活塞 - 机械与储运工程学院.ppt

* * 石 油 工 程 流 体 机 械 任课教师:赵 洪 滨 (Petroleum Engineering Fluid Machinery ) 绪论 采油： 高压离心泵═?地层注水； 高压压缩机═?地层注气：维持地层能量，延长油井自喷期 有杆、无杆泵═?抽油机械开采→保证高采油速度和原油产量 高压压裂泵═?对油、水层进行压裂和酸化→提高地层渗透率 →增产原油和增注水量的目的。 钻井： 高压钻井泵═?钻井液循环→清除井底岩屑；喷射钻井井底涡轮钻具、单螺杆钻具═?驱动钻头→破碎岩石动力机═?液力、液压能量传动→绞车、转盘、钻井泵气动系统═?协调控制钻井和修井装置部件 油气集输： 油气混输机械═?改进海上和陆地油田油气集输系统布局 →缩减开发和经营油田的费用等 石油工程流体机械分类： 液力传动装置═?[泵+液动机]利用液体作为传能工作介质 容积式～[容积式泵－容积式液动机]→液压传动(压能) 动力式～[叶片式离心泵－动力式涡轮]→液力传动(动能压能) 石油工程水力机械 泵═?动力机轴机械能→液体位能、压能、动能 容积式～(容积变化)→压能：往复泵、螺杆泵 叶片式～(叶片转动)→动能、压能 ：离心泵、轴流泵 液动机═?液体位能、压能、动能→动力机轴机械能 容积式～(容积变化)→高压液体推动：液压缸、液压马达 、单螺杆钻具 动力式～(动量变化)→动能压能做功： 涡轮钻具 气力传动装置═?[压缩机+气动机]， 例如燃气轮机： 石油工程气力机械 压缩机═?压缩并输送气体；动力机轴机械能→气体压力能 容积式～容积变化→压力能： 往复活塞式－活塞式压缩机 回转活塞式－回转式压缩机 叶片式～叶片作用→压力能 离心式－气体垂直机轴径向方向离开 轴流式－气体平行压缩机轴方向离开 气动机═?气体能量→转换为发动机机械能 内燃机、蒸汽透平、燃气透平、火箭发动机。。。 压缩机 燃烧室 燃气透平 空气压缩 燃烧加热 高压高温燃气做功 流体机械普遍特点(能量转换、特性参数)： 流体═?[ 液体 ＋ 气体 ]～有关参数 机械═?[活塞往复式＋ 旋转式]～有关参数 总体性能参数 对流体做功 输出机械功 机型(MODEL):活塞机　 功率(KW):　15KW 马力(HP):20hp　 排气量:1.3立方米每秒　 压力(bar):3mpa　 第一章 往复泵 第一节 概述 泵阀、活塞-缸套、柱塞-密封 易损部件 压力高、功率大；制造维修成本低、体积重量不能过大 往复泵要求 十分恶劣 实际工作条件 在井内抽汲原油 抽油泵 向井内油层注入高压水以驱油 注水泵 向井底注入大量含有固体颗粒的液体或酸碱液体，造成油层人工裂缝，提高原油产量和采收率 压裂泵 向井底注入高压水泥浆固化井壁 固井泵 钻井过程携带出井底岩屑、给井底钻具供应动力，向井底输送和循环钻井液 钻井泵 用途 名称 一、往复泵的工作原理 1－曲柄 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2－连杆 3－十字头 4－活塞 5－缸套 6－排出阀 7－排出四通 8－预压排出空气包 9－排出管 10-阀箱(液缸) 11-吸入阀 12-吸入管 动力机→[皮带、齿轮或其他传动件]→曲柄(或曲轴) 液缸吸入过程(曲柄左→右)： 活塞移向→泵动力端动→液缸内形成一定真空→[吸入阀在液面压力pa作用下被推开]→吸入池中液体→进入液缸→… →直到活塞右死点 液缸排出过程(曲柄右→左)： 活塞移向→泵液力端→液缸内液压升高→[吸入阀关闭，排出阀被推开]→缸内液体通过排出阀和排出管→进入排出池→… →直到活塞左死点 曲柄旋转一周(0～2π) →活塞往复运动一次 →单作用泵液缸完成一次吸入和排出过程 活塞冲程长度： 在吸入或排出过程中活塞移动的最大距离，用S表示 曲柄半径r→→→→→→→→→→→→→→→→S=2r 1、采用双动泵或三连泵 ?? 双动泵指活塞在一个周期的推、拉都有液体排。 ? 三连泵是由三个并联的缸和三个按120o 夹角用曲轴连接的活塞组成。 2、安装空气室 ???将空气室安装在排出管路的始端，当瞬间流量大于平均流量时，泵的排出压强升高，空气室内气体被压缩，超