摘要：抽油机井实测示功图经过一定的处理后，可以进行一系列的定性和定量分析，提供诸如分析平衡效果、判知振动影响等，未功图不仅能在不停产的情况下获得大量有用的生产数据，简化井下直接测式工作，而且能随时监控油井动态，使之在最佳工作方式下生产。本文最后提出地面示功图的发展方向，为油田开发现场分析诊断提供可借鉴性依据。
关键词：示功图；应用；发展
1、典型示功图分析
1.1、正常功图
动载荷和摩擦载荷不大，充满良好，漏失较小的正常功图，较接近于理论静载荷示功图。
1.2、气体对示功图的影响
由于在下冲程结束前，泵的余隙内残存一定数量的溶解气和压缩气，上冲程开始后泵内压力因气体的膨胀而不能很快降低，使固定阀打开滞后，加载变缓。余隙越大，残余的气量越多，泵口压力越低，则固定阀打开滞后的越多，则线越长。下冲程时，气体受压缩，泵内压力不能迅速提高，使游动阀滞后打开，卸载变缓。泵的余隙越大，进入泵内的气量越多，示功图卸载线的上凸抛物线越明显。
1.3、泵充不满对示功图的影响
当沉没度过小，供液不足，使液体不能充满泵筒时示功图特征是，下冲程中悬点载荷不能立即减小，只有当柱塞接触到液面时才迅速卸载。所以，卸载线较气体影响的卸载线陡而直。有时，因柱塞撞击液面在抽油泵上会造成很高的冲击应力，使卸载线出现波浪。快速抽吸时往往因液击发生较大的冲击载荷使图形变形严重。
1.4、泵漏失对示功图的影响
泵漏失主要包括排出部分漏失，吸入部分漏失和排出和吸入同时漏失。
1.5、带喷井的示功图
具有一定自喷能力的抽油机井，抽吸实际上只起诱喷和助喷的作用。在抽吸过程中，游动凡尔和固定凡尔处于同时打开状态，液柱载荷基本上不能作用于悬点。示功图的位置和载荷变化的大小取决于喷势的强弱以及抽吸液体的粘度。
1.6、抽油杆柱断脱
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深浅。
抽油杆柱断脱的位置可根据公式计算
L= hfd/（（1-ρL/ρr）qr）
L――自井口算起的断脱点深度，m；
fd――测示功图所用动力仪的力比，N/mm；
h――示功图中线至基线的距离，mm；
qr――每米抽油杆在空气中的自重，N/m；
抽油杆断脱位置比较深的示功图可能类似于带喷井的示功图，但带喷井的泵效高、产量高，而断脱井泵效和产量较低，甚至为零。
1.7、其它情况
1.7.1、结蜡井和稠油井示功图
结蜡功图和稠油功图的共同点是功图较“肥大”，一般实际上载荷线超过理论上载荷线，下载荷线低于最小载荷线。其主要原因是在上冲程时，由于结蜡影响，使油流通道减小，液体和杆之间的摩擦阻力增大，同时杆在上行时与管壁之间的蜡的接触几率增加，摩擦阻力不能忽略，所以悬点载荷大于理论悬点载荷；下冲程时同样由于蜡影响，摩擦阻力不能忽略，造成实际悬点载荷低于理论下载荷线。但它们之间的不同点是在上冲程初始和下冲程初始时，即功图的四个顶点不同，结蜡功图主要是由于管壁结蜡造成，而泵双凡尔没有大的影响，所以四顶点较分明；而稠油影响由于举升液体在泵双凡尔间摩擦力增加，造成双凡尔的打开、关闭较正常时滞后或提前，造成功图顶点不分明，近似于双凡尔漏失。
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出砂井示功图主要是由于地层出砂影响，造成上、下载荷线“抖动”加剧，且出现明显的“尖峰”和“尖谷”，随着砂影响的日趋严重，上、下载荷线的“抖动”频率也逐渐增加。
