第七章 往复泵.ppt

1、第六章 往复泵,本章主要内容： 第一节 往复泵概述 第二节常用往复泵的的基本结构和特点 第三节 往复泵的维护保养 本章学习要求： 明确往复泵的基本构成和工作原理 理解造成往复泵流量不均匀的原因及其危害，懂得如何坚决它。 明确往复泵的主要性能参数有哪些。 熟悉往复泵的特点。 了解钻井液净化设备的组成和典型净化原理。,本章要点：,泵是把动力机的机械能转化为液体能的机械。 往复泵和其他类型的泵一样，是将动力机轴上的机械能传递给液 体，使液体的位能、压能及动能增加，这三项水头之和是液体的总水 头或总比能，即单位重量液体所具有的总能量，以J/N（ m液柱）表示。 由于目前国内外石油钻机中采用的钻井泵都是

2、往复式的压力泵，所 以钻井泵又称往复泵。 往复泵是一种发展较早的水力机械，这种泵适用于输送要求压力 高(大于15MPa)，流量较小(小于30L/S)的各种介质（如水、油、钻井液等）。 钻机循环系统采用往复泵为整套钻机提供高压钻井液。,往复泵属于容积式泵,在石油场矿上用的非常广泛,常用于高压下输送黏度、密度较大、含砂量和腐蚀性较高的液体，其流量相对较小。譬如，在钻井过程中，用于向井底输送钻井液以携带出井底岩屑或供给井底动力钻具动力的钻井泵；在固井作业中，用于向井底注入高压水泥浆的固井泵；为了造成油井的人工裂缝，提高原油的产量和采收率，用于向井内注入大量固体颗粒的液体或酸碱盐的压裂泵；向油层高压水

3、驱油的注水泵；在采油过程中，用于在井内抽吸原油的抽油泵；在油水分离、污水处理中，用于加入破乳剂等药剂的泵都属于往复泵。 起身系统 （绞车） 钻机的三大工作系统 旋转系统 （转盘） 循环系统 （钻井泵）,第一节 往复泵概述,一、往复泵基本结构和工作原理 往复泵是活塞泵、柱赛泵和隔膜泵的总称，它是容积式泵中的一种，应用比较广泛。活塞泵依靠活塞在泵缸中往复运动，使缸内工作容积发生周期性地变化来吸排液。见图71 注意区别：活塞泵由带密封件的活塞与固定金属缸套形成密封副。 柱塞泵由金属柱塞与固定密封件组件形成密封圈。如，压裂泵、水泥泵、注水泵等。 隔膜泵是用隔膜将活塞或柱塞与被输送液体隔开。 基本结构

4、往复泵由两个基本部分组成： 液力部分 把机械能转化为液体能，包括活塞液缸、液缸、泵阀等部件。 动力部分 把驱动机的旋转运动转化为活塞的往复直线运动，包括曲柄、连杆、十字头、活塞杆等部件。 主要部件：泵缸、活塞、活塞杆、单向开启的吸入阀和排出阀。泵缸内活塞与阀门间的空间为工作室。,往复泵,工作原理 往复泵是通过活塞的往复运动直接以压力能的形式向液体提供能量的液体输送机械。 当发动机通过皮带、齿轮等传动件带动泵的主轴旋转，当曲柄以角速度从水平位置按箭头方向开始旋转时，活塞自左向右移动时，工作室的容积增大形成低压，吸入阀被吸液池的液体在液面压力Pa作用下推开，使液体进入泵缸内，排出阀因受排出管内液体

5、压力而关闭。活塞移至右端点时即完成吸入行程。当活塞自右向左移动时泵缸内液体受到挤压使其压力增高，从而推开排出阀而压入排出管路，吸入阀则被关闭，液体经排出阀和排出管进入排出罐，曲柄再次转到左边水平位置，活塞移至左端点时排液结束，完成了一个工作循环。活塞如此往复运动，液体间断地被吸入泵缸和排入压出管路，达到输液的目的。,单作用泵,活塞从左端点到右端点（或相反）的距离叫做冲程或位移，用S表示，r为曲柄半径，则有 S=2r 活塞往复一次只吸液一次和排液一次的泵称为单动泵。单动泵的吸入阀和排出阀均装在泵缸的同一侧，吸液时不能排液，因此排液不连续。对于机动泵，活塞由连杆和曲轴带动，它在左右两端点之间的往复

