钻井泵基础知识
钻井泵知识
钻井泵一．钻井泵的结构；1. 液力端；（1）上水；缸盖，缸盖堵头，垫子，插板（斜铁），阀杆导向器，弹簧，阀尔体，阀尔座(2)排水; 缸盖，阀盖，垫子，弹簧，阀尔体，阀尔座(3) 缸套；（1）活塞；卡箍，活塞杆，密封圈，活塞，活塞螺母（2）缸套；缸套压盖（缸套丝扣圈），缸套锁紧环，缸套，缸套垫子，耐磨盘（4）阀尔箱(冷缸)（5）空气包总成；气囊，盖，截止阀，气压表2，动力端；传动轴，齿轮，曲轴连杆，十字拉杆，二，空气包的作用与要求；1，作用；减小因钻井泵瞬时排量变化而产生的压力波动，使泵压平稳，保护设备不致因剧烈震动而造成损坏。
2. 要求；空气包胶囊要求充氮气或惰性气体，在没有情况上可用空气代替，严禁充入氧气或可燃气体。
充气压力为最高工作压力的20%-30%，最高充气压力6MPa,最低为2.5MPa。
三，安全阀1.分类；(1).销钉式(2)，杆杆销钉式(3)，弹簧式2.使用要求；(1).泄压管因固定牢固，使用管径不小于60mm的无缝钢管，出口弯度因大于150度(2).安全销钉规格必须符合标准，不得以其它材料代替。
(3).销钉定位范围；10，15，20，26，32, 38 MPa .四，钻井泵使用要求；1），开泵前检查安全阀，泵压表是否符合要求，各连接螺丝是否上紧，润滑油是否加够，高低压管汇闸门是否开关正确，皮带轮护罩固定是否齐全牢靠，冷却水油道是否畅通空气包压力是否符合要求。
2），开泵时必须与操作人员联系，确认无误时才能开泵。
3），开泵时高压管汇,安全阀泄压管方向及传动部位不准有人，当钻井泵正常运转，水眼顶通，泵压正常后方可进入泵区。
4），泵运转过程中，要经常观察泵压表变化以及给个部位有无响声。
5），运转中常检查十字头划板油孔是否畅通。
6），开泵后若要修泵时，须摘开离合器，挂警示牌或专人监护。
7），泵运转中，各轴承部位温度最高不得超过80度。
8）启动后应做到“五观察”，“三不离”。
五观察；泵内有无杂声与刺声；十字头和各轴承润滑情况有无异常；泵压变化有无异常；活塞与缸套有无刺漏，冷却系统是否正常，三不离；井下不正常时不离岗位；每次摘挂泵时不离岗位；检修泵时不离岗位。
钻井泵
16－螺栓 (R1)－双头螺栓 (R2)－螺母 (R3)－双头螺径 (R4)－螺母
2) 空气包的结构原理
● 空气包的结构类型
● 空气包的使用
正确安装及使用空气包，可以有效地减少排出系统 的压力波动，从而获得更加均匀的液流。为了使气 囊获得高的寿命，经常使泵的压力与气囊预充氮气 压力保持建议的比例。
的机械能转化为钻井液的液体能输出 对外做功，完成钻井液的吸入和排出。 ★ 主要结构：液缸、缸套、活塞、活塞杆、
吸入阀、排出阀
1－耐磨盘密封 2－耐磨盘 3－缸套法兰 4－缸套密封圈 5－缸套压盖 6－缸套 7－缸套锁紧环 8－活塞杆 9－活塞 10－活塞密封 11－螺母 12－定位盘 13－阀杆导向器 14－插板 15－缸盖密封圈 16－缸盖堵头 17－缸盖 18－阀盖密封圈 19－挡泥盘 20－阀盖 21－液缸 22－吸入阀
设备运行
★ 机油润滑泵的压力是否在要求以内。 ★ 听判液力端是否有水平或垂直方向异声。 ★ 观察卡箍螺栓是否松退，活塞运行时尾部
是否刺漏泥浆。 ★ 观察缸套法兰座、缸套压盖座、液缸上部
阀压盖三处警告显示孔是否 泄漏泥浆。 ★ 观察缸套是否晃动或松退、移动。
6)设 备 运 行 ★ 观察泵压是否稳定、水龙带是否摆动。 ★ 测试主动轴轴承、曲轴轴承处及机架有无局部过
最高频率 76 (Hz)
风机电机功率 15 (kW)
额定电压 600 (V)
电机尺寸：
额定电流 最大电流 额定转矩
1382.8 (A) 2073.4 (A) 11471.7 (N·m)
钻井泵 Microsoft Word 文档
泥浆泵一．泥浆泵是循环系统的关键设备，它的作用就是为钻井液的循环提供必要的能量，既以一定的压力和流量，将具有一定密度和粘度的钻井液输进钻具来完成整个循环过程。
二．泥浆泵的结构及工作原理：1，泥浆泵主要由液力端和动力端两大部分组成；液力端包括缸体、活塞、吸入阀、排出阀等部件。
