钻井泵学习教程.pptx

《钻井泵学习教程.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钻井泵学习教程.pptx（17页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、钻井机械钻井机械第一节 往复泵概述一、往复泵的组成及工作原理 吸入过程：曲柄逆时针旋转（001800），带动活塞向右移动，液缸内形成真空，液体在液面压力Pa的作用下，顶开吸入阀，进入液缸。排出过程：曲柄继续旋转（18003600），带动活塞向左移动，液缸内液体被挤压，压力升高，吸入阀关闭，排出阀顶开，液体进入排出管。曲柄连续旋转，不断形成吸入和排出过程。液体源源不断地排出。第五章 钻井泵第1页/共17页钻井机械钻井机械二、往复泵的分类1、按液缸数分：单缸、双缸、三缸、多缸。2、按活塞往返一次，吸排液次数分：单作用泵、双作用泵。3、按液缸布置分：卧式、立式、V形、星形泵。4、按往复运动件的结构分

2、：活塞、住塞、隔膜泵。5、按驱动方式分 常见的有：电驱动泵、机械驱动泵、蒸汽驱动泵、液压驱动泵等。第五章 钻井泵第2页/共17页钻井机械钻井机械我国用于石油、天然气勘探开发的钻井泵已经标准化，并形成了NB和F两大系列泵，统一的代号为：如NB600，表示输入功率为600马力的双缸双单作用钻井泵。F1300，表示输入功率为1300马力（960KW）的三缸单作用钻井泵。有的钻井泵，为了反映其设计制造单位、适用区域和性能方面的特点，在统一代号的前后还标以适当的符号，如SL3NB1300A，其中SL是汉语拼音“胜利”的字头，A表示改型设计。石油矿场钻井泵，广泛采用三缸单作用和双缸双作用卧式活塞泵；压裂、

3、固井及注水泵常采用三缸、五缸单作用卧式柱塞泵及其他类型的往复泵。第五章 钻井泵第3页/共17页钻井机械钻井机械我国三大钻井泵生产厂家生产的三缸钻井泵有：兰石：3NB-1300C 3NB-1600F 宝石：F-500 F-800 F-1000 F-1300 F-1600 成都石油总机厂：CSF-800 CSF-1000 CSF-1300 CSF-1600第五章 钻井泵第4页/共17页钻井机械钻井机械三、钻井泵的基本参数1、流量Q和排量：泵的流量 单位时间内泵通过排出或吸入管道所输送的液体量。流量通常以单位时间内的体积表示，称体积流量，用Q表示，单位为Ls或m3s。有时也以单位时间内的重量表示，称

4、重量流量，用QG表示，单位为Ns。即QG=Qg，这里，为输送液体的密度，单位为kgm3，g为重力加速度，取作98ms2。泵的排量 往复泵的曲轴旋转一周(o2），泵所排出或吸入的液体体积。它只与泵的液缸数目及几何尺寸有关，而与时间无关。“流量”与“排量”实际是两个不同的概念。2、泵压p:通常是指泵排出口处单位面积上所受到的液体作用力，即压强，代表符号为p，单位为MPa。3、功率N和效率：单位时间内动力机传到往复泵主动轴上的能量，称泵的输入功率或主轴功率，用Na表示；而单位时间内液体经泵作用后所增加的能量，称有效功率，或输出功率，用N表示；功率单位为kW。泵的总效率是指有效功率与输入功率的比值。4

5、、冲数n：单位时间内活塞或柱塞的往复次数，简称冲次，用n表示，单位为min-1。第五章 钻井泵第5页/共17页往复泵第二节 往复泵的结构3NB、F系列泵主要由动力端、液力端、喷淋系统、润滑系统、灌注系统组成。动力端：机架、传动轴、主轴、齿轮、曲轴、连杆、十字头等。液力端：泵头、缸套、活塞、活塞杆、盘根盒、阀、空气包等。喷淋系统:喷淋泵、冷却水箱、喷管等组成 润滑系统:灌注系统:第6页/共17页第7页/共17页往复泵第三节：往复泵的理论分析一、泵的排量：1、平均排量：单位时间内泵理论上应输送的体积。2、瞬时排量：泵在极短暂的时间t内的排量。3、实际排量：单位时间内泵实际输送的体积。第8页/共17

