钻采机械复习(第5章往复泵)

钻米机械复习 第5章石油矿场用往复泵 1. 钻机的循环系统包括钻井泵、钻井液池、钻井液槽、地面管汇、钻井液净化 设备和钻井液调配设备。 2. 循环系统的核心是钻井泵,它是循环系统的工作机。 3. 由于目前国内外石油钻机中采用的钻井泵都是往复式的压力泵，所以人们习 惯上也把钻井泵称为往复泵。 4. 简述往复泵的基本构成和工作原理 往复泵是一种容积泵，它依靠活塞在泵缸中往复运动，使泵缸内工作容积发 生周期性地变化来吸排液体。 往复泵由两个基本部分组成液力部分，包括活塞、液缸、泵阀等部件, 主要作用是进行能量形式的转换，即把机械能转化成液体能。动力部分，包括曲 柄、连杆、十字头、活塞杆等部件，主要作用是进行运动形式的转换，即把驱动 机的旋转运动转换为活塞的往复直线运动。 5. 简述往复泵液缸的吸入过程和排除过程。 当曲柄以角速度3开始旋转时，活塞从水力端向动力端移动，缸内容积变大， 液缸内形成一定的真空度，吸入罐中的液体在液面压力的作用下经吸入管推开吸 入阀进入液缸，直到活塞移到右死点为止，这一过程为液缸的吸入过程。 当曲柄继续转动，活塞从动力端向水力端移动，由于缸内容积的缩小，液体 受到挤压，压力升高吸入阀关闭，排出阀被推开，液体经排出阀和排出管进入排 出罐，这一过程为液缸的排出过程。 6. 往复泵按缸数分可分为单缸泵、双缸泵、三缸泵、四缸泵等。 7. 往复泵按工作件的式样分可分为活塞泵和柱塞泵。 8. 往复泵按作用方式分可分为单作用泵和双作用泵。 9. 简述往复式泵基本的性能参数 1 流量指的是单位时间内，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。有时也用重量单位表示流量，称为重量流量。 2 泵压一般指的是泵排出口处的液体压力。 3 泵的效率指的是有效功率与输入功率之比值。 （4）泵的冲数是指单位时间内活塞（或柱塞）的往复次数。 10. 三缸单作用泵与双缸双作用泵相比较，其主要的优缺点是什么 优点1.缸径小、冲程短、冲次高、体积小、质量轻2泵的流量均匀，压力波 动小3.活塞的寿命4.缸套拆装方便5.易损件少、维修费用低6.机械效率高 缺点1.由于三缸单作用泵的冲次高，活塞线速度大，自吸能力差，容易产生 汽蚀现象。2.由于单作用泵活塞的后端外露，在吸入时，液缸内压力低，外部 空气容易进入液缸，从而导致泵工作不平稳，降低容积效率。 11. 在三缸单作用钻井泵的代号中，如3NB-1300, 3NB表示钻井泵的代号,1300 表示输入功率（马力）。 12. 三缸单作用钻井泵由动力端 和 液力端两大部分组成。 13. 简述十字头总成的作用 十字头的作用是用来传递活塞力，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。 14. 目前国产三缸单作用泵泵头主要有L形、I形二种形式。简述它们的优缺点是 什么 L形布置方案的优点液流比较平稳，减少振动和压力波动。吸入泵头和排 出泵头可分块制造。吸入阀可以单独拆卸，检修和维护方便，钻井液漏失较少。 缺点是结构不紧凑，泵内余隙流道长，泵头质量大，自吸能力较差。 I形布置方案的优点这种直通形泵头的液力端结构紧凑，重量较轻，缸内 余隙流道长度短，有利于自吸。 15. 画出双缸单作用往复泵流量曲线，并计算流量不均度。 答双缸单作用往复泵流量曲线如图所示 则流量不均度 16. 一台输水用双缸双作用往复泵活塞直径80mm,活塞杆直径25mm,冲程450mm, 冲次45min1,流量系数0. 9,泵总效率0. 9,求该泵的理论平均流量和实际流 量； 解 17. 简述三缸单作用泵活塞的结构特点。 三缸单作用泵活塞的结构由阀芯和皮碗等组成，一般采用自动封严结构， 在液体压力的作用下自动张开，紧贴缸套内壁。单作用泵活塞的前部为工作腔， 吸入低压液体，排出高压液体；后部与大气相通，一般由喷淋装置喷出的液体冲 洗和冷却。 18. 目前使用的钻井液净化装置中，主要是采用两级净化和三级净化处理系统。 19. 套完备的钻井液净化装置一般由钻井液振动筛、旋流除砂器、旋流除泥器、 离心分离机和除气器等组成。 20. 双缸双作用往复泵曲柄轴旋转一周，单个液缸实现B 次吸入,B 次排出。 A、1, 1 B、2, 2 C、1, 2 D、2, 1 21 .往复泵泵内能量损失包括 机械 损失、 容积 损失和 水力 损失o 22. 单缸双作用往复泵曲柄轴旋转一周，液缸实现两次吸入,两次排出。 23. 试绘出三缸单作用往复泵流量曲线，并计算流量不均度。 答三缸单作用往复泵流量曲线如下图所示。 其流量不均度为 24. 泵是把动力机的能转化为液体能的机器。 A电 B液体 C气体 D机械 25. 三缸单作用往复泵，当X 0时，其流量不均度为 B 。 A、兀/2 B、0.141 C、0.314 D、0.282 26. 根据三缸单作用往复泵的流量曲线，计算流量不均度。 解泵的瞬时流量曲线是三条极位夹角相差120。的三条正弦曲线叠加而成的, 当第一缸曲柄转到30时，第二缸曲柄转到150 ,瞬时流量达到最大值。 得最大瞬时流量 当曲柄转角转到60时，往复泵达到最小流量 理论平均流量 流量不均度 27. 根据四缸单作用往复泵的流量曲线，计算流量不均度。 解泵的瞬时流量曲线是四条极位夹角相差90的四条正弦曲线叠加而成的, 当第一缸曲柄转到45时，第二缸曲柄转到135 ,瞬时流量达到最大值。 得最大瞬时流量 当曲柄转角转到90时，往复泵达到最小流量 理论平均流量 流量不均度 28. 根据双缸单作用往复泵的流量曲线，计算流量不均度。 解当第一液缸排出时，另一个液缸进入吸入段，曲柄转180以后，另一个液 缸排出终了，第二液缸开始排出，其最大瞬时流量为 最大瞬时流量 当曲柄转角转到0 , 180时，往复泵达到最小流量 理论平均流量 流量不均度 29. 根据双缸单作用往复泵的流量曲线，计算流量不均度。 解当曲转到90时，最大瞬时流量为 最大瞬时流量 当曲柄转角转到0 , 180时，往复泵达到最小流量 理论平均流量 流量不均度