无线示功仪示功图讲课课件.ppt
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1、2009/5/23前前 言言 抽油机采油是目前油田开发中得到了普遍的应用,抽油机井的管理水平的好坏,关系到油田整体经济效益的高低。要做好抽油机井的生产管理工作,必须取准取全各项生产资料,制定抽油机井合理的工作制度,不断进行分析,来适应不断变化的油藏动态,加强并提高抽油机井的日常管理水平。 分析和解释示功图,就是直接了解深井泵工作状况好坏的一个主要手段。不但深井泵工作中的一切异常现象可以在示功图上比较直观的反映出来,而且,还可以结合有关资料,来分析判断油井工作制度是否合理,抽油设备与油层和原油性质是否适应;还可以通过“示功图法”对低产、低能井制定出合理的开关井时间,减少设备的磨损和电能的浪费等。
2、汇报题纲汇报题纲一、示功图的基础知识一、示功图的基础知识二、示功图的基本分析方法二、示功图的基本分析方法三、典型示功图的分析和解释三、典型示功图的分析和解释一、示功图的基础知识一、示功图的基础知识示功图的概念:示功图的概念:反映深井泵工作状况好坏,它由专门的仪器测出,显示在坐标图上,被封闭的曲线所围成的面积表示驴头在一次往复运动中抽油机所做的功,称为示功图。 1 1、示功图的概念、示功图的概念组成:组成:三抽为主(三抽为主( 抽油机,抽油杆,抽油泵抽油机,抽油杆,抽油泵)+ +辅助装置辅助装置抽油机抽油机抽油杆抽油杆抽油泵抽油泵电子式示功仪电子式示功仪一、示功图的基础知识一、示功图的基础知识2
3、 2、理论示功图、理论示功图P P光光理论示功图理论示功图: :针对有杆抽油井在一定理想条件下绘针对有杆抽油井在一定理想条件下绘制出来的抽油泵工作状况的封闭图形制出来的抽油泵工作状况的封闭图形 。其理想条件为:其理想条件为:(1 1)假设泵管没有漏失,泵正常工作;)假设泵管没有漏失,泵正常工作;(2 2)油层供液能力充足,泵充满程度良好;)油层供液能力充足,泵充满程度良好;(3 3)不考虑动载荷的影响;)不考虑动载荷的影响;(4 4)不考虑砂、蜡、稠油的影响;)不考虑砂、蜡、稠油的影响;(5 5)不考虑油井连抽带喷;)不考虑油井连抽带喷;(6 6)认为进入泵内的液体是不可压缩的,阀是瞬时开闭的
4、。)认为进入泵内的液体是不可压缩的,阀是瞬时开闭的。 在以上条件下,把抽油机驴头悬点载荷与位移的在以上条件下,把抽油机驴头悬点载荷与位移的关系建立在直角坐标系内的图形就称为理论示功图,关系建立在直角坐标系内的图形就称为理论示功图,又叫地面示功图或光杆示功图。又叫地面示功图或光杆示功图。下死点下死点S S光光O O上死点上死点S-S-光杆冲程光杆冲程(m)(m);S Sp p- -活塞冲程活塞冲程(m)(m);W W静静- -光杆承受的静载荷光杆承受的静载荷(W=Wr+W(W=Wr+WL L) ),N N;W Wr r- -抽油杆在液体中的重量抽油杆在液体中的重量(N)(N);W WL L- -
5、液柱载荷液柱载荷(N)(N);1 1- -抽油杆变形长度抽油杆变形长度(m)(m);2 2- -油管变形长度油管变形长度(m)(m);-冲程损失冲程损失(=(=1 1+2 2)(m)(m); 图中图中横坐标横坐标表示按比例记录的表示按比例记录的光杆移动光杆移动的距离;的距离;纵坐纵坐标标表示按比例记录的表示按比例记录的光杆上的负荷光杆上的负荷;曲线圈闭;曲线圈闭面积面积的大小的大小表示了泵做表示了泵做功功的多少。的多少。ACS活WrB11 212S光w静WLBDD1S S光光P光光2 2、理论示功图、理论示功图 上冲程时,在下死点上冲程时,在下死点A A处的悬点静载荷为抽油杆在液体中的重量处的
6、悬点静载荷为抽油杆在液体中的重量W Wr r,上冲程开始后液柱载荷上冲程开始后液柱载荷W WL L由油管柱逐渐加载于活塞上,并引起抽油杆柱由油管柱逐渐加载于活塞上,并引起抽油杆柱的弹性伸长(的弹性伸长(1 1)和油管柱的缩短()和油管柱的缩短(2 2)。)。 加载完后,变形停止,冲成损失加载完后,变形停止,冲成损失BBBB1 1,ABAB线为加载线,线为加载线,B B点以后点以后悬点以不变的静载荷(悬点以不变的静载荷(W Wr rW WL L)上行至上死点)上行至上死点C C。P光光ACS活WrB11 2S光WLBDS S光光o下死点下死点上死点上死点 上死点上死点C开始下行后,液柱载荷开始下
