石油钻采设备工艺往复泵结构特点.pptx
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2. 双缸双作用活塞泵的液力端
➢活塞泵的液体端（又称水力部分）包括泵体（阀箱）、缸套活塞、 活塞杆、密封盒、泵阀等， ➢双缸双作用液力端每个液缸的两端各有一个吸入和排出阀箱，吸入 阀上部与液缸连通，下部与吸入管连通；排出阀上部与排出管连通， 下部与液缸连通。 ➢其作用是从吸入池吸入低压液体，通过活塞的作用，变机械能为液 压能，向井底输送高压液体，实现液体的循环，冷却钻头、冲洗井底 和携带岩屑。
柱塞泵的工作原理 ➢柱塞运动不断改变液缸内的充液容积，实现液体的吸入和排出。 布置型式 ➢柱塞泵的布置型式有卧式、立式和V型等，缸数有三缸、五缸等。 目前石油矿场上使用的多为卧式三缸柱塞泵，结构相对比较简单。
柱塞泵的结构特点 ➢柱塞密封在泵缸之外，便于拆装、调节，还可以通过冷却液冲洗磨 擦表面降低温度。 ➢柱塞泵通常由柴油机、电动机作动力； ➢有的在泵外减速，动力直接传递到曲轴上，有的在泵内装有减速机 构； ➢曲轴通常采用偏心机构，冲程较短而冲次较高； ➢连杆大头有的采用整体式滚动轴承，如同钻井泵那样，但较多见的 还是剖分式滑动轴承，便于安装。
一、双缸双作用活塞泵
双缸双作用活塞泵的结构方案如图所示 ➢主轴上有两个互成90o的曲柄，分别带动两个活塞 在液缸中作往复运动。 ➢液缸两端分别装有吸入阀和排出阀。 ➢当活塞向液力端运动时，左边的排出阀打开，吸 入阀关闭，活塞前端工作室（前缸）内液体排出， 而右边的排出阀关闭，吸入阀打开，活塞后端工作 室（后缸）吸入液体； ➢当活塞向动力端运动时，则情况正好与上述相反 。
§6-5 往复泵的结构和特点
一、双缸双作用活塞泵 二、三缸双作用活塞泵 三、三缸单作用活塞泵 四、柱塞泵 五、其它型式往复泵
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➢往复泵的主要型式是活塞泵和柱塞泵， ➢活塞泵中以三缸单作用泵和双缸双作用泵为主。 ➢柱塞泵主要用于向井底注入高压水，作为注水泵； ➢从地面向井下水力活塞泵注入动力液，作为地面站的动力泵； ➢在固井和压裂酸化设备中用于向井底或地层注入高压水泥液或压 裂、酸化液，作为固井泵或压裂泵； ➢等等。。。
1. 三缸单作用钻井泵的代号
2. 三缸单作用活塞泵的特点
3. 三缸单作用活塞泵的组成
三缸单作用活塞泵的特点 优点： ➢缸径小，冲程短，冲次较高，在功率相近的条件下，体积小，重 量轻。 ➢缸套在液缸外部用夹持器（卡箍等）固定，活塞杆与介杆也用夹 持器固定，因而拆装方便；活塞杆无需密封，工作寿命长。 ➢活塞单面工作，可以从后部喷进冷却液体，对缸套和活塞进行冲 洗和润滑，有利于提高缸套与活塞的寿命。 ➢泵的流量均匀，压力波动小。 三缸单作用泵的主要问题： ➢由于泵的冲次提高导致其自吸能力降低，通常情况下应该配备灌 注系统，即由另一台灌注泵向三缸单作用泵的吸入口供给一定压力 的液体，这样便增加了附属设备。 ➢由于单作用泵活塞的后端外露，且外露圆周比双作用泵活塞杆密 封大的多，在自吸的条件下，当处于吸入过程时，液缸内压力降低 ，假如缸套和活塞配合之处松弛，外部空气有可能进入液缸，从而 导致泵工作不平稳，降低容积效率。