6、运动是不等速的，于是形成了单动泵 不连续的流量曲线。 为了改善单动泵流量的不均匀性，设计出了双动泵和三联泵。双动泵活塞两侧的泵缸内均装有吸入阀和排出阀，活塞每往复一次各吸液和排液两次，使吸入管路和压出管路总有液体流过，所以送液连续，但由于活塞运动的不匀速性，流量曲线仍有起伏。双动泵和三联泵的流量曲线都是连续的但不均匀。 如下图：,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,二、往复泵的分类,往复

7、泵的种类很多，按以下几个方式分类： 按缸数分：分为单缸泵、双缸泵、三缸泵、四缸泵等。 见P137 按工作件的式样分：分为活塞泵、柱塞泵。 活塞泵：由带密封件的活塞与固定的金属缸套形成密封副。 柱塞泵：由金属柱塞与固定的密封组件形成密封圈。,注意区别哦, 按作用方式分：分有单作用泵、双作用泵。 按驱动或传动方式分：机械传动泵、蒸汽驱动泵、液压直接驱动泵、手动泵等。 按液缸的布置方式分：卧式泵、立式泵、V形或新星泵等。 注意：往复泵是一种容积泵（或称正位移泵）单位时间输送液体量 恒定。 往复泵有自吸能力，启动前不灌泵。,三、往复泵的基本性能参数,反映泵的基本性能的指标有： 1、泵的流量或排量 指的

8、是单位时间内，泵通过排出管所输送的液体量。流量通常以体积单位表示，又称为体积流量Q（m3/s)。有时也用重量单位表示，称为重量流量QG(N/s)。 二者关系：QG=Q 液体的重度，N/m3。,流量： 指单位时间内泵排出液体的量。单位有L/s 、m3/min、 m3/h、m3/d等 体积流量和kg/s、t/h等质量流量。 排量：指往复泵的曲轴旋转一周（02)，泵所排出和吸入液体的体积。 二者大多书上不作区别。 理论平均流量 单作用泵理论流量 QthiF 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，i液缸数。 双作

9、用泵理论流量 Qth = i (2F-f) S n 式中 f活塞杆的截面积，m2。 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 Qth 式中 泵的流量系数，其值在0.850.95的范围内，小型泵接近下限，大型泵接近上限。,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：QcfmFrsinm 液缸有杆工作室的瞬时流量：Qcam(F-f)rsinm 多缸泵瞬时流量叠加。 往复泵的流量曲线及其运用（了解，通

10、过函数关系绘制） 判断流量的均匀度 确定泵输送的液体体积 检验曲柄布置是否合理,了解往复泵流量不均匀及解决方案,由于多数情况下，工作室（气缸）内的活塞杆由转轮或曲轴带动，所以活塞在工作室中的运动速度随转轮的旋转角度变化，因而活塞的运动速度是非均匀的，故泵在每一时刻的流量也是变化的，于是就有瞬时流量脉动，会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。吸入阻力的增加将降低泵的吸入性能，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： 合理布置曲柄位置。 采用多缸泵或无脉动泵 如采用双

11、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。 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。 设置空气包(减震装置）。 将空气包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，空气包内气体被压缩，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，空气包内气体膨胀，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。,了解：往复泵的流量调节,往复泵不能采用调节出口阀的方法进行流量调节。往复泵特性曲线结合管路特性曲线，可确定往

12、复泵的工作点。往复泵的流量与管路特性曲线无关。因此，若在往复泵出口安装调节阀，不仅不能调节流量，若操作不当使出口阀完全关闭则会使泵压头剧增，损坏设备。 往复泵通常采用旁路流程调节流量，如图增加旁路，并未改变泵的总流量，只是使部分液体经旁路又回到泵进口，从而减小了主管路系统的流量。,2、泵的压力,一般指泵排出口的液体压力，通常以P表示。 了解泵的扬程概念：往复泵的扬程指的是单位质量的液体经过泵后增加的能量，用J/kg或m液柱表示。经泵后液体的扬程可用下式表示： 位置水头 单位重量的液体所具有的能量有 压力水头 速度水头 PA、PB分别表示吸如罐和排出罐液体的压力。,3、泵的功率和效率,从能量观点

