往复泵的结构和主要配件

1、6-5 往复泵的结构和主要配件一、双缸双作用活塞泵二、三缸单作用活塞泵三、柱塞泵四、空气包五、安全阀 往复泵的主要型式是活塞泵和柱塞泵； 活塞泵以三缸单作用泵和双缸双作用泵为主。 双缸双作用活塞泵的主轴上有两个互成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。动画双缸双作用往复泵的流量曲线：两个液缸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 ，

2、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。动画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。动画 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。动画双缸

3、双作用活塞泵的液力端：活塞泵的液体端包括泵体（阀箱）、缸套活塞、活塞杆、密封盒、泵阀等。动画 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。动画双缸双作用液力端的作用是： 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。动画6-5 往复泵的结构和主要配件一、双缸双作用活塞泵二、三缸单作用活塞泵三、柱塞泵四、空气包五、安全阀作为双缸双作用钻井泵的替代产品，三缸单作用活塞泵于60年代中期研制成功。三缸单作用活塞泵（钻井泵）的代号：例如

4、：3NB-1300，表示输入功率为960kw的三缸单作用钻井泵。3NB- -变型代号额定输入功率代号（1kW/1.36，和马力）三缸单作用钻井泵代号有的钻井泵，为了反映其设计制造单位、适用区域和性能方面的特点，在统一代号的前后标以适当的符号： 如SL3NB-1300A 其中SL是“胜利”的汉语拼音字头， 而A表示改型设计。三缸单作用活塞泵的组成： 三缸单作用活塞泵仍然由动力端和液力端组成。动画 三缸单作用活塞泵的动力端主要由主动轴（传动轴）、被动轴（主轴和曲轴）、十字头等组成。动画钻井泵传动轴总成： 轴的两端对称外伸，可在任一端安装大皮带轮或链轮。 传动轴与小齿轮可以为整体式齿轮轴结构形式，也

5、可以采用齿圈热套到轴上的组合形式。 钻井泵齿轮大多采用高度变位的渐开线人字短齿，目的是保证具有较高的弯曲强度和接触强度。曲轴总成： 曲轴上装有大人字齿轮和三根连杆大头。 大齿轮圈用铰制孔螺栓与曲轴上的轮毂紧固为一体。 三个连杆轴承的内圈热套在曲轴上，连杆大头热套在轴承外圈上。十字头总成： 十字头是传递活塞力的重要部件， 同时，又对活塞在缸套内作往复平直运动起导向作用，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。 曲轴通过连杆和十字头销带动十字头体作往复运动，动画 十字头体又通过介杆带动活塞作往复运动。动画 连杆小头与十字头销之间装有圆柱滚子或滚针轴承。 十字头体上有的装有铸铁滑履

6、，在导板上往复滑动。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。三缸单作用泵的泵头主要有L型、I型和T型三种型式。6-5 往复泵的结构和主要配件一、双缸双作用活塞泵二、三缸单作用活塞泵三、柱塞泵四、空气包五、安全阀柱塞泵的用途： 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

7、泵。柱塞泵的代号：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与活塞泵的区别： 柱塞泵与活塞泵的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缸套内表面紧密配合 活塞的往复运动改变缸套内部容积，实现液体的吸入和排出。动画 柱塞泵的柱塞采用如图所示的密封结构。 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。动画柱塞泵的布置型式： 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。

8、 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。6-5 往复泵的结构和主要配件一、双缸双作用活塞泵二、三缸单作用活塞泵三、柱塞泵四、空气包五、安全阀 曲柄连杆机构传动往复泵工作时，每个液缸在一个冲程中排出或吸入的瞬时流量，都近似地按正弦规律变化，即使有几个液缸交替工作，总的流量也达不到均匀程度。 例如：下图为双缸双作用往复泵的流量曲线，曲线起伏越大，说明泵的流量越不均匀。 而总流量的不均匀，必然导致压力波动，进而引起吸入和排出管线振动，吸入条件恶化，破坏管线和机件，甚至使泵不能正常工作。 为了消除流量不均匀和压力波动，往复泵通常都安装有各种减振装置。 空气包是一种常见、有效的减振装

9、置。 空气包一般为顶压式，利用其内部气体的可压缩性进行工作。1气室；2外壳；3多孔衬管；4金属活塞环；5金属波纹管空气包有排出和吸入之分： 排出空气包安装在泵的排出口附近； 吸入空气包安装在泵的吸入口附近； 作用是使吸入管中的液体流量趋于均匀，保持吸入压力稳定。空气包的工作原理：空气包利用其内部气体的可压缩性进行工作。 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。6-5 往复泵的结构和主要配件一、双缸双作用活塞泵二、三缸单作用活塞泵三、柱塞泵四、空气包五、安全阀 往复泵一般都在高压下工作，为了保证安全，在排出口处装有安全装置，即安全阀，以便将泵的极限压力控制在允许的范围内。 常见的安全阀为销钉剪切式、此外还有膜片式和弹簧式等安全阀。工作原理： 安全阀的活塞或膜片下端作用着高压液体， 当压力达到一定值后，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