抽油机井示功图课件.ppt
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1、培培 训训 教教 案案编编 码:码:MSD/JW-13-01MSD/JW-13-01版本版本A/0A/0编号:编号:0202授课日期:授课日期:202010.11.310.11.3授课班级:授课班级:采油地质技师培训班采油地质技师培训班课题:课题:第二章第二章 抽油机井示功图分析抽油机井示功图分析 教学目的:教学目的:掌握抽油机井理论示功图解释与实测示功图分析方法掌握抽油机井理论示功图解释与实测示功图分析方法教学重点:教学重点:分析方法分析方法教学难点:教学难点:分析方法分析方法教学方法:教学方法:讲授讲授教具模型:教具模型:第二章第二章 抽油机井示功图分析抽油机井示功图分析 中国石油大庆培训
2、中心中国石油大庆培训中心第二章第二章 讲述内容:讲述内容:一、理论示功图及解释一、理论示功图及解释二、水驱实测示功图分析二、水驱实测示功图分析三、聚驱实测示功图分析三、聚驱实测示功图分析四、定向井实测示功图分析四、定向井实测示功图分析五、实测示功图分析举例五、实测示功图分析举例 (1 1)示功图作用)示功图作用 通过示功图分析,通过示功图分析,可以知道抽油机驴头可以知道抽油机驴头悬点载荷变化悬点载荷变化情况;情况;可以判断抽油装置各可以判断抽油装置各参数的配合参数的配合是否合理;是否合理;可以了解抽油可以了解抽油设备性能设备性能的好坏和砂、蜡、水、气、的好坏和砂、蜡、水、气、稠等稠等井况井况的
3、变化;的变化;把示功图与液面资料结合起来分析,可以了解把示功图与液面资料结合起来分析,可以了解油层油层的供液的供液能力。能力。(2 2)应用要求)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、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。限等资料。一、理论示功图及一、理论示功图及解释解释 1.1.和示功图分析相关的和示功图分析相关的术语与名词解释术语与名词解释 游动阀(排出阀)
4、:游动阀(排出阀):固定阀(吸入阀):固定阀(吸入阀):阀罩:阀罩:防冲距:防冲距:余隙容积:余隙容积:下死点下死点上死点上死点SP防冲距防冲距抽油泵工作原理图抽油泵工作原理图a-a-柱塞上行柱塞上行 b-b-柱塞下行柱塞下行 1-1-拉杆拉杆 2-2-泵筒泵筒 3-3-游动阀游动阀 4-4-柱塞柱塞 5-5-固定阀固定阀下死点下死点上死点上死点SP防冲距防冲距抽油泵工作原理图抽油泵工作原理图a-a-柱塞上行柱塞上行 b-b-柱塞下行柱塞下行 1-1-拉杆拉杆 2-2-泵筒泵筒 3-3-游动阀游动阀 4-4-柱塞柱塞 5-5-固定阀固定阀 抽空:抽空:水击:水击:充满系数:充满系数:柱塞冲程:
5、柱塞冲程:S SP P 游梁式抽油机游梁式抽油机抽油泵采油装置图抽油泵采油装置图1-1-固定阀;固定阀;2-2-柱塞;柱塞;3-3-油管;油管;4-4-抽油抽油杆;杆;5-5-套管;套管;6-6-套管三通;套管三通;7-7-法兰盘;法兰盘;8-8-油管三通;油管三通;9-9-光杆密封盒;光杆密封盒;10-10-套套管闸门;管闸门;11-11-套压表;套压表;12-12-回压闸门;回压闸门;13-13-油压表;油压表;14-14-生产闸门;生产闸门;15-15-悬绳悬绳器;器;16-16-驴头;驴头;17-17-中轴承;中轴承;18-18-连杆;连杆;19-19-曲柄;曲柄;20-20-减速器;
6、减速器;21-21-电动机;电动机;22-22-刹车装置;刹车装置;23-23-配电箱配电箱S SP PS S光杆冲程:光杆冲程:S S理论示功图:理论示功图:实测示功图:实测示功图:减程比:减程比:光杆冲程在图上的长度与实际冲程长度光杆冲程在图上的长度与实际冲程长度之比,用之比,用“a”或或“fa”表示。表示。力比:力比:实际悬点载荷与其在图上的长度之比,用实际悬点载荷与其在图上的长度之比,用“b”或或“SX”表示,单位为表示,单位为“kN/mm”kN/mm”。2.2.绘制绘制理论示功图理论示功图的目的的目的 在于与实测示功图相比较,找出载荷变化的差异,在于与实测示功图相比较,找出载荷变化的