13、看，泵是把发动机的机械能转化为液体能的机器。单位时间内发动机传到泵轴上的能量称作泵的输入功率或泵的主轴功率，以N主表示；而单位时间内液体经过泵后增加的能量称作泵的有效功率以N表示。 泵的效率指的是有效功率和输入功率之比。,往复泵的功率,设泵的有效扬程为H，体积流量为Q，则单位时间内液体由泵所获得的总能量即为泵的输出功率N0，可以写为 驱动机输入到轴上的功率为Ni,即为输入功率。由于泵存在功率损失， NiN0，所以泵的总效率为 =N0/ Ni,往复泵的效率 泵的输入功率N i ，泵的输出功率N 0 。 往复泵在工作过程中会产生 1、机械损失（m） 2、容积损失（v） 3、水力损失（h）。 泵的总

14、效率为： 试验测定，一般情况下=0.750.90。,4、泵的冲数,泵的冲数是指单位时间内活塞（或柱塞）的往复次数n（min-1)。,补充：往复泵的特点（1） 往复泵的流量仅与往复泵活塞的直径、行程、转速及液缸数有关，与管路的情况、所输送流体的温度、粘度无关。（2） 往复泵的压头取决于往复泵在其中工作的管路特性。只要管路有足够的承压能力，原动机也有足够的功率以及相应的密封能力，活塞就可以把液体排出。因此，同一台往复泵在不同管路中产生的压头也不同。（3） 往复泵不能象离心泵那样在关死点运转，否则要损坏往复泵，故往复泵装置中必须安装有安全阀或其它安全装置。（4） 往复泵有很好的自吸能力。即泵在一定的

15、安装高度下，不需要灌泵就可以在规定的时间内启动并达到正常工作状态。（5） 往复泵的效率较高。（6） 往复泵的流量较小，且流量不均匀，结构比较复杂，适用于高压头、小流量的场合. ( 7 ).结构比较复杂，易损件(活塞环、泵阀、填料等)较多 由于上述特点，笨重(在Q相同时与其它泵相比) ，造价高，管理维护麻烦，在许多场合它已被离心泵所取代。但舱底水泵和油轮扫舱泵等在工作中容易吸入气体，需要具有较好的自吸能力，故常采用往复泵；在要求小流量Q、高压头P时，也可采用往复泵。但不宜输送腐蚀性液体及含有固体颗粒的悬浮液。,注意：离心泵和往复泵的不同,离心泵的工作原理和结构与往复泵完全不同。往复泵主要通过工作

16、腔的容积，将机械能主要转变为液体的压力能；而离心泵则主要靠改变工作腔内液体的运动速度，将机械能转变为液体的动能和压能。,第二节 常用往复泵的典型结构,目前，国内外油田普遍应用的往复泵有双缸双作用活塞泵和三缸单作用活塞泵。 一、双缸双作用活塞泵 以国产的NB6600泵为例，该泵由驱动部分（动力端）和水力部分（液力端）组成。 1、泵的动力端 动力端包括：底座、皮带轮、装皮带轮的传动轴、齿轮、主轴承、偏心轮、曲柄连杆机构、十字头等，十字头作用是传递活塞力的重要部件，对活塞在缸套内作往复直线运动起导向作用，使介杆、活塞等不受曲柄切向力的影响，减少介杆和活塞的磨损，同时将主轴的旋转运动变为活塞的往复运动

17、，传递动力和做必要的减速。见图74 介杆的作用是便于对中，防止柱塞偏磨和蹩劲。,活塞杆,介杆,2、泵的液力端,液力端包括：活塞、泵缸、泵阀、空气包等。其作用是自吸入池吸入液体，通过活塞运动，使机械能转变为压力能，输出高压液体。 两个铸钢阀箱，用螺栓和机座相连。,卧室三柱塞高压泵,高碳高铬泥浆泵缸套,阀箱,双缸双作用往复泵,卧室三柱塞高压泵,卧室三柱塞高压泵,二、三缸单作用活塞泵,由于往复泵向体积缩小、重量减轻的方向发展，在双缸双作用活塞泵和三缸单作用柱塞泵长期使用的基础上开始采用三缸单作用活塞泵。它有以下特点（优点）： 1、冲程短，冲数高 2、单作用活塞结构 3、排量大、压力高、适用范围大 4

