示功图的分析和解释

油井结蜡对示功图的影响
3、固定凡尔被蜡卡死 在上冲程时，由于固定凡尔
卡死，井中有结蜡影响，使抽 油杆的运动受到了阻碍，所以 最大负荷超过了理论值，并有 波浪式的变化。当活塞下行时， 由于活塞接触不到工作筒内的 液面，游动凡尔打不开，光杆 不能卸载。直到接触工作筒内 液面，光杆才开始卸载。所以 实测图的最小负荷线接近于最 大理论负荷线，直到下死点时， 负荷才降到最小理论值。
在活塞上行时，油气混合物进入泵内， 并且随着活塞继续向上运动，泵内压 力降低，融解在石油中的气体分离产 生膨胀，使光杆载荷不能很快的增加 到最大理论值，增荷过程变慢，增荷 线斜率变小。当活塞下行时，泵内气 体的体积逐渐缩小，而压力相应的逐 渐增大，直到被压缩的气体压力大于 活塞上面的液柱压力时，游动凡尔才 能打开。光杆卸载较正常卸载缓慢， 减载线较增载线平缓，成为一条向右 下方弯曲的弧线。气体压力大，光杆 卸载快，弧线曲率小，反之，则曲率 大。
当油井自喷能力强或泵 径较大而自喷能力较弱 时，活塞受油流上喷的 冲力很大，可大大减轻 光杆的负荷，使功图低 于最小理论负荷线。
连抽带喷时的示功图与抽油杆断脱时的很相似， 要正确区分，必须运用综合分析方法。
抽油设备的技术状况对示功图的影响
1、活塞装置过高： 泵的类型不同，在功图上的反映也不同。
管式泵活塞装置过高： 管式泵活塞是由抽油杆放入泵的工作筒中的，当 活塞装置高时，就使得有效冲程减少，抽油机上行 接近上死点时，活塞可能部分或全部脱出工作筒， 漏失量急剧增加，造成急剧减载。
油井结蜡对示功图的影响
2、油管和油杆结蜡 油管和油杆结蜡，会缩小油流 通道，增大油流阻力，增大光杆 负荷，严重时，可将油管全部堵 死，迫使油井停产。它的特点是： 光杆上行时，由于结蜡所引起的 附加阻力，使负荷在整个上冲程 中都超过了最大理论值；光杆下 行时，又由于结蜡阻碍，负荷立 即减小，当到达结蜡严重部位， 负荷就很快降到最小理论值以下。
漏失对示功图的影响
图中增载线的特点是：（1）增载线比卸载线陡；（2）示 功图的左下角变圆。而且，漏失愈厉害，越要变得圆。
漏失对示功图的影响
严重漏失时测得的示功图，由于吸入部分严重漏失，活塞下行 时工作筒中的液体随即从吸入部分漏掉，不能承担光杆负荷， 致使光杆负荷卸不掉，始终加在悬绳器处。所以图形呈窄条状， 且接近理论上负荷线。
理论示功图的绘制过程
冲程损失： S=S杆+S管=P液L/EF杆 +P液L/EF管=P液L/E（1/F杆+1/F管）
式中： S杆――抽油杆柱伸缩长度 S管――油管伸缩长度 F杆――抽油杆截面积 F管――油管截面积 E――钢的弹性系数
在分析实测功图时，要在实测功 图上绘出最大和最小理论负荷线， 为了简化分析工作增载和减载线 一般都省略了。
气体对示功图的影响
1、气体使泵的充满系数降低
气体对示功图的影响
2、 凡尔“气锁”，泵不排油
Fra Baidu bibliotek
油井见水对示功图的影响
油中含水上升，原油的比重增高， 使悬绳器处的负荷增加。同时，油 水同出，使原油乳化，使原油粘度 增大，当抽油杆柱上下运动时，它 和原油的摩擦力就大大增加。上行 程时负荷偏大，造成上负荷线高出 理论上负荷线；下行程时，负荷偏 低，造成下负荷线低于理论下负荷线，
供液不足对示功图的影响
造成供液不足原因有两种：① 泵的排出能力大于地 层的供液能力，造成沉没度太小，泵不能充满；② 砂、蜡堵塞了部分进油孔道，致使液面升高，液体 来不及在泵的进油时间里充满泵筒。表现在功图上 为：当活塞进入下冲程后，光杆负荷不是立即减小， 而是向下运动一段距离，接触到液面后才减小，这 段距离相当于泵筒中的充满高度。充满愈不好，卸 载线越偏左。
示功图的分析和解释
理论示功图即理论上所得到的 示功图，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。
理论示功图的绘制条件