7、差异,从而判断抽油泵的工作状况及杆、管和油层情况。从而判断抽油泵的工作状况及杆、管和油层情况。3.3.绘制理论示功图时的理想绘制理论示功图时的理想条件(假设条件)条件(假设条件)抽油泵和油管没有漏失,抽油泵和油管没有漏失,泵工作正常。泵工作正常。油层供液能力充足,泵能油层供液能力充足,泵能完全充满。完全充满。不考虑动载荷的影响,力不考虑动载荷的影响,力的传递是瞬间的。的传递是瞬间的。不考虑油井受砂、蜡、水、不考虑油井受砂、蜡、水、气、稠油及腐蚀性物质的影响。气、稠油及腐蚀性物质的影响。不考虑油井连喷带抽。不考虑油井连喷带抽。认为进入泵内的液体是不认为进入泵内的液体是不可压缩的,阀是瞬时开闭的。
8、可压缩的,阀是瞬时开闭的。抽油泵工作原理图抽油泵工作原理图a-a-柱塞上行柱塞上行 b-b-柱塞下行柱塞下行 1-1-拉杆拉杆 2-2-泵筒泵筒 3-3-游动阀游动阀 4-4-柱塞柱塞 5-5-固定阀固定阀 4.4.抽油机驴头悬点载抽油机驴头悬点载荷荷 (1 1)抽油杆柱重力。)抽油杆柱重力。(静)(静)(2 2)油管内柱塞以上)油管内柱塞以上液柱重力。液柱重力。(静)(静)(3 3)抽油杆柱和柱塞)抽油杆柱和柱塞以上液柱运动时所产生以上液柱运动时所产生的惯性载荷。的惯性载荷。(动)(动)(4 4)摩擦力。)摩擦力。(动)(动)(5 5)抽油杆柱和液柱)抽油杆柱和液柱运动时所产生的振动载运动时
9、所产生的振动载荷。荷。(动)(动)悬点悬点游梁式抽油机游梁式抽油机抽油泵采油装置图抽油泵采油装置图1-1-固定阀;固定阀;2-2-柱塞;柱塞;3-3-油管;油管;4-4-抽油抽油杆;杆;5-5-套管;套管;6-6-套管三通;套管三通;7-7-法兰盘;法兰盘;8-8-油管三通;油管三通;9-9-光杆密封盒;光杆密封盒;10-10-套套管闸门;管闸门;11-11-套压表;套压表;12-12-回压闸门;回压闸门;13-13-油压表;油压表;14-14-生产闸门;生产闸门;15-15-悬绳悬绳器;器;16-16-驴头;驴头;17-17-中轴承;中轴承;18-18-连杆;连杆;19-19-曲柄;曲柄;2
10、0-20-减速器;减速器;21-21-电动机;电动机;22-22-刹车装置;刹车装置;23-23-配电箱配电箱 (6 6)泵口吸入压力。)泵口吸入压力。(静)(静)(7 7)井口回压。井口回压。(静)(静)(8 8)液体和柱塞运)液体和柱塞运动不一致或泵充不满等动不一致或泵充不满等引起的冲击载荷。引起的冲击载荷。(动)(动)悬点悬点游梁式抽油机游梁式抽油机抽油泵采油装置图抽油泵采油装置图1-1-固定阀;固定阀;2-2-柱塞;柱塞;3-3-油管;油管;4-4-抽油抽油杆;杆;5-5-套管;套管;6-6-套管三通;套管三通;7-7-法兰盘;法兰盘;8-8-油管三通;油管三通;9-9-光杆密封盒;光
11、杆密封盒;10-10-套套管闸门;管闸门;11-11-套压表;套压表;12-12-回压闸门;回压闸门;13-13-油压表;油压表;14-14-生产闸门;生产闸门;15-15-悬绳悬绳器;器;16-16-驴头;驴头;17-17-中轴承;中轴承;18-18-连杆;连杆;19-19-曲柄;曲柄;20-20-减速器;减速器;21-21-电动机;电动机;22-22-刹车装置;刹车装置;23-23-配电箱配电箱 5.5.抽油机驴头悬点载荷分析抽油机驴头悬点载荷分析 (1)(1)抽油杆柱的重力抽油杆柱的重力 a.a.上冲程上冲程 LgqgLAWGGGrLqLAWGGGr24GGDAgGG或或其中:其中:下泵
