧和固定锥座；内工作筒与管式泵相同，但直径小，上装有圆锥体。固定凡尔直接装在内工作筒的最下端，实际上是将一整体小泵径通过抽油杆一次下入井中。3、抽稠泵结构：该泵由大、小不同的两节泵筒、柱塞组成，游动凡尔、固定凡尔均在上、下活塞上。使液柱对下柱塞产生向下推力T。该泵无固定阀，井下可不用泄油器可不动管柱进行井下测试和正反洗井。一、深井泵的结构与工作原理1.2、泵的工作原理管式深井泵的工作原理：当活塞上行即上冲程时，游动凡尔受油管内活塞以上液柱的压力而关闭。同时固定凡尔由于泵筒内压力下降，被油套环形空间液柱压力顶开，井内液体进入泵筒内，充满活塞上行所让出的空间。当活塞下行即下冲程时，由于泵筒内液柱受压，压力增高，而使固定凡尔关闭。当泵筒内压力超过油管内液柱压力时，游动凡尔被顶开，液体从泵筒内经过空心活塞上行进入油管。在一个冲程中，深井泵完成一次进油和一次排油过程。活塞不断运动，游动凡尔与固定凡尔不断交替关闭和顶开，井内液体就不断进入工作筒，从而上行进入油管，最后到达地面。抽稠泵工作原理(液压反馈抽油泵)：液压反馈抽稠泵是将上、下两个不同泵径有机地串联起来，在抽汲过程中上、下泵皆处于密封状态。上冲程时出油阀在油管内液柱压力作用下而关闭，上柱塞以上油管内的原油被排出,与此同时上下柱塞在泵筒腔中容积增大,形成低压腔,井内液体经下柱塞中心孔顶开进油阀进入下柱塞与上泵筒和上柱塞所形成的环形腔内；下冲程时环形腔室容积逐渐减少，泵内形成高压,泵内液体打开上油阀排至上柱塞中心空腔及泵上油管内，完成一个抽汲过程。柱塞下行过程中进油阀始终处于关闭状态，使油管液柱重量坐在进油阀上,由于下柱塞上端压力与泵上压力相同，下柱塞下端是沉没压力，两者产生一液柱压力差，在此压差下下柱塞产生向下的轴向力推动泵柱塞下行以克服因油稠所产生的下行粘滞阻力，形成液压反馈力帮助抽油杆下行，使抽油泵得以在稠油井中正常生产。一、深井泵的结构与工作原理二、理论示功图1、示功图、示功图的定义：抽油机井示功图的纵坐标表示光杆载荷，横坐标为光杆位移行程，柱塞在上下一个冲程中动力仪相应画出一个载荷与光杆位移的函数关系曲线，即示功图。可概括的认为是单位时间内深井泵活塞所作的功，即排液的多少。2、理论示功图所谓理论示功图是假设认为深井泵在满足以下理想条件的情况下所绘制的图形：⑴、认为泵及油管没有漏失，泵工作正常。⑵、油层供液能力充足，泵充满程度好。⑶、不考虑动载荷（摩檫阻力、惯性载荷、震动载荷、冲击载荷等）影响。⑷、抽油泵不受砂、蜡、气、稠油影响，认为进入泵的液体是不可压缩的。⑸、假设泵阀是瞬时关闭打开的，不连抽带喷。所以理论示功图是驴头只承受抽油杆柱和活塞截面以上的液柱静载荷时的理论上得到的示功图。理论示功图具有平行四边形的特征，充满程度为100％。1、弹性抽油杆理论示功图2、没有弹性变形的理论示功图二、理论示功图4、动载、静载、弹性形变示功图3、静载、弹性变形的理论示功图二、理论示功图三、典型示功图特征泵正常，供液不足时的示功图泵受气体影响时的示功图泵气锁（不出液）时的示功图三、典型示功图特征柱塞卡死在泵筒时的示功图泵排液正常活塞砂卡、蜡卡时的示功图（油井出砂）三、典型示功图特征抽油杆断脱时的示功图三、典型示功图特征游动阀失灵（常开）时的示功图固定阀失灵（常开、卡死）时的示功图三、典型示功图特征活塞碰击时的示功图上死点处有碰挂时的示功图三、典型示功图特征防冲踞过大的示功图活塞脱出工作筒时的示功图三、典型示功图特征四、实际功图的分析与措施实测示功图是通过动力仪将深井泵的一个抽汲过程用曲线圈闭方式表现出来，即将抽油泵活塞凡尔真实交替关闭打开的过程演变成抽油机光杆悬点载荷相应交替增加和减少的过程，因此深井泵凡尔交替关闭打开是影响抽油杆负载发生变化的重要因素。