第四章 计算机诊断技术的应用
通过计算机对诊断数学模型进行数值求解，可以获得泵示功图。泵功图主要用来诊断井下泵工作状况 [8]。
4.1 井下抽油泵工况分析
计算得到井下泵功图，通过其形状分析，可以判断泵是否工作正
常以及不正常原因[8]，典型的泵理论示功图如图4-1所示：
图4-1典型情况下的泵理论示功图
图中横坐标为位移，纵坐标为载荷。图4-1a是表示在油管锚定的条件下，泵完全充满液体，无气体影响，游动阀和固定阀工作良好。图4-1b是无油管锚条件下，泵工作良好的泵示功图。图4-1c～f依次表示泵受气体影响、充不满、排出部分漏失和吸入部分漏失情况下的泵示功图。
4.2 示功图故障分类
抽油机井的计算机诊断是通过载荷传感器和位移传感器在地面测得不同时间光杆载荷和位移的变化关系（地面示功图），然后利用数学方法借助于计算机来求得各级抽油杆柱截面和泵上的载荷及位
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移（泵功图），从而绘出井下示功图，然后诊断油井故障。本文在详细研究分析油井示功图形态[9]、故障特征以及生产设备条件的基础上，将示功图故障做如下分类：
①、窄条或不出液类（固定阀卡死常开、泵严重磨损、油杆断脱、气锁、液击、卡泵、抽喷、油管严重漏失、管线或闸门堵）
1液击
2气锁 3卡泵
4管线或闸门堵 5固定阀常开
图4-2 窄条或不出类
6泵严重磨磨
②、其他故障
7油管严重漏失 8抽喷
9油杆断脱
a、完全上冲程特征故障类，包括柱塞脱出工作筒、游动阀漏失、上碰、上阀关闭迟缓；
1游动阀漏失 2上碰 图4-3完全上冲程特征故障类
3上阀关闭迟缓 4柱塞脱出工作筒
b、完全下冲程特征故障类，包括供液不足、固定阀漏失、下碰
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1固定阀漏失 2供液不足 3下碰
图4-4完全下冲程特征故障类
c、上下冲程特征故障类，包括气体影响、液体或机械摩阻、泵筒弯曲、衬套拉槽、双阀漏失、正常、泵筒中部磨大；
7出砂 图4-5 上下冲程特征故障类
1正常 2泵筒中部磨3气体影响 4双阀漏失 5衬套拉槽 6泵筒弯曲 窄条或不出类很容易根据泵效、功图最大载荷、功图最小载荷以及功图面积来判断：a 示功图面积不要正常示功图面积的四分之一；b除了抽喷外泵效基本为0；符合上述两条的可以划分为窄条或不出类。
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第五章 有杆抽油井诊断实例
示功图诊断是当前有杆抽油井生产工况诊断最普遍方法。及时、准确地掌握有杆抽油系统的工作状况，诊断油井所存在的问题，制定合理的技术措施，使油井及时恢复正常生产，可提高作业效率和油井产量[1]。下面以新疆油田生产数据为例，对工况进行诊断。
5.1 诊断程序界面
图5-1 程序主界面
5.2 油井工况诊断分析
应用抽油机井地面测试仪测得地面示功图，通过自己所编写的有杆抽油系统诊断程序，对抽油系统的设备工况进行诊断分析。井下诊断技术可以求得抽油杆柱不同深度的载荷和位移数值，从而绘制泵的示功图。
泵功图反映了井下设备的工作状况。通过观察泵功图的形状，可以分析井下泵的工况。以下以新疆油田两口生产井为例应用程序进行诊断实例计算。 例一：
油井基本数据资料如下表：
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抽油机型号 CYJ10-3-53HB 生产厂家 兰通 冲次,min -16.6 1279.9 泵径,mm 38 泵型 杆式泵 动液面深,m 地面原油粘油压,MPa 0.2 套压,MPa 0.6 度,mPa.s 50 日产液量,m/d 33.286 含水率,% 31 气相对密度 0.7745 油相对密度 0.876 水相对密度 1 泵深,m 1404.4 油管内径,mm 62 油管锚定 锚定 气油比,m/m 33110.6 抽油杆 杆柱组合 φ19×1269.52+φ22×112.65 类型 钢杆 悬点运动计算：
对于常规型抽油机CYJ10-3-53HB，采用所编程序输入各参数计算得各运动关系曲线分别为：
位移,m2.521.510.50060120180240300360曲柄转角,度
图5-2 悬点位移曲线
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