调整功图采集方式分析应用

张蘅瑜 张兴利 乔志刚 王守理

摘 要：通过示功图图形分析对功图采集方式的调整，掌握深井泵的工作情况，及时诊断生产异常井不正常原因，为修井检泵作业施工、机抽参数的调整提供依据，以及为油井、油区动态分析提供重要第一手资料。

关键词：抽油机控制器；位置开关；示功图；上死点

1 概述

抽油机控制器（RPC）广泛应用于沙漠油田作业区，抽油机控制器由主控制器加电台、电台电源和保护箱组成，结合负荷传感器、位置开关、电流和压力变送器、温度传感器可实现示功图、电流图、油井压力、温度检测，抽油机电压、电流检测，井下油温、井下油压的检测。根据参数的变化来控制抽油机的运行，可实现抽油机的空抽、间出、负荷超限、连喷带抽等多种控制。它既可独立工作，也可方便地联入控制网络实现远程测控，形成SCADA系统。

示功图是油田对油井实施管理的重要依据，是油田的一项经常性的检查项目。快速准确方便地获取功图对于及时了解油井产油状态和抽油机的工作状态，及时发现卡杆、断杆等故障，保持采油产量、减少电量消耗都具有非常重要的意义。

2 功图采集的原理

抽油机控制器的示功图采集是通过负荷传感器输出的负荷（P）与位置开关确定的光杆位移（S）的变化来绘制的。抽油机控制器监测位置开关闭合一次，即抽油机运行一周期，通过RPC在曲柄位于下死点时确定驴头的上死点，以来确定示功图的（C）上死点。

理论示功图为平行四边形ABCD，曲线圈闭的面积的大小表示泵做功样的多少。ABC为上冲程载荷变化线，AB为加载线，在加载过程中游动凡尔和固定凡尔同时处于关闭状态；在B点以后加载完毕，油杆、油管变形结束，活塞与泵开始发生相对位移，同时固定凡尔打开，液体进入泵筒让出的空间，BC为泵的吸入过程，在此过程中游动凡尔一直处于关闭状态。CDA为下冲程载荷变化线，CD为卸载线，在卸载过程中游动凡尔和固定凡尔同时处于关闭状态；在D点以后卸载完毕，油杆、油管变形结束，活塞与泵开始发生向下相对位移，游动凡尔被顶开而开始排液，DA为泵的排出过程，在此过程中固定凡尔一直处于关闭状态。

通过位置开关及上死点的检测折算出连续位移变化，由此得到负荷随位移的变化关系（示功图）。示功图包括三类：启抽功图、停抽功图、当前功图。启抽功图为抽油机启抽后连续的5幅功图，由此可看出启抽后功图的变化情况；停抽功图为抽油机停抽前连续的5幅功图，由此可看出停抽前功图的状态；当前功图为最新的1幅功图。中控室有相应命令读取以上各类功图。

3 原因分析

目前抽油机控制器大多采用位置开关安装在抽油机减速箱底座左侧，当曲柄上的磁铁通过此处的位置开关吸合，抽油机控制器（RPC）确定上死点（C），同时认为抽油机运行一个行程。而这时驴头正从C点向D点运行的某个位置上，而抽油机控制器（RPC）确定的上死点（C）会向下偏移，其他各点A、B、D点都会发生相对位移，影响功图采集的准确性。

图3 改造前位置开关的安装图

当位置开关出现故障和磁铁移位时，维护人员需停机过驴头上死点处，钻入电机与减速箱底座之间维护和调整磁铁与位置开关之间的距离和方位，这样在维护中，由于操作不便，抽油机的停抽时间会很长，同时要一人拉紧刹车，将刹车保险锁上以防止抽油机伤人，这样会带来极大的不便和安全隐患。

4 解决方案

经过现场条件与技术要求的考证，通过将位置开关调整至减速箱输出轴处下方的护栏处加以固定，磁铁安装于曲柄外侧。这样当曲柄位于最下点时，位置开关闭合，抽油机控制器准确的确定驴头上死点即深井活塞的最高点。这样就能准确的确实功图采集中的位移，与载荷的变化从而绘制出示功图。通过参照动液面测试资料和油井计量资料，准确分析当前油井的生产动态及深井泵的工作状态。

图4 调整后安装示意图

位置开关移至护栏处，安装维护就可以在抽油机外部操作。将抽油机停好位置，就能很方便地判断位置开关的好坏，维护和更换都可以在外面从事操作。从而大大降低安全风险及停机时间，最小程度的影响油井的产量，保证了操作人员的安全。

5 结束语

安装位置的改造，最主要的是保证抽油机采集功图的准确性，通过示功图图形分析，同时可以参照动液面测试资料，掌握深井泵的工作情况，及时诊断生产异常井不正常原因，为修井检泵作业施工、机抽参数的调整提供依据，以及为油井、油区动态分析提供重要的第一手资料。

参考文献

[1]采油工艺技术[M].石油工业出版社，2006，5.

[2]游梁式抽油机技术与应用[M].石油工业出版社，2001，4.