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抽油机井非承载式功图遥测技术研究_马广杰

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(完整)抽油机井示功图分析

(完整)抽油机井示功图分析
泵的余隙越大，进入泵内的气量越多，示功图的“刀 把”形状越明显。
下步措施: 控气
或调整防冲距
（3）、供液不足: 特点: 其卸载线与气体影响的卸载线相比较，陡而直 下步措施: 间开、优化生产参数或注汽
供液不足
（4）、泵漏失对示功图的影响特点: 游动凡尔漏失: 上冲程悬点载荷不能及时上升到最大值，使加载变缓， 上冲程后半冲程悬点载荷提前卸载
工作筒内衬套乱
结论
1、示功图分析影响因素多，需要结合油井实际生产 资料进行综合分析。
2、示功图分析为管杆优化设计和提高抽油机系统效 率提供参考。
3、抽油机示功图分析是油水井分析的依据，有助于 我们有针对性提出日常科学管理措施。
4、示功图分析结合综合评价软件可实现油井智能化 控制。
2 、抽油机采油系统的工作流程
系统工作时, 电动机通过皮带和减速 器带动曲柄作圆周运动, 曲柄通过连杆机 构的游梁, 以支架上的轴承为支点做上下 摆动, 通过驴头把游梁前端的往复摆动转 变为悬点的上下往复运动, 悬点带动抽油 杆柱、抽油泵柱塞做上下往复直线运动, 实现机械采油。
当活塞上行时, 活塞上的游动阀关闭, 泵筒上的固定阀打开, 井筒中的油液进入 泵筒, 同时柱塞之上的一部分液体排入地 面输油管线, 活塞下行时, 游动阀打开, 固 定阀关闭, 活塞之下抽油泵泵筒内的液体 进入油管内, 如此循环工作, 井液就源源不 断地被采出。
kN kN
80 70 60 50 40 30 20 10 0 80 70 60 50 40 30 20 10 0
0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 m
0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 m
整改措施:（1）对地层能量不足的井, 要选择合理地 工作制度, 如调小生产参数, 换小泵, 也可采取间隙 抽油的管理方式。（2）根据油层实际条件, 也可以采 取压裂或酸化油层, 提高油层供液能力的方法。

基于加速度传感器的油井示功图位移测量技术研究

基于加速度传感器的油井示功图位移测量技术研究
示功仪加速度在两次去除边界积分后并不能得到准确的冲程，往往对于同一口井会得出两个差异很大的冲程。因为加速度量的电压信号很小，3V供电系统造成加速度与电压的比例系数很小(0.56V/g)，MCU采集加速度电压信号受干扰严重。所以必须对采集的加速度信号进行合适的滤波后再双重积分得到冲程。
首先，将采集到一个周期的加速度的数据存放在RAM中，对加速度数据进行奇异值的滤除;然后对加速度量进行3次7点平滑窗滤波，最大限度地将噪声信号滤除;最后，应用周期去边界的双重积分得到各点的位移值，对应各点载荷量，在液晶屏上画出示功图，并将油井信息和示功图信息储存到外部EEPROM中。
选用MSP430F1611(10K RAM)定义1800大小浮点数数组用来存储90s的加速度原始信号。经过3次滑动平滑滤波，公式如下：
3点滑动块：XK=(XK-1+XK+XK+1)/3 (1≤K≤N-1)
7点滑动块：XK+(XK-3+XK-2+XK-1+XK+XK+1+XK+2+XK+3)/7 (3≤K≤N-3)
式中：T表示抽油机上下周期;nMAX1表示MAX1点的采集序号;nMAX2表示MAX2点的采集序号。
本文对比3点滑动块和7点滑动块的波形，并对计算出的位移和冲程进行比较，发现7点滑动块更能反映真实的加速度信号，同一口井的冲程测量重复性好，。
加速度双重积分算法
示功图测试仪利用加速度信号间接得到位移和冲程信息。得到加速度的测量值后，要计算抽油杆运动的相对位移还必须解决两个问题：加速度的零点校正和积分求速度时边界条件的确定。因只需得到抽油杆运动的相对位移，由速度积分求位移时，可将边界条件置为零。 经过理论上的综合推导，由加速度求位移或冲程的算法可简要表述为：