1.7.2、柱塞脱出工作筒示功图
在上冲程中，当未达到上冲程顶点前，柱塞脱出工作筒，使游动凡尔突然卸载，卸载线提前发生。
防冲距过小的示功图主要是在下冲程末和上冲程初即功图的左下顶点发生突变。其原因由于防冲距过小造成柱塞下碰泵，部分悬点载荷传递至泵上，所以功图载荷突然减小。
由于泵的工作条件比较复杂，在解释示功图时，必须全面了解油井的情况，才能对泵的工作状况和故障原因做出正确的判断。
2、示功图的实际应用
2.1 抽油机动态生产过程中的泵况诊断
针对抽油机井泵况诊断在现场主要是应用现场憋泵数据、示功图方法和综合数据分析确定。憋泵的方法主要是诊断抽油机在静态时泵况是否正常，可较容易判断出管漏失和杆管断脱，而对于泵漏失诊断不清。示功图方法主要是诊断抽油机在动态生产时的泵况，通过分析功图，可较容易诊断杆断脱、下部管严重漏失、泵漏失，并能较准确确定杆断脱位置，而对于管上部漏失和断脱诊断仍存在一定的局限性。当然在泵况诊断方面还要具体问题，具体分析。
2.2 抽油机井热洗周期的制定
目前现场测试示功图主要是采取同步的方法，即动液面、产液、功图同步测试，每月一次。通过连续观察功图图形以及上下载荷的变化，结合结蜡影响造成油流通道减小，摩擦阻力增加，上载荷增大，下载荷减小的特点，准确制定热洗周期。
2.3 抽油机井生产过程分析
示功图在现场应用中主要是作为抽油机井生产过程的分析工具。为及时了解抽油机井生产动态，保证抽油机井在合理工作制度下生产，需要每月测试示功图，及时了解和掌握抽油机井的生产动态。
2.4 供液不足井泵效高
在现场中，经常发生供液不足井泵效较高，特别是聚驱生产的抽油机井，经常处于抽油机井动态控制图的待落实区内。经过对这部分井的分析，主要是由于沉没度偏小，固定凡尔和游动凡尔按照理论分析时正常打开，只要地层能量能正常沉没泵筒高度，即可正常生产。但是由于举升的液柱没有沉没压力“顶托”，造成抽油杆交变载荷增加，所以易发生杆疲劳断脱的现象。如果液面在井口，主要是由于地下能量供应充足，抽油机匹配参数偏小，该情况下由于液面举升高度不存在，所以只能依靠悬点加速度作功，相比之下示功图面积圈闭减小。
3 示功图应用发展方向
目前示功图在现场应用主要是描述光杆示功图，通过光杆单一节点分析系统中的其它部件的工作状况。随着进一步细化，分别对系统内其它部件进行描述，如系统中的抽油机地面设备、油管和抽油泵等。目前抽油泵示功图已经研制开发，基本可准确评价抽油泵在井下的工作状况，而油管交变载荷的周期性变化以及抽油机地面设备包括电机、减速箱、游梁等的动态描述仍在进一步开发研究中。同时如果将示功图的描述与系统效率结合，将对抽油机井的动态生产评价提供更有效地依据。
4 结论
1）通过对示功图的分析，找出影响抽油机井井下生产的主要因素，寻求解决途径；
2）通过对示功图的分析，可对抽油机井措施效果进行跟踪；
3）通过理论和实践应用的结合，拓宽示功图分析和发展思路；
4）提出下步示功图的发展方向，有助于深入研发。
参考文献：
[1] 王鸿勋、张琪等编：《采油工艺原理》（修订本），石油工业出版社，1989.
[2] 李颍川：《采油工程》，石油工业出版社，2002.
论文作者:张富金
论文发表刊物:《基层建设》2018年第4期
论文发表时间:2018/5/23
标签：示功图论文; 载荷论文; 漏失论文; 冲程论文; 抽油机论文; 凡尔论文; 主要是论文; 《基层建设》2018年第4期论文;