20150609作业采油案例分析(示功图基础).ppt
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1、白瑞义 孤岛采油厂井下作业大队(西区) 2015年06月09日,作业采油案例分析 (示功图基础),孤岛采油厂作业(西区),作业采油案例分析,1.抽油机简介 目前国内外广泛使用的抽油机主要是游梁式抽油机.游梁抽油机主要由游梁连杆曲柄装置,减速装置,动力设备和辅助装置等四大部分组成。,孤岛采油厂作业(西区),作业采油案例分析,2.抽油杆简介,抽油杆上连抽油机,下接抽油泵,起传递动力的作用。抽油杆在传送动力的过程中主要承受动载荷和静载荷. 当抽油杆上行时,抽油杆承受的是杆柱本身重力和活塞以上液体重力,称为静载荷。由于抽油杆上行时所受的摩擦阻力的方向向下,故静载荷增大。当抽油杆下行时,液柱的重力转移给
2、油管,抽油杆只承受本身杆柱的重力;此时由于摩擦力的方向向上,静载荷减小。 在抽油杆上下运动中,抽油杆柱和液柱产生的惯性载荷,抽油杆柱因增载减载引起的振动载荷,以及各种因素造成的冲击载荷等,都属于动载荷。,孤岛采油厂作业(西区),作业采油案例分析,3.抽油泵简介,抽油泵主要由工作筒,衬套,柱塞上的游动阀,装在工作筒下端的固定阀组成。 抽油泵的工作原理:活塞上行时吸液入泵,排液出井;活塞下行时泵内液体进入油管,不排液出井。,孤岛采油厂作业(西区),作业采油案例分析,4、抽油井工况分析的目的,抽油井工况分析的目的是了解油层生产能力、设备能力以及他们的工作状况,为进一步制定合理的技术措施提供依据,使设
3、备能力与油层能力相适应,充分发挥油层潜力,并使设备在高效率下正常工作,以保证油井高产量、高泵效生产。,孤岛采油厂作业(西区),作业采油案例分析,二、常规管式泵工作原理,三、典型示功图分析,一、基本概念及理论示功图,孤岛采油厂作业(西区),作业采油案例分析,一.基本概念及理论示功图的绘制,典型示功图分析,示功图定义:示功图是由载荷随位移的变化关系曲线所构成的封闭曲线图。表示悬点载荷与位移关系的示功图称为地面示功图或光杆示功图。在实际工作中是以实测地面示功图作为分析深井泵工作状况的主要依据。,孤岛采油厂作业(西区),作业采油案例分析,理论示功图定义:在理想情况下,只考虑驴头所承受的静载荷引起的抽油
4、杆及油管的弹性变形,而不考虑其他因素影响,所绘制的示功图称为理论示功图。,典型示功图定义:指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。,(一)基本概念,理想情况: 油管无漏失、泵工作正常。 油层供液能力充足,泵能够完全充满。 光杆只承受抽油杆柱与活塞上液柱重量的静载荷,不考虑惯性力。 不考虑砂、蜡、稠油的影响。 不考虑油井连喷带抽。 认为进入泵内的流体是不可压缩的,凡尔是瞬时开闭的。 在这种条件下绘制出的示功图是一个平行四边形。,孤岛采油厂作业(西区),作业采油案例分析,(二)理论示功图意义,A点驴头下死点,C点驴头上死点,B点加载完毕,游动阀关闭,固定阀打开,活塞开
5、始上行程。,D点卸载完毕,固定阀关闭,游动阀打开,活塞开始下行程。,孤岛采油厂作业(西区),作业采油案例分析,AB线增载线,表示悬点上行时,活塞与泵筒无相对运动;,BC线活塞上行程线,也是最大载荷线;,CD线卸载线,表示悬点下行时,活塞与泵筒无相对运动;,孤岛采油厂作业(西区),作业采油案例分析,ABC线驴头上冲程线;,CDA线驴头下冲程线;,S光杆冲程; Sp 活塞冲程; 冲程损失。,孤岛采油厂作业(西区),作业采油案例分析,抽油井工况分析-典型示功图分析,当活塞上行时,游动阀受油管内活塞以上液柱的压力作用而关闭,并排出活塞冲程一段液体。固定阀由于泵筒内压力下降,被油套环行空间液柱压力顶开,
6、井内液体进入泵筒内,充满活塞上行所让出的空间。,一、常规管式泵工作原理,活塞上行,孤岛采油厂作业(西区),作业采油案例分析,沉没压力,液柱压力,活塞上行,吸液条件:沉没压力大于泵内压力时,吸液入泵,排液出井口。,孤岛采油厂作业(西区),作业采油案例分析,油层,活塞下行,当活塞下行时,由于泵筒内液柱受压,压力增高,而使固定阀关闭。活塞继续下行,泵内压力继续升高,当泵筒内压力超过油管内液柱压力时,游动阀被顶开,液体从泵筒内经空心活塞上行进入油管。,孤岛采油厂作业(西区),作业采油案例分析,液柱压力,沉没压力,活塞下行,排液条件:泵内压力大于液柱压力时,泵内液体转移入油管。,孤岛采油厂作业(西区),
