現(xiàn)場井下診斷

抽油井井下作業(yè)跟蹤及故障診斷講解人：高殿?，F(xiàn)場井下診斷前言

目前，大部分油井采用有桿泵采油，每年因各類故障檢泵井井?dāng)?shù)占一定比例。這樣不僅影響原油生產(chǎn)任務(wù)的完成，在一定程度上影響經(jīng)濟效益。同時給工人在油井面貌恢復(fù)上增加了很多的工作量。準(zhǔn)確對深井泵故障判斷，制定切實可行的措施，來降低油井的檢泵率。對于深井泵發(fā)生的幾種常見故障，從圖形來看差異很小，理論的原因也比較接近，因而給現(xiàn)場判斷造成一定的困難。那么，如何準(zhǔn)確地判斷本文提到的深井泵的幾種常見故障，有待于我們認(rèn)真的研究和摸索，找到其中的規(guī)律?，F(xiàn)場井下診斷二、深井泵常見故障判斷

井泵常見故障主要有桿管斷、脫接器斷、凡爾罩?jǐn)?、漏失、卡泵。針對這些情況，主要從示功圖圖形和最大、最小載荷，再結(jié)合現(xiàn)場實際，得出一定的規(guī)律，基本上可以準(zhǔn)確地判斷?，F(xiàn)場井下診斷2.1斷脫判斷

機采井桿柱及管柱都是由絲扣連接而成，在井下受到重力，慣性載荷等各種復(fù)雜的應(yīng)力，總會有一些井的桿管因承受不了疲勞極限而發(fā)生斷裂。或者由于上扣扭矩不夠，抽汲過程中因管桿顫動及流體沖擊等作用使管桿脫扣，造成油井的斷脫。

2.1.1抽油桿斷脫:現(xiàn)場井下診斷（1）功圖判斷從理論上講，桿斷脫以后，桿上行時的載荷只是斷桿與液體之間的摩擦力，桿下行時載荷只是斷桿在液體中克服與液體之間的摩擦力以后的桿柱自重。所以，上下載荷接近，近乎重合。而示功圖圖形的位置取決于抽油桿斷脫的位置。斷脫的位置越下，圖形越接近最小理論負(fù)荷線，斷脫的位置愈高，圖形越接近基線。圖1-1中1是接近活塞處斷脫的圖形，2是在桿術(shù)上部斷脫時的圖形。

抽油桿斷脫時的斷脫部位，可通過對示功圖的計算大致推算出來（如圖1-2）現(xiàn)場井下診斷設(shè)：L為最小理論負(fù)荷線距基線的距離（毫米，按計算最小負(fù)荷線的方法算出）；L斷為實測斷脫圖形上下負(fù)荷線的平均中線距基線的距離（從圖中量得，毫米）；h為抽油柱的深度（米）；h斷為斷脫處的深度。根據(jù)抽油桿柱在懸繩器處所形成的負(fù)荷和其深度成正比，可得：L/L斷=h/h斷對上式移項整理可得計算斷脫部位深度的公式：h斷=L斷*h/L現(xiàn)場井下診斷例：X10-2-B423井

L=18毫米；L斷=8毫米；h=888.97米；應(yīng)用計算斷脫部位的公式得：h=8*888.97/18=395米該井在2004年7月23日檢泵時發(fā)現(xiàn)第44根桿拉斷。實際斷脫位置在374米，與計算出的值相差21米，（大約2—3根抽油桿的距離），雖說有出入，但基本上是相符的?，F(xiàn)場井下診斷（2）地面判斷

地面進行憋壓，盡管壓力表指針波動非常小，在0.3MPa--1MPa之間波動，但還會明顯表現(xiàn)為上沖程時應(yīng)降壓，這是因為光桿帶走了所占油管內(nèi)的體積，而下沖增壓，因為光桿重新進入油管內(nèi)，此時壓力的波動主要由于光桿的沖程體積所作用，當(dāng)壓力增至流壓時，就不在上升。由此判定抽油桿斷脫。第二種方法在光桿上在打一個方卡子卸載，用管鉗盤光桿，如果正轉(zhuǎn)多圈后，感到不費力，松開管鉗不往反方向彈回，也可以判定為桿斷脫。桿斷脫后上電流減小，下電流增大，越往上部斷下電流越大?，F(xiàn)場井下診斷（3）凡爾罩?jǐn)嗯c桿斷脫區(qū)別X10-2-461井檢泵結(jié)果是上凡爾罩?jǐn)?/p>

