石油钻采机械任务三往复泵性能参数及特性曲线钻井循环系统—往复泵性能参数.ppt

石油工程系 任务二 往复泵的基本性能参数 1.泵功率和效率 1）功率 ①泵的输入功率或泵的主轴功率，用N主 表示。 ②有效功率，用N表示。 2）效率 η泵=N/ N主 2.泵的冲数n 泵的冲数是指单位时间内活塞或柱塞往复运动的次数，单位为min-1。 3、往复泵的流量 活塞的运动规律 　　 往复泵的动力端的不同，决定了运动规律的不同。目前，石油矿场用往复泵的动力端大多为曲柄连杆机构。 动力端通过皮带（或链条、万向轴）带动泵的主轴旋转，再通过曲柄连杆机构使活塞向右移动，缸内形成负压，上水池内的液体在大气压力作用下，顶开吸入阀进入缸内，直到活塞移到最右边位置完成吸入过程。活塞开始向左移动，缸内液体受到活塞的挤压而压力升高，吸入阀被关闭，排出阀被顶开，液体被活塞推出排出阀经排出管进入高压管汇，完成排出过程。 钻井泵工作原理 往复泵是容积式泵，其结构主要由泵缸、活塞、活塞杆、吸入和排出单向阀(活门)构成。活塞经曲柄连杆机构在外力驱动下作往复运动，单动往复泵输送液体不连续，流量曲线是半周正弦曲线。双动泵有所改善。三缸泵的流量曲线更平稳。 补充以下内容：往复泵的工作原理  单级往复泵动画示意图 双级往复泵动画示意图 多级往复泵动画示意图 往复泵的流量调节 1、采用双动泵或三联泵 ??? 双动泵指活塞在一个周期的推、拉都有液体排。 ??? 三联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，超过 平均流量的部分液体进入空气室暂存； 当瞬间流量小于平均流量时，排出压强 降低，空气室内气体膨胀，向排出管路 补充提供部分液体，使排出管路中流量 基本保持均匀。 单作用泵 二、往复泵的流量 ⒈ 理论平均流量 ⑴ 单作用泵理论流量 Qth＝iF S n 式中 Qth ――往复泵的理论流量，m3/min；F――活塞的截面积，m2；S――活塞冲程，m；n ――活塞每分钟往复次数，1/min。 ⑵ 双作用泵理论流量 Qth ＝i(2F-f) S n 式中 f――活塞杆的截面积，m2。 ⒉ 实际平均流量 由于活塞与泵缸内壁之间泄漏，而且泄漏量随泵压头升高而更加明显，吸入阀和排出阀启闭滞后等原因，往复泵的实际流量低于理论流量，即 Q＝μ Qth 式中 μ——泵的流量系数，其值在0.85～0.95的范围内，小型泵接近下限，大型泵接近上限。 ⒊ 瞬时流量 由活塞的运动规律知：活塞的运动是非均匀的，故泵在每一时刻的流量也是变化的，因而就有瞬时流量。 对双作用泵中 液缸无杆工作室的瞬时流量：Qcfm≈Frωsinφm 液缸有杆工作室的瞬时流量：Qcam≈(F-f)rωsinφm 多缸泵瞬时流量叠加。 ⒋往复泵的流量曲线及其运用（了解，通过函数关系绘制） ⑴ 判断流量的均匀度 ⑵ 确定泵输送的液体体积 ⑶ 检验曲柄布置是否合理 三、往复泵流量不均匀及解决方案（重点掌握） 活塞的运动是非均匀的，故泵在每一时刻的流量也是变化的，因而就有瞬时流量的脉动，引起吸入和排出管路内液体的不均匀流动，从而产生加速度和惯性力，增加了泵的吸入和排出阻力。吸入阻力的增加降低泵的吸入性能，排出阻力增加将使泵及管路承受额外负荷，还会引起管路压力脉动及管路振动，破坏泵的稳定运行。 解决往复泵的流量不均匀性方法： ⑴ 合理布置曲柄位置。 ⑵ 采用多缸泵或无脉动泵。 ⑶ 缩短管路长度、增大内径、减小往复次数（即降低曲柄角速度）均可减小惯性能头。 ⑷ 设置空气包。(减震装置） 作业： 1、 填空题：①循环系统的核心设备是 ，它是钻机的三大工作机之一。 ②钻机循环系统采用往复泵为整套钻机提供 。 ③往复泵由 和 两个基本部分组成。 ④往复泵是通过活塞的 运动转化为 能的形式向液体提供能量的液体输送机