不停抽示功圖測試裝置的應用及推廣

（遼河油田公司錦州采油廠，遼寧 凌海 121209）

1 問題的提出

我們錦州采油廠采油作業一區目前有抽油機井300 多口，其示功圖測試皆采用停抽測試裝置，該裝置不僅需要多人配合測試（至少3 人），還需每口井打備卡，既浪費了人力，又增加了作業的風險性，此外，由于每口井必須停抽測試（約15 分鐘），這對出砂、出蠟較嚴重的抽油機井，又增大了卡井的機率，統計近幾年資料，每年因停抽而造成的卡井都在5 井次以上。

因此，我們提出采用不停抽測試裝置來進行示功圖測試，這樣，既減少了人力和操作風險性，又避免了卡井和斷脫機率。

2 不停抽示功圖測試裝置的組成及工藝原理

2.1 組成

不停抽示功圖測試裝置（以下簡稱不停抽測試儀）主要由EPLY-1 型懸繩夾持器、EPOLY-1 型不停抽液壓加壓裝置和EPLY-1 型智能示功儀組成。

2.1.1 EPLY-1 型懸繩夾持器

主要由夾持器體、活塞、活塞環、光桿卡子等組成。除具有懸繩器的功能外，夾持器利用壓力平衡的原理使光桿負荷轉換為液壓力，使其油道和壓力傳感器實現配接、高壓、密封以達到力和壓力的轉換。

（1）EPOLY-1 型不停抽液壓加壓裝置（以下簡稱加壓裝置）：為便攜式，主要由儲油箱、油泵、卸油閥、收線器、高壓軟管、載荷連接總成和操縱手柄等組成。

（2）EPLY-1 型智能示功儀：EPLY-1 型智能示功儀由載荷傳感器和加速度傳感器、放大電路、單機片、存儲器、鍵盤、液晶顯示器、電源電路以及打印通訊端口等組成。原理框圖如圖1：

2.2 主要技術指標

2.2.1 EPOch-1 型懸繩器夾持器

①、工作負荷 0-140KN

②、活塞行程 〈10mm

③、工作溫度 -30℃-+60℃

④、適應光桿尺寸 0-40mm

2.2.2 壓力傳感器

①、工作壓力 ≤40mpa

②、非成性度 ≤0.2%FS

③、遲滯 ≤0.4%FS

④、精度 ≤0.2%FS

2.2.3 EPLY-1 型智能示功儀

①、載荷測量范圍：0～140KN,精度1%。

②、位移測量范圍：0～10m。

③、采樣點不少于256 點，可存儲96 口井的數據。

2.3 工作原理

由EPLY-1 型懸繩夾持器、EPOLY-1 型不停抽液壓加壓裝置和EPLY-1 型智能示功儀（以下簡稱智能示功儀）組成的抽油機不停抽測試裝置其工作過程如下：

由夾持器代替原有的懸繩器，光桿從夾持器光桿孔中穿出，工況測試時將加壓裝置的載荷連接總成與夾持器的快速接頭連接，然后操縱加壓桿向夾持器充壓，利用平衡原理使光桿負荷轉換為液壓力，其油道和壓力傳感實現配接，高壓密封以達到力和壓力的轉換，通過打壓泵給夾持器充壓，使其活塞推出，并承受光桿的全部載荷，然后關閉卸油閥。

由于智能示功儀采用加速度傳感器，隨同夾持器上下運動，夾持器隨抽油機上下往復運動所產生的加速度和載荷信號，通過加速度傳感器和載荷傳感器將這兩路信息由放大電路放大后送單片機處理，計算位移，將位移載荷合并，進而計算油井示功圖并儲存，完成顯示、打印和通訊等。

3 場試驗效果分析

不停抽測試儀在采油作業一區15 口抽油機井上試驗，取得較好的試驗效果，同時取得大量的試驗數據與主要的參數，現結合其特點分析如下。

3.1 采集點多、情況更切合機采工作

這套示功儀整個沖程采集點達到256 個，也就是說，對一個3 米沖程的井，每實際運行2 厘米左右，即采集一個載荷動態值，對一個5 米沖程的井，每實際運行不足4 厘米，即采集一個載荷動態值，所以說這樣高密集采集方式，更切合機采工作實際，功圖更真實。