抽油机井示功图计量及无线传输技术在跃进二号油田的应用

抽油机井示功图计量及无线传输技术在跃进二号油田的应用

一９ ２
图２ 示 功 图 计 量 技 术 流 程 框 图
３硬 件 配置 及 无 线 传 输
单 井 系 统采 用 安 控 Ｅ ＨＯ ５ 单 井 量 油远 程 Ｃ ３ １ ８ 终 端控 制 系 统 ，包 括 主 控 制 器 、现 场 显 示 系统 、 保 护 箱 等 组 成 ，结 合 无 线 负 荷 ／ 次 传 感 器 、无 冲 线压 力 传 感 器 、无 线 温 度 传 感 器 、 电量 传 感 器 等 仪表 和 油 井 的基 本 参 数 便 可 实现 油 井 数 据 采 集 、 实 时示 功 图采 集 、 电流 图采 集 和 单 井 产 量 计 量 功 能 ，置 于 油井抽 油机 旁 。
在 测 游 动 阀 漏 失 曲线 时 ， 泵 活 塞 承 受 液 柱 载 荷 ，若游 动 阀 、活 塞 或 油管 漏 失 ，则 载荷 会 减 小 。在 测 固定 阀漏 失 曲线 时 ， 固定 阀 关 闭 ，两 端 承 受 压 差 ，液 柱 载 荷 作 用在 油 管 上 ， 如 果 固 定 阀 漏 失 ，固定 阀两 端压差 降低 ，液 柱载荷 转移 到活塞 上 ，会使 载荷升 高 。如 果 固定 阀和游动 阀或 活塞都 漏 失 ，两 条 曲线将 汇集 到一 点。如果汇 集到 一点所 需 时间小于一个冲次 的时间，油井不产液 。 两 条 曲线起 始 点载 荷 之 差 就 是 考虑 沉 没 度 影 响后 ，作用 在 泵 活 塞 上 的液 柱 载 荷 。 在冲 次不 太 大 的情况 下 ，悬 点 加速 度 很 小 ，惯 性载 荷 相 对 其 他载 荷可 以忽略 。
１油 田概 况 及 目前 求产 系统
跃 进二 号油 田含 油面积２４ ｍ ． ｋ ，地质 储量 ２ ６ ３５ ×１ ，共分 ９ ０吨 个层 系 开采 ，不规 则井 网布井 ，井 网密 度 １ ０ ２ 米 ，年 生 产 能 力３ 万 吨 ，油井 总 ￣２ ０ ５ ０ 数２３ １ 口，分 布 在 ７ 计 配 站 管 理 ，每 个 计配 站 都 个 安 装 了求产 分 离 器 ，采 用体 积 法 计 量 。 目前求 产 系 统 存 在 的 问题 有 ：油 田全面 实现 了停 掺 水 ，管 线 内液 体 流速 及 温 度 普 遍 降低 ；油 井 出砂 导致 分 离器 沉 砂 ；气 液 比较 高 井 、稠 油井 或 含 蜡 高井 、 流 程管线 串联 井等影 响求产 的准 确度 。

抽油机示功图无线测试技术

抽油机示功图无线测试技术

抽油机示功图无线测试技术
敬蜀蓉;李鑫;倪国强;高仁安;陈晓江
【期刊名称】《石油钻采工艺》
【年(卷),期】2004(026)004
【摘要】抽油机示功图测试仪是了解井下采油泵工作状况的一个重要工具.以往抽油机示功图测试仪大都采用有线连接方式测试示功图.针对有线方式存在的缺陷,利用无线通信技术,开发出无线便携式柚油机井示功图测试仪.详细介绍了便携式抽油机井示功图无线测试技术.现场应用结果表明该技术有着广泛的应用前景.
【总页数】3页(P79-81)
【作者】敬蜀蓉;李鑫;倪国强;高仁安;陈晓江
【作者单位】华北油田公司,河北,任丘,062552;华北油田公司,河北,任丘,062552;华北油田公司,河北,任丘,062552;华北油田公司,河北,任丘,062552;华北油田公司,河北,任丘,062552
【正文语种】中文
【中图分类】TE9
【相关文献】
1.抽油机井示功图计量及无线传输技术在跃进二号油田的应用 [J], 张震涛
2.基于无线传感器网络的抽油机示功图采集系统 [J], 陈得民
3.基于ZigBee的低功耗抽油机无线示功图采集系统设计 [J], 孙少波
4.大庆外围低产低渗油田抽油机井电参法推演示功图现场试验 [J], 卢成国;王秋实
5.抽油机井电参转示功图技术应用分析 [J], 贺清松
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抽油机井示功图测量方法发展探讨

