钻井泵知识
4.5常用钻井泵的典型结构(钻井机械)
通过三套连杆滑块机构把传动轴的旋转运动变 成三个活塞分别在其液缸内的往复运动。
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二、三缸单作用钻井泵的组成
传动轴总成
动力端
曲轴总成
液力端
十字头总成 L形泵头 I形泵头
T形泵头
液力端：泵头、缸套、活塞、活塞杆、盘根盒、 阀、空气包等组成。
1、泵头 是液力端的主体。 2、缸套 是为延长泵头寿命而配备的便于
泵阀是往复泵控制液体单向流动的液压闭锁结构，是 往复泵的心脏部分。泵阀一般由阀座、阀体、胶皮垫和弹 簧等组成。
喷丸处理是工厂广泛采用的一种表面强化工艺，其设 备简单、成本低廉，不受工件形状和位置限制，操作方便， 但工作环境较差。喷丸广泛用于提高零件机械强度以及耐 磨性、抗疲劳和耐腐蚀性等，还可用于表面消光、去氧化 皮和消除铸、锻、焊件的残余应力等。
（2）空气包的结构
现在的钻井泵普遍采用隔 膜式预压空气包，其内预先 充以4.0～7.0MPa压力的惰 性气体。由于气体（氮或空 气)具有一定的压力，进入空 气包的液体可以减少，在同 样的工作效能下，空气包的 容量可以减小。
双球形空气包。特点是在 隔膜上部的充气室内加入一定 量的洁净液体，起减震、散热 和防止漏气的作用。
一种三缸单作用往复泵排出预压空气包。它是由充气接头，空气包外壳、全胶 式整体胶囊、节流板等组合而成。空气包外壳内表面曲线长度与全胶式整体胶囊的 外表面曲线长度相等，其总容积为２５～４５１。
空气包工作原理：它是靠空气包胶囊内的气体具有压缩和膨胀的功能稳定钻井 泵的排出流量。当泵的输出流量高于平均流量时，空气包内的气体被压缩，使多余 的液体进入空气包内；反之，空气包内的液体排到管路中去，这样随着泵的工作速 度往复进行，使得泵的流量比较平稳。
钻井泵技术参数
钻井泵技术参数---1. 引言本文档旨在介绍钻井泵的技术参数，包括其主要参数、使用范围、性能特点等，以便用户能够更好地了解和选择适合自己需求的钻井泵。
2. 技术参数以下是钻井泵的主要技术参数：- 泵量 (Flow Rate)：钻井泵的泵量是指单位时间内泵送的液体体积，通常以升/分钟 (L/min) 或加仑/分钟 (GPM) 表示。
泵量的选择应根据钻井井深、井眼直径等因素进行合理计算和确定。
泵量(Flow Rate)：钻井泵的泵量是指单位时间内泵送的液体体积，通常以升/分钟 (L/min) 或加仑/分钟 (GPM) 表示。
泵量的选择应根据钻井井深、井眼直径等因素进行合理计算和确定。
- 压力 (Pressure)：钻井泵的压力是指泵送液体所产生的压力，通常以千帕 (kPa) 或磅力/平方英寸 (psi) 表示。
压力的选择应考虑到钻井井深、井眼直径、钻头类型等因素，以保证正常的钻井作业。
压力 (Pressure)：钻井泵的压力是指泵送液体所产生的压力，通常以千帕 (kPa) 或磅力/平方英寸 (psi) 表示。
压力的选择应考虑到钻井井深、井眼直径、钻头类型等因素，以保证正常的钻井作业。
- 功率 (Power)：钻井泵的功率是指供给泵所需的电力或燃料能力，通常以千瓦 (kW) 或马力 (hp) 表示。
功率的选择应根据钻井泵的工作条件、使用环境、电力供给能力等因素进行合理计算和确定。
功率 (Power)：钻井泵的功率是指供给泵所需的电力或燃料能力，通常以千瓦 (kW) 或马力 (hp) 表示。
功率的选择应根据钻井泵的工作条件、使用环境、电力供给能力等因素进行合理计算和确定。
- 转速 (Speed)：钻井泵的转速是指泵体每单位时间内旋转一周的次数，通常以转/分钟 (RPM) 表示。
转速的选择应根据钻井泵的设计参数和使用要求进行合理确定，以保证泵的稳定运行和长寿命。
转速 (Speed)：钻井泵的转速是指泵体每单位时间内旋转一周的次数，通常以转/分钟 (RPM) 表示。
钻井泵 多图讲解[知识荟萃]
![钻井泵 多图讲解[知识荟萃]](https://img.taocdn.com/s3/m/47292f866bd97f192279e9bb.png)
压力为 4.5MPa（650psi）
★ 注意：
☆ a.充气时仅能使用压缩氮气或压缩空气——不能用 氧气或氢气等易燃易爆气
体。
☆ b.在保养空气包时必须停泵，并保证空气包排空 气体。不能依靠压力表来判断，
因残余压力较小，压力表无法显示，但此低压
也会导致事故发生！ 行业重点
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3) 辅助管路及安全阀 辅助管路与排出 管汇是法兰连接， 此管汇与排出空 气包①剪销安全 阀③和压力表② 连接。
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
行业重点
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★ 泵阀与阀座
1－压紧螺母 2－橡皮垫 3－阀体 4－阀座 5－导向翼 6－弹簧
钻井泵工作原理示意图
1－曲柄或曲轴 2－连杆 3－十字头 4－活塞 5－缸套 6－排出阀 7－排出四通 8－排出空气包 9－排出管 10－阀箱（液缸） 11－吸入阀 12－吸入管 13－主动轴
行业重点
12
（2）钻井泵代号：
★ F－1600
F――表示“F”系列卧式三缸单作用泵；
1600――表示泵的输入功率为1600 HP。
行业重点
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● 缸套、活塞组
缸套用缸套压盖与耐 磨盘连接。
活塞用螺母与活塞杆 连接。
活塞杆用卡箍与中间 拉杆连接，以传递直 线运动。
★注意：各处的连接 必须可靠。
行业重点
荣利钻井泵介绍
荣利泥浆泵专利
• • • • • • • 钻井泵强制润滑装置 钻井泵润滑油磁吸附装置 新型电动喷淋泵 固定钻井泵喷淋管装置 拆卸钻井泵活塞辅助装置 三缸单作用钻井泵曲轴 钻井泵主轴组合密封装置
钻井泵工作原理图
钻井泵工作原理图
钻井泵工作原理
钻井泵的主要技术参数
• • • • • • • • • • 额定输入功率 额定冲次 冲程 齿轮传动比 最高排出压力 最大排量 吸入管直径 排出管直径 外泵喷淋泵
• 电动喷淋泵总成对缸套内 表面进行冷却。
F系列泵液力端
• 阀总成-F系列泵的吸入阀和排出阀呈“I”型布置
可以互换。
• 缸套-可选用双金属缸套，缸套内衬用耐磨铸铁制
造，硬度达HRC60-65。缸套耐磨、耐腐蚀，内 孔表面光洁度高。
F系列泵液力端
• 吸入管线-在吸入管侧面配草帽形吸入空气包吸
入空气包不需要充气。
•
排出弯管
F系列泵液力端
• 空气包-空气包壳体采用铸件,整体加工 • 作用: 减少泥浆泵排量的波动，使排出压 力趋于平稳。
承等。
F系列泵动力端
• 小齿轮轴-小齿轮轴为合
金钢锻件，在轴上加工人 字齿轮，采用中硬度齿面。
F系列泵动力端
• 十字头与中间拉杆-可更换的十字头导
板，中间拉杆盘根采用双层密封结构，密 封效果好。
F系列泵液力端
• 液力端主要由液缸、阀总成、缸套、活塞、 吸入管路，排出管路，空气包总成，安全 阀总成等组成 。 • 液缸-液缸材料为合金钢锻件，每台泵的三 个液缸可以互换 。
钻井泵的结构
• • • • • 动力端 液力端 润滑系统 喷淋系统 灌注系统
F系列泵动力端
• 机架-机架由钢板焊接而成，经消除应力处理，刚性好，强度高，
5钻井泵课件
钻井机械
第五章 钻井泵
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。
往复泵
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。
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。
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。
电驱动泵、机械驱动泵、 蒸汽驱动泵、液压驱动泵等。
钻井机械
第五章 钻井泵
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：
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。
第六章-钻井泵(1)
6.2.4往复泵的排量系数 往复泵的实际工作过程与理论工作过程有一定的差异，
而使泵实际排量小于理论排量，可以通过泵的吸入过程和 排出过程进行分析。
石油钻采设备概论
石油钻采设备概论
1.吸入过程 在排出终了和吸入开始的瞬间，排出阀由于 滞后不能及时关闭，同时吸入阀不能及时开启。 当吸入过程结束，活塞从前死点开始向右移动， 工作腔内的液体压力不可能骤降，而是逐渐下降， 使排出阀关闭。同时，只有当泵内压力低于吸入 管线压力时，吸入阀开启，液体才开始吸入，所 以泵的实际吸入行程要比理想的短。 此外，在吸入过程中存在着高压液体通过已 关闭的排出阀密封面向工作腔的泄漏（对于双作 用泵，还存在另一工作腔的高压液体通过活塞密 封面向低压侧的泄漏)； 外界空气通过密封不严密处进入工作腔； 溶解在液体中的气体因压力降低而析出以及 液体吸入时带进来的气体，这些都占据了一定的 工作腔容积，使实际吸入的液体小于行程容积， 造成容积损失。
（忽略r*sinω t）
石油钻采设备概论
往复泵得瞬时排量：因为微体积 Δ V＝F×Δ S 式中：F－活塞面积； Δ S－微位移； 故：
V F S Q瞬＝ ＝F u t t
所以：
（∵lim
Q瞬 F u F r sin t
S r 2
S u ） t t 0
称为压裂泵；
2000型压裂车整车结构图
石油钻采设备概论
江汉五缸压裂泵 2000型压裂车整车实物图
石油钻采设备概论
土库曼斯坦井喷 含硫34.5g/m3 火焰横向40m 高60m 井口温度2000℃
井口损坏
石油钻采设备概论
远距离水力喷砂带火切割
演示
6.1.1往复泵的工作原理
图6-1 卧式单缸单作用往复泵示意图
钻井泵的类型和工作原理
钻井泵的类型和工作原理
类型:
1. 手摇钻井泵：通过手摇杆和连杆机构将人力转化为泵浦的运动，实现抽水效果。
2. 脚踏钻井泵：通过脚踏踩踏板和连杆机构将人力转化为泵浦的运动，实现抽水效果。
3. 电动钻井泵：运用电动机驱动抽水泵进行工作，提高泵浦的工作效率。
4. 柴油钻井泵：通过柴油机驱动抽水泵进行工作，适用于无电源环境。
工作原理:
钻井泵的工作原理是通过供水和排水两个管道的循环运动实现抽水。
具体步骤如下：
1. 抽水阶段：启动机械装置，驱动泵浦的活塞进行上下往复运动。
在上升过程中，泵浦内产生负压，吸入地下水，同时泵浦内的废水被排出。
在下降过程中，泵浦内产生正压，将吸入的地下水推送到出水管道。
2. 排水阶段：当泵浦连续工作时，水从井底被抽出，进入出水管道。
这时，抽水泵一侧的供水管道会处于低压状态，导致地下水被吸入供水管道中，循环形成抽水的效果。
这是钻井泵的基本工作原理，具体的工作原理可能会因钻井泵的类型和设计差异而有所不同。
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。
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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。
五，钻井泵的检查与保养；
1),钻井泵传动皮带齐全，无破损，松紧适度，找正，运转无异常振动，运转部位不与护罩
相磨。
2），油质油量符合要求，润滑良好，十字头间隙符合要求，及时清理水及沉淀池磁铁铁销。
3), 护罩完整，固定牢固，销子齐全无变形。
4），钻井泵不漏油，漏水，漏钻井液，卫生清洁，泵体上无杂物。
5），喷淋泵冷却水管线不刺漏，喷淋冷却喷嘴角度合适，冷却良好，连杆卡子
紧固，拉杆箱无杂物，中心杆防水密封良好，喷淋泵传动皮带齐全，松紧
合适，冷却水清洁。
6），泵体与基础之间不悬空，泵体与底座连接固定齐全紧固，调节丝杆螺丝防
腐。
7），安全阀灵活，可靠，无腐蚀。
8），安全阀定期检查，保养，定压标尺完好清晰，阀帽固定完好。
9），空气包压力表截止阀灵敏可靠，手柄齐全，表盘清晰完好。
六，安全注意事项；
1）开泵时高压管汇，安全阀泄压管方向及传动部分不准有人，当钻井泵正常后方可进人泵区。
2），遇特殊情况需停泵，应先通知司钻提起钻具，然后在停泵。
3），泵在高压下工作，禁止开关回水闸门，停泵后在开回水闸门，开闸门时，要做到一次全开或一次关死，并回旋1/4--1/2圈。