圖1

3.2 采集點多，測試參數更加精確

理論上采集點越多，越能反映出機采實際生產動態變化特點，如附圖1 是用該示功儀測得的功圖，其主要四項參數與理論計算吻合非常好。

懸點最大載荷：Pmax ＝Wr+W1+Iu+Pbu+Pv+Pi

懸點最小載荷：Pmin ＝Wr-Id-Pbd-Fd-Pv

式中：

由于抽油桿在井下工作時，受力情況是非常復雜，不論怎樣計算，其結果都只能得到近視實際的結果。現國內外所用的簡化式有：

①、Pmax ＝（Wr+W1）（1+sn/137）

②、Pmax ＝（Wr+W1）（1+sn2/1790）

③、Pmax ＝Wr+W1（b+（1+r/l））

④、Pmax ＝W1+Wr（1+sn2/1790）

⑤、Pmax ＝（Wr+W1）（1+sn2/1790）

⑥、Pmin ＝Wr-Wr sn2/1790（1-r/l）

如 錦2-19-15C3 井，泵 掛 深 度2099.59m，泵 徑∮44mm，計算Wr ＝54.866kN，W1 ＝21.092kN，s ＝4.4m，n ＝4，r/l ＝0.25。

計算實際測試結果，最大載荷為85.79KN，最小載荷為46.77KN，沖程4.7m（調完防沖距實際3.8m）沖次3.75 次/分。

4 效果評價

通過應用不停抽測試儀我們發現，該示功儀在不停抽的情況下，可連續重復測試無數次，非常便于隨機測取資料。其優點總結如下：

（1）減少了測試工人的勞動強度，原來必須至少有三個人才能完成的抽油機井示功圖測試工作，可以完全由一個人來完成。

（2）極大地減少測試工的操作風險性，原來必須打卡子、卸卡子，操作風險非常大，采用該儀器可以不卸載、不停抽，在操作過程中幾乎無任何風險性。

（3）避免了因測試停抽而影響產量，按原來測試方式，最快一次測試需停抽15 分鐘，全廠按1400 口井計算，每月測一次，追加機動測試20%，那么浪費在測試方面的時間計算：1400×（1+20%）×12×15/60 ＝5040 小時（折算210 天），單井平均5t/d 計，全年影響產量至少1050 噸。

（4）投入少，一次投入，長期受益。

（5）設備結構簡單，易學易于操作。

（6）液晶顯示，直觀，便于分析，且可通過計算接口實現動態網絡化管理。

5 經濟效益分析

（1）抽油機井示功圖測試原來由三人完成的工作，采用不停抽測試儀后，只需一人即可完成，我廠共有5 個大隊級采油單位，使用該儀器可節約人力10 人，按每人月工資1000 元計算，年可節約工資費為：

10 人×1000 元/人×12 個月＝120000 元

（2）由于采用不停抽測試儀后避免了因測試停抽而影響產量，按原來測試方式，最快一次測試需停抽15 分鐘，全廠按1400 口井計算，每月測一次，追加機動測試20%，那么浪費在測試方面的時間計算：1400×（1+20%）×12×15/60 ＝5040 小時（折算210 天），單井平均5t/d 計，全年影響產量至少1050 噸。按噸油所創效益850 元計算，則年可創經濟效益為：

850 元/噸×1050 噸＝892500 元

（3）按由于頻繁打卡子和停抽而造成的斷脫和卡井年幾率2%、每井次作業費3 萬元計算，我廠1400 口抽油機井年可節約作業費為：

3 萬元/井次×1400 井次×0.02 ＝84 萬元

（4）按每臺測試儀5 萬元計算，5 個采油單位年投入資金為：

5 萬元/臺×5 臺＝25 萬元

綜上所述，我廠采用不停抽測試儀，年可創經濟效益為：

12+89.25+84-25 ＝160.25 萬元

投入產出比為：

25：160.25 ＝1：6.41

6 推廣應用前景

油井生產測試是油田開發過程中的重要環節，是油田各級領導和技術人員判斷油井生產狀況和進行油田動態分析、措施挖潛及開發調整等科研生產決策的主要依據。隨著開發的深入，油井生產測試已越來越被人們所重視。EPOch-1型不停抽示功儀通過在我廠的應用，與傳統測試儀比較，其技術優勢非常突出，在生產一線有著較廣泛的應用范圍和推廣前景。