四、柱塞泵 1. 柱塞泵的用途及代号 2. 柱塞泵的工作原理 3. 压裂泵 4. 固井水泥泵 5. 注水用柱塞泵
柱塞泵的用途及代号
用途：柱塞泵在石油矿场主要作为压裂泵、固井水泥泵和注水泵 。它们之间只有压力和流量等性能参数的不同，结构和工作原理并 无实质性区别。 ➢将压裂液送入井内，并借助高压在油层中造成裂缝，或使原油层 裂缝扩大的柱塞泵，称作压裂泵。 ➢将水泥浆注入油井，使套管与井壁牢固连接的柱塞泵，称作水泥 泵。 ➢向井内输送高压水，进入油层驱油和补充地层能量的柱塞泵，称 作注水泵。
组成
三缸单作用活塞泵仍然由动力端和液力端组成。
1. 动力端：三缸单作用活塞泵动力端的主要部分由主动轴（传动 轴）、被动轴（主轴和曲轴）、十字头等组成。
2. 液力端：单作用泵的每个缸套只有一个吸入阀和排出阀，故其 液力端结构比双作用泵液力端简单。目前的三缸单作用泵的泵 头主要有L型、I型和T型三种型式。
1. 双缸双作用活塞泵的动力端
➢双缸双作用活塞泵的动力端由传动轴、主轴（曲轴）、齿轮、曲柄 连杆机构、壳体（底座）等组成，其作用是变主轴的旋转运动为活塞 的往复运动，同时传递动力和减速。 ➢双缸双作用活塞泵传动轴的两端外伸出壳体，可由左方或右方安装 皮带轮，满足现场整套钻机的安装要求。 ➢动力机的动力由皮带传送到传动轴皮带轮上，通过传动轴上的主动 齿轮（小斜齿轮）驱动主轴上的被动齿轮（大斜齿轮），带动主轴及 固定其上的偏心轮旋转，再通过连杆等带动十字头和活塞做往复运动 。 ➢工作过程中，连杆相对偏心轮做摆动。 ➢动力端的十字头用于介杆的导向，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。 ➢十字头上、下部一般都有滑履，与机座上的导板相接触，磨损后可
➢图（b）是双缸双作用往复泵的流量曲线。两个 液缸的前后缸的瞬时流量近似按正弦规律变化，前 缸流量曲线为a2、b2 ，后缸流量曲线为a1、b1 。 将其纵坐标叠加，就可得到整台泵的流量曲线。 ➢它反映了泵工作过程中吸入和排出的流量随曲柄 转角Ф的变化规律，曲线起伏越大，说明泵的流量 越不均匀。
➢ 双缸双作用往复泵由动力端（驱动部分）和液力端（水力部分） 组成。
Fra Baidu bibliotek Z
变型代号，用罗马字母表示 阀结构，锥阀省略，球阀为Q,板阀为B 额定排出压力（MPa），阿拉伯数字表示 额定流量（m3/h），阿拉伯数字表示 结构型式，立式“L”，卧式不表示 柱塞泵泵型代号，汉语拼音字母字头 柱塞数目，阿拉伯数字表示
柱塞泵的工作原理 柱塞泵与活塞泵的区别
➢柱塞泵与活塞泵类似，其主要区别在于往复运动件的密封形式上。 ➢活塞泵的活塞直径外表面与钢套内表面紧密配合，活塞的往复运动 改变钢套内部容积，实现液体的吸入和排出。 ➢柱塞泵的柱塞采用如图所示的密封结构。
二、三缸双作用活塞泵
➢三缸双作用钻井泵各曲柄间的夹角为120o， ➢该泵的优点是流量比双缸双作用泵均匀， ➢缺点是易损件多，结构复杂，加工和拆装困 难，曲轴受力恶化， ➢在石油矿场应用较少
三、三缸单作用活塞泵
三缸单作用活塞泵于60年代中期研制成功，并作为双缸双作用钻井 泵的替代产品迅速推广使用。
