不停抽示功图测试装置的应用及推广

（辽河油田公司锦州采油厂，辽宁 凌海 121209）

1 问题的提出

我们锦州采油厂采油作业一区目前有抽油机井300 多口，其示功图测试皆采用停抽测试装置，该装置不仅需要多人配合测试（至少3 人），还需每口井打备卡，既浪费了人力，又增加了作业的风险性，此外，由于每口井必须停抽测试（约15 分钟），这对出砂、出蜡较严重的抽油机井，又增大了卡井的机率，统计近几年资料，每年因停抽而造成的卡井都在5 井次以上。

因此，我们提出采用不停抽测试装置来进行示功图测试，这样，既减少了人力和操作风险性，又避免了卡井和断脱机率。

2 不停抽示功图测试装置的组成及工艺原理

2.1 组成

不停抽示功图测试装置（以下简称不停抽测试仪）主要由EPLY-1 型悬绳夹持器、EPOLY-1 型不停抽液压加压装置和EPLY-1 型智能示功仪组成。

2.1.1 EPLY-1 型悬绳夹持器

主要由夹持器体、活塞、活塞环、光杆卡子等组成。除具有悬绳器的功能外，夹持器利用压力平衡的原理使光杆负荷转换为液压力，使其油道和压力传感器实现配接、高压、密封以达到力和压力的转换。

（1）EPOLY-1 型不停抽液压加压装置（以下简称加压装置）：为便携式，主要由储油箱、油泵、卸油阀、收线器、高压软管、载荷连接总成和操纵手柄等组成。

（2）EPLY-1 型智能示功仪：EPLY-1 型智能示功仪由载荷传感器和加速度传感器、放大电路、单机片、存储器、键盘、液晶显示器、电源电路以及打印通讯端口等组成。原理框图如图1：

2.2 主要技术指标

2.2.1 EPOch-1 型悬绳器夹持器

①、工作负荷 0-140KN

②、活塞行程 〈10mm

③、工作温度 -30℃-+60℃

④、适应光杆尺寸 0-40mm

2.2.2 压力传感器

①、工作压力 ≤40mpa

②、非成性度 ≤0.2%FS

③、迟滞 ≤0.4%FS

④、精度 ≤0.2%FS

2.2.3 EPLY-1 型智能示功仪

①、载荷测量范围：0～140KN,精度1%。

②、位移测量范围：0～10m。

③、采样点不少于256 点，可存储96 口井的数据。

2.3 工作原理

由EPLY-1 型悬绳夹持器、EPOLY-1 型不停抽液压加压装置和EPLY-1 型智能示功仪（以下简称智能示功仪）组成的抽油机不停抽测试装置其工作过程如下：

由夹持器代替原有的悬绳器，光杆从夹持器光杆孔中穿出，工况测试时将加压装置的载荷连接总成与夹持器的快速接头连接，然后操纵加压杆向夹持器充压，利用平衡原理使光杆负荷转换为液压力，其油道和压力传感实现配接，高压密封以达到力和压力的转换，通过打压泵给夹持器充压，使其活塞推出，并承受光杆的全部载荷，然后关闭卸油阀。

由于智能示功仪采用加速度传感器，随同夹持器上下运动，夹持器随抽油机上下往复运动所产生的加速度和载荷信号，通过加速度传感器和载荷传感器将这两路信息由放大电路放大后送单片机处理，计算位移，将位移载荷合并，进而计算油井示功图并储存，完成显示、打印和通讯等。

3 场试验效果分析

不停抽测试仪在采油作业一区15 口抽油机井上试验，取得较好的试验效果，同时取得大量的试验数据与主要的参数，现结合其特点分析如下。

3.1 采集点多、情况更切合机采工作

这套示功仪整个冲程采集点达到256 个，也就是说，对一个3 米冲程的井，每实际运行2 厘米左右，即采集一个载荷动态值，对一个5 米冲程的井，每实际运行不足4 厘米，即采集一个载荷动态值，所以说这样高密集采集方式，更切合机采工作实际，功图更真实。

