钻井泥浆泵特性

第四节
往复泵的特性曲线
一、往复泵工作特性
1、定义： A、工作特性： 泵的输出压力随流量变化的规律叫泵的工 作特性； B、工作特性曲线： 泵的输出压力随流量变化的关系曲线叫工 作特性曲线。
第四节
往复泵的特性曲线
2、特性分析 泵压 p 取决于管路损失； 流量Qth=i F n s，与 p 无关； 但是，随着压力的增加，漏失量增加， 使实际输出的流量会略有降低。
第四节
3、意义：
往复泵的特性曲线
往复泵工作特性曲线
p
P-Q
工作特性曲线表达了 泵压随流量变化的规 律； 某一流量下，泵压随 管路损失的增加而增 加，但是，受管路强 度和动力机提供能量 的限制，不能无限增 加。
0
Qi
Q
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往复泵的特性曲线
二、往复泵工作的管路特性
1、定义： A、管路特性： 输出管路内的压力损失随流量变化的规律 叫泵的管路特性； B、管路特性曲线： 输出管路内的压力损失随流量变化的关系 曲线叫管路特性曲线。
第四节
往复泵的特性曲线
2、调节方法和依据 B、调节泵的冲次
依据是：Q=i F S n n与Q成正比。 n不可太大，否则使流量不均度增大； 一般n=75~200，最好能无级调节。
第四节
往复泵的特性曲线
2、调节方法和依据
C、减少泵的工作室
依据是：Q=i F S n i 与 Q 成正比。 最小直径缸套不能满足使用要求时，用此方 法。取出泵阀，该泵阀所在工作室不工作， 泵的流量减少。减泵室会使流量波动加大。
旁路调节示意 图
Q2
泵
Q1
2、调节方法和依据
C、并联调节
依据是： Q=Q1+Q2 并联时，管路流量是 两泵流量之和； 开钻时，地表松软， 需大流量携带岩屑， 用此方法增大流量。
并联调节示意图
Q
Q1
Q2
1#泵
2#泵
本节要点
往复泵工作特性 往复泵管路特性 往复泵临界特性 往复泵性能调节
作 业 15
复 习
44、往复泵的瞬时流量和计算 A、瞬时流量 任意时刻时，往复泵输出的液体体积叫 瞬时流量； B、计算 单缸时：Qm=Fu=FrωSin φ 多缸时：按曲柄位置叠加计算。
复 习
45、流量曲线的定义和意义 （1）、定义： 表征往复泵的流量随曲柄转角变化的关系曲线叫 往复泵的流量曲线； （2）、意义 A、直观反映流量随曲柄转角变化的规律； B、表达了流量波动的程度 ； C、用所围曲线面积计算泵输出的液体体积； D、验证曲柄转角布置的合理性；
第四节
往复泵的特性曲线
2、调节方法和依据
C、减少泵的工作室
• 最小直径缸套不能满足使用要求时， 用此方法。取出泵阀，该泵阀所在工 作室不工作，泵的流量减少。减泵室 会使流量波动加大。
2、调节方法和依据
Cபைடு நூலகம்旁路调节
依据是： Q2=Q - Q1 将有能量的液体放 回液池，造成能量 浪费。通常用于泵 的紧急降压处理。
曲线的规律、沿工作特性曲线上升。 在管路强度足够的情况下，使pQ=N时， 若压力再增加，会超出泵的工作能力 既过载；该压力是在该流量下，泵能 提供的最大压力，称为临界压力。临 界压力所在的点叫临界点。
往复泵的临界特性曲线
△
p N
-
Q
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往复泵的特性曲线
往复泵的临界特性曲线 2、特性分析 B、对应于每个流量， △p N 都有相应的临界压 Q 力和临界点，所有 临界点的连线就是 泵的功率曲线，它 限定了泵在任一流 量下的最大工作压 力，因此又叫临界 曲线。
第四节
三、临界特性
往复泵的特性曲线
