抽油機井示功圖測量方法

張驊

摘? ?要：文章主要對抽油機井示功圖測量方法進行論述。首先闡述了示功圖自動診斷方法的應用機理，其次在分析抽油機井典型示功圖特征的同時，對該技術的操作要點進行討論。希望分析后，可以給相關工作人員提供參考。

關鍵詞：抽油機井;示功圖;測量;方法

1? ? 示功圖自動診斷方法概述

很多因素所造成的多重影響，導致計算機準確地進行地面示功圖判定有著較高的難度，而使用井下示功圖要比地面光桿示功圖的判定相對來說簡單。傳統計算機診斷技術是通過地面實測示功圖的方式進行確定，利用計算機可以準確地計算出抽油桿任何截面位置上的載荷與位移參數，然后就能夠明確井下示功圖。利用數字處理后，因為抽桿柱變形不會存在與粘滯阻力方面的問題，也不存在振動與慣性的影響，所以可以直接形成更加簡單且反映出井下實際情況的示功圖，以了解抽油泵的工作狀態。

2? ? 抽油機井典型示功圖的特征分析

抽油機井示功圖是抽油機井可以在完整的沖程中通過關干懸點載荷與懸點位移組合成為關系曲線圖，使工作人員能夠直接掌握光桿的實際運行狀態。靜載荷的持續作用之下，其理論施工圖以平行四邊形的方式表示。通過實際測量示功圖，可以準確地判定其具體的工作狀態，能夠直接反映出不同泵況的運行條件。目前主要的抽油機井示功圖最為典型的有9種。

3? ? 示功圖自動診斷方法

3.1? 幾何參數分析法

3.1.1? 兩條線特征值

兩條線主要指的是最大、最小載荷曲線，可以獲取該示功圖所現實的數據，然后與理論數據進行對比分析，確定3個比值：大=P實大/P理大、小=P實小/P理小、δΔ=ΔP實/ΔP理，按照該值的閾值來判定最終的結果。目前最大荷載計算公式如下：

（1）理論最小載荷計算公式為：

（2）經過比值的對比分析，能夠準確地判定出抽油桿斷脫和連抽帶噴的工作狀態。抽油桿斷脫之火，示功圖中的上、下荷載數據相差不大，且處在下沖程的荷載曲線以下問題，即為P實大/P理大、ΔP實/ΔP理，數據變小非常明顯;連抽帶噴時，上、下荷載線相差不大，處在下荷載以上位置，且位置不固定，表現為P實大/P理大減小不明顯、P實小/P理小變大或變小、ΔP實/ΔP理明顯減小。

其特點是能夠準確地判定出抽油桿斷脫、連抽帶噴等具體的情況。

3.1.2? 5個點特征值

從實際情況分析可以發現，供液不足與氣影響功圖從實際圖形中分析，其二者是難以準確分辨的，所以需要檢查、確定供液不足的拐點位置，確定拐點的曲率則是明確二者功圖差異的主要操作方式。明確下沖程內5個點的具體位置，即下死點A、上死點C、固定凡爾的關閉點E、供液不足的拐點F、有效行程的起始點G，如圖1所示。

3.1.3? 各點的提取

（1）A，C點的提取。根據曲線中的變化規律可以發現，下死點A是位移量最小的點，上死點C是位移量最大的點。

（2）E，F，G點的提取。根據功圖的形狀分析可以發現，該3點是下沖程曲線內的3個曲率變化最大的點。

一是可以準確地判定曲線中的各點曲率數據：利用相鄰3點圓弧曲率計算方式（見圖2）確定各個離散點的曲率數據Ki。

二是計算確定下沖程中的各個點曲率變化實際情況：按照所選取的各個點曲率可以確定點Pi（xi，Fi）曲率變化量δKi，即δKi=Ki+1-Ki。

三是消除波動誤差：因為泵功圖內的曲線中包含著多個高頻點，有些情況下曲線的變化幅度比較大，所以容易存在多個曲率變化比較大的點，為了能夠消除或者減緩波動變化，在實際計算過程中通過5點平均法來確定中間點變化量，δKi=δKi-2+δKi-1+δKi+δKi+1+δKi+2，然后就能夠全面地提升數據的計算精確度。

3.2? 差分曲線法

因為理論功圖的圖形為平行四邊形，下沖程是反向對稱線部分，也就是上、下沖程中的反向對稱線會直接反映出重合現象。抽油井在發生故障問題之后，會直接在上下沖程荷載線中出現，然后沿著線路發生一定的變化，并且會存在異常的反應。因此，差分曲線法主要是通過上、下沖程反向線差數據變化來確定示功圖類型。

4? ? 結語

（1）總結出示功圖特征參數的診斷方式，使得幾何參數計算方法更加完善，與差分曲線法聯合應用，可以使得數據運算更加簡單，數據識別更加精確。

（2）總結出幾何參數法、差分曲線法等方式來確定示功圖的判定，然后可以通過二維數據轉換，利用數據處理的自動化軟件，進行自動診斷確定，為系統運行狀態的判定提供有力支持。

[參考文獻]

[1]姜浩，張彥廷.游梁式抽油機示功圖檢測新方法[J].石油機械，2010（12）：85-87.

[2]牟海維.油井抽油機示功儀的研制[J].電測與儀表，2000（5）：35-37.

[3]柴滿州.抽油機井電功率實時監控系統的開發[J].江漢石油學院學報，2003（3）：120-121.