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: