1、6-5 往復(fù)泵的結(jié)構(gòu)和主要配件,一、雙缸雙作用活塞泵 二、三缸單作用活塞泵 三、柱塞泵 四、空氣包 五、安全閥,一、雙缸雙作用活塞泵,往復(fù)泵的主要型式是活塞泵和柱塞泵； 活塞泵以三缸單作用泵和雙缸雙作用泵為主。,雙缸雙作用活塞泵的結(jié)構(gòu)方案：,雙缸雙作用活塞泵的主軸上有兩個(gè)互成90o的曲柄，分別帶動(dòng)兩個(gè)活塞在液缸中作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 液缸兩端分別裝有吸入閥和排出閥。,雙缸雙作用活塞泵的工作原理：,當(dāng)活塞向液力端運(yùn)動(dòng)時(shí)，左邊的排出閥打開(kāi)，吸入閥關(guān)閉，活塞前端工作室（前缸）內(nèi)液體排出，而右邊的排出閥關(guān)閉，吸入閥打開(kāi)，活塞后端工作室（后缸）吸入液體； 當(dāng)活塞向動(dòng)力端運(yùn)動(dòng)時(shí)，則情況正好與上述相反。,動(dòng)畫(huà),雙缸

2、雙作用往復(fù)泵的流量曲線(xiàn)：,兩個(gè)液缸前后缸的瞬時(shí)流量近似按正弦規(guī)律變化 前缸流量曲線(xiàn)為a2、b2 ，后缸流量曲線(xiàn)為a1、b1 將其縱坐標(biāo)疊加，就可得到整臺(tái)泵的流量曲線(xiàn)。 它反映了泵工作過(guò)程中吸入和排出的流量隨曲柄轉(zhuǎn)角的變化規(guī)律，曲線(xiàn)起伏越大，說(shuō)明泵的流量越不均勻。,雙缸雙作用活塞泵的結(jié)構(gòu)組成：,雙缸雙作用往復(fù)泵由動(dòng)力端（驅(qū)動(dòng)部分）和液力端（水力部分）組成。,動(dòng)畫(huà),雙缸雙作用活塞泵的動(dòng)力端：,雙缸雙作用活塞泵的動(dòng)力端由傳動(dòng)軸、主軸（曲軸）、齒輪、曲柄連桿機(jī)構(gòu)、殼體（底座）等組成 其作用是變主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)傳遞動(dòng)力和減速。,動(dòng)畫(huà),動(dòng)力機(jī)的動(dòng)力由皮帶傳送到傳動(dòng)軸皮帶輪上， 通過(guò)傳動(dòng)

3、軸上的主動(dòng)齒輪（小斜齒輪）驅(qū)動(dòng)主軸上的被動(dòng)齒輪（大斜齒輪），帶動(dòng)主軸及固定其上的偏心輪旋轉(zhuǎn)， 再通過(guò)連桿等帶動(dòng)十字頭和活塞做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。,動(dòng)畫(huà),雙缸雙作用活塞泵的液力端：,活塞泵的液體端包括泵體（閥箱）、缸套活塞、活塞桿、密封盒、泵閥等。,動(dòng)畫(huà),雙缸雙作用液力端每個(gè)液缸的兩端各有一個(gè)吸入和排出閥箱， 吸入閥上部與液缸連通，下部與吸入管連通； 排出閥上部與排出管連通，下部與液缸連通。,動(dòng)畫(huà),雙缸雙作用液力端的作用是： 從吸入池吸入低壓液體，通過(guò)活塞的作用，變機(jī)械能為液壓能，向井底輸送高壓液體，實(shí)現(xiàn)液體的循環(huán)，冷卻鉆頭、沖洗井底和攜帶巖屑。,動(dòng)畫(huà),6-5 往復(fù)泵的結(jié)構(gòu)和主要配件,一、雙缸雙作用活塞泵

