典型示功图分析演示教学.ppt
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1、典型示功图分析理论示功图 理论示功图就是认为光杆只承受抽油杆柱与活塞截面积以上液柱的静载荷时,理论上所得到的示功图。假假设设条条件件深井泵质量合格,工作正常。不考虑活塞在上、下冲程中,抽油杆柱所受到的摩擦力、惯性力、震动载荷与冲击载荷等的影响,假设力在抽油杆柱中的传递是瞬间的,凡尔的起落也是瞬间的。抽油设备在工作中,不受砂、蜡、水、气等因素的影响,认为进入泵内的液体不可压缩。油井没有连抽带喷现象。油井供液能力充足,泵能够完全充满。PSS活活S光光理论示功图理论示功图PSS活活S光光理论示功图理论示功图PSS活活S光光理论示功图理论示功图PSS活活S光光理论示功图理论示功图PSS活活S光光理论示
2、功图理论示功图PSS活活S光光理论示功图理论示功图 当弹性变形完毕光杆带动活塞开始上行,固定凡尔打开,液体进入泵筒并充满活塞所让出的泵筒空间,此时,光杆出所承受的负载仍和B点时一样没变化,所以画出一条直线BC。PSS活活S光光理论示功图理论示功图 当活塞到达上死点,在转入下行程的瞬间,固定凡尔关闭,游动凡尔打开,活塞上下连通。活塞上原所承受的液柱重量又加在油管上。抽油杆卸掉了这一载荷,油管上加上了这一载荷,于是二者又发生弹性变形,此时油管伸长,抽油杆柱缩短,光杆下行,活塞相对于泵筒没有移动,于是画出了CD斜线。它表示光杆上负荷减少的过程。称为减载线。PSS活活S光光理论示功图理论示功图PSS活
3、活S光光理论示功图理论示功图PSS活活S光光理论示功图理论示功图PSS活活S光光理论示功图理论示功图PSS活活S光光理论示功理论示功图图PSS活活S光光理论示功图理论示功图PSS活活S光光理论示功理论示功图图PSS活活S光光理论示功图理论示功图PSS活活S光光理论示功图理论示功图 当弹性变形完毕,活塞开始下行,液体就通过游动凡尔向活塞以上转移,此过程中,光杆所受的负荷不变,于是画出直线DA,画成一个封闭的曲线,即为示功图。A A驴头下死点位置驴头下死点位置B B固定阀打开,游动阀关闭,活塞开始上行程固定阀打开,游动阀关闭,活塞开始上行程C C驴头上死点,活塞运行到最高点驴头上死点,活塞运行到最
4、高点D D固定阀关闭,游动阀打开,活塞开始下行程固定阀关闭,游动阀打开,活塞开始下行程S S光杆冲程光杆冲程 ,m mS S活活活塞冲程,活塞冲程,m mP P光杆负荷,光杆负荷,KNKNP P杆杆抽油杆在液体中质量,抽油杆在液体中质量,KNKNP P液液柱塞以上液柱质量,柱塞以上液柱质量,KNKNP P静静光杆承受最大静负荷,光杆承受最大静负荷,KNKN冲程损失,冲程损失,m=m=1 1+2 21 1抽油杆伸缩长度,抽油杆伸缩长度,m m2 2油管伸缩长度,油管伸缩长度,m mABAB增载线(游动凡尔关闭,仅光杆上行,抽油杆伸长,油管收缩)增载线(游动凡尔关闭,仅光杆上行,抽油杆伸长,油管收
5、缩)BCBC活塞上行程线,也是最大载荷线(吸入线,固定凡尔打开)活塞上行程线,也是最大载荷线(吸入线,固定凡尔打开)CDCD卸载线(固定凡尔关闭,仅光杆下行,抽油杆收缩,油管伸长)卸载线(固定凡尔关闭,仅光杆下行,抽油杆收缩,油管伸长)DADA活塞下行程线,也是最小载荷线(排出线,游动凡尔打开)活塞下行程线,也是最小载荷线(排出线,游动凡尔打开)ABC ABC 驴头上行程线驴头上行程线CDA CDA 驴头下行程线驴头下行程线0A0A下冲程时光杆承受的最小静载荷下冲程时光杆承受的最小静载荷0B0B1 1上冲程时光杆承受的最大静载荷上冲程时光杆承受的最大静载荷 理论示功图是在五个假设条件之下,仅仅
