第03章有杆泵采油2.ppt

(二)典型示功图分析 典型示功图：某一因素的影响十分明显，其形状代表了该因素影响下的基本特征的示功图。 1.气体和充不满对示功图的影响 图3-30 有气体影响的示功图 ①气体影响示功图 充满系数： ②充不满影响的示功图 充不满现象：地层产液在上冲程末未充满泵筒的现象。 液击现象：泵充不满生产时，柱塞与泵内液面撞击引起抽油设备受力急剧变化的现象。 图3-31 充不满的示功图 2.漏失对示功图的影响 ① 排出部分的漏失 图3-32 泵排出部分漏失 柱塞的有效吸入行程： 泵效： ② 吸入部分漏失 图3-33 吸入凡尔漏失 柱塞的有效吸入行程： 泵效： 图3-34 吸入凡尔严重漏失 ③吸入部分和排出部分同时漏失 图3-35 吸入凡尔和排出凡尔同时漏失 3.柱塞遇卡的示功图 柱塞在泵筒内被卡死在某一位置时，在抽汲过程中柱塞无法移动而只有抽油杆的伸缩变形，图形形状与被卡位置有关。 图3-36 活塞卡在泵筒中部 4.带喷井的示功图 在抽汲过程中，游动阀和固定阀处于同时打开状态，液柱载荷基本加不到悬点。示功图的位置和载荷变化的大小取决于喷势的强弱及抽汲液体的粘度。 图3-37 喷势强、油稀带喷 图3-38 喷势弱、油稠带喷 5.抽油杆断脱 抽油杆断脱后的悬点载荷实际上是断脱点以上的抽油杆柱重量，只是由于摩擦力，才使上下载荷线不重合。图形的位置取决于断脱点的位置。 抽油杆柱的断脱位置可根据下式来估算： 图3-39 抽油杆断脱 图3-40 出砂井 6.其它情况 图3-41 结蜡井 图3-42 管式泵活塞脱出工作筒 图3-43 防冲距过小活塞碰 固定凡尔的示功图 三、抽油机井工况诊断技术 抽油机井工况诊断技术： ①计算抽油杆柱断面上的应力分布和示功图； ②估算泵口压力； ③判断油井潜能； ④计算活塞冲程和泵效； ⑤检验泵及油管锚的机械状况； ⑥计算和绘制扭矩曲线，并进行平衡和功率的计算与分析。 抽油井计算机诊断的内容： 光杆示功图 数学模型 计算机 井下示功图 抽油设备工况 (一)诊断技术的理论基础 信号发送器 信号接收器 井下动态信号的传导线 应力波 设备工况 信号记录 应力波在抽油杆柱中传播过程可用带阻尼的波动方程描述： 用以截尾傅立叶级数表示的悬点动负荷函数D(T)及光杆位移函数U(T)作为边界条件： 用分离变量法，可得抽油杆柱任意深度X断面的位移随时间的变化： 根据虎克定律： 抽油杆柱任意深度断面上的动负荷函数随时间的变化为： * 第四节 泵效计算 泵效：在抽油井生产过程中，实际产量与理论产量的比值。 影响泵效的因素 (3) 漏失影响 (1) 抽油杆柱和油管柱的弹性伸缩 (2) 气体和充不满的影响 (4) 体积系数的影响 一、柱塞冲程 液柱载荷交替地由油管转移到抽油杆柱和由抽油杆柱转移到油管，使杆柱和管柱发生交替地伸长和缩短。 (一)静载荷作用下的柱塞冲程 柱塞冲程小于光杆冲程 抽油杆柱和油管柱的弹性伸缩 泵效小于1 交变载荷作用 抽油杆柱和油管柱的自重伸长在泵工作的整个过程中是不变的，它们不会影响柱塞冲程。 冲程损失计算式： 柱塞冲程： 冲程损失： 图3-19 抽油杆和油管弹性伸缩示意图 抽油杆和油管弹性伸缩如图3-19所示。 多级抽油杆的冲程损失： 冲程损失的影响因素分析： (2) 抽油杆和油管的性质、组合； (3) 下泵深度； (4) 抽油泵的规格。 (1) 油层供液状况和生产流体的性质； 若各级杆及油管的钢级不同，则E单独取值 (二)考虑惯性载荷后柱塞冲程的计算 当悬点上升到上死点时，抽油杆柱有向下的(负的)最大加速度和向上的最大惯性载荷，抽油杆在惯性载荷的作用下还会带着柱塞继续上行 。 当悬点下行到下死点后，抽油杆的惯性力向下，使抽油杆柱伸长，柱塞又比静载变形时向下多移动一段距离 。 柱塞冲程增加量： 由于抽油杆柱上各点所承受的惯性力不同，计算中近似取其平均值，即： 根据虎克定律，惯性载荷引起的柱塞冲程增量为： 因此，考虑静载荷和惯性载荷后的柱塞冲程为： 上冲程： 下冲程： (三)抽油杆柱的振动对柱塞冲程的影响 理论分析和实验研究表明：抽油杆柱本身振动的相位在上下冲程中几乎是对称的，即如果上冲程末抽油杆柱伸长，则下冲程末抽油杆柱缩短。因此，抽油杆振动引起的伸缩对柱塞冲程的影响是一致 ，即要增加都增加，要减小都减小。其增减情况取决于抽油杆柱自由振动与悬点摆动引起的强迫振动的相位配合。 液柱载荷交变作用 抽油杆柱变速运动 抽油杆柱振