6、页往复泵钻井泵使用中为什么要换缸套？在何时换？当然，钻井泵的临界特性曲线仅反映其本身的工作能力，而在使用中还要考虑到其它因素的影响。当泵所配备的动力机功率偏小时，即动力机所提供的最大功率小于泵的设计功率时，如图中的等功率曲线N所示，则泵的流量和压力应在并N曲线的下方选用。此时，泵的工况主要受动力机功率的限制，同时也受到最大冲次和各级缸套最大压力的限制。又如，当排出管的耐压强度较低，最大允许压力P0小于泵某级缸套下的极限值时，则泵的实际工作压力和流量应该在P0以下的范围内选用。第9页/共17页往复泵第五节 钻井泵的性能调节往复泵与一定的管路系统组成统一的装置后，其工况点一般也是确定的。有时为了某

7、些需要，希望人为地调节泵的流量，以改变工况。一、流量调节 由于泵的流量与泵的缸数i、活塞面积F、冲次n及冲程S成正比关系，改变其中任一个参数，都可改变泵的流量。钻井泵中常用的调节流量方法有以下几种。1、更换不同直径的缸套 设计钻井泵时，通常把缸套分为数级，各级缸套的流量大体上按等比级数分布，即前一级(i)直径较大的缸套的流量与相邻下一级(i+1)直径较小缸套的流量的比值近似为常数。根据需要，选用不同直径的缸套就可以得到不同的流量。2、调节泵的冲次 动力机与钻井泵之间通常不加变速机构，在机械传动的条件下，适当改变动力机的转速即可以调节泵的冲次。如用柴油机驱动泵，可在额定转速nr与最小转速nmin

8、之间调节柴油机转速，使泵在额定冲次与最小冲次之间变化，达到调节流量的目的。应该注意，在调节转速的过程中，必须使泵压不超过该级缸套的极限压力。第10页/共17页往复泵第11页/共17页往复泵 3、减少泵的工作室 在深井段钻进时，往往井径较小，为了尽量减少循环损失，一般希望泵的流量较小。在其他调节方法不能满足要求时，现场有时采用减少泵工作室的方法：如打开阀箱，取出几个排出阀或吸人阀，使有的工作室不参加工作，从而减小流量。该法的缺点是加剧了流量和压力的脉动。实践表明，在这种非正常工作情况下，取下排出阀比取下吸人阀引起的波动小，对双缸双作用泵来讲，取下靠近动力端的排出阀引起的压力波动较小。4、旁路调节

9、 在泵的排出管线上并联一根旁通管路，打开并调节旁路阀门，就可以调节泵的流量。旁路调节还是钻井泵中常用的紧急降压手段。第12页/共17页钻井机械钻井机械四、空气包空气包利用其内部气体的可压缩性进行工作。以排出空气包为例，当液缸排出瞬时流量增加，液体压力加大时，胶囊内气体受压缩，空气包储存来自液缸内的一部分液体，当液缸排出的瞬时流量减少，液体压力减小时，胶囊内气体膨胀，空气包放出一部分液体，始终使进入排出管内的液体变化不大，从而保持排出管内压力趋于均匀。吸人空气包的作用是使吸人管中的液体流量趋于均匀，保持吸入压力稳定。第五章 钻井泵第13页/共17页钻井机械钻井机械第五章 钻井泵空气包气囊内一般充

10、以惰性气体，如氮气或空气，充气预压力视泵的工作压力而定。对于钻井排出空气包，充气压力一般为47 MPa；对于吸人空气包，充气压力为排出压力的80左右。第14页/共17页钻井机械钻井机械五、安全阀往复泵在高压下工作，为保证安全，在排出口处安全阀，以便将泵的极限压力控制在允许的范围内。常见的安全阀有：销钉剪切式、膜片式、弹簧式等安全阀。如图所示：其活塞或膜片下端作用着高压液体，当压力到达一定值后，活塞推动连杆，切断销钉，活塞上移，或膜片破裂，高压液体由安全阀排出口进入吸入池或大气空间，达到泄压保安全的目的。杠杆剪切式安全阀只需要同一种材料和同一截面的销钉，对于不同的压力规定值，改变安全销钉的位置即可；销钉距力的作用点越远，承受的压力越高。销钉剪切式安全阀的结构简单，拆卸容易，但安全销钉的材料、尺寸及加工工艺必须恰当，还要防止安全阀的活塞和导杆在缸套内锈蚀，否则灵敏度降低，不能准确地控制排出压力；当安全阀打开后，必须停泵更换安全销。第五章 钻井泵第15页/共17页钻井机械钻井机械第五章 钻井泵第16页/共17页感谢您的观看！第17页/共17页