現(xiàn)場井下診斷X10-4-B415井檢泵結(jié)果是第103根桿斷

現(xiàn)場井下診斷從圖形對比和載荷對比，二者有以下特點：

A、從兩種功圖對比上來看，形狀比較接近。

B、從載荷變化對比，凡爾罩?jǐn)嗑畲筝d荷變化相對較小，桿斷脫井最大載荷變化比較大。

C、與正常功圖對比，桿斷功圖最小載荷前后變化大；凡爾罩?jǐn)喙D最小載荷前后變化小。

D、桿斷以后最大載荷下降，最小載荷下降，有規(guī)律。

E、凡爾罩?jǐn)嘁院笞畲筝d荷下降，最小載荷上升，有規(guī)律。

F、凡爾罩?jǐn)嘁院笙码娏鞅葪U斷后下電流要小。因此，我們從功圖上判斷與凡爾罩?jǐn)嗟闹饕獏^(qū)別就是通過載荷變化來判斷。如果功圖最小載荷上升，很有可能是凡爾罩?jǐn)?；反之，最小載荷下降可能是桿斷?，F(xiàn)場井下診斷2.1.2管斷脫（1）功圖判斷管斷以后，活塞在套管內(nèi)往復(fù)運動，功圖圖形明顯變窄，但比桿斷脫功圖圖形面積稍大一些，功圖的加載線起點應(yīng)在最小理論載荷線之上，上載荷大于30KN以上可以判斷為管斷脫?，F(xiàn)場井下診斷例如：X10-4-B40井管斷位置第一根油管絲扣斷

現(xiàn)場井下診斷

例如：X10-5-B382井管斷位置第12根油管絲扣斷

現(xiàn)場井下診斷（2）地面判斷

地面判斷最直接的方式就是下入桿柱探固定凡爾，若桿柱探不到固定凡爾，就是管斷脫。另一種方法向套管灌水，因為管斷以后油套是連通的，灌水以后溫度返回快，就可以判斷出是否管斷。上下電流變化相對較小?，F(xiàn)場井下診斷2.2漏失的判斷

抽油機井按漏失部位分主要有井口漏失、管體漏失、泵固定凡爾漏失、游動凡爾漏失、活塞間隙漏失五種情況。

2.2.1井口漏失井口漏失主要是油管掛盤根密封不嚴(yán)，需要更換盤根。主要表現(xiàn)在上下沖程都起壓，證明泵無問題，但是穩(wěn)不住，降壓較快，有時低壓能穩(wěn)住，憋高壓時井口可聽至刺漏聲，液面在井口時，套管會有液體溢出。水泥車反洗壓力很小，摻水反洗時溫度回流較快，判斷為井口漏失?，F(xiàn)場井下診斷2.2.2管體漏失管體漏失與井口漏失差不多，只是在降壓速度上根據(jù)漏失深度及漏失面積而決定，常見的管體漏失有刺漏和滲漏，有時管壁也會有砂眼或裂口。刺漏、砂眼或裂口降壓較快，一般僅限于一兩根油管，起管時可根據(jù)存水位置找到漏失部位?，F(xiàn)場井下診斷(1)功圖判斷由于油管漏失不是深井泵裝置本身所致，所以，示功圖圖形本身不發(fā)生什么變異，和正常出油的示功圖一樣，只是當(dāng)漏失嚴(yán)重，油井不出油時，示功圖的最大負(fù)荷線可能較最大理論負(fù)荷線為低（如圖1-3中2），所低的這段長度L相當(dāng)于漏失處至井口這段液柱在光桿處所產(chǎn)生的負(fù)荷；現(xiàn)場井下診斷若漏失處離井口很近，L將趨于零（如圖1-3中1）。其中最大載荷下降，最小載荷上升

因為管漏失所造成的不出油，必然出現(xiàn)油井動液面升高、泵效降你現(xiàn)象：在懷疑油管漏失時，最好在測示功圖的同時，測動液面和計算泵效，對比用實測功圖所算出的泵效（即實測示功圖面積和理論示功圖面積之比）和按理論排量、實際排量算出的泵效差別?，F(xiàn)場井下診斷

設(shè)：

η為理論示功圖的泵效，η測為實測功圖的泵效，SABCD為理論示功圖的面積；SA1B1C1D1為實測示功圖的面積。根據(jù)成正比關(guān)系可得：

η測/η=SA1B1C1D1/SABCD對上式移項整理可得計算出實測功圖的泵效：

η測=SA1B1C1D1*η/SABCD現(xiàn)場井下診斷(2)地面判斷地面憋泵時，能憋起壓力，但穩(wěn)壓時壓力下降較快，一般在30秒至60秒內(nèi)下降到原值。在漏失量小于泵的排量時，現(xiàn)場有時用所謂“圖形”重疊法來判斷漏失。該法的實質(zhì)是，油管中油柱愈來愈高時，其示功圖中上負(fù)荷線亦將相應(yīng)地增高。將井停一短暫時間，待漏失以上部位油漏失后，然后開井，并間隔相等時間測示功圖（一般5—15分鐘），待井口見油，停止測圖。然后將示功圖重疊對比，如為漏失，則所測示功圖上負(fù)荷線越來越高，最后可達(dá)到最大理論負(fù)荷線高度。（如圖1—4）現(xiàn)場井下診斷例如：X10-4-B472井連續(xù)4個月功圖變化情況

該井為典形管漏失井，漏失的圖形和正常3月份示功圖圖形相近，最大載荷逐月下降，最小載荷上升。憋壓時4分鐘壓力由0.4MPa上升至3.6MPa，停機上死點，45秒壓力下降至0.4MPa?，F(xiàn)場井下診斷2.2.3固定凡爾漏失由于固定凡爾與凡爾座配合不嚴(yán)，凡爾座錐體裝配不緊，凡爾罩內(nèi)落入臟物或結(jié)蠟而卡住凡爾球座等原因，都會造成深井泵的吸部分漏失。(1)功圖判斷：固定凡爾漏失可以和理論示功圖相比較，可以看出二者的區(qū)別。（如固定凡爾漏失示功圖）一是，理論卸載線為一直線段，而吸入部分漏失的卸載線為一向上的凹的曲線，其傾角（∠CD`D）比理論卸載線的傾角要小，且漏失愈大、傾角越比理論卸載線傾角小。二是，由于吸入部分漏失、使卸載時間延長，延長的時間相當(dāng)于活塞走完DD`這段直線所需的時間。卸載時間延遲的結(jié)果使得圖形右上角變尖、右下角變圓。而且漏失越嚴(yán)重，右上角變得越尖，右下角變得越圓。這樣示功圖最大載荷和最小載荷與正常時相比都應(yīng)減小。現(xiàn)場井下診斷2）地面判斷

地面憋壓時，上沖程時能起壓，但隨下沖程時壓力下降，符合泵的工作原理，上沖程時，游動凡爾關(guān)閉，固定凡爾打開；下沖程時，游動凡爾打開，固定凡爾關(guān)閉。下沖程時壓力值下降越大，說明漏失量越嚴(yán)重。通常漏失量的多少，用漏失程度來衡量。漏失程度是一個比值或百分?jǐn)?shù)，它是示功圖中漏失面積和理論示功圖面積的比值。如有N來表示漏失程度，S表示示功圖的面積，（如圖固定凡爾漏失示功圖）則：

N=（SABCD-SA’’A’B’CD’）/SABCD式中SABCD---理論示功圖的面積，公斤-毫米

SA’’A’B’CD’---固定凡爾漏失時的示功圖面積，公斤-毫米例如：X10-1-B483井為典型固定凡爾漏失，憋壓時上沖程能起壓，但下沖降壓，實測示功圖最大最小載荷減小?，F(xiàn)場井下診斷2.2.4游動凡爾漏失游動凡爾漏失不外乎兩種原因造成；一是游動凡爾裝配不嚴(yán)、磨損引起的漏失；二是蠟造成游動凡爾密封不嚴(yán)。(1)功圖判斷游動凡爾漏失時，示功圖的特點是：一是增載線的傾角比泵工作正常時小，即∠DAB`小于∠DAB，漏失量越大，角度越小。二是左上角和右上角圓滑，漏失量愈大，其圓滑程度厲害。三是增載線成為一圓弧線，其曲率中心位于示功圖的右下方。四是卸載線比增載線陡。現(xiàn)場井下診斷

（2）地面判斷憋壓時，上沖程起壓慢，下沖程起壓相對較快，上沖程起到一定壓力后就不在上升，因為油管內(nèi)壓力頂住了固定凡爾，使液體不在進入泵筒。例如：X10-4-B471為典型的游動凡爾漏失井，該井憋壓時上沖程起壓慢，下沖程起壓快，但壓達(dá)到3MPa時就不在上升。功圖最大載荷下降，最小載荷上升，綜合分析游動凡爾漏失。懷疑是蠟造成游動凡爾密封不嚴(yán)，但水泥車洗井沒有效果。最后判斷為是游動凡爾裝配不嚴(yán)、磨損引起的漏失?，F(xiàn)場井下診斷