1、定义 A、临界特性： 泵的工作压力、功率、管路压力降和井深 随泵的输出流量变化的规律叫临界特性； B、临界特性曲线： 泵的输出压力、功率、管路压力降和井深 随泵的输出流量变化的关系曲线叫临界特 性曲线。
第四节
往复泵的特性曲线
2、特性分析 A、某一流量时，管路压力按管路特性
复 习46
46、什么是流量不均度，有何意义？ 流量波动是如何产生的、有何危害， 怎样处理？
1、定义： 瞬时流量的最大差值与理论平均流量的比 值叫流量不均度。 用δ表示：δ=（Qmmax-Qmmin）/Qht
复 习46
2、意义： 流量不均度表达了流量波动的程度； δ值越大，流量波动越大； 3、流量波动的产生原因 A、流量波动是由活塞运动速度不均造成的； B、曲柄角速度越大，活塞速度越高，流量波 动越大；
第四节
往复泵的特性曲线
3、临界曲线的意义
A、直观表达了泵的输出压力、功率、 管路压力降和井深随泵的输出流量变 化的关系； B、泵的流量一定时，随井眼加深，管 路压力增加，能够增加的最大值是泵 额定功率下的临界值，否则泵将超载；
3、临界曲线的意义
C、随井眼加深，管路压力增加，此 时若降低泵的流量，可使井内压力 降降低，使泵的输出功率减小。因 此，在往复泵无法实现无级调速时， 为了使泵始终工作在额定功率以内， 随着井眼的不断加深，应适时更换 小一级直径的缸套。
第四节
往复泵的特性曲线
2、特性分析 管路内压力损失主要是沿程阻力损失， 用△p 表示，根据流体力学原理有： △p =λρL u2 /2d 由于：Q=Fu u2= Q2/F2 所以：△p = λρL Q2/ 2d F2 = CL Q2 则： △p = CL Q2
第四节 3、意义
往复泵的特性曲线
往复泵管路特性曲线
复 习46 4、危害 速度变化产生加速度，使液体 惯性流动。因此： 加大吸入阻力，会降低吸入性 能；而加大排出阻力，会引起 管线振动。
复 习46
5、处理 A、合理布置曲柄相互位置； B、用三缸泵或无脉动泵； C、降低泵速； D、设置空气包。
新 课
第四节 往复泵的特性曲线
主要内容
往复泵工作特性 往复泵管路特性 往复泵联合特性 往复泵临界特性 往复泵性能调节
根据△p = cLQ2，先 把l作为常数，取不同 的Q，得到一条抛物线； 再取不同的L，得到一 组抛物线； 管路特性曲线表达 了管路内的压力降随 流量和井眼加深而变 化的规律 。
△
p
L4
L3
L2
△
p- Q
L1
Q
第四节
往复泵的特性曲线
三、联合特性 1、定义 A、联合特性： 泵的压力、压力降和井深随泵的输出 流量变化的规律叫联合特性， B、联合特性曲线： 泵的压力、压力降和井深随泵的输出 流量变化的关系曲线叫联合特性曲线
第四节 2、特性分析
往复泵的特性曲线
将泵的工作特性曲线与管路特性曲线 用同样的比例画在同一坐标系中，即 可得到联合特性曲线。 某一流量时，管路压力按管路特性的 规律、沿工作特性上升；
第四节 3、意义
往复泵的特性曲线
联合特性曲线
管路特性反映了某 一流量时，管路消 耗能量的多少；工 作特性反映了在同 一流量时，泵提供 能量的多少；两曲 线的交点叫泵的工 况点。此点说明泵 提供的能量与管路 消耗的能量相等。
第四节
往复泵的特性曲线
五、往复泵的性能调节 1、定义： 人为调节流量，改变泵工况点的措施 叫往复泵的性能调节； 流量调节一般采用降低流量调节，只 有在深井开钻时，才采用增加流量的 调节方法。通常采用两泵并联。
第四节
往复泵的特性曲线
2、调节方法和依据 A、更换不同直径的缸套。
依据是：Q = i F S n F = πD2/4 F 与 Q 成正比 ；
47、往复泵的流量怎样调节？ 依据是什么？ 48、钻井过程中，为什么要经 常更换不同直径的缸套？