抽油機(jī)井典型示功圖分析

抽油機(jī)井典型功圖分析,采油三廠培訓(xùn)學(xué)校 2010.03,主要內(nèi)容,泵工作原理 理論示功圖 典型示功圖分析 總結(jié),泵的工作原理,泵的抽汲過程,抽油桿柱帶著柱塞向上運(yùn)動(dòng)，柱塞上的游動(dòng)閥受管內(nèi)液柱壓力而關(guān)閉。,A-上沖程,1)上沖程,泵內(nèi)壓力降低，固定閥在環(huán)形空間液柱壓力(沉沒壓力)與泵內(nèi)壓力之差的作用下被打開。泵內(nèi)吸入液體、井口排出液體。,B-下沖程,2)下沖程,柱塞下行，固定閥在重力作用下關(guān)閉。泵內(nèi)壓力增加，當(dāng)泵內(nèi)壓力大于柱塞以上液柱壓力時(shí)，游動(dòng)閥被頂開。 柱塞下部的液體通過游動(dòng)閥進(jìn)入柱塞上部，使泵排出液體。 泵排出的條件： 泵內(nèi)壓力(排出壓力)高于柱塞以上的液柱壓力。,泵的工作原理,泵的抽汲過程,理論示功圖,靜載荷作用下的理論示功圖 懸點(diǎn)所承受的載荷： (1)抽油桿柱載荷，r (2)作用在柱塞上的液柱載荷,W1 （3）沉沒壓力(泵口壓力)與井口回壓在上沖程中造成的懸點(diǎn)載荷方向相反,相互抵消。,靜載荷作用下理論示功圖,W1,典型示功圖分析,1 .泵工作正常 圖形特征左右、上下曲線平行，接近理論示功圖圖形特征，曲線較理想，充滿程度100%，排出系數(shù)較高，一般泵效接近理論值，如圖。 成因分析此類井供液充足，沉沒度大。泵閥不漏，泵效高，出油好。,理論示功圖,實(shí)測(cè)示功圖,2. 氣體影響 圖形特點(diǎn)卸載線成一圓弧狀。其曲率半徑越大,泵效越低，表明油套環(huán)空內(nèi)泡沫段高，油層脫氣嚴(yán)重，沉沒壓力偏小，泵充滿程度差。 成因分析石油是聚集在一起的油氣混和物，在抽汲過程中或多或少總有氣體進(jìn)入泵內(nèi)。,理論示功圖,實(shí)測(cè)示功圖,典型示功圖分析,氣鎖現(xiàn)象： 如果氣體大量進(jìn)入泵筒，上沖程時(shí)氣體膨脹，全部占滿柱塞讓出的容積，固定凡爾打不開。下沖程時(shí)，氣體壓縮，但壓力仍低于游動(dòng)凡爾上部壓力，游動(dòng)凡爾也打不開，所以這種情況下雙凡爾均打不開，柱塞運(yùn)動(dòng)對(duì)氣體壓縮和膨脹，泵不排油，這種現(xiàn)象稱為“氣鎖”。,理論示功圖,實(shí)測(cè)示功圖,典型示功圖分析,解決的方法: 當(dāng)抽油井氣體影響或已經(jīng)氣鎖時(shí)，我們應(yīng)采取以下措施： 1、放掉套管氣； 2、在套壓閘門處安裝“定壓放氣閥”。 “定壓放氣閥”可根據(jù)設(shè)定壓力自動(dòng)釋放井底氣體，維持平穩(wěn)的生產(chǎn)壓差防止氣體進(jìn)入泵內(nèi)影響泵的正常生產(chǎn)。,理論示功圖,實(shí)測(cè)示功圖,3. 泵工作正常但供液不足 圖型特征卸載線和加載線平行，越左移說明充滿越不好，也就是供液能力越差，形成的圖形為“刀把”形。 成因分析： （1）深井泵的工作制度或抽汲參數(shù)組合不合理，泵的排出能力大于油層的供液能力，造成沉沒度太小，液體充滿不了泵筒。 （2）為使泵正常工作，在泵的下邊界裝砂錨、氣錨，當(dāng)砂、蠟同時(shí)堵塞了部分進(jìn)油孔道，使液體進(jìn)入泵筒的流動(dòng)阻力增大，流量變小，動(dòng)液面升高，液體來不及在泵的進(jìn)油時(shí)間里充滿泵筒。