理論示功圖是理想條件下繪制出來(lái)的：假定①油管無(wú)漏失、泵工作正常。②油層供液能力充足，泵能夠完全充滿。 ③光桿只承受抽油桿柱與活塞以上液柱重量的靜載荷，不考慮慣性力。④不考慮砂、蠟、稠油的影響。⑤不考慮油井連噴帶抽。⑥認(rèn)為進(jìn)入泵內(nèi)的流體是不可壓縮的，凡爾是瞬時(shí)開(kāi)閉的。在這種條件下繪制出的示功圖是一個(gè)平行四邊形。

　　摘要：示功圖：懸點(diǎn)載荷同懸點(diǎn)位移之間的關(guān)系曲線圖，它實(shí)際上直接反映的是光桿的工作情況，因此又稱為光桿示功圖或地面示功圖。

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　　一、理論示功圖

　　A―驢頭下死點(diǎn)和活塞上行時(shí)的起始點(diǎn)

　　B―固定閥打開(kāi)，游動(dòng)閥關(guān)閉，活塞開(kāi)始上行程

　　C―驢頭上死點(diǎn)，活塞運(yùn)行到最高點(diǎn)

　　D―固定閥關(guān)閉，游動(dòng)閥打開(kāi)，活塞開(kāi)始下行程

　　S為光桿沖程(m)，

　　S活為活塞行程(m)，

　　P液為活塞以上的液柱質(zhì)量(kg)，

　　P桿為抽油桿在井內(nèi)液體中的質(zhì)量(kg)，

　　P靜為光桿承受的最大靜負(fù)荷(kg)，

　　λ1為抽油桿伸縮長(zhǎng)度(m)，

　　λ2為油管伸縮長(zhǎng)度(m)，

　　λ為沖程損失(m)，

　　AB為增載線，

　　CD為卸載線，

　　BC為活塞上行程線，

　　AD為活塞下行程線。

　　如圖1，其中ABCD所圈閉的面積的大小表示泵做功多少，泵做功的數(shù)值等于理論排量乘以排除系數(shù)。理論示功圖成圖形就是泵工況的演變過(guò)程，因此理論示功圖成的原理，對(duì)于分析實(shí)測(cè)示功圖有著重要的指導(dǎo)意義。

　　二、實(shí)測(cè)示功圖與油井生產(chǎn)技術(shù)狀況的關(guān)系

　　1、井筒技術(shù)狀況和管柱結(jié)構(gòu)對(duì)示功圖的影響

　　井斜、抽油桿偏磨、井口與光桿不對(duì)中。盤(pán)根盒過(guò)緊等情況會(huì)增加摩擦阻力，使負(fù)荷增加，圖形相對(duì)變寬、沖程損失增大。抽油桿組合等級(jí)及桿柱直徑粗細(xì)變化、泵徑工作制度的匹配決定震動(dòng)載荷阻尼曲線幅度的大小。

　　2、油層產(chǎn)能狀況、物性特點(diǎn)對(duì)示功圖的影響

　　原油粘度、密度、含蠟量、乳化程度過(guò)大會(huì)使功圖最大載荷增大、最小載荷減小，并容易使泵閥產(chǎn)生漏失現(xiàn)象。對(duì)于稠油井只要泵效在認(rèn)定范圍內(nèi)均屬正常。

　　3、地面設(shè)備、生產(chǎn)流程故障對(duì)示功圖的影響

　　地面沖次過(guò)快會(huì)加大震動(dòng)載荷，使圖形產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻钠�轉(zhuǎn)，其大小與泵深和沖次成正比。抽油機(jī)轉(zhuǎn)速箱串軸、齒輪斷齒、底座壓杠螺絲松動(dòng)、皮帶過(guò)松打滑都會(huì)使平衡嚴(yán)重失衡、示功圖發(fā)生異常、震動(dòng)載荷瞬間變大，曲線出現(xiàn)不正常的硬性尖鋸齒形波峰現(xiàn)象或柱塞行程一段時(shí)間后突然增加和卸載。管線過(guò)長(zhǎng)、回壓過(guò)高或堵塞、油嘴堵塞、生產(chǎn)砸門(mén)未改通或嚴(yán)重截流等會(huì)使功圖發(fā)生“肥胖”。

　　三、示功圖分析泵況的一般方法

　　所謂示功圖法分析泵況的方法，就是利用理論示功圖與實(shí)際示功圖進(jìn)行疊加對(duì)比，來(lái)找出與理論示功圖線不相符的原因，是實(shí)測(cè)示功圖故障分析最簡(jiǎn)單常用的方法，也稱“對(duì)比相面法”