1、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承 受的摩擦力、惯性力、震动载荷与冲击载荷等 的影响；力在抽油杆柱中的传递是瞬时的，凡 尔的起落也是瞬时的。 3、设备不受砂、蜡、水、气等因素的影响， 进入泵内的液体不可压缩。 4、油井没有连抽带喷现象。 5、油层供油能力充足，泵能够完全充满。
于是图形就变宽。这类图形和抽油杆与油 管内壁结蜡造成出油管道截面变小阻力增 大的图形近似。其区别是蜡卡图形不规则， 上下负荷线波动较大；而这类图形较规则， 上下负荷线波动不大。
漏失对示功图的影响
1、吸入部分漏失在示功图上的表现 当光杆从上死点开始下行时，固定凡尔关闭、活塞 开始挤压泵筒中的液体，使液体压力增高，当压力超 过油套管环形空间液柱在凡尔座处形成的压力后，泵 筒中的液体就从吸入部分的不严密处漏入井中。活塞 的运动速度是变化的，活塞离开上死点下行运动速度 越来越快，当漏失速度小于活塞挤压液体的速度时， 泵筒中的压力就增高，当此压力施加给游动凡尔的力 大于油管中液柱压力时，游动凡尔就打开，泵筒中的 油开始流向游动凡尔上边，卸载过程完毕。
理论示功图的绘制过程
1、活塞在下死点开始上行的瞬间，上凡 尔立即关闭，光杆上多了一个活塞截面 积以上液柱的重量，油管上少了一个活 塞截面积以上液柱的重量，抽油杆和油 管就要发生弹性变形，分别伸长和缩短， 此时，光杆虽然上移，但活塞相对于泵 体来说，实际未动，这样，就画出了示 功图中的AB斜直线，即光杆负荷增加的 过程，称为增载线。
理论示功图的绘制过程
4、当弹性变形完毕光杆带 动活塞由D处开始下行，液 体通过游动凡尔向活塞以上 转移，下行过程中光杆处所 承受的载荷仍和D处一样， 即画出一条与BC平行的直线 DA。这样就画出一个封闭的 泵的示功图。
理论示功图的绘制过程
理论示功图的绘制过程
理论示功图的绘制过程
图中的横坐标表示光杆移动的距离；纵坐标表示光 杆上的负荷；曲线圈闭面积的大小表示泵做功的多少。
抽油杆在井内液体中的重量：p杆=q杆L 活塞以上液柱的重量：p液=q液 (L- L沉) p液=q液L液 式中：P杆----抽油杆在液体中的重量q杆----每米 抽油杆在液体中的重量 p液----活塞以上液柱的重量 q液---活塞以上每米液柱的重量L-----泵深 L沉----沉没度 L液---液面深度
油井出砂对示功图的影响
砂子使固定、游动凡尔失 灵：
由于凡尔球起落失灵， 上冲程光杆负荷不能增加 到最大理论值，下冲程光 杆负荷不能减少到最小理 论值，深井泵停止排油， 整个图形为位于两条理论 负荷线直接的“海参”状 图形。
油井结蜡对示功图的影响
1、凡尔结蜡： 由于受结蜡影响，上下 凡尔不能灵活、及时地开 关，从而引起漏失，并且 由于油管内壁和抽油杆结 蜡，增大了油流阻力，当 活塞上行时，光杆负荷增 加，超过了最大理论值， 下行时负荷不稳定，在图 上呈现出波浪起伏的变化。
漏失对示功图的影响
2、排出部分漏失对示功图的影响 当光杆开始上冲程时，活塞下面的液体压力逐渐下降， 活塞上下之间随即产生压力差，使活塞上部的液体经排出 部分的不严密处而漏到活塞下面的工作筒内。由于活塞的 抽汲作用，使得活塞下面的压力越来越低时，上下之间压 力差就越来越大，漏失也就越来越严重。此时光杆负荷不 能及时上升到最大值，固定凡尔打开延迟，增载线滞后， 活塞运动过中点后，速度越来越慢，漏失速度越来越大于 活塞运动速度，使光杆未达到上死点提前卸载，使功图右 上角变得圆滑。功图特点是：增载线倾角比正常时小，且 为一弧线，卸载线比增载线陡，右上角圆滑。
抽油泵工作正常时的示功图
随着冲数的 增加，惯性 载荷和振动 载荷也相应 的增加使图 形波动和偏 转的更加厉 害。
油井出砂对示功图的影响
1、活塞砂阻： 当沙粒进入泵内，活 塞在行程中增加了一个 附加阻力，上冲程中使 光杆负荷增加，下冲程 减少，并且由于砂子在 泵中分布不均，致使影 响大小不同，光杆负荷 在很短时间内发生多次 急剧变化，这时功图表 现为负荷线上呈现不规 则的锯齿状尖峰，且在 连续测图时尖峰是移动 的。
供液不足对示功图的影响
油井连抽带喷时的示功图