18、、排量均匀，压力波动小 5、体积小、重量轻 6、更换易损件方便，维修保养简单，费用低 7、机械效率高,三缸单作用活塞泵的特点,1、与双缸双作用泵相比，三缸单作用泵主要有以上优点。 2、三缸单作用泵主要缺点 （1）由于三缸单作用泵的冲次高，使得活塞线速度高，降低了泵的自吸能力，容易产生吸入汽蚀现象，所以往往采用灌注泵或钻井液池位置提高，使泥浆自行流入液缸，通常情况下应该配备灌注系统，即由另一台灌注泵向三缸单作用泵的吸入口供给一定压力的液体，这样便增加了附属设备。 （2）由于三缸单作用泵活塞外露，且外露圆周比双作用活塞杆密封圆周大的多，在自吸的条件下，当处于吸入过程时，液缸内压力较低，假如和活塞配

19、合之处松弛，外部空气有可能进入液缸，从而导致泵工作不平稳，降低容积效率。,3、三缸单作用钻井泵的代号 3NB 变形代号 额定输入功率代号 三缸单作用钻井泵代号 双缸钻井泵代号，如NB8600型 其中8指设计序号 600额定输入功率，KW,如图，以三缸单作用为例，学习钻井泵的主要零部件。 60年代中期，三缸单作用泵在美国研制成功并投入使用，效果很好。,三缸单作用钻井泵的组成,一台石油钻机一般配备有两到三台钻井泵,现代钻井泵一般为三缸单作用往复泵。钻井泵是石油钻井循环系统的关键设备，它用以向井下泵送钻井的“血液”钻井液，所以它被称为钻机的“心脏”。钻井泵压力的高低、排量的大小与钻井工艺密切相关，因

20、此它工作状态的好坏直接影响到钻井工作能否正常进行，影响到钻井工作的安全、效率、成本和质量。 三缸单作用钻井泵由动力端和液力端两大部分组成。 在工作中，其皮带轮、齿轮、轴承作旋转运动，十字头为旋转运动与直线往复运动的交汇点，而活塞杆、活塞在泵缸中作直线往复运动，这些运动与泵缸中钻井液的压力波动一起引起泵的强烈振动。由于钻井泵工作在野外而且具有功率大、压力高、工作条件恶劣的特点，因此由于泵的损坏导致钻井工作停顿造成巨大损失的实例非常之多。,1、动力端,动力端包括：皮带轮、齿轮、轴承、曲柄连杆机构、十字头等，其作用是将主轴的旋转运动变为活塞的往复运动，同时传递动力和做必要的减速。 注意几个概念： 铸

21、造是指熔炼金属、制造铸型，并将熔炼金属浇入铸型，冷固后获得一定形状、尺寸和性能的金属零件毛坯的成形方法。 锻压是指对坯料施加外力，使其产生塑性变形，改变其外形，改变其外形、形状及弹性能，用以制造机械零件、工件和毛坯的成形方法，使锻造和冲压的统称，有自由锻造，模型锻造和板料冲压。,退火将金属合金加热适当温度，保温一段时间后随炉缓慢冷却。目的：降低硬度、消除内应力，改善组织和性能，为后续加工的热处理工艺。,正火将金属合金加热适当温度，保温一段时间后在空气中冷却的热处理工艺。它与退火的区别是冷却速度稍快些，使组织更细，强度、硬度更高些。 淬火将钢加热到一定温度以上，保温一段时间后快速冷却，以获得马氏

22、体组织的热处理工艺。其目的是提高钢的硬度、强度和耐磨性。 回火是将淬火钢重新加热到某一温度，保温后冷却下来的一种热处理工艺。其目的是为了消除淬火内应力，降低脆性，稳定工件的尺寸；调整硬度，提纲塑性和韧性，获得工件最终所需要的力学性能。 衡量金属硬度的方法：布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HRC）、维氏硬度（HV） （1）传动轴总成 （2）曲轴总成 （3）十字头总成 十字头是传递活塞力的重要部件，同时，又对活塞在缸套内作往复直线运动起导向作用，使介杆、活塞等不受曲柄切向力的影响，减少介杆和活塞的磨损。 介杆的作用是便于对中，防止柱塞偏磨和蹩劲。,2、液力端,液力端包括：活塞、泵缸、泵阀、空气包等。其