2. 双缸双作用活塞泵的液力端
➢活塞泵的液体端（又称水力部分）包括泵体（阀箱）、缸套活塞、 活塞杆、密封盒、泵阀等， ➢双缸双作用液力端每个液缸的两端各有一个吸入和排出阀箱，吸入 阀上部与液缸连通，下部与吸入管连通；排出阀上部与排出管连通， 下部与液缸连通。 ➢其作用是从吸入池吸入低压液体，通过活塞的作用，变机械能为液 压能，向井底输送高压液体，实现液体的循环，冷却钻头、冲洗井底 和携带岩屑。
柱塞泵的工作原理 ➢柱塞运动不断改变液缸内的充液容积，实现液体的吸入和排出。 布置型式 ➢柱塞泵的布置型式有卧式、立式和V型等，缸数有三缸、五缸等。 目前石油矿场上使用的多为卧式三缸柱塞泵，结构相对比较简单。
柱塞泵的结构特点 ➢柱塞密封在泵缸之外，便于拆装、调节，还可以通过冷却液冲洗磨 擦表面降低温度。 ➢柱塞泵通常由柴油机、电动机作动力； ➢有的在泵外减速，动力直接传递到曲轴上，有的在泵内装有减速机 构； ➢曲轴通常采用偏心机构，冲程较短而冲次较高； ➢连杆大头有的采用整体式滚动轴承，如同钻井泵那样，但较多见的 还是剖分式滑动轴承，便于安装。
一、双缸双作用活塞泵
双缸双作用活塞泵的结构方案如图所示 ➢主轴上有两个互成90o的曲柄，分别带动两个活塞 在液缸中作往复运动。 ➢液缸两端分别装有吸入阀和排出阀。 ➢当活塞向液力端运动时，左边的排出阀打开，吸 入阀关闭，活塞前端工作室（前缸）内液体排出， 而右边的排出阀关闭，吸入阀打开，活塞后端工作 室（后缸）吸入液体； ➢当活塞向动力端运动时，则情况正好与上述相反 。
§6-5 往复泵的结构和特点
一、双缸双作用活塞泵 二、三缸双作用活塞泵 三、三缸单作用活塞泵 四、柱塞泵 五、其它型式往复泵
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➢往复泵的主要型式是活塞泵和柱塞泵， ➢活塞泵中以三缸单作用泵和双缸双作用泵为主。 ➢柱塞泵主要用于向井底注入高压水，作为注水泵； ➢从地面向井下水力活塞泵注入动力液，作为地面站的动力泵； ➢在固井和压裂酸化设备中用于向井底或地层注入高压水泥液或压 裂、酸化液，作为固井泵或压裂泵； ➢等等。。。
1. 三缸单作用钻井泵的代号
2. 三缸单作用活塞泵的特点
3. 三缸单作用活塞泵的组成
三缸单作用活塞泵的特点 优点： ➢缸径小，冲程短，冲次较高，在功率相近的条件下，体积小，重 量轻。 ➢缸套在液缸外部用夹持器（卡箍等）固定，活塞杆与介杆也用夹 持器固定，因而拆装方便；活塞杆无需密封，工作寿命长。 ➢活塞单面工作，可以从后部喷进冷却液体，对缸套和活塞进行冲 洗和润滑，有利于提高缸套与活塞的寿命。 ➢泵的流量均匀，压力波动小。 三缸单作用泵的主要问题： ➢由于泵的冲次提高导致其自吸能力降低，通常情况下应该配备灌 注系统，即由另一台灌注泵向三缸单作用泵的吸入口供给一定压力 的液体，这样便增加了附属设备。 ➢由于单作用泵活塞的后端外露，且外露圆周比双作用泵活塞杆密 封大的多，在自吸的条件下，当处于吸入过程时，液缸内压力降低 ，假如缸套和活塞配合之处松弛，外部空气有可能进入液缸，从而 导致泵工作不平稳，降低容积效率。