　　如圖2，以理論示功圖為基礎(chǔ)，把實(shí)測(cè)示功圖確定出4個(gè)特征點(diǎn)，再按一定順序，對(duì)泵上下沖程進(jìn)行全面分析，此方法概括為：4點(diǎn)、一面、上下行程段加2負(fù)荷線。通過(guò)由“點(diǎn)”到“線”再到“面”的分析，找出主要特征點(diǎn)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際情況就可以確定故障類型。

　　如圖2，其中1、2是衡量游動(dòng)閥工作狀況的主要部位，點(diǎn)3、4是衡量固定閥工作狀況的主要部位，示功圖承載線傾角的大小反映了泵排出部位漏失的大小，卸載線傾角則反映泵吸入部位漏失和氣體影響等，5、6是衡量泵承載與卸載和沖程損失的重要區(qū)段，7是泵做功圈閉面積的大小，可看出泵充滿程度、排除系數(shù)的大小即泵效的高低。柱塞上、下行程段可以看出泵間隙是否過(guò)大或過(guò)小，以及震動(dòng)載荷、泵摩阻的情況，上下行程死點(diǎn)可看出光桿是否碰憋驢頭、井口附近碰掛、防沖距的大小等。上下負(fù)荷線可以根據(jù)圖形在不同負(fù)荷線的位置確定出油管是否漏失、抽油桿是否斷脫以及抽噴、結(jié)蠟、泵閥失靈等故障。

　　四、利用示功圖分析提高油井泵效

　　1、泵沖程損失對(duì)泵效的影響及消除方法

　　如圖1，沖程損失λ=λ1+λ2，即沖程損失=油管伸縮長(zhǎng)度+抽油桿伸縮長(zhǎng)度。泵沖程損失的大小與泵徑、泵掛深度成正比關(guān)系，同時(shí)與防沖距大小、設(shè)備振動(dòng)、井斜摩擦沖次、桿管組合等有關(guān)。

　　解決措施：長(zhǎng)沖程、合理泵徑、適當(dāng)加深泵掛，及時(shí)調(diào)整防沖距，必要時(shí)加油管錨定、扶正器等。

　　2、油管絲扣漏對(duì)泵效的影響及消除方法

　　如圖3，為M118-X8井在2012年7月31日測(cè)得的功圖發(fā)現(xiàn)異常，動(dòng)液面有所上升。根據(jù)功圖分析為管漏。作業(yè)起出后發(fā)現(xiàn)第32、41、42、45、46、50根油管絲扣漏。

　　油管絲扣漏會(huì)直接影響泵效，漏失量與液體在油管與抽油桿之間的流通面積成正比，與柱塞、抽油桿面積之差成正比。

　　解決措施：對(duì)于油稠、長(zhǎng)期管漏的井盡量使用加大油管并嚴(yán)把作業(yè)關(guān)。

　　圖3

　　3、泵閥漏失對(duì)泵效的影響及消除方法

　　如下幾圖為M1-14-X6井2013年3月21日至2013年5月2日的功圖，該井于2013年3月21日計(jì)無(wú)，根據(jù)功圖分析為固定閥漏失。3月21 日洗井后液量恢復(fù)至12.9方，功圖顯示依然固定閥漏，但漏失情況有所好轉(zhuǎn)。于是3月26日沖次由2次調(diào)至3次，液量恢復(fù)至24.7方，功圖顯示依然固定閥漏，情況有所好轉(zhuǎn)。于是4月13日沖次由3次調(diào)至5次，液量恢復(fù)至25.2方，根據(jù)功圖顯示效果不明顯。于是在4月29日作業(yè)沖檢。

　　由此可知泵閥會(huì)直接影響泵效，在碰泵、洗井、調(diào)參等措施效果不理想的情況下及時(shí)作業(yè)。

　　4、生產(chǎn)參數(shù)不合理對(duì)泵效的影響及消除方法

　　如下兩圖為M1-9-72和M119-X6井的功圖，由圖可知兩口井都存在著供液不足的現(xiàn)象，而兩井均為Ф70泵生產(chǎn)。生產(chǎn)參數(shù)極不合理。井下供液能力、是選擇泵徑的主要條件，所以要根據(jù)供液能力合理泵徑。

　　結(jié)論

　　實(shí)際井受泵制造質(zhì)量、安裝質(zhì)量，以及砂、蠟、水、氣、稠油和腐蝕等多種因素的影響，抽油泵工作狀況的好壞，直接影響抽油井的系統(tǒng)效率和產(chǎn)量，因此，需要經(jīng)常進(jìn)行示功圖分析，以采取相應(yīng)的措施提高油井泵效。

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