23、作用是自吸入池吸入液体，通过活塞运动，使机械能转变为压力能，输出高压液体。 三缸单作用泵的每个缸只有一个吸入阀和排出阀，故其液力端结构比双作用泵液力端简单得多。目前三缸单作用泵泵头主要有L形、I形和T形三种形式。见P142 （1） L形泵头 （2） I形泵头 （3） T形泵头,了解以下泵类,计量泵 1、基本结构 见图312 2、工作原理 计量泵又称比例泵，其工作原理与往复泵相同。计量泵一般用于要求输液量准确或几种液体要求按一定配比输送的场合。当要求精确输送流量恒定的液体时，可以方便而准确地借助调节偏心轮的偏心距离，来改变柱塞的冲程而实现。有时，还可通过一台电机带动几台计量泵的方法将几种液体按比

24、例输送或混合。 3、特点,其它化工用泵： 隔膜泵,隔膜泵用弹性金属薄片或耐腐蚀性橡皮制成的隔膜将活塞或柱塞与被输送液体隔开，与活塞或柱塞相通的一侧则充满油或水。当活塞或柱塞往复运动时，迫使隔膜交替向两侧弯曲，将液体吸入和排出。 当输送腐蚀性液体或悬浮液时，可采用隔膜泵。隔膜泵主要是柱塞泵，其结构特点是借助薄膜将被输液体与柱塞和泵缸隔开，从而是使得柱塞和泵缸得以保护。隔膜左侧与液体接触的部分均由耐腐蚀材料制造或涂一层耐腐蚀物质；隔膜右侧充满水或油。当柱塞作往复运动时，迫使隔膜交替向两侧弯曲，将被输送液体吸入和排出。弹性隔膜系采用耐腐蚀橡胶或金属薄片制成。 隔膜泵用来定量输送剧毒、易燃、易爆和腐蚀

25、性或含悬浮物的液体。,齿轮泵 齿轮泵是泵壳和一对相互啮合的齿轮，两个齿轮在泵的吸入口脱离啮合，形成低压区，液体被吸入并随齿轮的转动被强行压向排出端。在排出端两齿轮又相互啮合形成高压区将液体挤压出去。 目前化工中常用的是外啮合齿轮泵。泵壳内有两个齿轮，其中一个为主动轮，它由电机带动旋转；另一个称为从动轮，它是靠与主动轮的相啮合而转动。两齿轮将泵壳内分为互不相通的吸入室和排出室。当齿轮按图中箭头方向旋转时，吸入室内两轮的齿互相拨开，形成低压而将液体吸入；然后液体分两路封闭于齿穴和壳体之间随齿轮向排出室旋转，在排出室两齿轮的齿互相合拢，形成高压而将液体排出。近年来已逐步采用的内啮合式的齿轮泵，其较外

26、啮合齿轮泵工作平稳，但制造较复杂。 齿轮泵的流量小而扬程高，适用于粘稠液体乃至膏状物料的输送，但不能输送含有固体粒子的悬浮液。,螺杆泵 螺杆泵的工作原理与齿轮泵相似，是借助转动的螺 杆与泵壳上的内螺纹、或螺杆与螺杆相互啮合将液体 沿轴向推进，最终由排出口排出。 螺杆泵由泵壳和一根或多根螺杆所构成。双螺杆泵工作原理与齿轮泵十分相似，它是依靠互相啮合的螺杆来吸送液体的。当需要较高压头时，可采用较长的螺杆。 螺杆泵的压头高、效率高、运转平稳、噪音低，适用于高粘度液体的输送。,回转式泵,回转式泵又称转子泵，属正位移泵，它的工作原理是依靠泵内一个或多个转子的旋转来吸液和排液的。化工中常用的有齿轮泵和螺杆