7、行后,液柱载荷WL逐渐地由活塞转移到逐渐地由活塞转移到油管上,由此引起抽油杆柱缩短油管上,由此引起抽油杆柱缩短1和油管的弹性伸长和油管的弹性伸长2。这。这表现为光杆虽然下行了,但活塞对于泵筒来讲并没有发生相表现为光杆虽然下行了,但活塞对于泵筒来讲并没有发生相对位移;光杆卸载完后,变形停止(对位移;光杆卸载完后,变形停止(D1D)。在)。在D点以后,点以后,悬点又以固定的静载荷悬点又以固定的静载荷Wr继续下行至继续下行至A点。点。ACS活Wr12S光WLBDD1S S光光P光光o下死点下死点上死点上死点抽稠泵结构原理图抽稠泵结构原理图上冲程上冲程下冲程下冲程上泵筒上泵筒上柱塞上柱塞排出阀排出阀下
8、柱塞下柱塞吸入阀吸入阀下泵筒下泵筒丝堵丝堵抽稠泵抽稠泵人工井底人工井底筛管筛管普通油管普通油管生产状态生产状态丝堵丝堵抽稠泵抽稠泵人工井底人工井底筛管筛管普通油管普通油管注汽状态注汽状态河南油田蒸汽吞吐开采技术河南油田蒸汽吞吐开采技术注汽采油一次管柱技术注汽采油一次管柱技术3 3、示功图的理论公式、示功图的理论公式一、示功图的基础知识一、示功图的基础知识1 1)常用基本公式)常用基本公式: :(公式公式1) :Wr =qr L (公式公式2):WL=qLL (公式公式3 3):=1+2 ArELWL式中式中 :Wr抽油杆在液体中的重量,抽油杆在液体中的重量,N;WL 活塞以上液柱重量,活塞以上
9、液柱重量,N;qr 每米抽油杆在液体中的重量,每米抽油杆在液体中的重量,N/m,(见表见表2);qL 活塞以上每米液柱重活塞以上每米液柱重量,量,N/m;(;(见表见表3)L 抽油杆柱长度抽油杆柱长度(现场上多用泵挂深度代替现场上多用泵挂深度代替),m; 弹性变形,也称冲程损失,弹性变形,也称冲程损失,m;1 抽油杆伸长缩短长度,抽油杆伸长缩短长度,m;2 油管柱伸长缩短长度,油管柱伸长缩短长度,m。Ar 抽油杆截面积,抽油杆截面积,cm2 (见表见表1);Ap 油管金属截面积,油管金属截面积,cm2 (见表见表2);E 弹性模量弹性模量(数值等于数值等于2.058107N/ cm2);ApE
10、LWLAw静CS活WrB11 212S光WLBDD1S S光光P光光 (表1) 不同直径的油管和抽油杆截面积不同直径的油管和抽油杆截面积油管直径油管直径(mm)(mm)51.0 51.0 63.563.5 76.076.0 抽油杆直径抽油杆直径(mm)(mm)16.016.0 19.019.0 22.022.0 25.425.4 油管环形金油管环形金属截面积属截面积(mm)(mm)9.59.5 11.911.9 14.014.0 抽油杆抽油杆截面积截面积(mm)(mm)2.002.00 2.852.85 3.803.80 4.914.91 (表2) 不同直径的抽油杆在液体中重量不同直径的抽油杆
11、在液体中重量公称直径公称直径qr,每米抽油杆重量每米抽油杆重量 N/ mN/ m(mm)(mm)原油相对密度原油相对密度0.80.8原油相对密度原油相对密度0.860.86原油相对密度原油相对密度0.90.9161614.4214.4214.3214.3214.2214.22191920.220.220.120.120.0120.01222226.9726.9726.7726.7726.6726.6725.425.436.6836.6836.3836.3836.2836.28(表3)不同泵径活塞在不同原油密度下每米液柱重量不同泵径活塞在不同原油密度下每米液柱重量泵径泵径qL,活塞以上每米液柱重
12、量活塞以上每米液柱重量N/mN/m(mm)(mm)0 0=0.80=0.800 0=0.86=0.860 0=0.90=0.9038388.928.929.519.511010444411.9811.9812.8512.8513.4413.44565619.3219.3220.7920.7921.7721.77707030.230.232.4632.4633.9333.932 2)若井下采用二级抽油杆柱时,则计算公式应该为)若井下采用二级抽油杆柱时,则计算公式应该为: :(公式公式4):WL= qLL= qL L1+ qL L2 (公式(公式5):Wr= qrL= qr1 L1+ qr2 L2
13、 (公式公式6):=WL /E(L1/Ar1 L2/Ar2L/Ap)式中:式中:qr1、qr2分别为一级和二级每米抽油杆在液体中的重量,分别为一级和二级每米抽油杆在液体中的重量,N/mL1 、 L2 分别为一级和二级抽油杆的长度,分别为一级和二级抽油杆的长度,m;Ar1、Ar2 分别为一级和二级抽油杆的截面积,分别为一级和二级抽油杆的截面积,cm2(见表见表1)。 3 3、示功图的理论公式、示功图的理论公式4 4、测试示功图的仪器、测试示功图的仪器一、示功图的基础知识一、示功图的基础知识 利用示功仪测取示功图,是了解抽油机井下管、杆、泵工作状况的主要手段,示功仪分为机械式和电子式两种,我们通常
