調整功圖采集方式分析應用

張蘅瑜 張興利 喬志剛 王守理

摘 要：通過示功圖圖形分析對功圖采集方式的調整，掌握深井泵的工作情況，及時診斷生產異常井不正常原因，為修井檢泵作業(yè)施工、機抽參數的調整提供依據，以及為油井、油區(qū)動態(tài)分析提供重要第一手資料。

關鍵詞：抽油機控制器；位置開關；示功圖；上死點

1 概述

抽油機控制器（RPC）廣泛應用于沙漠油田作業(yè)區(qū)，抽油機控制器由主控制器加電臺、電臺電源和保護箱組成，結合負荷傳感器、位置開關、電流和壓力變送器、溫度傳感器可實現示功圖、電流圖、油井壓力、溫度檢測，抽油機電壓、電流檢測，井下油溫、井下油壓的檢測。根據參數的變化來控制抽油機的運行，可實現抽油機的空抽、間出、負荷超限、連噴帶抽等多種控制。它既可獨立工作，也可方便地聯入控制網絡實現遠程測控，形成SCADA系統。

示功圖是油田對油井實施管理的重要依據，是油田的一項經常性的檢查項目。快速準確方便地獲取功圖對于及時了解油井產油狀態(tài)和抽油機的工作狀態(tài)，及時發(fā)現卡桿、斷桿等故障，保持采油產量、減少電量消耗都具有非常重要的意義。

2 功圖采集的原理

抽油機控制器的示功圖采集是通過負荷傳感器輸出的負荷（P）與位置開關確定的光桿位移（S）的變化來繪制的。抽油機控制器監(jiān)測位置開關閉合一次，即抽油機運行一周期，通過RPC在曲柄位于下死點時確定驢頭的上死點，以來確定示功圖的（C）上死點。

理論示功圖為平行四邊形ABCD，曲線圈閉的面積的大小表示泵做功樣的多少。ABC為上沖程載荷變化線，AB為加載線，在加載過程中游動凡爾和固定凡爾同時處于關閉狀態(tài)；在B點以后加載完畢，油桿、油管變形結束，活塞與泵開始發(fā)生相對位移，同時固定凡爾打開，液體進入泵筒讓出的空間，BC為泵的吸入過程，在此過程中游動凡爾一直處于關閉狀態(tài)。CDA為下沖程載荷變化線，CD為卸載線，在卸載過程中游動凡爾和固定凡爾同時處于關閉狀態(tài)；在D點以后卸載完畢，油桿、油管變形結束，活塞與泵開始發(fā)生向下相對位移，游動凡爾被頂開而開始排液，DA為泵的排出過程，在此過程中固定凡爾一直處于關閉狀態(tài)。

通過位置開關及上死點的檢測折算出連續(xù)位移變化，由此得到負荷隨位移的變化關系（示功圖）。示功圖包括三類：啟抽功圖、停抽功圖、當前功圖。啟抽功圖為抽油機啟抽后連續(xù)的5幅功圖，由此可看出啟抽后功圖的變化情況；停抽功圖為抽油機停抽前連續(xù)的5幅功圖，由此可看出停抽前功圖的狀態(tài)；當前功圖為最新的1幅功圖。中控室有相應命令讀取以上各類功圖。

3 原因分析

目前抽油機控制器大多采用位置開關安裝在抽油機減速箱底座左側，當曲柄上的磁鐵通過此處的位置開關吸合，抽油機控制器（RPC）確定上死點（C），同時認為抽油機運行一個行程。而這時驢頭正從C點向D點運行的某個位置上，而抽油機控制器（RPC）確定的上死點（C）會向下偏移，其他各點A、B、D點都會發(fā)生相對位移，影響功圖采集的準確性。

圖3 改造前位置開關的安裝圖

當位置開關出現故障和磁鐵移位時，維護人員需停機過驢頭上死點處，鉆入電機與減速箱底座之間維護和調整磁鐵與位置開關之間的距離和方位，這樣在維護中，由于操作不便，抽油機的停抽時間會很長，同時要一人拉緊剎車，將剎車保險鎖上以防止抽油機傷人，這樣會帶來極大的不便和安全隱患。

4 解決方案

經過現場條件與技術要求的考證，通過將位置開關調整至減速箱輸出軸處下方的護欄處加以固定，磁鐵安裝于曲柄外側。這樣當曲柄位于最下點時，位置開關閉合，抽油機控制器準確的確定驢頭上死點即深井活塞的最高點。這樣就能準確的確實功圖采集中的位移，與載荷的變化從而繪制出示功圖。通過參照動液面測試資料和油井計量資料，準確分析當前油井的生產動態(tài)及深井泵的工作狀態(tài)。

圖4 調整后安裝示意圖

位置開關移至護欄處，安裝維護就可以在抽油機外部操作。將抽油機停好位置，就能很方便地判斷位置開關的好壞，維護和更換都可以在外面從事操作。從而大大降低安全風險及停機時間，最小程度的影響油井的產量，保證了操作人員的安全。

5 結束語

安裝位置的改造，最主要的是保證抽油機采集功圖的準確性，通過示功圖圖形分析，同時可以參照動液面測試資料，掌握深井泵的工作情況，及時診斷生產異常井不正常原因，為修井檢泵作業(yè)施工、機抽參數的調整提供依據，以及為油井、油區(qū)動態(tài)分析提供重要的第一手資料。

參考文獻

[1]采油工藝技術[M].石油工業(yè)出版社，2006，5.

[2]游梁式抽油機技術與應用[M].石油工業(yè)出版社，2001，4.