27、泵。,旋涡泵 旋涡泵是一种特殊类型的离心泵，其工作原理和离心泵相同，即依靠叶轮旋转产生的惯性离心力而吸液和排液，无自吸能力，启动前需向泵壳内灌满被输送液体，而泵的其它操作特性则又和容积泵相似。 旋涡泵的基本结构主要由叶轮和泵壳组成。叶轮和泵壳之间形成引液道，吸入口和排出口之间由间壁（隔舌）隔开。叶轮是一个圆盘，叶轮上有呈辐射状排列、多达数十片的叶片。当叶轮旋转时，泵内液体随叶轮旋转的同时，又在径向环隙的作用下各叶片与引液道之间作反复的迂回运动，被叶片多次拍击而获得较高能量。,三、钻井泵特殊配件及易损件,见P143 1、泵头 是液力端的主体。 2、缸套 是为延长泵头寿命而配备的便于更换的易损件。

28、,高碳高铬泥浆泵缸套,3、活塞 是与缸套相配合的另一种易损件。 4、活塞杆 活塞杆一端连接副杆或十字头，另一端与活塞相接，用于将动力由十子头传往活塞。,活塞杆,介杆,5、泵阀组,泵阀是往复泵控制液体单向流动的液压闭锁结构，是往复泵的心脏部分。泵阀一般由阀座、阀体、胶皮垫和弹簧等组成。 喷丸处理是工厂广泛采用的一种表面强化工艺，其设备简单、成本低廉，不受工件形状和位置限制，操作方便，但工作环境较差。喷丸广泛用于提高零件机械强度以及耐磨性、抗疲劳和耐腐蚀性等，还可用于表面消光、去氧化皮和消除铸、锻、焊件的残余应力等。 喷丸处理原理是利用高速喷射的沙丸或铁丸，对工件表面进行强烈的冲击，使其表面发生塑

29、性变形，从而达到强化表面和改变表面状态的一种工艺方法。喷丸的方法通常有手工操作和机械操作两种。常用的喷丸有以下几种：铸铁弹丸、钢弹丸、玻璃弹丸、砂丸等，其中黑色金属常选用铸铁弹丸、钢弹丸和玻璃弹丸，而有色金属与不锈钢常用玻璃弹丸和不锈钢弹丸。,6、空气包 目前使用最广泛的钻井泵的空气包是球形隔膜式预压空气包。空气包的作用是减小因钻井泵几个液缸交替工作引起的瞬时排量变化而产生的压力波动，使泵压平稳，保护设备不致因剧烈震动而造成损坏。空气包胶囊内要求充氮气或惰性气体，在没有氮气或惰性气体的情况下可用空气代替，严禁充入氧气或可燃气体。充气压力为最高工作压力的2030。预压式空气包应配压力表，空气包应

30、充装氮气或空气，严禁充装氧气或可燃气体，充装压力为钻井泵工作压力的30%。 一种三缸单作用往复泵排出预压空气包。它是由充气接头，空气包外壳、全胶式整体胶囊、节流板等组合而成。空气包外壳内表面曲线长度与全胶式整体胶囊的外表面曲线长度相等，其总容积为。 空气包工作原理：它是靠空气包胶囊内的气体具有压缩和膨胀的功能稳定钻井泵的排出流量。当泵的输出流量高于平均流量时，空气包内的气体被压缩，使多余的液体进入空气包内；反之，空气包内的液体排到管路中去，这样随着泵的工作速度往复进行，使得泵的流量比较平稳。,空气包胶囊,注意： （1）空气包利用气体的可压缩性进行工作。 （2）排出空气包安装在排出口附近，吸入空

31、气包安装在泵的吸入口附近。 （3）排出空气包充气压力一般为吸入空气包充气压力的80左右。 (4) 吸入空气包其作用是使吸入管中的液体流量趋于均匀，保持吸入压力稳定。,7、安全阀,往复泵一般在高压下工作，为了保证安全，在排出口处装安全装置，即安全阀，以便将泵的吸入压力控制在允许范围内。常见的安全阀有销钉剪切式、膜片式和弹簧式。 钻井泵安全阀泄压管宜采用直径为75mm的无缝钢管制作，其出口应通往钻井液池或钻井液罐，出口弯管角度应大于120度，两端应采取保险措施。,机械工程技术领域的往复泵吸入口内设置安全阀，包括：阀体、阀导向、阀芯、阀座、弹簧、弹簧座、阀口，其连接方式为：阀体内设置有阀导向、阀芯、

