章往复泵详解.ppt

第一章 往复泵1.1概 述  泵是一种输送液体的机械，它把原动机的机械能或其它能源传递给液体，借以增加液体能量。 根据结构特征和作用不同，泵可分为三个基本类型。 (1)容积式泵：依靠包容液体的密封工作空间容积周期性的变化，把能量周期性地传递给液体，使液体的压力增加到将液体强行排出。 往复泵: 螺杆泵。 (2)叶轮式泵 依靠旋转的叶轮对液体的动力作用，把能量连续地传递给液体，使液体的速度能（为主)和压力能的能量增加，随后通过压出室将大部分速度能转换为压力能。如离心泵，轴流泵和旋涡泵属于这一类。 (3)其它类型泵如射流泵 水锤泵等。 往复泵是一种典型的容积泵。它包容液体的密封工作空间容积由于活塞(或柱塞)的往复运动而产生周期性变化，从而把活塞(或柱塞)运动的机械能转变成为液体的压能。 它在石油矿场上应用非常广泛。它常常用于高压下输送高粘度、大密度和高含砂量的液体，而流量相对较小。 在钻井过程中，需要携带出井底的岩屑和供给井底动力钻具的动力，这种用于向井底输送和循环钻井液的往复泵，被称为钻井泵或泥浆泵； 为了加固井壁，向井底注入高压水泥的往复泵被称为固井泵或水泥泵； 为了造成油层的人工裂缝，提高原油产量和采收率，用于向井内注入含有大量固体颗粒的液体或酸碱液体的往复泵，称为压裂泵； 在采油过程中，用于在井内抽汲原油的往复泵，称为抽油泵； 1.1.1往复泵的工作原理  图1－1是卧式单缸单作用往复泵示意图。 工作时，动力机通过皮带，传动轴，齿轮等传动部件带动主轴及固定于其上的曲柄旋转。 当曲柄从水平位置自左向逆时针旋转时，活塞向右边亦即泵的动力端移动，液缸内形成一定的真空度，吸入池中的液体在液面压力Pa的作用下，推开吸入阀，进入液缸内，直到活塞移到右死点位置为止。这个过程，称作液缸的吸入过程。 曲柄继续转动，活塞开始向左亦即泵的液力端移动，缸套内液体受到挤压，压力升高，吸入阀关闭，直到缸内压力升高到大于排出管线上的压力，排出阀被推开，液体经排出阀和排出管排出，直到活塞移到左死点为止。 这一过程称作液缸的排出过程。 1.1.2往复泵的分类  按照结构特点，石油矿场用拄复泵大致可按以下四方面分类： 1.按缸数分: 有单缸泵、双缸泵、三缸泵、四缸泵等。  2.按作用方式分: 有单作用式和双作用式两种。 曲柄连续旋转，每一周内活塞往复运动一次，  单作用泵的液缸完成一次吸入和排出过程。  在吸入和排出过程中，活塞移动的距离以s表示，称作活塞的行程长度：曲柄半径用r表示。 活塞移动的距离和曲柄半径之间的关系为： S＝2r  单作用式泵如图1－1所示，其活塞在液缸内往复一次，该液缸作一次吸入和一次排出。  双作用式泵如图 1－2所示，液缸被活塞分为两个工作室，无活塞杆的为前工作室，有活塞杆的为后工作室，每个室都有吸入和排出阀。 双作用泵，活塞往复运动一次，其液缸完成吸入过程和排出过程各二次。 3.按液缸的布置方案及其相互位置分：有卧式泵、立式泵、V形泵、星形泵等。 4.按活塞式样分： 有活塞泵 (如图1－1) 柱塞泵(图1—3)。   通常以泵的上述主要特点来区分各种不同类型的泵，如单缸单作用立式柱塞泵、双缸双作用卧式活塞泵、三缸单作用柱塞泵等。 1.1.3往复泵的基本参数 反映泵基本工作性能的参数有：  1.泵的排量： 泵的排量是指单位时间内泵通过管道所输送的液体量。 排量通常以单位时间内的体积表示，称作体积排量，代表符号为Q，单位为l/s 或m3／s。 2.泵的压力： 泵的压力通常指泵排出口处液体的压力，代表符号为P，单位为MPa。 3.泵的功率和效率:  单位时间内动力机传到往复泵主轴上的能量，称为泵的输入功率。以Np表示。而单位时间内液体通过泵后所获得的能量称为泵的有效功率，或输出功率，以N表示。 泵的功率单位一般为kw，现场也习惯用马力（HP)来表示。泵的总效率η泵： η泵＝N/Np 4.泵速 泵速是指单位时间内活塞或柱塞的往复次数，也称作泵的冲次，以n表示，单位为冲/min。 1.2往复泵的排量1.2.1往复泵的平均排量： 往复泵