6、考虑了抽油杆柱承受静载荷时作出来的,所以功图是规则的平行四边形。抽油机井的实测示功图是深井泵和抽油杆受力复杂过程的真实反映,产生什么样的图形与当时的生产状况有着密切的关系。实测示功图不可能像理论示功图一样完美,它是在砂、蜡、气、水和惯性载荷、震动载荷、冲击载荷与摩擦阻力等因素的综合影响之下测出来的,除此之外,还要受到漏失、断脱、碰泵、设备故障、仪器故障的影响,因此实测功图比理论功图复杂的多。所以在分析示功图时必须对油井有一个全面的了解,熟悉油井的生产规律和特点,这样才能对出现的不正常现象进行合理的判断,多角度排查可能发生故障的范围,有针对性的处理各种问题。典 型 示 功 图1、气体影响示功图2
7、、供液不足影响示功图3、漏失影响示功图4、抽油杆断脱影响示功图5、出砂影响示功图6、结蜡影响示功图7、带喷井影响示功图8、活塞脱出工作筒示功图9、活塞下行碰泵影响示功图10、油稠影响示功图11、玻璃钢杆示功图 实测正常功图和理论示功图的差异不大,均为近似的平行四边形。但是由于抽油设备的震动、油井深度使抽油杆柱受到较大的惯性力,以及冲次的加快,惯性载荷及震动载荷增加,使图形波动和偏转得更加厉害。一般来说,功图中上下波形的平均线平行,左右曲线平行,所不同的是:上下负荷与基线不平行,成一个夹角。随着冲次的加快,惯性载荷和震动载荷也相应增加。n=4n=6n=9n=121、气体影响示功图PSABD 由于
8、在下冲程末余隙内还残存一定数量压缩的溶解气,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)。残存的气量越多,泵口压力越低,则吸入阀打开滞后的越多,即B B线越长。B C 为上冲程柱塞有效冲程。BC 1、气体影响示功图PSABD 下冲程时,气体受压缩,泵内压力不能迅速提高,卸载变慢,使排出阀滞后打开(D)泵的余隙越大,进入泵内的气量越多,则DD 线越长。DA为下冲程柱塞有效冲程。BCD1、气体影响示功图PSABD 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。BCD 气锁是深井泵活塞在上下冲程中只
9、对气体进行压缩和膨胀,固定阀和游动阀不能正常光比和打开,并且油井不出有的现象。对此类油井要恢复液面,保持一定的沉没度,尽量减小防冲距,合理的控制套气,加深泵挂或者用泵径较大的抽油泵。1、气体影响示功图特征描述:固定阀打不开,游动阀关不上。图形呈圆弧形,无产量。气体影响卸载慢,泵内进气产量减。2、充不满影响的示功图PSABD 当沉没度过小或供液不足使液体不能充满泵筒时,均会影响示功图的形状。供液不足不影响示功图的上冲程,与理论示功图相近。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)。C D 2
10、、充不满影响的示功图 有时,当柱塞碰到液面时,由于振动,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。123PSABDCD2、充不满影响的示功图图形右下缺一块,增载正常卸载慢。液击是在泵充不满时,柱塞下行以很高的速度撞击液面,使流体载荷突然由杆柱转移到油管上,同时产生强烈的冲击波,破坏整个抽油系统。液击能够造成杆柱过早疲劳失效,同时冲击力会使抽油泵的凡尔球和凡尔座过早损坏。还会使柱塞与泵筒得不到润滑,加速其磨损。另外油管在液击的冲击下会突然拉伸,使其连接螺纹松动,发生漏失或断脱故障。气击同液击类似,只是产生的冲击较小,气击的危害非常类似于液击。2、充不满影响的示功图泵充不满的危害
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