,典型示功圖分析,解決的方法: 當(dāng)抽油井“供液不足”時(shí)，我們應(yīng)采取以下措施 1、加強(qiáng)注水,補(bǔ)充地層能量，從而提高油井地層供液能力； 2、合理下調(diào)沖次； 3、根據(jù)地層供液，在作業(yè)時(shí)換小泵、加深泵掛深度。 4、高壓泵車洗井，解決近井地帶堵塞。,4.油管漏失 圖形特點(diǎn)開抽時(shí)泵功圖圖形正常，停抽后上行線比前面低一段載荷，功圖面積明顯減小。 成因分析如果油管的絲扣連接處未上緊，或因油管被磨損，腐蝕而產(chǎn)生裂縫和孔洞時(shí)，進(jìn)入油管的液體會(huì)從這些裂縫和孔洞及未上緊處重新漏入油管套管間的環(huán)形空間，導(dǎo)致油井減產(chǎn)。,理論示功圖,實(shí)測(cè)示功圖,典型示功圖分析,當(dāng)抽油井“油管漏失”時(shí)，我們應(yīng)采取以下措施： 1、漏失不嚴(yán)重時(shí)可適當(dāng)調(diào)快沖次（如果因桿管偏磨造成的油管漏失則不可以調(diào)快沖次）； 2、漏失嚴(yán)重的需要小修作業(yè)修復(fù)。,典型示功圖分析,5 .油井出砂 圖形特點(diǎn)負(fù)荷線上呈現(xiàn)出不規(guī)則的鋸齒狀尖峰，且在連續(xù)測(cè)圖時(shí)尖峰是移動(dòng)的。 成因分析油層出砂，細(xì)小的砂粒將隨著油流進(jìn)入泵內(nèi)，使活塞在整個(gè)行程中增加了一個(gè)附加阻力。上沖程時(shí)附加阻力使光桿負(fù)荷增加，下沖程時(shí)，附加阻力使光桿負(fù)荷減少，并且由于砂子分布在泵筒內(nèi)各處多少不同，致使光桿負(fù)荷在很短時(shí)間內(nèi)發(fā)生多次急劇的變化。嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成固定凡爾，活塞卡死，造成油井停產(chǎn)。,理論示功圖,實(shí)測(cè)示功圖,典型示功圖分析,當(dāng)抽油井“出砂影響”時(shí)，我們應(yīng)采取以下措施： 1、減小工作制度(如:調(diào)慢沖次)來控制抽油井生產(chǎn)壓差從而減緩出砂； 2、使用高壓泵車進(jìn)行沖砂。,典型示功圖分析,6. 活塞脫出工作筒 圖形特征上沖程中柱塞上行至一點(diǎn)時(shí)脫出工作筒，液體漏失量急劇增加，懸點(diǎn)載荷急劇下降。卸載結(jié)束時(shí)還由于突然卸載柱塞的振動(dòng)產(chǎn)生不規(guī)則波狀曲線。示功圖右上方嚴(yán)重缺失，上沖程靠后部分載荷明顯變小。 成因分析主要原因是由于防沖距過大或光桿沖程過大造成，還有修井完井?dāng)?shù)據(jù)誤差較大所造成。,理論示功圖,實(shí)測(cè)示功圖,典型示功圖分析,解決的方法: 調(diào)小防沖距或減少光桿沖程。,典型示功圖分析,7.下碰泵 圖形特征在下沖程快終了時(shí)，柱塞與固定凡爾罩相碰，使載荷額外降低。功圖左下角有凸出，在增載部位的曲線是凹形向上的。 成因分析防沖距太小，或壓裂卡砂。,理論示功圖,實(shí)測(cè)示功圖,典型示功圖分析,解決的方法: 當(dāng)抽油井“活塞碰固定閥”時(shí)，長(zhǎng)時(shí)間的碰撞會(huì)撞壞“固定閥”，甚至?xí)⒈猛沧驳粼斐删侣湮锏膰?yán)重后果。