注水泵站运行与管理

（二）柱塞泵 1、柱塞泵的工作原理
柱塞
排液阀
பைடு நூலகம்
吸液阀
十字头
液缸体
连杆
曲轴
工作原理综述
曲轴
启泵后，电动机通过皮带将动力传递给输入轴的大皮带 轮并进行减速，通过曲轴箱内的曲柄滑块机构将旋转运动变 成柱塞的直线运动，柱塞在液缸内做往复运动，改变工作室 的容积，使工作室内交替地产生局部真空和高压,不断的吸 入和排出液体。多根柱塞交替输出脉动的高压液体通过球型 缓冲器稳压作用输出稳定的高压液体。
加药用计量泵等。
2、往复泵的缺点
当然，柱塞泵也有它本身的缺点。 1）由于柱塞泵要将原动机的旋转运动变为速度较低的往复运动，
因此结构复杂，单位功率的重量大，易损件多，维修保养的 要求高，从而使柱塞泵的购置和维护费用高。 2）由于柱塞泵压力变化较离心泵不同，柱塞泵必须配套安全保 护装置。 3）由于柱塞泵瞬时排量不均衡性，导致压力波动变化，使得泵 体及管路振动不可避免。 4）由于柱塞泵自吸能力较差，从罐到泵往往存在供液不足的情 况，对于较大排量的泵必须配套喂液泵。
3、柱塞泵的分类
1、按缸数分，有单缸、双缸、多缸。 2、按直接与输送液体接触的工作机构分，有活塞泵和柱塞泵 3、按作用方式分主要有双作用式和单作用式。 4、按液缸的布置位置分，有卧式泵、立式泵、V形泵等。 5、按传动方式分，有机械传动、液压驱动、凸轮传动、摇杆传
动、钢丝绳传动，蒸汽驱动等。 通常石油工程中应用比较普遍的是，一缸（如计量加药泵）、 三缸（如增注泵和注水泵）、五缸（高压注水泵）。两缸、 四缸因为其转动平衡性不好泵体振动较大，所以泵很少应用。 目前柱塞泵大多数是曲轴连杆机构传动，它将曲轴的旋转运 动变为柱塞的往复运动。
42
36
31
28
25 22.5 20
16
11.8 13.9 16.7 18.4 20.2 23 26.5 33.1
13.5 16 18.6 20.47 22.4 25.5 28.8 36
35
38
41
43
45
48
51
57
127
370
≥85
Y315L-4
185
990
380 114×4 88.9×12 3450×2380×1710
1、柱塞泵的优点
柱塞泵与离心泵相比，有许多优点。例如离心泵在压力 高而排量小的条件下效率很低，而往复泵在各种排量下都有 较高的效率。另外离心泵内液流速度高，当输送含磨砺性固 体颗粒的液体时，泵内流道会很快磨损，而柱塞泵内液流的 速度较低，因而柱塞泵更适于含砂量高的液体。
由于以上原因，柱塞泵在石油矿场得以广泛运用。例如 钻井中用的泥浆泵、固井泵，采油作业用的洗井泵、酸化压 裂泵，油田注水用的注水泵、增注泵，采油用的井下抽油泵、
低压胶囊
充入氮气
氮 气
壳体
吸入端液体
2）排出稳压器
作用： 对排出液体 的压力进行 调节，稳定 出口流量， 减少泵出口 的脉冲震动。
3）柱塞泵保护装置
柱塞泵属容积泵，它是通过缸体容积不断反复吸液排液 过程来实现输送液体的目的。从理论上而言，只要有足够 大的动力和足够结实的泵，柱塞泵就可以泵出无限高的压 力！但是无论何种型号的柱塞泵，提供的动力是有限的， 泵结构能够承受的压力也是有限的，一但运行的柱塞泵出 口堵塞或出口阀门关闭，轻者烧毁电机，重者机损人亡！ 因此必须对柱塞进行有效保护。
注水泵站的运行与管理
刘建林
注水泵站的工作内容是什么？ 为什么要进行地层注水？
目录
（一）概述 （二）柱塞泵 （三）离心泵 （四）柱塞泵专用维修工具
（一）概述
泵是将电动机的机械能转变为液体的能量,以达到输送、 举升、循环或利用液体做功的动力机械。泵的种类很多，按 作用原理一般可分为三大类： 1）容积式泵，它是利用工作容积周期性的变化来提高液体的压 能，例如柱塞泵、隔膜泵、齿轮泵、螺杆泵等。 2）叶片式泵，它是利用叶轮的快速转动，使叶片和液体相互作 用，以提高液体的能量，例如离心泵、混流泵、轴流泵等。 3）其它类型的泵，如射流泵、水车等，这类泵一般应用较少。
7000
CD15W/40
2×4ZV25J-5080
3、柱塞泵结构
往复式 注水泵主要 由 动力端、 液力端、 盘 根盒总成、 箱体、底座 总成、及辅 助装置组成。
1）动力端总成
曲轴 连杆总成 十字头总成 联接卡子
轴承
轴承
轴承
A、五柱塞泵曲轴
作用：将电动机的功率经连杆、十 字头传给柱塞杆，推动柱塞做往复运动。
B、连杆总成
分解后的连杆，连接曲轴与十字头，将曲轴的圆周运动 变成十字头的直线运动
轴瓦
C、十字头总成
分解后的十字头，通过卡瓦连接传递给柱塞做直线运动
2）液力端总成
液缸体 剖面图 通过液 体的单 向流动 排出高 压液体
A、阀座总成
阀座
吸液端
排液端
吸液阀片
作用：
是吸入阀的主要部 件，控制液体的吸入， 防止液体回流。
排液阀片
作用：是排出
阀的主要部件， 控制液体的排 出，防止液体 倒流。
3)盘根盒总成
剖面图 通过柱 塞的直 线运动 改变液 缸的容 积吸入 和排出 液体
4、附属设施
1）吸入稳压器
作用： 在一定范围 内稳定进口 压力，提高 泵效。
吸入稳定器的原理：
柱塞的吸入排出造成 进口压力的不稳定， 当压力增高时挤压胶 囊使胶囊收缩，压力 降低时胶囊扩张补充 压力从而起到稳定进 口压力的作用。
输入介质
介质温度 ℃
吸入压力 Mpa 额定排出压力 MPa 额定流量 m³/h
理论流量 柱塞直径 冲程 泵速 泵效率
m³/h mm mm r/min %
型号
电动机
功率 转速
电压
进口管线直径 mm
出口管线直径 mm
外形尺寸 mm
整机质量 kg
曲轴箱润滑油
kw r/min v
皮带型号
清水、污水
≤80
0.03~1.5
3）柱塞泵安全保护装置
一般柱塞泵设有五种保护即： A、进口低压保护，当泵的前端水罐液位过低，或喂水泵停泵排量不足时，吸入压力
2、柱塞泵常见型号
我采油厂所使用的柱塞泵均为中成公司生产，主要型号有： 增注泵3ZY-8/37，注聚、碱泵3ZJ-2.3/16W，孔注水泵5ZB12/42，羊注水泵5ZB-20/38等，下面以5ZB-12/42型柱塞泵的 相关性能参数作一详细说明。 型号：5ZB-12/42
5——五柱塞 ZB——柱塞泵 12——额定排出压力下的排量12m³/h 42——额定排量下的排出压力42MPa