現(xiàn)場井下診斷例如：X10-4-463井典型活塞間隙漏失，憋壓時壓力波動大，桿柱上行過程中突然降壓，而下沖程是始終增壓的，漏失程度逐月加大。

現(xiàn)場井下診斷例如：X10-3-445井典型活塞間隙漏失

現(xiàn)場井下診斷現(xiàn)場落實監(jiān)督（二）、搞好油井合理參數(shù)匹配，提高油井管理水平（一）加大作業(yè)現(xiàn)場監(jiān)督力度，提高作業(yè)施工質(zhì)量現(xiàn)場井下診斷（一）加大作業(yè)現(xiàn)場監(jiān)督力度，提高作業(yè)施工質(zhì)量1-7月份54口井56井次共發(fā)生維護作業(yè)去年同期92口井93井次38口井37井次減少維護作業(yè)比率由去年同期16.5%下降到14.96%現(xiàn)場井下診斷1、加強現(xiàn)場跟蹤管理落實，及時發(fā)現(xiàn)處理泵況異常井1-7月份通過電流跟蹤監(jiān)測,共發(fā)現(xiàn)12口井桿脫斷及凡爾罩脫斷,由于及時錄取各種資料，及時發(fā)送檢泵審報單,少影響產(chǎn)油130t。如：龍9-12井正常生產(chǎn)時電流為44/37A,2月12日測電流為30/20A,當(dāng)時發(fā)現(xiàn)電流變化非常大,采油工馬上找到技術(shù)員再次測電流,基本上相同,馬上量油、蹩泵、測功圖液面,證實桿斷脫,于2月15日作業(yè),發(fā)現(xiàn)第45根桿公扣斷脫，作業(yè)后啟抽正常，電流為46/38A，產(chǎn)油量6.6t?，F(xiàn)場井下診斷2、對申報作業(yè)井把關(guān)落實，提高作業(yè)診斷符合率

今年我們加強對采油隊申報作業(yè)井的程序把關(guān),把作業(yè)井的診斷率同小隊技術(shù)員獎金掛鉤.同時作業(yè)區(qū)地質(zhì)工藝隊技術(shù)人員對采油隊申報作業(yè)的每口井,都親自到現(xiàn)場憋泵、錄取功圖、液面、電流等資料進行分析落實，診斷清楚報工程師審批后，方可申報作業(yè)。現(xiàn)場井下診斷2、對申報作業(yè)井把關(guān)落實，提高作業(yè)診斷符合率龍北作業(yè)區(qū)作業(yè)工作量申報流程小隊填寫申報單地質(zhì)工藝隊地下調(diào)度地質(zhì)綜合現(xiàn)場落實工程師批

準(zhǔn)工程資料崗工程綜合工藝隊隊長廠管理科發(fā)申報單由于對作業(yè)井嚴(yán)格把關(guān),減少誤作業(yè)6口井作業(yè)診斷符合率由2002年同期的81.5%提高到現(xiàn)在的92.0%現(xiàn)場井下診斷2、對申報作業(yè)井把關(guān)落實，提高作業(yè)診斷符合率

龍6-03井：2003年1月8日報漏失，經(jīng)熱洗、憋泵處理后正常生產(chǎn)。

龍6-07井2003年1月10日報漏失，經(jīng)熱洗、憋泵處理正常生產(chǎn)。

龍102-09井2003年1月9日報漏失,經(jīng)落實是氣鎖,因沉沒度只有102m,套管氣達(dá)到3.8MPa,而沖次是9次/分,經(jīng)過把沖次由9次/分降到6次/分,勤放套管氣,套壓控制到1.0MPa以下,該井正常生產(chǎn)。以下是小隊申報作業(yè)后經(jīng)技術(shù)人員現(xiàn)場落實處理現(xiàn)場正常生產(chǎn)井1）處理好小隊申報漏失作業(yè)井5口現(xiàn)場井下診斷2、對申報作業(yè)井把關(guān)落實，提高作業(yè)診斷符合率以下是小隊申報作業(yè)后經(jīng)技術(shù)人員現(xiàn)場落實處理現(xiàn)場正常生產(chǎn)井

龍5-15井2003年1月5日報漏失，于當(dāng)日熱洗，正常生產(chǎn)到1月8日示功圖反應(yīng)漏失、現(xiàn)場憋泵壓力表指針擺動，擺動范圍由0.8MPa至1.2MPa至1.5MPa之間，又熱洗。到1月20日又報油管漏失,試壓時，井口壓力由0.8MPa升至1.5MPa自噴，因偏心井口沒試壓成.報到工藝隊判斷是氣鎖,經(jīng)碰泵、憋泵該井正常生產(chǎn)。