這時(shí)我們應(yīng)： 及時(shí)上提防沖距，防止活塞長(zhǎng)期撞擊固定閥。,典型示功圖分析,8 .連抽帶噴井的示功圖 圖形特征游動(dòng)閥和固定閥同時(shí)打開，液柱載荷基本上加不到懸點(diǎn)，示功圖的位置和載荷變化大小取決于噴勢(shì)的強(qiáng)弱及抽汲液體的黏度。油井連噴帶抽，在柱塞上沖程時(shí)，由于游動(dòng)凡爾下部壓力較大，致使游動(dòng)凡爾不能關(guān)閉或關(guān)閉不嚴(yán)密，載荷升到游動(dòng)凡爾載荷線，當(dāng)下沖程時(shí)，由于固定凡爾下部壓力較大，致使固定閥也不能關(guān)閉或關(guān)閉不嚴(yán)，載荷將不到固定凡爾載荷線。圖形特征為近于水平狀，很少有振動(dòng)波。圖形兩端有一段曲線近于平行。 成因分析剛由自噴轉(zhuǎn)抽油，油井能量較高，井筒內(nèi)動(dòng)液面較高，且有氣體在做功的井常為這樣的圖。,理論示功圖,實(shí)測(cè)示功圖,典型示功圖分析,9 .抽油桿斷脫時(shí)的示功圖 圖形特征抽油桿斷脫后的懸點(diǎn)載荷實(shí)際上是斷脫點(diǎn)以上的抽油桿柱重量，只是由于摩擦力的作用，才使上、下載荷先不重合。圖形的位置取決于斷脫點(diǎn)的位置。圖中抽油桿斷脫的位置在中部。 成因分析抽油桿由于彈性疲勞，深井泵遇到卡使抽油桿柱超過拉伸屈服極限等原因而斷裂，或由于抽油桿之間未上緊而發(fā)生脫扣，這些導(dǎo)致示功圖呈水平條帶狀。油井不出油。,理論示功圖,實(shí)測(cè)示功圖,典型示功圖分析,解決的方法: 當(dāng)抽油井“桿斷脫”時(shí)，首先我們應(yīng)通過功圖計(jì)算斷脫點(diǎn)位置，然后根據(jù)斷脫點(diǎn)的深淺選擇措施： 1、斷脫點(diǎn)較淺小于300米，可采取使用吊車配合撈矛進(jìn)行打撈； 2、斷脫點(diǎn)較深300米以上，則需要小修作業(yè)來修復(fù)。,典型示功圖分析,10.固定閥（吸入部分）漏失 圖形特征兩下角缺失 下沖程開始后，由于固定閥漏失，泵內(nèi)壓力不能及時(shí)提高而延緩了卸載過程，同時(shí)使游動(dòng)閥不能及時(shí)打開。當(dāng)柱塞速度大于漏失速度后，泵內(nèi)壓力提高到大于液柱壓力，將排出閥打開而卸去液柱載荷，下沖程后半沖程中因柱塞速度減小，當(dāng)小于漏失速度時(shí)，泵內(nèi)壓力降低使排出閥提前關(guān)閉，懸點(diǎn)提前加載（當(dāng)吸入閥嚴(yán)重漏失時(shí)，排除閥一直不能打開，懸點(diǎn)不能卸載）。 成因分析由于固定凡爾與凡爾座配合不嚴(yán)，凡爾座錐體裝配不緊，凡爾罩內(nèi)落入臟物或結(jié)蠟而卡住凡爾球等原因，都會(huì)造成深井泵的吸入部分漏失。,理論示功圖,實(shí)測(cè)示功圖,典型示功圖分析,解決的方法: 當(dāng)抽油井“吸入部分漏失”時(shí)，我們應(yīng)采取以下措施： 1、由于砂、蠟影響造成吸入部分漏失的，可以采取碰泵或洗井進(jìn)行解決。 2、以上措施無效時(shí)就應(yīng)進(jìn)行小修作業(yè)換泵來解決了。,典型示功圖分析,11、游動(dòng)閥（排出部分）漏失 圖形特征上沖程時(shí)，泵內(nèi)壓力降低，柱塞兩端產(chǎn)生壓差，使柱塞上面的液體漏到柱塞下部的工作筒內(nèi)，漏失速度隨柱塞下面壓力成反比。