4、 二、三缸單作用活塞泵 三、柱塞泵 四、空氣包 五、安全閥,二、三缸單作用活塞泵,作為雙缸雙作用鉆井泵的替代產(chǎn)品，三缸單作用活塞泵于60年代中期研制成功。 三缸單作用活塞泵（鉆井泵）的代號(hào)： 例如：3NB-1300，表示輸入功率為960kw的三缸單作用鉆井泵。,有的鉆井泵，為了反映其設(shè)計(jì)制造單位、適用區(qū)域和性能方面的特點(diǎn)，在統(tǒng)一代號(hào)的前后標(biāo)以適當(dāng)?shù)姆?hào)： 如SL3NB-1300A 其中SL是“勝利”的漢語(yǔ)拼音字頭， 而A表示改型設(shè)計(jì)。,三缸單作用活塞泵的組成：,三缸單作用活塞泵仍然由動(dòng)力端和液力端組成。,動(dòng)畫(huà),三缸單作用活塞泵的動(dòng)力端：,三缸單作用活塞泵的動(dòng)力端主要由主動(dòng)軸（傳動(dòng)軸）、被動(dòng)軸（

5、主軸和曲軸）、十字頭等組成。,動(dòng)畫(huà),鉆井泵傳動(dòng)軸總成： 軸的兩端對(duì)稱(chēng)外伸，可在任一端安裝大皮帶輪或鏈輪。 傳動(dòng)軸與小齒輪可以為整體式齒輪軸結(jié)構(gòu)形式，也可以采用齒圈熱套到軸上的組合形式。 鉆井泵齒輪大多采用高度變位的漸開(kāi)線(xiàn)人字短齒，目的是保證具有較高的彎曲強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度。,曲軸總成： 曲軸上裝有大人字齒輪和三根連桿大頭。 大齒輪圈用鉸制孔螺栓與曲軸上的輪轂緊固為一體。 三個(gè)連桿軸承的內(nèi)圈熱套在曲軸上，連桿大頭熱套在軸承外圈上。,十字頭總成： 十字頭是傳遞活塞力的重要部件， 同時(shí)，又對(duì)活塞在缸套內(nèi)作往復(fù)平直運(yùn)動(dòng)起導(dǎo)向作用，使介桿、活塞等不受曲柄切向力的影響，減少介桿和活塞的磨損。,工作時(shí)：,曲軸通

6、過(guò)連桿和十字頭銷(xiāo)帶動(dòng)十字頭體作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，,動(dòng)畫(huà),十字頭體又通過(guò)介桿帶動(dòng)活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。,動(dòng)畫(huà),連桿小頭與十字頭銷(xiāo)之間裝有圓柱滾子或滾針軸承。 十字頭體上有的裝有鑄鐵滑履，在導(dǎo)板上往復(fù)滑動(dòng)。,三缸單作用活塞泵的液力端：,單作用泵的每個(gè)缸套只有一個(gè)吸入閥和排出閥，故其液力端結(jié)構(gòu)比雙作用泵液力端簡(jiǎn)單。 三缸單作用泵的泵頭主要有L型、I型和T型三種型式。,6-5 往復(fù)泵的結(jié)構(gòu)和主要配件,一、雙缸雙作用活塞泵 二、三缸單作用活塞泵 三、柱塞泵 四、空氣包 五、安全閥,三、柱塞泵,柱塞泵的用途： 柱塞泵在石油礦場(chǎng)主要作為壓裂泵、固井水泥泵和注水泵。它們之間只有壓力和流量等性能參數(shù)的不同，結(jié)構(gòu)和工作原理并無(wú)