动力端包括传动轴、齿轮、曲柄连杆机构等部件；动力通过皮带（链条，万向轴）带动泵的主轴旋转，再通过曲柄连杆机构使活塞移动，缸内形成负压，上水池内的液体在大气压力作用下，顶开吸入阀进入缸内，直到活塞运动到行程顶端完成吸入过程。
活塞开始向凡尔端运动，缸内液体受到活塞的挤压而压力升高，吸入阀关闭，排出阀被顶开，液体被活塞推出排出阀经排出管进入高压管汇，完成排出过程。
2，空气包作用：泥浆空气包是为减小因泥浆泵瞬时排量变化而产生压力波动，使泵压平稳，保护设备不至因剧烈震动而造成损坏的装置。
它主要由壳体和橡胶囊组成，胶囊上口被固定在壳体上，工作时随排出压力的变化，胶囊底部上下运动，以储存或挤出液体。
通过充气阀向空气包内充入一定压力的氮气，有气压表可显示充气压力的大小及工作时包内压力的变化情况。
空气包的工作原理：泥浆泵活塞处于排出过程时，排出管内流体流速加快，压力也随之升高，当压力大于空气包气室内的压力时，气囊被压缩，部分流体进入空气包。
当活塞处于吸入过程，排出管内液体压力小于空气包气室内的压力时，气囊开始膨胀，挤出空气包内的流体，随着排出和吸入过程的不断重复进行，空气包不断交替地储存和排出液体，自动调节排出管中的流体速度和压力，从而稳定流体的压力波动，达到稳定泵压的目的空气包只能充氮气，严禁充易燃易爆气体，充气压力为工作压力的30%；最高压力为6.0Mpa，最低压力不小于2.5Mpa，三．泥浆泵操作规程1、检查泵压表、安全阀剪切销钉应齐全、符合要求。
油位符合刻度范围内，冷却水量充足、管线无阻塞。
2、预压空气包内应充入氮气或空气，检查空气包的充气压力最大充气压力不应超过6.0MPa，最低不得低于2.5 MPa。
钻井泵基础知识
曲轴总成 crankshaft assemble
十字头总成 crossing head assemble
液力端总成 hydraulic end assemble
排出管路总成 discharge pipeline assembly
排出空气包总成 discharge air dampener assembly
泵的吸入管入口端应高于泥浆池底约300mm，而且吸入管内径必须一 致，吸入管的入口端不能正对泥浆池的入口（对泥浆罐也是如此）。 The inlet port of the suction line should be 300mm higher than the bottom of the mud pit and the internal diameter of suction line should be identical, Furthermore, the inlet port of suction line should not face the inlet of mud pit (so does the mud tank). 剪销安全阀必须安装成可直接与泥浆接触，并且将安全阀排出端 用无缝钢管直接引到泥浆罐，这条管线应尽可能少一些转折。若转弯 应使弯头大于120°，不允许把安全阀的排出管线接到泵的吸入管上， 在排出管路与安全阀之间不许安装任何型式的闸门。 When install the Shear safety valve, it should contact with mud directly, and the outlet end of safety valve should be connected to the mud tank with seamless steel pipe, whish should try to have fewer swerves (elbow). If there is a swerve, the bend angle should not be less than 120°. The discharge line of safety valve should not be allowed to connect to the suction pipe of mud pump. And also, between the discharge pipe and safety valve should not install any valve.