图1

3.2 采集点多，测试参数更加精确

理论上采集点越多，越能反映出机采实际生产动态变化特点，如附图1 是用该示功仪测得的功图，其主要四项参数与理论计算吻合非常好。

悬点最大载荷：Pmax ＝Wr+W1+Iu+Pbu+Pv+Pi

悬点最小载荷：Pmin ＝Wr-Id-Pbd-Fd-Pv

式中：

由于抽油杆在井下工作时，受力情况是非常复杂，不论怎样计算，其结果都只能得到近视实际的结果。现国内外所用的简化式有：

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 锦2-19-15C3 井，泵 挂 深 度2099.59m，泵 径∮44mm，计算Wr ＝54.866kN，W1 ＝21.092kN，s ＝4.4m，n ＝4，r/l ＝0.25。

计算实际测试结果，最大载荷为85.79KN，最小载荷为46.77KN，冲程4.7m（调完防冲距实际3.8m）冲次3.75 次/分。

4 效果评价

通过应用不停抽测试仪我们发现，该示功仪在不停抽的情况下，可连续重复测试无数次，非常便于随机测取资料。其优点总结如下：

（1）减少了测试工人的劳动强度，原来必须至少有三个人才能完成的抽油机井示功图测试工作，可以完全由一个人来完成。

（2）极大地减少测试工的操作风险性，原来必须打卡子、卸卡子，操作风险非常大，采用该仪器可以不卸载、不停抽，在操作过程中几乎无任何风险性。

（3）避免了因测试停抽而影响产量，按原来测试方式，最快一次测试需停抽15 分钟，全厂按1400 口井计算，每月测一次，追加机动测试20%，那么浪费在测试方面的时间计算：1400×（1+20%）×12×15/60 ＝5040 小时（折算210 天），单井平均5t/d 计，全年影响产量至少1050 吨。

（4）投入少，一次投入，长期受益。

（5）设备结构简单，易学易于操作。

（6）液晶显示，直观，便于分析，且可通过计算接口实现动态网络化管理。

5 经济效益分析

（1）抽油机井示功图测试原来由三人完成的工作，采用不停抽测试仪后，只需一人即可完成，我厂共有5 个大队级采油单位，使用该仪器可节约人力10 人，按每人月工资1000 元计算，年可节约工资费为：

10 人×1000 元/人×12 个月＝120000 元

（2）由于采用不停抽测试仪后避免了因测试停抽而影响产量，按原来测试方式，最快一次测试需停抽15 分钟，全厂按1400 口井计算，每月测一次，追加机动测试20%，那么浪费在测试方面的时间计算：1400×（1+20%）×12×15/60 ＝5040 小时（折算210 天），单井平均5t/d 计，全年影响产量至少1050 吨。按吨油所创效益850 元计算，则年可创经济效益为：

850 元/吨×1050 吨＝892500 元

（3）按由于频繁打卡子和停抽而造成的断脱和卡井年几率2%、每井次作业费3 万元计算，我厂1400 口抽油机井年可节约作业费为：

3 万元/井次×1400 井次×0.02 ＝84 万元

（4）按每台测试仪5 万元计算，5 个采油单位年投入资金为：

5 万元/台×5 台＝25 万元

综上所述，我厂采用不停抽测试仪，年可创经济效益为：

12+89.25+84-25 ＝160.25 万元

投入产出比为：

25：160.25 ＝1：6.41

6 推广应用前景

油井生产测试是油田开发过程中的重要环节，是油田各级领导和技术人员判断油井生产状况和进行油田动态分析、措施挖潜及开发调整等科研生产决策的主要依据。随着开发的深入，油井生产测试已越来越被人们所重视。EPOch-1型不停抽示功仪通过在我厂的应用，与传统测试仪比较，其技术优势非常突出，在生产一线有着较广泛的应用范围和推广前景。