上冲程时，由于油流有自 喷能力，顶着活塞往上跑， 造成游动凡尔被顶开或关 闭不严，使光杆上的负荷 大大减轻，达不到最大载 荷；下冲程时，由于自喷， 固定凡尔座不严，使上下 凡尔都处于开启状态，造 成光杆负荷没有什么变化， 高于最小理论负荷线。
油井连抽带喷时的示功图
抽油泵工作正常时的示功图
1、浅井泵工作 正常时的示功图：
除了由于抽油 设备轻微振动引 起一些微小的波 纹外，没有其他 因素的影响
抽油泵工作正常时的示功图
2、深井泵工作正常时 的示功图：
除了由于抽油设备 振动引起了较大的波 纹外，还因为井深， 抽油杆柱受到了较大 的惯性力影响和力在 抽油杆柱中的传递滞 后影响，使图形延着 顺时针方向产生了一 定程度的偏移。
理论示功图的绘制过程
2、当弹性变形完毕光 杆带动活塞由B处开始 上行，固定凡尔打开， 液体进入泵筒并充满 活塞所让出的空间， 此时，光杆处所承受 的载荷仍和B处一样， 即画出BC直线。
理论示功图的绘制过程
3、当活塞到达上死点C转入下 冲程的瞬间，固定凡尔关闭游 动凡尔打开，活塞上下连通， 活塞上所承受的液柱重量又转 移到油管上，抽油杆卸掉了这 一载荷，油管加上了这一载荷， 分别缩短和伸长，光杆虽然下 行，但活塞相对于泵体来说， 实际未动，这样，就画出了示 功图中的CD斜直线，即光杆负 荷减少的过程，称为减载线。
漏失对示功图的影响
功图特点是：增载线倾角比正常时小，且为一弧 线，卸载线比增载线陡，右上角圆滑。
漏失对示功图的影响
游动漏失不严重油井仍出油时的实测示功图
漏失对示功图的影响
游动漏失严重油井不出油时的实测示功图
漏失对示功图的影响
游动凡尔根本不起作用，凡尔球被卡死在 凡尔罩里测得的示功图
漏失对示功图的影响
抽油设备的技术状况对示功图的影响
理论功图
实测功图
抽油设备的技术状况对示功图的影响
从实测功图上看，在c点之前，活塞还未脱出工作 筒，但活塞的有效工作长度已经很小，活塞以上的 部分液体已从活塞与工作筒之间的环形间隙中漏到 活塞以下，使上负荷逐渐卸载；当活塞运动过c点， 开始部分脱出工作筒，漏失量急剧增长，载荷亦急 剧下降，一直降到最低理论负荷线。由于活塞脱出 工作筒时突然卸载，引起了活塞的跳动，功图上表 现出不规则的波状曲线。
油井出砂对示功图的影响
2、固定凡尔卡死在凡尔座 上：
它的特点是：上冲程游动凡 尔关闭，固定凡尔不能打开， 液体不能进泵筒，下冲程时由 于泵内无液柱，游动凡尔不能 打开，光杆不能卸载，图形表 现为下负荷线接近最大理论值， 整个图形也位于其附近，且由 于细砂作用图形上出现锯齿状 尖锋。
油井出砂对示功图的影响
油井结蜡对示功图的影响
4、滤砂器及其附件被蜡 堵死
由于滤砂器等附件结蜡， 增大了油流阻力，缩小了 进油孔道，甚至部分造成 堵塞，使深井泵充满不好， 泵效降低。在研究这类图 形时，应该结合该井原油 含蜡资料和动液面资料进 行综合分析，以便把由于 地层能量不足，充满不好 的示功图和它区别开来。
气体对示功图的影响
3 、上下凡尔都漏失时的示功图
理论试功图： 两种漏失同时存 在，油井还在出 油，会使示功图 四角变为圆角。
漏失对示功图的影响 实测示功图
稠油对示功图的影响
图形的特点是：上负荷 线高于最大理论负荷线， 下负荷线低于最小理论 负荷线，图形肥胖；四 个角圆滑。主要是由于 油稠使摩擦等附加阻力 变大，凡尔关闭滞后并 且密封不严造成漏失。
3、固定凡尔卡死在凡尔罩 上：
特点是：在上冲程时由 于砂子的作用，光感负荷忽 大忽小且普遍超过最大理论 负荷线；下冲程时，由于固 定凡尔严重漏失，光杆不能 卸载，直到活塞行近下死点， 撞击了沉积的砂子或固定凡 尔罩时，才突然卸载，图形 表现为：最小负荷线接近理 论最大负荷线，且由于碰击、 振动，在图的左下角产生了 一个“尾巴”。
漏失对示功图的影响
当活塞运动过中点后，运动速度逐渐减慢，漏失速度 又和活塞挤油的速度相等，游动凡尔又随即关闭。此 后，漏失速度又大于活塞的挤油速度，于是泵筒内液 体压力开始下降，油管中液柱之一部分重量就逐渐转 到抽油杆上。于是，光杆负荷增加。当活塞开始上冲 程后，光杆负荷就急剧增加，很快达到最大理论值。