钻井泵
4.1双缸泵与三缸泵
钻井泵是钻井液循环系统中的关键设备。 钻井泵的功用： 把机械能转变为钻井液的液压能: ①提供钻井液循环所需要得能量； ②为井底动力钻具提供动力液。
三缸单作用钻井泵和双缸双作用钻井泵
钻井泵由动力端(又称驱动部分)和液力端（水 力部分)两大部分组成。
7.1.3钻井泵的主要配件
钻井泵的主要配件有泵阀、活塞、缸套、空气包、安 全阀和介杆密封等。 1.泵阀 泵阀是钻井泵中控制泵内液体单向流动的液压闭锁机 构，是钻井泵的心脏部分。
钻井泵泵阀多 采用弹簧加载举升 式盘状锥阀结构， 主要由阀座、阀盘 (或阀体)、橡胶垫 和弹簧组成。
泵工作时，阀盘沿 轴线上下往复运动，实 现启闭动作。排出时， 液缸内的液体克服排出 阀弹簧力及阀盘自重， 将其顶开，液体进入排 出管，此时吸入阀关闭；
吸入时，排出阀在自重，弹簧力及液差作用下迅速关 闭，而吸入管中的液体克服吸入阀弹簧力及阀盘自重，顶 开吸入阀,进入液缸。
随着活塞在缸套中不断地往复运动，排出阀 和吸入阀交替打开或关闭，使液体按一定规律交 替地由液缸进入排出管，或由吸入管进入液缸。 钻井泵泵阀工作条件十分恶劣，每一冲内，排 出及吸入阀的阀盘与阀座都产生一次冲击。
图7-8为活塞和缸套总成图。由图可以看出，缸 套在缸体之外，结构简化，便于维修，更换，缸套 与缸套座，活塞杆与中间杆以及中间杆与介杆之间， 全部采用卡箍式连接，连接可靠，拆卸方便。
三缸单作用泵 的阀盖一般采用更换 式螺纹压紧结构。为 了防止阀盖松动，有 的加装如图7-9所示 的楔块锁紧式结构。
3．缸套的喷淋系统 单作用泵工作时，活塞后部的缸套总是敞开的， 为对缸套内部实现冷却冲洗创造条件，故三缸单作 用泵都配有喷淋系统。
钻井泵的类型及工作原理
钻井泵的类型及工作原理
钻井泵是钻井工程中常用的设备，根据其不同类型和工作原理可以分为以下几种:
1. 潜油泵：潜油泵通过将泵置于井口或钻杆中的某一段，利用泵的旋转运动将地面动力转化为液体压力。
它主要由驱动设备和泵头组成，驱动设备通过链条或伞齿轮将转速快速传动到泵头，从而产生较高的排量和压力。
潜油泵适用于抽取石油地层中的原油、天然气和水等。
2. 渗滤泵：渗滤泵通过注泥或注水的方法，通过孔隙渗透形成泥浆封隔层，使水井或岩石中的地下水暂时停止流动。
其工作原理是在井口注入渗滤液(泥浆、水等)，通过地层孔隙渗透，
形成封隔层。
渗滤泵常用于井下或井口注渗水泥和水泥砂浆固井、地基渗滤系统等。
3. 双螺杆泵：双螺杆泵由两个相互啮合的同轴螺杆组成，它们通过逆向旋转实现液体的输送。
其工作原理是，当两个螺杆旋转时，液体在螺杆槽中被包围和密封，随着螺杆旋转，液体不断向前输送。
双螺杆泵适用于高压、高粘度的介质，常用于钻井、石油开采、化工等领域。
4. 柱塞泵：柱塞泵通过活塞的往复运动来吸入和排出液体。
其工作原理是，液体通过泵的进口压入柱塞腔，随着活塞的推动，液体被排出。
柱塞泵适用于高压、低流量的场合，常用于石油钻井和水泥搅拌等。
总之，钻井泵的类型和工作原理各有不同，根据钻井工程的需要，选择合适的钻井泵可以提高作业效率和钻井质量。
钻井泵
● 十字头对中的检查
(1)填料盒 (2)螺栓 (3)垫片 (4)”O”形圈 (5)弹簧 (6)双唇油封 (7)油封环 (8)”O”型圈 (9)锁紧弹簧 (10)螺栓 (11)螺栓 (12)”O”形圈
d. 如果是中间拉杆的同心度（即活塞杆轴线与机架孔纵轴线 的一致性），在挡泥盘孔下部超过0.38mm(0.015in), 就要 在下导板下面加垫片，使中间拉杆向对正中心的方向移动。 若十字头上部和上导板之间有足够的间隙，可做上述调整。 由于连杆角度关系，下导板负荷很重，其后部受力较大， 因而磨损也较大，因此，如果能把导板垫得坚实，则允许 将导板垫斜一点。
及紧固件是否松动，运动件上或其附近是否有工 具或异物。
启动设备前准备 ◆ 检查压力表及安全阀是否处于正常有效状态，注
意安全销插孔压力应控制在相应缸径额定压力及 钻井工艺要求的压力以内。 ◆ 检查喷淋泵水箱，应注满清水，打开上水阀门。 开启电动喷淋泵，观察活塞缸套的喷淋效果。 ◆ 按照使用工况向排出空气包充气，只能冲入氮气 或空气，不可冲入氧气或易燃、易爆气体。同时 装好安全阀的放喷管线。