抽油机井示功图测量方法发展探讨

抽油机井示功图测量方法发展探讨发布时间：2021-07-14T03:05:33.771Z 来源：《中国科技人才》2021年第11期作者：马占峰1 吕金宝2 张继杰3 [导读] 示功图量油技术建立在传统的功图量油技术基础上，为采用综合分析技术的功图量油技术，通过安装使用传感器，在计算机技术的支持下，开发了抽油机井的泵功图。

大庆油田有限责任公司第七采油厂第二油矿测试队黑龙江大庆 163000摘要：在油田监测工作中，示功图是分析油田抽油机井深井泵工作情况、计算抽油机系统效率的重要手段。

随着技术的发展与进步，功图计量逐渐发展为一种高效、低成本的软件计量方式。

基于此，本文结合油田作业过程特点，研究了基于神经网络的示功图量液测量技术，并结合其具体的应用，指出当前该项技术中存在的问题，并提出相应的优化措施。

关键词：抽油机井；示功图；测量引言当前，在油田生产过程中加强了对抽油机井采油技术的使用，也就导致油田生产工作开展中机井数量迅速增加，继而加重了日常的抽油井管理工作的开展。

使用人工检查的方式，无法及时的发现停井、无法诊断等情况的排查，就导致在日常管理工作的开展不能及时的跟踪分析油井产液量变化，要根据实际工作开展情况建立起新的精细化管理模式，改变传统工作开展中存在的不足之处，于是应运诞生了抽油机井监控诊断与示功图计量产液量技术。

该技术在油井中使用产量计算准确、及时，并且该技术的应用对于油藏的掌握状况、方案制定等都有着重要的指导意义。

1应用示功图量液测量技术的原理1.1示功图量油原理示功图量油技术建立在传统的功图量油技术基础上，为采用综合分析技术的功图量油技术，通过安装使用传感器，在计算机技术的支持下，开发了抽油机井的泵功图。

目前，示功图法油井计量技术逐渐成为油田开采作业过程中使用最普遍的一种方式，主要根据游梁机和油井产液量之间的关系变化更好地直观演示基于有杆泵稠油系统进行复杂振动的过程。

该振动系统在各种基础条件的影响下，会对外部的一些因素发生反应，通过有效分析对泵功图，可以确定泵的冲程、漏失、充满程度、充气情况等影响因素，并很好地计算出油井下泵的具体排量数据，最终计算出有效的排量，以完成量油的效果。

油井抽油机示功图位移测量研究

油井抽油机示功图位移测量研究

油井抽油机示功图位移测量研究仲志丹;吴进峰;孙勇军【摘要】为有效地解决抽油机悬点加速度信号计算位移数据时存在漂移误差较大、准确度较低的问题,提出了基于经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)和相关系数判断相结合的方法.根据实测的加速度信号经两次积分后得到的位移信号特点,进行EMD分解,通过引入相关系数,设定阈值,设计了一种漂移分量判定方法.即通过计算各固有模态分量与原始信号之间的相关系数,分别与提前设定的阈值进行比较,从而判定分解的固有模态分量是否为漂移分量.仿真实验和现场采集的数据测试结果表明了基于EMD以及相关系数的判定方法能够得到漂移误差更小、效果更好、精度更高的位移信号.【期刊名称】《仪表技术与传感器》【年(卷),期】2019(000)006【总页数】5页(P106-109,114)【关键词】抽油机悬点位移;加速度;漂移分量;经验模态分解;相关系数;信号处理【作者】仲志丹;吴进峰;孙勇军【作者单位】河南科技大学机电工程学院,河南洛阳 471003;河南科技大学机电工程学院,河南洛阳 471003;河南科技大学机电工程学院,河南洛阳 471003【正文语种】中文【中图分类】TN9190 引言绘制油井示功图最简单有效的办法就是选择相应的传感器分别测量出悬点的载荷和运动位移，但由于在使用位移传感器测量悬点的运动位移时存在很多障碍[1]，所以目前油田上主要是通过对悬点的加速度信号进行二次积分，从而间接获得悬点的运动位移。

