王建偉

摘 要：本文針對抽油機井采用四化采集設(shè)備對示功圖自動采集時，因采集設(shè)備的安裝、調(diào)試、運行等過程中經(jīng)常出現(xiàn)的，非油井自身原因而導致的異常功圖進行分析，并找出問題所在，并提供解決方法，可為現(xiàn)場在安裝過程中避免出現(xiàn)類似問題提供參考，以及為維護、維修提供故障診斷依據(jù)，同時也為功圖在使用時避免對油井生產(chǎn)狀況產(chǎn)生錯誤判斷提供參考。

關(guān)鍵詞：功圖死點，功圖周期，數(shù)據(jù)對，死點開關(guān)，載荷傳感器

隨著勝利油田四化建設(shè)的不斷深入，四化采集的數(shù)據(jù)在油田生產(chǎn)中的應用也越來越廣泛，地位也越來越重要，抽油機井示功圖的采集手段也由人工長周期采集為主改變?yōu)樗幕O(shè)備自動高密度的采集，但在這些設(shè)備的安裝，調(diào)試以及運行過程中會產(chǎn)生各種各樣的新的非油井自身原因引起的異常功圖，這就需要相關(guān)操作人員了解并掌握導致這些異常的原因，要分析其原因首先要了解其基本工作過程。

一、四化功圖采集的基本過程

四化現(xiàn)場所用的功圖采集設(shè)備雖然有不同的廠家，采集方法也不盡相同，但其最終采集的結(jié)果均為標準結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)。

所采集數(shù)據(jù)的主體部分絕大多數(shù)為200個數(shù)據(jù)對，每對數(shù)據(jù)包含一個位移數(shù)據(jù)和一個與之相對應的載荷數(shù)據(jù)，用這些數(shù)據(jù)再配合輔助數(shù)據(jù)就可以描述一個完整的示功圖。其中的載荷數(shù)據(jù)來源于安裝在井口光桿懸繩器上的載荷傳感器，而位移數(shù)據(jù)獲取方式較多，有角位移、死點開關(guān)、一體化傳感器等，下面就這幾種常見的方式予以簡單介紹：

1.1角位移傳感器采集位移數(shù)據(jù)的過程

角位移傳感器適于游梁式抽油機，通常安裝于游梁前臂的下方，隨著游梁的上下擺動，該傳感器可以感知游梁擺動的角度，用該角度與預先設(shè)定好的前臂參數(shù)即可計算出光桿上下運行的方向和距離，進而即可計算出位移數(shù)據(jù)，但該傳感器安裝是有方向性的，如果裝反了，其上、下沖程以及載荷數(shù)據(jù)的時序均會顛倒。

1.2死點開關(guān)采集位移數(shù)據(jù)的過程以及安裝要求

死點開關(guān)適用于游梁式抽油機、塔式等抽油機，抽油機在運轉(zhuǎn)的過程中，每一個周期激活一次，通常采用磁場接近激活，每次激活，認為一個周期的結(jié)束和下一周期的開始。但用該種傳感器使用前需預先標定，即需要通過位移校準器標定死點所處沖程的位置，以及實際沖程與時序的關(guān)系。標定完成后，正常使用時，就可以根據(jù)死點來確定周期的開始和結(jié)束并根據(jù)時序關(guān)系來確定位移數(shù)據(jù)。該傳感器因無法感知激活的方向，為調(diào)試方便，現(xiàn)場通常安裝在下死點位置。

二、幾種在四化采集中常見的異常功圖

抽油機井正常生產(chǎn)時的示功圖其形狀接近于平行四邊形，但因現(xiàn)場設(shè)備的操作、運行、人為錯誤等原因常會出現(xiàn)各種異常圖形，這類圖形與油井本身異常圖形又有較大差別，下面分別進行分析。

2.1 示功圖鏡像翻轉(zhuǎn)

在現(xiàn)場中，有時會見到鏡像翻轉(zhuǎn)的示功圖，總結(jié)常見于兩種原因，一是，XHH43-X45井，左側(cè)為該井正常示功圖，右側(cè)為異常示功圖，落實現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)，該井使用角位移傳感器，對其更換電池后裝反所致，將其按照正確方式安裝后，功圖恢復正常。

造成這種圖形的另一種原因，常見于皮帶式抽油機，該種抽油機對電機的轉(zhuǎn)向沒有確切的要求，但在使用中會因更換電機，接線等原因?qū)е码姍C反轉(zhuǎn)，該井所采集的示功圖也會呈現(xiàn)鏡像反轉(zhuǎn)，SNSH3-3-71井，左側(cè)為該井正常示功圖，右側(cè)為異常示功圖，該井采用皮帶式抽油機，出現(xiàn)這種圖形是在更換電機接線后出現(xiàn)的，對于這種情況，對電機進行調(diào)向或重新位移標定后，示功圖即可恢復正常。