现场管好机抽井衡量的标准是在深井泵功况正常的情况下尽量达到合理压差下的最大泵效，并保持较长时期的高产稳产。下面以实测功图进行分析：四、实际功图的分析与措施排量（m3）43.8套压(MPa)0.47日产液(t)12.0产油(t)11.7产气(m3)12.6含水(%)11.3液面（m）2200泵挂（m）2808上行电流(A)91下行电流(A)78分析：由实测功图可分析为气体影响或供液不足，结合排量、产液量和产气量分析该井为供液不足。四、实际功图的分析与措施排量（m3）24.5套压(MPa)1.0日产液(t)6.8产油(t)2.9产气(m3)57.2含水(%)14.8液面（m）2200泵挂（m）2809上行电流(A)29下行电流(A)34实测功图可解释下冲程有碰泵现象，轻微供液不足现象。排量（m3）29.8套压(MPa)0.38日产液(t)8.8产油(t)8.5产气(m3)0含水(%)3.5液面（m）3494泵挂（m）3521上行电流(A)62下行电流(A)41实测功图可解释有砂卡和供液不足现象，5月17日调冲次2.5c/n↘2.1c/n四、实际功图的分析与措施排量（m3）23.2套压(MPa)0.78日产液(t)8.8产油(t)0.7产气(m3)112含水(%)99.2液面（m）1378泵挂（m）3219上行电流(A)57下行电流(A)54实测功图解释为固定凡尔漏失,5月8日检泵检泵后工作制度：32*5*3*3204五、总结现象及方法总结：★1、解释功图，最先要了解泵的工作原理。简单概括为：上冲程，游动阀关闭，固定阀打开，泵内进液，井口出液；下冲程，游动阀关闭，固定阀打开，泵内出液。井口不出液。★2、判断功图为气体影响还是供液不足，不仅要观察功图的现状，而且还要结合产液量、产气量、泵挂、液面、排量等数据，进行综合分析。★3、对我队目前抽油井实测功图进行分析可得：在井正常生产的情况下，供液不足与气体影响较为常见。★4、针对我队实际情况，由于GK2H区块为高含蜡井，所以，出现蜡堵情况比较平凡，要周期性的对该区块的井进行测功图，观察有没有蜡堵情况。★5、解释功图时，首先要观察，功图的四边是不是平行，四角是不是正常，要不平行或不正常，则要仔细分析原因。五、总结原因总结：1、游动、固定阀漏失的原因：a、阀漏一般多是砂、蜡、稠油、脏物卡堵等因素造成；b、疲劳磨损、腐蚀、修井违章等。c、阀球、阀座疲劳磨损、腐蚀等造成不严d、砂卡、修井污染脏物卡；e、泵本身质量差，凡尔罩结构不合理；f、未发现碰泵凡尔磁化，选泵等级不合理；2、冲程损失大的原因：a、泵挂越深冲程损失越大，与泵深成正比；b、杆柱结构不合理；3、气体影响的原因：a、气油比高，没有足够的合理沉没度；b、没有及时调整泵挂和工作制度不合理；C、防冲踞过大增大余隙体积。4、检泵、修井投产后不出液的原因：修井投产开抽就不出液，判断其不出原因比分析其它功图难度要大，其原因是没有正常功图进行对比，再则井口无产液不好判断泵阀功况，测出的图形一般都在下负荷线附近，这是因为抽油杆在底部断脱、游动阀失灵、固定阀失灵、活塞不进工作筒、卸油器打开、进油部分严重堵塞、油管脱落及油管在中下部漏失严重、液面低于泵挂都会产生此类图形，确切判断不出原因必须了解井下管串结构，液面高度；井口压力、抽油机平衡状况，上下电流值等。并采取简单可行的验证措施进行排查，找出原因采取相应措施使油井快速投产。五、总结