● 平均流量：
Qth＝αi F S n
α－流量系数 一般取0.85～0.95
i---液缸数目 F－活塞（或缸套）
横截面积
● 瞬时流量
S
(7)三缸单作用泵的组成
1)液力端 ★ 功用：实现能量的转换，即将动力端传来
的机械能转化为钻井液的液体能输出 对外做功，完成钻井液的吸入和排出。 ★ 主要结构：液缸、缸套、活塞、活塞杆、
钻井液流程示意图
二钻井泵组
1作用：钻井泵组在系统中是能量转换 装置，将传输来的电能转变为液体能 输出，强迫钻井液的循环。
2结构组成：钻井泵组一般由电动机及 传动件、钻井泵、灌注泵、底座组成，
钻井泵基础知识43页PPT
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30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
钻井泵基础知识
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起6、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
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27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
•
28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
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29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
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清洗和检查
定期清洗设备内部，检查磨损和损坏 的部件。
常见故障及排除方法
泵流量不足或无流量
检查泵的入口和出口管道是否堵塞，检查泵的旋转方向是否正确， 检查泵的密封件是否损坏。
泵振动或噪音
检查泵的基础是否稳固，检查泵的旋转部件是否平衡，检查泵的轴 承和密封件是否正常。
泵压力不足或不稳定
检查泵的旋转部件是否磨损严重，检查泵的入口和出口压力是否正 常，检查泵的控制系统是否正常。
研发更可靠的密封技术， 减少泄漏和磨损，提高设 备稳定性。
智能化与自动化
远程监控与故障诊断
01
通过物联网和传感器技术，实现钻井泵的远程监控和故障预警，
提高设备管理效率。
自动化控制
02
引入自动化控制系统，实现钻井泵的智能控制和自动调节，减
少人工干预。
数据挖掘与分析
03
利用大数据和人工智能技术，对钻井泵的运行数据进行挖掘和
和压力下降。
03
钻井泵的维护与保养
日常维护
每日检查
检查钻井泵的润滑情况、密封件是否完好、是否 有异常声音或振动。
清洁和清洁
保持设备清洁，防止杂物和污垢进入内部部件。
紧固
确保所有连接和固定部件都紧固，以防止松动和 损坏。
定期保养
润滑
调整和更换
按照制造商的推荐定期更换润滑油或 润滑脂。
根据需要调整设备参数，更换磨损或 损坏的部件。
与油田钻井不同，天然气钻井对钻井 液的环保要求较高，因此需要选择环 保型的钻井泵和钻井液。
地热钻井
地热钻井中，钻井泵主要用于循环钻井液，以冷却钻头、携带钻屑和保护井壁稳 定。
地热资源开发需要较高的地层温度适应性，因此对钻井泵的耐高温性能有较高的 要求。
钻井泵基础必学知识点
钻井泵基础必学知识点
1. 钻井泵的定义：钻井泵是一种用于将钻井液从地面经钻井管道输送
到井底并通过钻杆、钻头喷洒到井底的工具。
2. 钻井泵的分类：根据泵的工作方式和结构特点，钻井泵可分为柱塞
式泵、螺杆式泵、离心式泵等。
3. 钻井泵的组成部分：
- 主泵：负责将钻井液从地面输送到井底。
- 驱动机构：提供动力给主泵，常见的有柴油机、电动机等。
- 液体循环系统：包括钻井液槽、搅拌器、泵送管道等，用于循环和
输送钻井液。
- 控制系统：用于控制和调节钻井泵的工作状态和参数，如流量、压
力等。
4. 钻井泵的工作原理：钻井泵通过主泵将钻井液从地面输送到井底，
再通过钻杆和钻头喷洒到井底形成循环。
钻井液经过井底的钻头，带
走岩屑和温度升高等，然后返回地面，再通过槽箱进行处理或重复使用。
5. 钻井泵的常见故障及解决方法：常见故障包括泵失效、泵产量不稳定、泵压力不稳定等。
解决方法包括检查主泵是否有漏水或堵塞、检
查驱动机构是否正常、检查液体循环系统是否正常等。
6. 钻井泵的应用领域：钻井泵广泛应用于石油、天然气、煤矿、地热
能等勘探和开采工程中，用于提供钻井液以保持井眼稳定，冷却钻头，输送岩屑等。
7. 钻井泵的关键技术：关键技术包括主泵的选型和设计、驱动机构的可靠性和高效性、液体循环系统的稳定性等。
此外，对钻井泵的操作和维护也十分重要。
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Basic knowledFra biblioteke of drilling pump
本课主要内容 content
一、钻井泵的结构和特点 Structure and feature of drilling pump 二、钻井泵工作原理 working principle of drilling pump 三、钻井泵的使用 operation of drilling pump 四、钻井泵的日常维护和检查 routine maintenance and check-up of drilling pump check五、钻井泵常见故障判断及排除方法Frequent 五、钻井泵常见故障判断及排除方法Frequent failure and solution of drilling pump 六、钻井泵易损件及其更换方法 consumable and replacing
二、钻井泵的工作原理 Working principle of drilling pump
动力机 机械能 曲轴 液体能 液力端总成 连 杆 十字头总成 往复运动 万向轴、 皮带等 小齿轮轴 转动
Power engine
Universal shaft ,belt, etc.
rotation
Pinion
钻井泵的安装
（一）钻井泵的安装Installation （一）钻井泵的安装Installation of drilling pump 钻井泵应安装在水平或略向液力端倾斜的底座上（倾斜度≤3°），以利 钻井泵应安装在水平或略向液力端倾斜的底座上（倾斜度≤ 于润滑油的流动。 The drilling pump should be installed on a level or a little declined to fluid end skid (gradient≤3°), this shall be good for (gradient≤3° the flow of lubrication. 泵的安装位置应尽量降低，泥浆池的位置应尽量提高，以提高钻井泵的 吸入效率。 The installation position of pump should try to be lower as possible, and the position of mud pits should try to be higher as possible, so that it can improve the suction efficiency of the drilling pump. 吸入管线布置时应使灌注泵旁通联接，以便于当灌注泵有故障或进行维 修时，钻井泵可以继续工作。 When lay the suction lines, the charge pump should be connected bybypass so that the drilling pump can go on working when there is something wrong with the charge pump or maintain the charge pump.