7、作业采油案例分析,三、典型示功图分析,特点:近似平行四边形,P,S,A,B,D,C,o,有振动载荷影响时,近似平行四边形,上下载荷线为逐渐减弱的波浪线。,泵工作正常的示功图,孤岛采油厂作业(西区),作业采油案例分析,P,S,A,B,D,C,o,考虑惯性载荷时,是把惯性载荷叠加在静载荷上。,示功图特点: 平行四边形会顺时针旋转一个角度,惯性力越大,旋转角度越大。,形成原因:惯性载荷在上冲程前半冲程增加悬点载荷,后半冲程减小悬点载荷。 在下冲程前半冲程减小悬点载荷,后半冲程增加悬点载荷。,孤岛采油厂作业(西区),作业采油案例分析,气体影响示功图,充不满影响示功图,漏失影响示功图,带喷井影响示功图,
8、抽油杆断脱影响示功图,出砂影响示功图,活塞脱出工作筒示功图,结蜡影响示功图,活塞下行碰泵影响示功图,油稠影响示功图,柱塞遇卡示功图,典型示功图目录,孤岛采油厂作业(西区),作业采油案例分析,1、气体影响示功图,P,S,A,B,D,由于下冲程末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,加载变慢,使吸入阀打开滞后(B点),C,泵筒的余隙越大,残存的气量越多,泵内压力下降越慢,则吸入阀打开越滞后,即B B线越长。,B C 线为上冲程柱塞有效冲程。,o,1,孤岛采油厂作业(西区),作业采油案例分析,1、气体影响示功图,P,S,A,B,D,下冲程时,气体受压
9、缩,泵内压力不能迅速提高,卸载变慢,使排出阀滞后打开( 图中D 点)。,B,C,o,特点:增载、卸载缓慢,泵的余隙越大,进入泵内的气量越多,则DD 线越长。,D A线为下冲程柱塞有效冲程。,孤岛采油厂作业(西区),作业采油案例分析,1、气体影响示功图,而当进泵气量很大而沉没压力很低时,泵内气体处于反复压缩和膨胀状态,吸入和排出阀处于关闭状态,出现“气锁”现象。如图中点画线所示:,P,S,A,B,D,B,C,o,措施:合理控制套管气;加深泵挂;加装防气装置;减小防冲距,缩小余隙容积。,孤岛采油厂作业(西区),作业采油案例分析,气锁影响,孤岛采油厂作业(西区),作业采油案例分析,1、气体影响示功图
10、,气体使泵效降低的数值可使用下式近似计算:,充满系数:,式中:S光杆冲程,P,S,A,B,D,B ,C,o,孤岛采油厂作业(西区),作业采油案例分析,2、充不满影响的示功图,P,S,A,B,D,当沉没度过小或供液不足使液体不能充满工作筒时,均会影响示功图的形状。,C,下冲程由于泵筒中液体充不满,悬点载荷不能立即减小,只有当柱塞遇到液面时,才迅速卸载,卸载线与增载线平行,卸载点较理论示功图卸载点左移(如图中D 点),o,1,2,孤岛采油厂作业(西区),作业采油案例分析,2、充不满影响的示功图,有时,当柱塞碰到液面时,产生振动,最小载荷线会出现波浪线。充不满程度越严重,则卸载线越往左移。(如右图2
11、、3所示),1,2,3,P,S,A,B,D,C,o,措施:加深泵挂;采取合理的抽汲措施;调整对应注水井注水量;采取压裂、酸化等增产措施;采取间歇抽油方式。,特点:卸载线平行左移,液面越低,左移距离越大。,生产动态表现:动液面较低,沉没度较小 (一般在50m以下)单产液量较低,有时 光杆发烫,存在间歇出油情况,孤岛采油厂作业(西区),作业采油案例分析,供液不足,孤岛采油厂作业(西区),作业采油案例分析,3、漏失影响的示功图,泵漏失是油井常见的故障之一。泵漏失包括固定凡尔漏失、游动凡尔漏失、双凡尔漏失和油管漏失四种情况。,孤岛采油厂作业(西区),作业采油案例分析,3、漏失影响的示功图,P,S,A,
12、B,D,(1)排出部分漏失,C,上冲程时,泵内压力降低,柱塞两端产生压差,使柱塞上面的液体经过排出部分的不严密处(阀及柱塞与衬套的间隙)漏到柱塞下部的工作筒内,漏失速度随柱塞下面压力的减小而增大。由于漏失到柱塞下面的液体有向上的“顶托”作用,悬点载荷不能及时上升到最大值,使加载缓慢。,o,孤岛采油厂作业(西区),作业采油案例分析,3、漏失影响的示功图,P,S,A,B,D,(1)排出部分漏失,C,随着悬点运动的加快,“顶托”作用相对减小,直到柱塞上行速度大于漏失速度的瞬间,悬点载荷达到最大载荷(如图中B点),o,孤岛采油厂作业(西区),作业采油案例分析,当柱塞继续上行到后半冲程时,因柱塞上行速度
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