14、采用电子式示功仪电子式示功仪(SGT-SGT-20052005、SG5-SG5-、SG5-SG5-)除能绘制示功图外,还可以打印出图形上各点数据,目前已发展到与计算机连接或无线电发射进行信息传输,这些都为示功图的解释应用提供了更为准确的资料。深井泵在井下的工作状况比较复杂,因此,实测示功图也是千变万化的,但是,仍然有变化规律。一、示功图的基础知识一、示功图的基础知识二、示功图的基本分析方法二、示功图的基本分析方法三、典型与实测示功图的对比分析三、典型与实测示功图的对比分析二、示功图的基本分析方法二、示功图的基本分析方法 所谓理论示功图是比较规则的平行四所谓理论示功图是比较规则的平行四边形,而实
15、测示功图,由于多种因素的影边形,而实测示功图,由于多种因素的影响(如:砂、蜡、气、粘度),图形变化响(如:砂、蜡、气、粘度),图形变化很复杂,各不相同。很复杂,各不相同。 因此,要正确的分析抽油机油井的生产因此,要正确的分析抽油机油井的生产情况,就必须全面地情况,就必须全面地掌握油井的动态、静掌握油井的动态、静态资料以及设备的状况,结合示功图的变态资料以及设备的状况,结合示功图的变化化找出油井的主要的问题,采取适当的措找出油井的主要的问题,采取适当的措施,提高油井产量和泵效。施,提高油井产量和泵效。二、示功图的基本分析方法二、示功图的基本分析方法1 1、左上角:、左上角: 主要分析游动凡尔的问
16、题,缺损为凡尔 关闭不及时; 多一块(长一个角)为出砂并卡泵现象上死点上死点下死点下死点P P光光S S光光O O2、右上角:、右上角:主要分析光杆在上死点时活塞与工作筒的配合,游动凡尔打开和固定凡尔关闭情况: 少一块为活塞拔出工作筒,游动阀严重漏失; 多一块为在近上死点时有碰挂现象二、示功图的基本分析方法二、示功图的基本分析方法上死点上死点下死点下死点P P光光S S光光O O二、示功图的基本分析方法二、示功图的基本分析方法3、右下角:、右下角:主要分析泵充满程度及气体影响情况。 少一块为未充满,是供液不足或气体影响; 多一块为衬套上部过紧或光杆盘根过紧。上死点上死点下死点下死点P P光光S
17、 S光光O O4、左下角:、左下角:分析光杆在下死点时出现问题, 少一块固定凡尔的漏失情况等; 多一块说明井下出现碰泵现象二、示功图的基本分析方法二、示功图的基本分析方法 通过这四块的解剖分析,找出泵工作不正常通过这四块的解剖分析,找出泵工作不正常的原因,提出解决问题的措施。的原因,提出解决问题的措施。上死点上死点下死点下死点P P光光S S光光O O一、示功图的基础知识一、示功图的基础知识二、示功图的基本分析方法二、示功图的基本分析方法三、典型与实测示功图的对比分析三、典型与实测示功图的对比分析 前面所说的理论示功图,仅仅只考虑了抽油杆前面所说的理论示功图,仅仅只考虑了抽油杆柱承受静载荷时作
18、出来的,所以图形是很规则的平柱承受静载荷时作出来的,所以图形是很规则的平行四边形。而实测示功图,是在行四边形。而实测示功图,是在砂、蜡、水、气和砂、蜡、水、气和惯性载荷、振动载荷、冲击载荷与摩擦阻力惯性载荷、振动载荷、冲击载荷与摩擦阻力等因素等因素的综合影响以下测出来的。除上述因素外,有时还的综合影响以下测出来的。除上述因素外,有时还要受到要受到漏失(管拄、泵)、断脱、碰泵、设备故障、漏失(管拄、泵)、断脱、碰泵、设备故障、仪器故障的影响仪器故障的影响,因此,实测图形比理论图形复杂,因此,实测图形比理论图形复杂很多。为了便于分析,先介绍只受单一因素影响的很多。为了便于分析,先介绍只受单一因素影
19、响的典型示功图,作为分析实测示功图的基础;然后,典型示功图,作为分析实测示功图的基础;然后,再把典型图与实测图结合起来对比分析。再把典型图与实测图结合起来对比分析。三、典型与实测示功图的对比分析三、典型与实测示功图的对比分析三、典型与实测示功图的对比分析三、典型与实测示功图的对比分析1.1.稠油对示功图的影响稠油对示功图的影响油稠,使磨檫等附加阻力油稠,使磨檫等附加阻力变变大,造成上负荷线偏高大,造成上负荷线偏高,下下负荷线偏低负荷线偏低。同时,使得凡。同时,使得凡尔开关比正常时滞后,凡尔尔开关比正常时滞后,凡尔和凡尔座配合不严蜜,造成和凡尔座配合不严蜜,造成较大的较大的漏失漏失。该类图形的特
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