钻采机械复习(第5章往复泵)

1钻采机械复习(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ω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2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：maxminSQFrsinF2n=FSn2Q0Q2FSn瞬瞬理均则流量不均度maxminQQFSn0Q2FSn2瞬瞬理均0Q瞬2316.一台输水用双缸双作用往复泵活塞直径D80mm，活塞杆直径d25mm，冲程S450mm，冲次n45min-1，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：222233-33333322F-fSn1Q604522Dd0.4560440.0250.080.33752m6.4510sQQ0.856.4510m5.4810s2NHQg1025005.481010009.810134.26kWN134.26N149.18kW0.9理均理均实轴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。19.一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、1,1B、2,2C、1,2D、2,121.往复泵泵内能量损失包括机械损失、容积损失和水力损失。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。423．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：maxmin33FSn1-rwrw220.1413FSn3FSnFFQQQ瞬瞬理论24.泵是把动力机的D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λ＝0时，其流量不均度为B。A、π/2B、0.141C、0.314D、0.28226.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：60150sin6030sin6021maxnFSnFSnFSQQQ当曲柄转角转到60°时，往复泵达到最小流量60866.060sin60minnFSnFSQ理论平均流量2060360FSnFSniFSnQth流量不均度：141.020)60866.060(minmaxFSnnFSnFSQQQth527.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：60414.1135sin6045sin6021maxnFSnFSnFSQQQ当曲柄转角转到90°时，往复泵达到最小流量6090sin60minnFSnFSQ理论平均流量1560460FSnFSniFSnQth流量不均度：314.015)6060414.1(minmaxFSnnFSnFSQQQth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：6090sin60maxnFSnFSQ当曲柄转角转到0°,180°时，往复泵达到最小流量0minQ理论平均流量602FSnQth流量不均度：57.160260minmaxFSnnFSQQQth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：6090sin60maxnFSnFSQ当曲柄转角转到0°,180°时，往复泵达到最小流量0minQ理论平均流量60FSnQth6流量不均度：14.36060minmaxFSnnFSQQQth