四、柱塞泵 1. 柱塞泵的用途及代号 2. 柱塞泵的工作原理 3. 压裂泵 4. 固井水泥泵 5. 注水用柱塞泵
柱塞泵的用途及代号
用途：柱塞泵在石油矿场主要作为压裂泵、固井水泥泵和注水泵 。它们之间只有压力和流量等性能参数的不同，结构和工作原理并 无实质性区别。 ➢将压裂液送入井内，并借助高压在油层中造成裂缝，或使原油层 裂缝扩大的柱塞泵，称作压裂泵。 ➢将水泥浆注入油井，使套管与井壁牢固连接的柱塞泵，称作水泥 泵。 ➢向井内输送高压水，进入油层驱油和补充地层能量的柱塞泵，称 作注水泵。
组成
三缸单作用活塞泵仍然由动力端和液力端组成。
1. 动力端：三缸单作用活塞泵动力端的主要部分由主动轴（传动 轴）、被动轴（主轴和曲轴）、十字头等组成。
2. 液力端：单作用泵的每个缸套只有一个吸入阀和排出阀，故其 液力端结构比双作用泵液力端简单。目前的三缸单作用泵的泵 头主要有L型、I型和T型三种型式。
1. 双缸双作用活塞泵的动力端
➢双缸双作用活塞泵的动力端由传动轴、主轴（曲轴）、齿轮、曲柄 连杆机构、壳体（底座）等组成，其作用是变主轴的旋转运动为活塞 的往复运动，同时传递动力和减速。 ➢双缸双作用活塞泵传动轴的两端外伸出壳体，可由左方或右方安装 皮带轮，满足现场整套钻机的安装要求。 ➢动力机的动力由皮带传送到传动轴皮带轮上，通过传动轴上的主动 齿轮（小斜齿轮）驱动主轴上的被动齿轮（大斜齿轮），带动主轴及 固定其上的偏心轮旋转，再通过连杆等带动十字头和活塞做往复运动 。 ➢工作过程中，连杆相对偏心轮做摆动。 ➢动力端的十字头用于介杆的导向，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。 ➢十字头上、下部一般都有滑履，与机座上的导板相接触，磨损后可
➢图（b）是双缸双作用往复泵的流量曲线。两个 液缸的前后缸的瞬时流量近似按正弦规律变化，前 缸流量曲线为a2、b2 ，后缸流量曲线为a1、b1 。 将其纵坐标叠加，就可得到整台泵的流量曲线。 ➢它反映了泵工作过程中吸入和排出的流量随曲柄 转角Ф的变化规律，曲线起伏越大，说明泵的流量 越不均匀。
➢ 双缸双作用往复泵由动力端（驱动部分）和液力端（水力部分） 组成。
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变型代号，用罗马字母表示 阀结构，锥阀省略，球阀为Q,板阀为B 额定排出压力（MPa），阿拉伯数字表示 额定流量（m3/h），阿拉伯数字表示 结构型式，立式“L”，卧式不表示 柱塞泵泵型代号，汉语拼音字母字头 柱塞数目，阿拉伯数字表示
柱塞泵的工作原理 柱塞泵与活塞泵的区别
➢柱塞泵与活塞泵类似，其主要区别在于往复运动件的密封形式上。 ➢活塞泵的活塞直径外表面与钢套内表面紧密配合，活塞的往复运动 改变钢套内部容积，实现液体的吸入和排出。 ➢柱塞泵的柱塞采用如图所示的密封结构。
二、三缸双作用活塞泵
➢三缸双作用钻井泵各曲柄间的夹角为120o， ➢该泵的优点是流量比双缸双作用泵均匀， ➢缺点是易损件多，结构复杂，加工和拆装困 难，曲轴受力恶化， ➢在石油矿场应用较少
三、三缸单作用活塞泵
三缸单作用活塞泵于60年代中期研制成功，并作为双缸双作用钻井 泵的替代产品迅速推广使用。