受环境因素的影响，现场采集的加速度信号中通常混有直流分量、高频噪声和长周期趋势项等；当直接使用现场采集的加速度信号进行二次积分时，这些因素会使得积分结果存在着较大的漂移误差[2]。

为减小漂移误差，李云飞、樊大伟和杨尚霖等人根据抽油机做周期性运动的特点，提出了周期去均值的方法[3-5]；去均值法能够消除信号中的直流分量，使得测量精度有了一定程度的提高；但由于去均值法并没有对低频趋势项进行处理，所以积分后信号中仍然存在着较大的漂移误差。

分析抽油机井实测示功图


分析抽油机井实测示功图 （10图）
序 考核内容 号
评分要素
分析正常示功图的泵况
分析不正常示功图的泵况
1
分析
不正常示功图产生的原因
逐井查找生产中存在的问题
2 提出措施 提出下步整改措施
3
卷面 整 洁
卷面清洁、无乱涂改
清理桌面
4
安全文明 操作
在规定时间内完成操作
合计
操作时间：15min
配分
评分标准
50 分析错误一图扣5分
游动阀漏失示功图
游动阀漏失严重或失效示功图
抽油机井实测示功图分析
双凡尔漏失：
这类功图的主要特点 是：上下行均不能有效加 载或卸载，四角消失，中 间粗；两头尖，形如梭状。 漏失越严重示功图越窄
抽油机井实测示功图分析
抽油杆断脱时的示功图：
抽油杆断脱时，光杆只承受 断裂上部抽油杆在液体中的重力， 因而示功图形成长条，长条图形 越向上，表示断脱位置越向下。 抽油杆断脱时，油井产液量为零。
抽油机井实测示功图分析
气体影响时的实测示功图：
上冲程开始后，泵内压力由 于气体膨胀而不能很快降低，固 定凡尔打开滞后，加载变缓；在 下冲程开始后，气体受压缩，由 于气体传递压力较慢，泵内压力 不能很快提高，游动凡尔打开滞 后，卸载变缓。
抽油机井实测示功图分析
供液不足时的实测示功图：
深井泵供液不足与受气体影响图十 分相似，区别是：减载线呈现为圆弧线， 受气体影响越大，圆弧曲线特征更明显。 下冲程中悬点载荷不能立即减小，只有 当柱塞遇到液面时，才能迅速卸载，较 气体影响的卸载线陡而直。
油杆断脱示功图
抽油机井实测示功图分析
油井结蜡时的实测示功图：
由于油管结蜡，上下行时 摩擦阻力增大，因此最大、最 小载荷线比理论值相差大，功 图“肥大”结蜡严重的井,不论 是深井或浅井,只要结蜡就有增 载的特征,发现示功图有“结蜡” 的宽度,示功图有此类特征时, 热洗一般无效,应尽快检泵清蜡。

2.抽油机井示功图(1)


C
WL′
A Wr′
0
D
D′
λ S
SP
S
静载荷作用下的理论示功图
④绘制理论示功图并标注 如图所示。
19
【绘图练习】
例题 1 ：某抽油机井下入深度 L=620m，下 CYB56T 泵生产， 抽油机的冲程 S=2.1m，原油密度ρo =860kg/m3，油井含水 fw=40%，用CYG19单级抽油杆和φ62mm平式油管，实测图所 用仪器第三支点，力比为fa3=810N/mm，减程比为SX=1/45， 求 作 理 论 示 功 图 。 （ 取 g=9.8m/s2 ， qG = 2.30kg/m ， AG=2.85cm2， At=11.9cm2， AP=24.63cm2 ）
图 双阀漏失的示功图
①分析： ②措施：
32
7.油井出砂的示功图
图a 柱塞砂阻的示功图
图b 砂子使双阀失灵的示功图
①分析： ②措施：
33
图c 固定阀被砂卡死在阀座上 的示功图
图d 固定阀被砂卡死在阀罩上 且碰泵的示功图
①分析： ②措施：
34
8.稠油井的示功图
图a 油稠时的正常示功图
图b 油稠充不满的示功图
或
WL AP AG L ow