2.2位移零點超前與滯后

對于依賴死點開關(guān)采集功圖的井，如果死點位置發(fā)生移動，其所采集的功圖也會發(fā)生變化。如圖3，XHH75-X74井，左側(cè)為該井正常示功圖，右側(cè)為異常示功圖，從圖中可以看出右側(cè)的異常圖有些類似油井雙漏的功圖，即功圖的上、下死點位置變得圓滑。出現(xiàn)該問題后，落實油井生產(chǎn)正常，對該井四化設(shè)備檢查時發(fā)現(xiàn)，該井的死點磁鐵在近期維護抽油機時被移動，比原位置滯后30CM左右。

該井磁鐵相位的滯后，會讓四化采集設(shè)備誤認為，下死點位置還沒有到，而此時載荷已經(jīng)進入了上升段，于是就會造成功圖左下角處圓圈內(nèi)的斜線，該圖右上角的異常原因與此相同。磁鐵調(diào)整到原位置后，功圖恢復正常。

與上一井類似，XHH43-X39井，其右半部分的圖形極類似于供液不足的示功圖，分析其原因為，磁鐵位置比正常位置相位提前，采集設(shè)備認為下死點已經(jīng)到達，開始記錄上行段數(shù)據(jù)，而實際上，下行段并未結(jié)束，造成有半米左右的載荷數(shù)據(jù)沒有上升，如圖中圓圈內(nèi)所示，圖中右上角的異常同理。

2.3 操作不規(guī)范，位移標定受限

采用死點法采集功圖的設(shè)備在使用前通常需要用位移校準器進行標定，受到現(xiàn)場設(shè)備等因素影響，如防盜箱過高，井口無適宜懸掛位置，人為操作而導致位移校準器的拉線不能與光桿平行，甚至其下端比光桿的下死點懸點還高，以這種方式標定出來的功圖會導致如圖5左側(cè)所示現(xiàn)象，接近下死點附近的載荷數(shù)據(jù)均被擠壓在很小的位移范圍內(nèi)，功圖左下角應該出現(xiàn)的銳角也未出現(xiàn)，同時該井的沖程比實際的要短。對該井按照標準操作重新標定后，恢復正常。

2.4 功圖周期與實際不符

四化采集到的異常功圖中常見采集周期大于或小于實際周期，常見原因有異常磁場干擾，死點故障以及其它電器設(shè)備的干擾。

1、異常磁場干擾

在四化功圖采集設(shè)備安裝前，會有部分井安裝過其它類似的功圖采集設(shè)備，其遺留的磁鐵會對新安裝的設(shè)備造成干擾，如XHH100-X40井，該井使用皮帶式抽油機，該井設(shè)備安裝完成后，也順利標定完成，可采集到卻是異常功圖。如圖6左側(cè)為該井正常功圖，右側(cè)所示的2種功圖隨機出現(xiàn)，經(jīng)過對現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，在該井抽油機的鏈條上，與本次安裝完全對稱的位置安裝有另一塊磁鐵，那塊磁鐵是以前功圖采集設(shè)備所遺留的，對稱的位置導致周期檢測時不會發(fā)現(xiàn)兩次周期的不同，可以通過檢測，但會導致實際采集數(shù)據(jù)時，會將上半個沖程的數(shù)據(jù)映射成一個周期，如圖6中間所示，或者將下半個沖程的數(shù)據(jù)映射成一個周期如圖右側(cè)，將干擾磁鐵去除重新標定后，功圖恢復正常。

2、電路信號干擾導致圖形混亂

采用有線死點采集功圖的井，其死點信號是通過檢測RTU的DI7或DI9來實現(xiàn)的，現(xiàn)場常發(fā)現(xiàn)部分井控制柜干擾嚴重，尤其是抽油機在變頻運行時，此時會導致四化設(shè)備采集功圖周期的錯誤，常見采集周期比實際周期短，采集的功圖也是由部分功圖數(shù)據(jù)映射成一個周期的圖形，混亂不堪。

3、死點開關(guān)運行不穩(wěn)定導致多周期圖形

采用有線死點采集功圖的井，常見死點開關(guān)因磁場減弱或其本身靈敏度下降，或其它原因?qū)е鹿ぷ鞑环€(wěn)定，致使周期信號變長，此時采集的功圖沖次明顯變慢，功圖為多個周期功圖疊加而成。

2.5磁鐵失效，沾滿異物

對于使用皮帶式抽油機的井，激活死點開關(guān)用的磁鐵大部分是吸附在抽油機內(nèi)部的鏈條上的，該磁鐵會周期性的浸入機油中，并吸附機油中的鐵屑，當鐵屑積累到一定量時，該磁鐵外在表現(xiàn)的磁場強度就很弱，死點開關(guān)也就難以感應到磁場的存在，進而導致功圖不能正常采集。與此類似，游梁式抽油機，也會出現(xiàn)因磁鐵吸附大量抽油機掉落的鐵銹，鐵渣等異物，導致磁鐵的失效的情況。

三、結(jié)論

以上是四化示功圖采集設(shè)備運行中常見的幾個問題，既有設(shè)備本身的問題，也有安裝調(diào)試的問題，根據(jù)現(xiàn)象，通過原理入手，結(jié)合現(xiàn)場所發(fā)現(xiàn)問題很容易找的癥結(jié)所在，維修也就事半功倍，同時在功圖的使用和分析中，為避免對油井的生產(chǎn)情況產(chǎn)生錯誤的判斷提供了參考。

參考文獻：

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