龍7-15井2003年1月16日小隊技術(shù)員判斷是漏失，報到工藝隊后，經(jīng)反復(fù)憋泵、放套管氣該井正常生產(chǎn)。1）處理好小隊申報漏失作業(yè)井5口現(xiàn)場井下診斷2、對申報作業(yè)井把關(guān)落實，提高作業(yè)診斷符合率以下是小隊申報作業(yè)后經(jīng)技術(shù)人員現(xiàn)場落實處理現(xiàn)場正常生產(chǎn)井

龍22-09井2003年3月6日測試示功圖反映一條線，小隊技術(shù)員判斷是斷脫,報到地質(zhì)工藝隊,經(jīng)現(xiàn)場落實,憋泵壓力表指針隨上下沖程擺動（0.4MPa-1.2MPa）判斷是泵脫出工作筒,下放40cm后,示功圖正常,憋泵3分鐘,壓力表指針由0.4MPa升到2.5MPa。

2）處理好小隊申報斷脫作業(yè)井1口現(xiàn)場井下診斷

通過加強作業(yè)質(zhì)量監(jiān)督工作，使作業(yè)區(qū)的作業(yè)質(zhì)量正在逐步提高：檢泵周期（天）487綜合返工率（%）24.750710.83、加強現(xiàn)場跟蹤監(jiān)督，提高作業(yè)施工質(zhì)量現(xiàn)場井下診斷

發(fā)現(xiàn)異常井核實資料施工過程效果分析責(zé)任落實方案設(shè)計把一口井做為一項工程來抓，做到重點工序全員質(zhì)量跟蹤。首先做到超前意識精細(xì)生產(chǎn)管理現(xiàn)場井下診斷

其次為了降低兩率，在施工作業(yè)跟蹤上總結(jié)了“六字”方針。即：發(fā)、全、序、查、休、對發(fā)及時發(fā)現(xiàn)異常井及時到現(xiàn)場核實及時發(fā)送上報現(xiàn)場井下診斷

其次為了降低兩率，在施工作業(yè)跟蹤上總結(jié)了“六字”方針。即：發(fā)、全、序、查、休、對全施工作業(yè)三級跟蹤技術(shù)人員小隊干部井長及工人現(xiàn)場井下診斷

其次為了降低兩率，在施工作業(yè)跟蹤上總結(jié)了“六字”方針。即：發(fā)、全、序、查、休、對序?qū)κ┕ぞ攸c工序進行跟蹤監(jiān)督如趕在下班以后，則要求作業(yè)隊打電話通知采油隊值班干部到井上監(jiān)督審核現(xiàn)場井下診斷

其次為了降低兩率，在施工作業(yè)跟蹤上總結(jié)了“六字”方針。即：發(fā)、全、序、查、休、對查通過對每一口井現(xiàn)場跟蹤監(jiān)督，以檢查發(fā)現(xiàn)存在和出現(xiàn)的新問題，采取相應(yīng)整改措施?，F(xiàn)場井下診斷

其次為了降低兩率，在施工作業(yè)跟蹤上總結(jié)了“六字”方針。即：發(fā)、全、序、查、休、對休三級跟蹤人員無論休假日，都要協(xié)調(diào)組織按排好必須有其中一級以上人員對施工井進行現(xiàn)場跟蹤。現(xiàn)場井下診斷

其次為了降低兩率，在施工作業(yè)跟蹤上總結(jié)了“六字”方針。即：發(fā)、全、序、查、休、對對對每一口措施井，措施前后都及時錄取資料對效果進行分析，以找出措施效果好差原因，對癥下藥?，F(xiàn)場井下診斷通過加強作業(yè)質(zhì)量監(jiān)督工作作業(yè)區(qū)1-7月份共作業(yè)井148口井150井次，跟蹤率達(dá)到100%。共跟蹤出8個問題，當(dāng)場解決6個問題，有2個問題未及時解決?，F(xiàn)場井下診斷通過加強作業(yè)質(zhì)量監(jiān)督工作作業(yè)區(qū)1-7月份共作業(yè)井148口井150井次，跟蹤率達(dá)到100%。

共跟蹤出8個問題，當(dāng)場解決6個問題，有2個問題未及時解決。

龍114-13井廠九龍作業(yè)隊施工后又熱洗3罐水造成恢復(fù)周期達(dá)12天現(xiàn)場井下診斷

另外，在鉆井、替噴、射孔、撈油等工序中，建立了分區(qū)、分隊管理制度，使口口井都有專人負(fù)責(zé)管理，并且在“非典”期間與鉆井隊建立了電話聯(lián)絡(luò)制度。通過加強作業(yè)質(zhì)量監(jiān)督工作作業(yè)區(qū)1-7月份共作業(yè)井148口井150井次，跟蹤率達(dá)到100%。共跟蹤出