4 DP
2
其中： AP
AP Low g WL
下泵深度示意图
15
6.冲程损失计算 根据虎克定律进行计算。 引起杆柱和管柱变形的力为上、下冲程载荷之差WL′。 ①单级抽油杆柱与油管柱的变形：
WL L 1 1 E A A t G
（2）应用要求 在应用示功图时，必须结合在平时油井管理中积累的 资料，如油井产量、动液面、油套压、含水变化、砂面、 含砂情况，抽油机运转中电流的变化以及井下设备工作期 限等资料。

抽油机井功图试井技术在文留油田的应用


频器 改 变抽 油 机 冲次 来 实现 的 。具 体工 艺 流程 如 图
概
述
１ 所示。
选 井 监测 油 井产 量
随着 文 留 油 田 开 发 的 不 断深 入 ， 多 小 断 块 注 许 水跟 不 上 ， 地层 能 量 降 低 ， 油 井 动 液 面不 断 下 降 ， 抽
泵越下越深 ， 单井产 量下 降 、 能耗上 升 ， 泵效 低 （ ＜ ３ ％）功率因数低 （ ０ ３ ， ０ ， ＜ ．）杆管泵断脱漏失率增 高 等 系列 问题 给 油井 管理 带 来 了许 多 困难 。
产， 直到 在新 的产 量 下 压 力 、 面再 度 稳 定 ， 录 稳 液 记
③ 由于 采用 了无 触点 光 电编器 位 移 传感 器 及 载
定 的产量 和 压 力 、 面 资 料 。 产 量 的改 变 是 通 过 变 液
荷信号的随机标定 ， 使功 图测量部件稳定可靠。 ④ 在 系统 测 试 过 程 中 ， 面 、 图 、 率 测 量 同 液 功 功
起来 的 一种 不停 产试 井技 术 。该 技 术在 文 留油 田应 用 以来 ， 掌 握 油 田产 能 ， 导措 施 增 产 ； 对 指 掌握 油
井 生产 动 态 ， 实施 抽 汲 参 数优 化 ； 强设 备 管 理 ， 加 延长 检 泵周 期 ； 完善 注 采平 衡 ， 高 水驱 效 果 等诸 方 提 面发 挥 了积极 的作用 ， 取 得 了显著 的经 济效 益 。 并 主 题词 抽 油 井试 井 示功 图 应 用 效 益 文 留油 田
ｌ
ｌ
ｌ 面折算 液
ｌ 油井流压
－ 一压力对比， 以功网流压 —一
ｆ
而
变其频率（ 供电） 从而改变其 冲次、 ， 产量 ， 连续进行 功图、 面 、 压 、 液 套 电压 、 流 等参 数 测试 ， 用 多 种 电 利 技术 组 合 在一 起 的综 合 技 术 进 行 处 理 ， 得 抽 油 机 获

抽油机井泵功图井下测试仪[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911083121.6(22)申请日 2019.11.07(71)申请人 西安康际石油科技有限公司地址 710000 陕西省西安市高新区高新四路0号高新丹枫国际第1幢3单元24层32407号房(72)发明人 马刚娃　(74)专利代理机构 西安毅联专利代理有限公司61225代理人 师玮(51)Int.Cl.E21B 47/008(2012.01)E21B 47/26(2012.01)(54)发明名称抽油机井泵功图井下测试仪(57)摘要本发明公开了抽油机井泵功图井下测试仪，包括传感器仓，所述传感器仓的上端设置有采集卡仓，所述采集卡仓的一端设置有电池仓，所述传感器仓的一端连接有数据采集卡，所述数据采集卡的一端连接有隔直去噪滤波器，所述传感器仓包括载荷传感器、温度传感器、加速度传感器和压力传感器，载荷传感器、温度传感器、加速度传感器和压力传感器均与数据采集卡电连接，所述数据采集卡与隔直去噪滤波器电连接；本发明通过隔直去噪滤波器滤波并积分后能够得到速度信号，对速度信号再次滤波和积分后，得到了无漂移位移信号，长时间的积分运算没有造成误差累计，数据测量精度在+2%以内，且测量误差随着冲次增大而减小，可稳定评判井下泵工况。

