第八章 石油矿场用往复泵.

第八章 石油矿场用往复泵

第一节 概 述

泵是一种输送液体的机械，它把原动机

的机械能或其它能源传递给液体，借以增

加液体能量。

加液体能量。

根据结构特征和作用不同，泵可分为三

个基本类型。

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2 (1)容积式泵：依靠包容液体的密封工作空间容积周期性的变化，把能量周期性地传递给液体，使液体的压力增加到将液体强行排出。

往复泵:

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螺杆泵

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(2)叶轮式泵 依靠旋转的叶轮对液体的动力作用，把能量连续地传递给液体，使液体的速度能（为主

（为主))和压力能的能量增加，随后通过压出室将大部分速度能转换为压力能。如离心泵，轴流泵和旋涡泵属于这一类。

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(3)其它类型泵如射流泵

往复泵是一种典型的容积泵。它包容液体的密

或柱塞))的往复运动而产生封工作空间容积由于活塞((或柱塞

封工作空间容积由于活塞

或柱塞))运动的机械能转变周期性变化，从而把活塞((或柱塞

周期性变化，从而把活塞

成为液体的压能。

它在石油矿场上应用非常广泛。它常常用于高压下输送高粘度、大密度和高含砂量的液体，而流量相对较小。

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在钻井过程中，需要携带出井底的岩屑和供给井底动力钻具的动力，这种用于向井底输送和循环钻井液的往复泵，被称为钻井泵或泥浆泵；

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为了加固井壁，向井底注入高压水泥的往复泵被称为固井泵或水泥泵；

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为了造成油层的人工裂缝，提高原油产量和采收率，用于向井内注入含有大量固体颗粒的液体或酸碱液体的往复泵，称为压裂泵；

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在采油过程中，用于在井内抽汲原油的往复泵，称为抽油泵；

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一、往复泵的工

作原理

图1－1是卧

式单缸单作用往

复泵示意图。

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工作时，动力机

通过皮带，传动轴，

齿轮等传动部件带动

主轴及固定于其上的

曲柄旋转。

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当曲柄从水平位置

自左向逆时针旋转时，

活塞向右边亦即泵的动

力端移动，液缸内形成

一定的真空度，吸入池

中的液体在液面压力Pa

的作用下，推开吸入

阀，进入液缸内，直到

活塞移到右死点位置为

止。这个过程，称作液

缸的吸入过程。

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曲柄继续转动，活

塞开始向左亦即泵的液

力端移动，缸套内液体

受到挤压，压力升高，

吸入阀关闭，直到缸内

压力升高到大于排出管

线上的压力，排出阀被

推开，液体经排出阀和

排出管排出，直到活塞

移到左死点为止。

这一过程称作液缸

的排出过程。

二、往复泵的分类

按照结构特点，石油矿场用拄复泵大致可按以下四方面分类：

1.按缸数分: 有单缸泵、双缸泵、三缸泵、四缸泵等。

2.按作用方式分: 有单作用式和双作用式两种。

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曲柄连续旋转，每一周内活塞往复运动一次， 单作用泵的液缸完成一次吸入和排出过程。 在吸入和排出过程中，活塞移动的距离以s 表示，称作活塞的行程长度：曲柄半径用r表示。 活塞移动的距离和曲柄半径之间的关系为： S ＝2r

19 单作用式泵如图1－1所示，其活塞在液缸内往复一次，该液缸作一次

吸入和一次排出。吸入和一次排出。

双作用式泵如图 1－2所示，液缸被活塞分为两个工作室，无活塞杆的为前工作室，有活塞杆的为后工作室，每个室都有吸入和排出阀。

双作用泵，活塞往复运动一次，其液缸完成吸入过程和排

出过程各二次。

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3.按液缸的布置方案及其相互位置分：有卧式泵、立式泵、V形泵、星形泵等。

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4.按活塞式样分： 有

活塞泵 (如图1－1)

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通常以泵的上述主要特点来区分各种不同类型的泵，如单缸单作用立式柱塞泵、双缸双作用卧式活塞泵、三缸单作用柱塞泵等。

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三、往复泵的基本参数

反映泵基本工作性能的参数有：

1.泵的排量： 泵的排量是指单位时间内泵通过管道所输送的液体量。

排量通常以单位时间内的体积表示，称作体积排量，代表符号为Q，单位为l/s 或m3／s。

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2.2.泵的压力：

泵的压力： 泵的压力通常指泵排出口处液体的压力，代表符号为P，单位为MPa。

3.3.泵的功率和效率泵的功率和效率泵的功率和效率:

: 单位时间内动力机传到往复泵主轴上的能量，称

为泵的输入功率。以为泵的输入功率。以N

N p 表示。而单位时间内液体通过泵后所获得的能量称为泵的

有效功率，或输出功率，以有效功率，或输出功率，以N

N 表示。 泵的功率单位一般为kw，现场也习惯用马力（HP)来表示。

泵的总效率η泵：

η泵＝N/

N/N N p

4.泵速

泵速是指单位时间内活塞或柱塞的往复次数，也称作泵的冲次，以n表示，单位为冲/min。

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第二节 往复泵的排量

一、往复泵的平均排量

往复泵的排量与活塞面积F(m2)，活塞冲程S(m)以及冲程次数n(冲／min)有关。

往复泵在单位时间内理论上应输送的液体体

。

积，称作泵的理论平均排量

积，称作泵的理论平均排量Q Q

理均

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