由于漏失到柱塞下面的液體有向上的“頂托”作用，使加載減緩。隨著懸點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的加快，“頂托”作用相對(duì)減小，液柱載荷完全加與懸點(diǎn)。當(dāng)柱塞繼續(xù)上行到后半沖程時(shí)，因活塞上行速度又逐漸減慢。在柱塞速度小于漏失速度瞬間，又出現(xiàn)了漏失液體的“頂托”作用，使液柱負(fù)荷提前卸載。 成因分析一是游動(dòng)凡爾裝配不嚴(yán)，磨損引起的漏失；一是活塞和泵的襯套配合不緊密，間隙太大或因沉砂磨損活塞和襯套而引起的漏失。,理論示功圖,實(shí)測(cè)示功圖,典型示功圖分析,解決的方法: 當(dāng)抽油井“排出部分漏失”時(shí)，我們應(yīng)采取以下措施： 1、由于砂、蠟影響造成排出部分漏失的，可以采取碰泵或洗井進(jìn)行解決。 2、以上措施無效時(shí)就應(yīng)進(jìn)行小修作業(yè)換泵來解決了。,典型示功圖分析,排出閥和吸入閥同時(shí)漏失 圖形特征在上沖程過程中，排除部分漏失起主導(dǎo)作用，使圖形左上角和右上角變圓，但負(fù)荷線能達(dá)到理論上負(fù)荷線。在下沖程過程中，吸入部分漏失起主導(dǎo)作用，使圖形左下角和右下角變圓，但下負(fù)荷線能降到理論下負(fù)荷線處。 成因分析砂蠟和磨損等原因造成吸入和排出部分同時(shí)漏失。油井嚴(yán)重減產(chǎn)。,理論示功圖,實(shí)測(cè)示功圖,典型示功圖分析,12.泵工作正常但油稠 圖形特點(diǎn)上負(fù)荷線高于最大理論負(fù)荷線，下負(fù)荷線低于最小理論負(fù)荷線，圖形肥胖，四個(gè)角是圓滑的。 成因分析油稠，使摩擦等附加阻力變大，造成上負(fù)荷線偏高，下負(fù)荷線偏低。同時(shí)，使得凡爾開關(guān)比正常時(shí)滯后，凡爾和凡爾座配合不嚴(yán)密，造成較大漏失。,理論示功圖,實(shí)測(cè)示功圖,典型示功圖分析,解決的方法: 當(dāng)抽油井“稠油影響”時(shí)，我們應(yīng)采取以下措施： 1、使用升溫法降粘，例如：我們常采用的摻熱水生產(chǎn)； 2、加表面活性劑進(jìn)行降粘。,典型示功圖分析,12.慣性作用下的理論示功圖 慣性載荷的影響使示功圖被扭曲一個(gè)角度，使之變?yōu)椴灰?guī)則四邊形，如圖所示。 由于抽油桿柱的振動(dòng)發(fā)生在粘性液體中，所以為阻尼振動(dòng)。疊加之后上下線出現(xiàn)逐漸減弱的波浪線。,解決的方法: 在滿足生產(chǎn)的條件下,盡量選擇低沖次.,總結(jié),前面所講的示功圖分析，往往只能對(duì)系統(tǒng)的工作狀況做某些定性分析，而無法做出定量的判斷。在深井快速抽吸的條件下，由于泵的工作狀況（活塞負(fù)荷的變化）要通過上千米的抽油桿柱傳遞到地面上，在傳遞過程中，因抽油桿柱的震動(dòng)等因素，使載荷的變化復(fù)雜化。 現(xiàn)在，通過數(shù)學(xué)方法將地面示功圖轉(zhuǎn)換成泵示功圖進(jìn)行的分析診斷技術(shù)，可消除地面示功圖分析中許多不定因素，簡(jiǎn)化了解釋工作，大大地提高了抽油系統(tǒng)工況的分析水平。,思考題,1、理論示功圖的概念. 2、掌握十三種典型示功圖的特征、并能進(jìn)行成因分析并提出解決措施.,