权利要求书1页 说明书3页 附图2页CN 110821477 A 2020.02.21C N 110821477A1.抽油机井泵功图井下测试仪，包括传感器仓（1），其特征在于：所述传感器仓（1）的上端设置有采集卡仓（2），所述采集卡仓（2）的一端设置有电池仓（3），所述传感器仓（1）的一端连接有数据采集卡（10），所述数据采集卡（10）的一端连接有隔直去噪滤波器（9），所述传感器仓（1）包括载荷传感器、温度传感器、加速度传感器和压力传感器，载荷传感器、温度传感器、加速度传感器和压力传感器均与数据采集卡（10）电连接，所述数据采集卡（10）与隔直去噪滤波器（9）电连接，所述隔直去噪滤波器（9）和数据采集卡（10）插入采集卡仓（2）的内部，所述电池仓（3）内的电池与数据采集卡（10）电连接。

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Ma Guangjie Chu Wanquan Du Hui Liu An Zhang Jialin Zhongyuan Oil Field Company Oil Production Engineering Institute
Copyright 2012, Shaanxi Petroleum Society This paper was prepared for presentation at the 2012 International Conference & Exhibition on Reservoir Surveillance and Management held in Beijing, China, 8-10 August 2012. This paper was selected for presentation by the ICRSM Committee following review of information contained in an abstract submitted by the author(s). Contents of the paper, as presented, have not been reviewed by the ICRSM Committee and are subject to correction by the author(s). The material does not necessarily reflect any position of the ICRSM Committee, its members. Papers presented at the Conference are subject to publication review by Professional Committee of Petroleum Engineering of Shaanxi Petroleum Society. Electronic reproduction, distribution, or storage of any part of this paper for commercial purposes without the written consent of Shaanxi Petroleum Society is prohibited. Permission to reproduce in print is restricted to an abstract of not more than 300 words; illustrations may not be copied. The abstract must contain conspicuous acknowledgment of ICRSM. Contact email:info@.
ICRSM 00176 抽油机井非承载式功图遥测技术研究
马广杰 褚万泉 杜辉 刘安 张佳林
中石化中原油田分公司采油工程技术研究院
Studies on Remote Measurement of Dynamometer Card of Beam Pumping System by Unloaded Method
二、游受力分析
抽油机的游梁近似一个简支梁，中间为支点，两端为自由端。游梁不但要满足承载的要求，还要保证 在抽油机的运行中悬点投影在要求的范围内[12]。这就要求在设计游梁时除了保证它的强度，还要有一定的 刚度。所以游梁的设计一般比较保守，强度余量较大。在对游梁的受力分析时，可以认为游梁处于小范围 的弹性变形状态，对其弯压（拉）组合变形进行分析时，可以应用叠加原理。游梁的一般受力状态如图 2-1 所示。
Abstract Polished rod dynamometer card testing is widely applied for acquiring the running status of beam pumping system and the productivity information of reservoir in oil fields today. When the dynamometer card is tested manually and periodically, this method has some disadvantages, such as testing not in time and reflecting the running status incompletely. Recently automatic measurement technology of the dynamometer card has been founded by installing sensor in the hanger. But this equipment easily goes