曲轴总成 crankshaft assemble
十字头总成 crossing head assemble
液力端总成 hydraulic end assemble
排出管路总成 discharge pipeline assembly
排出空气包总成 discharge air dampener assembly
Mechanical energy crankshaft
Hydraulic energy
Connection rod
Fluid end Assembly
Crosshead assembly
reciprocating
钻井泵的工作过程 working procedure of drilling pump
液力端hydraulic 液力端hydraulic end ⑴ 液缸采用直通式布置，可使液流平稳、 结构紧凑、容积效率高。 The cylinder adopts the go-through golaying (over & under valves-front valvesloading) to make the flow smooth, structure compact and with high volumetric efficiency. ⑵ 三个液缸具有互换性。 The three cylinders are interchangeable. ⑶ 缸盖和阀盖能快速旋紧，装拆方便。 The cylinder cover and valve cover can be screwed down quickly and convenient to disassembly and assembly ⑷ 吸入阀和排出阀能通用互换。 Suction valve and discharge valve can interconvert. ⑸ 采用敞开式的活塞与缸套内腔结构， 便于观察。 Adopt the opened piston and cylinder liner structure and convenient to observe.
HHF系列钻井泵主要特点 HHF系列钻井泵主要特点
feature of HHF series Drilling pump
动力端power 动力端power end
⑴ 机架采用钢板焊接件，强度高，刚性好，重量轻。 The frame adopts the steel plate weldment with high strength, good rigidity and lighter weight. ⑵ 整体人字齿轮传动，运转平稳. 整体人字齿轮传动，运转平稳. OneOne-piece herringbone gear drive with smooth running ⑶ 合金钢曲轴。可更换的十字头导板。 Alloy steel crankshaft and changeable crosshead guide ⑷ 采用滚子轴承，提高了运转时的平稳性和承载能 力。 Adopt roller bearing and improve the running stability and load capacity ⑸ 中间拉杆盘根采用先进密封结构，密封效果好。 The extension rod adopts advanced packing structure with good seal performance. ⑹ 动力端齿轮、轴承、十字头等部位采用强制润滑 和飞溅润滑相结合的润滑方式。 Gear, bearing, crosshead and some other parts at power end adopts forced lubrication and splash lubrication mode. ⑺ 应用施必牢防松螺母，拆装方便。 Adopts Spiralock self-locking nuts and easy to selfassembly and disassembly
一、钻井泵的结构和特点
Structure and Feature of Drilling Pump
钻井泵基本组成
Structure of Drilling Pump
钻井泵的结构图 structure of Drilling pump
机架总成 曲轴总成 小齿轮轴总成 十字头总成 液力端总成
小齿轮轴总成 Pinion shaft assembly
钻井泵的基本性能参数 the basic performance parameter of drilling pump
泵的理论排量：泵在单位时间内排出的介质体积称为泵的理论平均排量，简称为泵的 理论排量，以Q 理论排量，以Q表示。 Theoretic displacement: the medium’s cubage discharged from the pump in unit medium’ time is called the theoretic average displacement of pump, shortened for theoretic displacement of pump, denoted with Q. 泵的工作压力：通常是指泵排出口处单位面积上所受到的液体作用力，简称为泵压， 以p表示。 Working pressure of pump: generally it is the liquid acting force on unit area of discharge port, shortened for pump pressure, denoted with p. 泵的额定功率和效率：单位时间内动力机传递给泵主动轴的能量，称为泵的输入功率； 泵工作于额定冲次时的输入功率称为泵的额定功率，以N 泵工作于额定冲次时的输入功率称为泵的额定功率，以N表示；单位时间内液体经泵作 用后增加的能量称有效功率，也称水功率，以Nr表示；泵的效率是有效功率与输入功 用后增加的能量称有效功率，也称水功率，以Nr表示；泵的效率是有效功率与输入功 率的比值。 Rated power and efficiency of pump: the energy that the prime power engine (machine) transmits to the pump’s driving shaft in unit time is called input power of pump’ pump; the input power while the pump runs at the rated strokes is called the rated power of pump (denoted with N); the increased energy of the liquid after the pump acting in unit time is called the effective power, also named hydraulic power (denoted with Nr). The efficiency is the ratio of effective power and input power. 冲次：也称泵冲，指单位时间内活塞的往复次数，以n 冲次：也称泵冲，指单位时间内活塞的往复次数，以n表示。 Strokes: also named pump strokes. It is the piston’s reciprocating times in unit time, piston’ denoted with n. (really it is a speed parameter of mud pump) 冲程长度：指活塞往复运动的距离，以S 冲程长度：指活塞往复运动的距离，以S表示。 Length of stroke: it is the reciprocating distance of the piston, denoted with S.