7、實(shí)質(zhì)性區(qū)別。 將壓裂液送入井內(nèi)，并借助高壓在油層中造成裂縫，或使原油層裂縫擴(kuò)大的柱塞泵，稱(chēng)作壓裂泵。 將水泥漿注入油井，使套管與井壁牢固連接的柱塞泵，稱(chēng)作水泥泵。 向井內(nèi)輸送高壓水，進(jìn)入油層驅(qū)油和補(bǔ)充地層能量的柱塞泵，稱(chēng)作注水泵。,柱塞泵的代號(hào)：,柱塞泵與活塞泵的區(qū)別：,柱塞泵與活塞泵的主要區(qū)別在于往復(fù)運(yùn)動(dòng)件的密封形式上。,活塞泵的活塞直徑外表面與缸套內(nèi)表面緊密配合 活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)改變缸套內(nèi)部容積，實(shí)現(xiàn)液體的吸入和排出。,動(dòng)畫(huà),柱塞泵的柱塞采用如圖所示的密封結(jié)構(gòu)。 柱塞運(yùn)動(dòng)不斷改變液缸內(nèi)的充液容積，實(shí)現(xiàn)液體的吸入和排出。,動(dòng)畫(huà),柱塞泵的布置型式： 柱塞泵的布置型式有臥式、立式和V型等，缸數(shù)有三

8、缸、五缸等。 目前石油礦場(chǎng)上使用的多為臥式三缸柱塞泵，結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)單。,6-5 往復(fù)泵的結(jié)構(gòu)和主要配件,一、雙缸雙作用活塞泵 二、三缸單作用活塞泵 三、柱塞泵 四、空氣包 五、安全閥,四、空氣包,曲柄連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)往復(fù)泵工作時(shí)，每個(gè)液缸在一個(gè)沖程中排出或吸入的瞬時(shí)流量，都近似地按正弦規(guī)律變化，即使有幾個(gè)液缸交替工作，總的流量也達(dá)不到均勻程度。 例如：下圖為雙缸雙作用往復(fù)泵的流量曲線(xiàn)，曲線(xiàn)起伏越大，說(shuō)明泵的流量越不均勻。,而總流量的不均勻，必然導(dǎo)致壓力波動(dòng)，進(jìn)而引起吸入和排出管線(xiàn)振動(dòng)，吸入條件惡化，破壞管線(xiàn)和機(jī)件，甚至使泵不能正常工作。 為了消除流量不均勻和壓力波動(dòng)，往復(fù)泵通常都安裝有各種減振裝

9、置。 空氣包是一種常見(jiàn)、有效的減振裝置。,空氣包一般為頂壓式，利用其內(nèi)部氣體的可壓縮性進(jìn)行工作。,1氣室；2外殼；3多孔襯管；4金屬活塞環(huán)；5金屬波紋管,空氣包有排出和吸入之分： 排出空氣包安裝在泵的排出口附近；,吸入空氣包安裝在泵的吸入口附近； 作用是使吸入管中的液體流量趨于均勻，保持吸入壓力穩(wěn)定。,空氣包的工作原理：,空氣包利用其內(nèi)部氣體的可壓縮性進(jìn)行工作。,以排出空氣包為例：,當(dāng)液缸排出瞬時(shí)流量增加，液體壓力加大時(shí)，膠囊內(nèi)氣體受壓縮，空氣包儲(chǔ)存來(lái)自液缸內(nèi)的一部分液體； 當(dāng)液缸排出的瞬時(shí)流量減少，液體壓力減小時(shí)，膠囊內(nèi)氣體膨脹，空氣包放出一部分液體； 始終使進(jìn)入排出管內(nèi)的液體變化不大，從而保持排出管內(nèi)壓力趨于均勻。,6-5 往復(fù)泵的結(jié)構(gòu)和主要配件,一、雙缸雙作用活塞泵 二、三缸單作用活塞泵 三、柱塞泵 四、空氣包 五、安全閥,五、安全閥,往復(fù)泵一般都在高壓下工作，為了保證安全，在排出口處裝有安全裝置，即安全閥，以便將泵的極限壓力控制在允許的范圍內(nèi)。,常見(jiàn)的安全閥為銷(xiāo)釘剪切式、此外還有膜片式和彈簧式等安全閥。,安全閥的工作原理：,安全閥的活塞或膜片下端作用著高壓液體， 當(dāng)壓力達(dá)到一定值后，活塞推動(dòng)連桿，切斷銷(xiāo)釘，活塞上移，或膜片破裂，高壓液體由安全閥排出