wrong in well operations. To resolve problems told above, this paper presents a new technique which gets the dynamometer card of beam pumping system through automatic measuring the strain and inclination of beam. This paper discusses the functional relation between the normal strain on the top of beam at middle bearing, the horsehead load and the inclination of beam by analyzing forces on beam and the movement of beam. Under the requirements of design, such as: low cost, low power and high reliability, the unloaded detect device was designed based on microcontroller and was performed. This device can measure dynamometer card automatically and send it to central data server through wireless communication. Managers and technicians can inquire about productivity information of every well by logging in the central data server. The operations on the spot prove that these devices have many advantages, such as: convenient installation and maintenance, low cost, high reliability and stability. Key words：Beam Pumping Unit; Dynamometer Card; unloaded detect; Remote Measurement
关键词：游梁抽油机；示功图; 非承载; 遥测
一、前言
游梁式抽油机采油系统是陆上油田主要的机械采油设备，其运行状况直接影响着油田的生产效率。因 此，及时、准确地获得它的工作状况非常重要。示功图测试技术是获得游梁抽油机井工况信息的最常用手 段，而且通过对示功图综合分析还能获得油藏的动态产能状况等重要信息。 现在普遍使用便携式示功仪，定期人工测量游梁式抽油机的示功图。该方法主要有以下不足之处：一、 抽油井的工况处于不断的变化之中，而定期测试通常为每月两次，不能及时反映抽油井工况变化；二、每 测一次示功图至少停、启抽油机各两次。抽油机通常负有近十吨的载荷，每次装、卸传感器须对抽油机卸 载，不但操作不方便，还会对抽油机、抽油杆柱及抽油泵产生不良冲击，影响其使用寿命；三、安装传感 器时对抽油机的停、启及冲击会改变抽油系统原有的稳定工作状态，再启动抽油机后短时间内测得的示功 图往往不能反映抽油系统平时的工作状态，而抽油系统工作状态的稳定有时需要半个小时以上。 现有的示功图自动测试技术一般是在抽油机驴头下的悬绳器中安装固定式载荷传感器来测量抽油机悬 点载荷[1-9]，通过检测曲柄转角获得上、下始点信息，用信号线将载荷信号连接到主控和无线发射单元。 该技术如图 1-1 所示。该方法的优点是：能连续自动测量示功图，并通过无线发射单元将示功图信息发送 到生产管理中心。该方法的缺点是：一、由于游梁抽油机的悬绳器是游梁抽油机中运动幅度最大的部件， 传感器的引线易损坏；二、抽油井一般每半年要作业一次，作业施工中要拆卸传感器，极易损坏传感器， 后期维护工作量大；三、长期地承载运行，使载荷传感器发生变化，直接影响测量精度。
图 1-1 一种示功图自动测试技术示意图
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ICRSM-00176
也有人研究示功图的间接测量技术。国外，S.G.Gibbs 提出了通过测量为抽油机提供动力的电动机的转 速推算抽油井示功图的间接测量方法[10]。我单位在此基础上于一九九九年研制成功了通过测量电动机的电 功率曲线推算抽油井示功图的间接、自动测量技术[11]。该技术可靠性高，且不受人为干扰破坏。但是有如 下缺点：一、由电功率曲线推算出示功图需要电动机和抽油机的动力学模型，所需的参数太多，有些参数 如：电动机效率、抽油机曲柄及平衡块重心位置很难精确确定，建模工作量大。二、在站内不能直接测出 光杆位移上、下死点时刻，只能由电功率曲线的特征判断出上、下死点时刻，会引入判断误差，影响转换 精度。 综合分析现有的示功图自动测试技术优缺点，需要一种长期工作可靠性好、安装维护方便、有一定的 测量精度、成本较低的抽油机井示功图测试技术。 分析游梁抽油机结构和运动规律可知，游梁抽油机的游梁承载了抽油机的全部载荷。因此，可以通过 检测抽油机游梁的应变比较精确地计算出抽油机悬点载荷。游梁的中轴承部位是游梁上承受弯矩最大的部 位，该部位是检测游梁受力的理想部位。并且该部位的运动幅度最小，可以将整个检测电路单元和无线发 射单元及发射天线全部安装在该部位，这样整个装置就不需要长的连线，有利于装置的小型化及可靠性的 提高。该部位还很少受到作业施工和抽油机日常维护的影响。集中安装的小型装置又具有隐蔽性，可以减 小被人为破坏的机率。因此，就可解决长期可靠、自动测试游梁抽油机示功图的问题。