32、阀座、弹簧、弹簧座，阀导向下缘的阀口与阀座的上表面之间配合，阀芯位于阀座的上面，阀座下方用弹簧支撑，弹簧位于弹簧座的上面。这种新型泵增加了泄压保护功能，不需要用户额外另行考虑布置和管道连接问题，从根本上避免人为失误或偶然事件使泵内压力过高造成的破坏。,弹簧式安全阀,补充现场往复泵有关内容 检测方法 目前，钻井泵工作状态的好坏全靠现场工人和技术人员凭经验来判断。一般现场人员对液力端的故障较易判断和维修，而动力端由于结构复杂、封闭严密和装拆难度大，现场人员难以进行故障诊断和维修。因此现场常常采用定期大修的办法来保证泵工作的可靠性，所以带有一定的盲目性。因此，积极开展钻井泵的状态监测和故障诊断工作是

33、十分必要的，它对于及时掌握钻井泵的工作状态的好坏，保证钻井工作的正常进行，提高钻井泵及其它油田装备的现代化管理水平，变定期大修为按需维修，节约钻井成本及维修成本，提高经济效益，都具有十分重要的意义。 钻井泵的状态监测与故障诊断系统的研究工作已初步取得了成功。所取得的研究成果包括：所开发的钻井泵的状态监测与故障诊断系统为国内首创，国外也未见有报道，为往复式机械设备的故障诊断工作作出了开创性的工作；所开发的系统理论先进、实用可靠，诊断准确率可达80%以上，满足实际需要并便于现场使用；本系统不仅可用于钻井泵的液力端的故障诊断，还较好地解决了动力端的故障诊断，因此具有特别重要的意义，因为钻井泵的动力端

34、价格较高（如大轴承每个价值3-5万），如果经过故障诊断及时判断其是否有故障并采取正确的处理措施，则将会取得可观的经济效益。,钻井泵常用的安全阀有销钉式、杠杆销钉式和弹簧式安全阀三种。销钉式安全阀是利用不同直径的销钉来限制过高泵压的装置，当泵压达到销钉所限制的压力时，销钉被剪断，钻井液从阀的泄压口排出，泵压回零，从而起到安全保护作用。杠杆销钉式安全阀使用的销钉是同一直径，靠移动销钉在不同销孔中的位置来改变力臂距离，从而调节安全阀的压力，达到限制泵压的目的。弹簧式安全阀是利用弹簧的作用设计的一种安全阀。当泵压超过弹簧的压力时，弹簧被压缩，泄压口被打开，钻井液从泄压口排出，泵压下降。当泵压降至低于弹

35、簧压力时，阀门在弹簧力的作用下自动关闭。调节弹簧压力的大小，就可达到限制不同泵压的目的。 安全阀在安装时，所有螺丝必须安装齐全，紧固牢靠。泄水管应固定牢，并使用管径不小于60mm的无缝钢管，出口弯度应大于150严禁指向工人经常工作和走动的地方。安全阀销钉规格必须符合标准，不得以其他材料代替。弹簧式安全阀应按照限压标准调试合格。安全阀及泄水管不得堵塞。严禁以任何借口不装安全阀。开泵前应检查安全阀是否符合使用要求。开泵时，泵房人员必须远离安全阀及泄水管。冬季开泵前应对安全阀及泄水管进行预热。每口井开钻前，必须将安全阀拆下保养，以防锈死。对安全阀应定期验。,开泵前具体检查： 开泵前，除了要检查安全阀

36、和压力表以外，应检查各连接螺丝是否上紧，润滑油是否加够；高低压管汇各种闸门是否开关正确；皮带轮(链轮、万向轴)护罩的固定是否齐全、牢靠；冷却水(油)道是否畅通；空气包所充气体及压力是否符合要求。开泵时，必须与有关操作人员联系，确认无误操作人员要密切注意泵压表的压力变化，循环未正常前不许离开气开关。非工作人员应离开泵房。工作人员应离开危险区域。在运转过程中，要经常检查泵压表的变化，检查泵各部位有无响声，经常检查十字头滑板油孔及拉杆盘根冷却润滑流道是否畅通，观察拉杆盘根有无刺漏现象，并检查活塞和进、排水阀有无刺、漏现象。开泵后因出现故障若要修泵时，须摘开带泵离合器，挂标示牌或有专人监护气开关，以免