12、深度示意图下泵深度示意图 b.b.下冲程下冲程 bWWLgAgLAgLAFWWrGowGrowGGowGGGsrrbWWWrGowGrr或或下泵深度示意图下泵深度示意图owwwowff1owwwowff1其中:其中:或或(2 2)管内柱塞以上液柱重力)管内柱塞以上液柱重力 gLAAWowGPLowGPLLAAW24PPDA或或其中:其中:gLAWowPL下泵深度示意图下泵深度示意图 6.6.冲程损失计算冲程损失计算 根据虎克定律进行计算。根据虎克定律进行计算。引起杆柱和管柱变形的力为上、下冲程载荷之差引起杆柱和管柱变形的力为上、下冲程载荷之差W WL L。单级抽油杆柱与油管柱的变形:单级抽油杆
13、柱与油管柱的变形:tGLAAELW11tGowPAAEgLA112或或 多级抽油杆柱与油管柱的变形:多级抽油杆柱与油管柱的变形:以二级为例:以二级为例:tGGLALALALEW2211 7.7.理论示功图的绘制理论示功图的绘制 建立直角坐标系建立直角坐标系 以冲程长度为横坐标,以悬点载荷为纵坐标,建立以冲程长度为横坐标,以悬点载荷为纵坐标,建立直角坐标系。直角坐标系。计算光杆静载荷在纵坐标上的高度计算光杆静载荷在纵坐标上的高度LrWWPmaxbPBOmaxrWPminbPOAmin静载荷作用下的理论示功图静载荷作用下的理论示功图 DD BBS S C C A A D D B BP P0 0W
14、WL LW Wr rS SP PS SP PS S 计算光杆冲程、冲程损失及柱塞冲程在横坐标上计算光杆冲程、冲程损失及柱塞冲程在横坐标上的长度的长度绘制理论示功图并标注绘制理论示功图并标注如图所示。如图所示。SSaBBSaCBP静载荷作用下的理论示功图静载荷作用下的理论示功图 DD BBS S C C A A D D B BP P0 0W WL LW Wr rS SP PS SP PS S 例题例题1 1:某抽油机井下入深度某抽油机井下入深度L=620mL=620m,下下CYB56TCYB56T泵生产泵生产,抽油机的冲程抽油机的冲程S=2.1mS=2.1m,原油密度原油密度o o=8=860k
15、g/m60kg/m3 3,油井含水油井含水f fw w=40%=40%,用,用CYG19CYG19单级抽油杆和单级抽油杆和62mm62mm平式油管,实测图所平式油管,实测图所用仪器第三支点,力比为用仪器第三支点,力比为f fa3a3=810N/mm=810N/mm,减程比为,减程比为S SX X=1/45=1/45,求作理论示功图。(取求作理论示功图。(取g=9.8m/sg=9.8m/s2 2,q qG G=2.30kg/m2.30kg/m,A AG G=2.85cm2.85cm2 2,A At t=11.9cm11.9cm2 2,A AP P=24.63cm24.63cm2 2)静载荷作用下
16、的理论示功图静载荷作用下的理论示功图S SP P32.232.2 BB C C A A D D DD B B0 03.913.9146.746.715.315.3【绘图练习绘图练习】8.8.理论示功图中点、线、面的意义理论示功图中点、线、面的意义 图图a,a,代表抽油杆柱完全是刚性的,从光杆到柱塞的代表抽油杆柱完全是刚性的,从光杆到柱塞的传递运动中没有时间滞后。传递运动中没有时间滞后。图图a a 静载荷作用下的理论示功图静载荷作用下的理论示功图A AB BP PD DC C0 0S S 图图b,b,代表一个弹性系统(实际上抽油杆柱不是刚性的,代表一个弹性系统(实际上抽油杆柱不是刚性的,从光杆到
17、柱塞的传递运动中存在滞后现象)。从光杆到柱塞的传递运动中存在滞后现象)。可概括为:可概括为:四个点,一个面,上下行程段外加四个点,一个面,上下行程段外加2 2条负条负荷线。荷线。静载荷作用下的理论示功图静载荷作用下的理论示功图 DD BBS S C C A A D D B BP P0 0W WL LW Wr rS SP PS SP PS S四个点:四个点:A A 点点B B 点点C C 点点D D 点点静载荷作用下的理论示功图静载荷作用下的理论示功图 DD BBS S C C A A D D B BP P0 0W WL LW Wr rS SP PS SP PS S1S上上234S下下5 57
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