悬点载荷示功图分析

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2026-04-18  

本检测详细阐述了悬点载荷示功图分析这一油田抽油机井核心诊断技术。文章系统介绍了该技术的检测项目、检测范围、检测方法与仪器设备,旨在通过分析光杆悬点载荷随位移变化的封闭曲线,全面评估抽油机井井下工况、设备运行状态及系统效率,为油井的故障诊断、参数优化与科学管理提供关键数据支持。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

最大载荷:示功图纵坐标峰值,反映抽油杆柱和液柱在抽汲过程中施加于悬点的最大拉力。

最小载荷:示功图纵坐标谷值,反映抽油杆柱在液体中下行时承受的最小拉力。

冲程:示功图横坐标的跨度,对应光杆在一个抽汲周期内的实际位移长度。

冲次:单位时间内抽油泵完成的工作循环次数,是计算排量和分析动态的重要参数。

示功图面积:封闭曲线所围成的面积,理论上等于抽油机在一个循环内所做的净功。

载荷变化率:载荷随位移变化的快慢程度,可间接反映泵阀开闭的及时性与液流通过性。

图形形状识别:将实测示功图与典型理论示功图对比,定性判断井下工况,如供液不足、气体影响、阀漏失等。

泵效计算:通过对比实际排量与理论排量,计算泵效,评估抽油泵的工作效率。

抽油杆应力分析:基于最大、最小载荷计算杆柱应力,评估其疲劳寿命与安全系数。

平衡度评估:通过分析上下冲程载荷的对称性,判断抽油机前后冲程的平衡状况。

检测范围

游梁式抽油机井:适用于最常见的游梁式抽油机驱动的有杆泵采油井。

皮带式抽油机井:适用于采用皮带传动和机械换向的无游梁式抽油机井。

直驱螺杆泵井:适用于地面直接驱动井下螺杆泵的采油井,需使用扭矩仪配合分析。

常规稀油生产井:针对原油粘度较低、流动性好的常规油井的工况诊断。

高含气油井:针对泵吸入口处游离气影响严重,造成泵效降低的油井。

高含水油井:针对产液含水率高,液柱密度和载荷特性发生变化的油井。

稠油井:针对原油粘度高,流动阻力大,载荷特征明显的热采或常规抽汲井。

斜井与水平井:针对井身结构复杂,杆管偏磨严重,载荷分析需考虑摩阻的特殊井。

深抽井:针对泵挂深度大,杆柱弹性变形显著,示功图变形严重的油井。

注水开发对应油井:监测注水效果,分析地层供液能力变化对抽汲工况的影响。

检测方法

理论示功图对比法:将实测图形与在理想条件下绘制的理论示功图进行叠加对比,找出差异。

特征点分析法:提取示功图上的关键拐点、峰值、谷值坐标,进行定量计算与分析。

图形数字化处理法:将示功图曲线进行数字化采样,利用计算机进行更精确的数学分析。

泵功图计算法:利用数学方法(如波动方程)将地面悬点示功图折算为井下泵功图,排除杆柱变形影响。

连续监测法:安装固定式传感器,进行长时间连续监测,获取工况动态变化规律。

瞬时测试法:使用便携式测试仪在井口进行短时间测试,获取当前时刻的工况数据。

液面恢复配合法:结合动液面测试数据,综合分析地层供液能力与泵抽汲制度的匹配性。

电流图对比法:同步分析电机电流变化曲线,与载荷曲线相互验证,诊断平衡与电机运行状态。

趋势分析法:对同一口井历次测试的示功图进行序列对比,分析工况的恶化或改善趋势。

人工智能识别法:应用机器学习算法,建立示功图图库与故障模型,实现工况的自动识别与诊断。

检测仪器设备

示功仪:核心设备,集成了载荷传感器和位移传感器,用于直接采集和记录悬点载荷与位移信号。

载荷传感器:通常为应变式或压电式传感器,安装在悬绳器与光杆之间,用于精确测量光杆拉力。

位移传感器:包括角位移传感器(测量曲柄转角)和直线位移传感器,用于间接或直接测量光杆位移。

加速度传感器:有时用于辅助计算或校正位移,尤其在无固定位移测量点时。

便携式数据采集仪:用于现场接收、存储传感器信号,并具备初步显示和简单分析功能。

无线传输模块:将采集到的数据通过无线网络(如4G/5G、LoRa)远程传输至数据中心。

诊断分析软件:安装在计算机上,用于对示功图数据进行深度处理、计算、图形对比和生成报告。

校准装置:包括静态载荷校准台和位移校准器,用于定期对传感器和仪器进行标定,确保测量精度。

抽油机综合测试仪:集成示功图测试、电参数测试、动液面测试等功能于一体的多功能诊断设备。

固定式在线监测系统:由永久安装的传感器、RTU(远程终端单元)和监控中心组成,实现油井工况的实时监控。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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