37、误操作。在运转中，各轴承部位温度最高不得超过80。修泵时，应关闭高压闸门，防止钻井液倒流堵塞钻头水眼。,技术参数:,3NB-1000单机泵组采用了分体式挂装结构，即柴油机及减速系统安装在一个底座上，泥浆泵单独安装在一个底座上，整个装置通过炮弹销子实现钢性连结，便于拆装，运输方便，是油田钻井和修井的首选产品。 设计特点：传动装置由传动轴，减速箱，离合器，带泵轴组成。通过LT600 x125离合器的摘挂可实现对泥浆泵的驱动。 气胎离合器的布置留有足够的空隙来取出钢圈，便于更换气囊，摩擦片和摩擦轮。而不需要拆下轴上的其它零件,给用户带来极大方便。在传动机组上装有空气压缩机，随整个系统的压力高低，根据

38、气控系统所择定的操作压力，可实现空压机的自动开启和关闭，使整个气控系统处于稳定状态，气胎离合器的开关可布置在柴油机油门附近，也可由司钻在司钻台上控制。空气管线上还配有快速排气阀，能在很短的时间内快速充气或排气。另外，还可根据用户要求，配用任何适宜的柴油机，变矩器及标准离合器，变矩器也可直接装在柴油机上。,技术规范：,结构布置：,第三节 往复泵的维护、保养,往复泵的良好维护、保养，是延长它的使用寿命的重要措施。因此，每个使用人员都应了解保养往复泵的要点。 一、往复泵保养要点 二、往复泵的使用和维护,作业：,1、 填空题： 往复泵由两个基本部分组成_、_ 。 往复泵是通过活塞的往复运动直接以压力能

39、的形式向液体提供能量的液体输送机械。 泵的冲数是指单位时间内活塞（或柱塞）的往复次数n。 单位时间内液体经过泵后增加的能量称作泵的有效功率 空气包一般充以_ 气体。 2、说明空气包的作用。 3、叙述往复泵的工作原理。 4、熟悉三缸单作用泵的组成。 （课后熟悉）,补充了解 钻井液净化设备,钻井液净化设备及其系统,一、概述： 钻井液净化设备的主要作用是使从井内返出的钻井液能得到充分的净化。 为什么要采用净化设备？钻井过程中，从井底返回地面的钻井液中含有大量的岩屑 和砂粒，经过泥浆池和沉淀池的自然沉降，其中的固相颗粒只有少部分沉淀下来，如继续使用这种钻井液，必会有相当一部分钻井液进入钻井泵，并被再次

40、送入井底，造成钻井泵易损和钻头寿命大大缩短，钻速显著下降甚会造成钻进过程中钻杆卡钻事故。 钻井液净化设备主要包括振动筛、旋流除砂器、离心分离机、除泥器、除气器、 循环罐和搅拌器等。 二、钻井液净化系统 钻井液净化设备主要有两级净化和三级净化： 两级净化：井口返出的泥浆 振动筛 旋流器（除砂器） 三级净化：泥浆 振动筛 旋流器（除砂器） 小尺寸旋流分离器（除泥器） 钻井中钻井液的循环程序： 钻井 液罐 经泵地面管汇立管水龙带、水龙头钻柱内钻头钻柱外环形空间井口 泥浆(钻井液)槽钻井液净化设备钻井液罐。 钻井液净化设备流程图如下：,除气器,三、钻井液振动筛 目前使用有：一种是直线双轴惯性振动筛国内钻井队所用的直线筛大多为进口筛!主要应用于海上钻井平台和陆地深井钻井!但从实际的使用效果来看!泥浆净化效果和处理量基本能够满足设计水平!但筛网的使用寿命不理想!并且使用价格昂贵的进口筛网!影响着钻井的整体效益!国内部分筛网厂家也曾试着研制与国外振动筛配套的筛网!但寿命不及进口筛网的23%，靠进口筛网使用进口振动筛显然不适合现场实际，从经济角度出发，研制适合目前国内钻井现状的高性能(长寿命直线筛迫在眉睫。,另一种双轴平动椭圆惯性振动筛，平动椭圆筛为双轴强迫同步惯性振动筛整个筛箱处于