石油钻采机械 任务四 常用钻井泵使用与维护 钻井循环系统—往复泵使用与维护教学设计
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。
往复泵使用培训材料
2、部分组件的拆装：
2.1、泵阀的拆装： 2.1.1 卸下泵前端压紧法兰； 2.1.2 取出组合阀体； 2.1.3 取出吸入阀片及弹簧即可。装配反之。
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五、泵的维护及保养
2.2、阀片的更换及阀座的维修
2.2.1 当阀片、阀座损坏或效率降低到原来的90%以下时，就应检查 或更换阀片。至于阀座，一般不更换，用油石磨平与阀片接触 严密即可。如果阀座接触面被打毛，可拆下上车床或磨床加工 平即可使用（加工量0.1～0.5 mm.）。 2.2.2 在装阀片前应检查阀片的平面度。用直尺或卡尺靠在平面上， 对光检查有无缝隙即可查出。阀片表面应光洁平整，无划痕、 凹坑，若不符和要求可在油石上磨平再用。 2.2.3 放上弹簧和弹簧座，拧紧紧固螺钉，然后检查阀片是否能开 启，确保无误后方可装入泵头内。
理论流量：
d Q理 4 SnZ 60 m3 / h d：柱塞直径,m。 S：冲程,m。 额定流量：
2
Q
额
Q
理
容
容
：容积效率
压力 MPa
0～20 20～31.5 31.5～60 0.92 0.9 0.87
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二、产品介绍：
4、往复泵泵型号说明
1、高压注水泵：
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二、产品介绍：
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2、增压注水泵：
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二、产品介绍：
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3、注聚合物泵：
二、产品介绍：
5、主要泵型
3H-8/450II
3ZB-12/42
3ZS-8/44
5ZB-12/42
石油钻采设备及工艺-李振林 第六章 石油矿场用往复泵
第六章
§66-3 §6-4 §6-5 §6-6
往复泵的流量分析
往复泵的压头、功率和效率 往复泵的工作特性曲线 往复泵的结构和特点 往复泵的易损件及配件
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往复泵在石油矿场上应用非常广泛，常用于高压下输送高粘度、大密 度和高含砂量、高腐蚀性的液体，流量相对较小。按用途的不同，石 油矿场用往复泵往往被冠以相应的名称，例如： 在钻进过程中，为了携带井底的岩屑和供给井底动力钻具的动力， 用于向井底输送和循环钻井液的往复泵，称钻井泵或泥浆泵； 为了固化井壁，向井底注入高压水泥浆的往复泵，称固井泵； 为了造成油层的人工裂缝，提高原油产量和采收率，用于向井内注 入含有大量固体颗粒的液体或酸碱液体的往复泵，称压裂泵； 向井内油层注入高压水驱油的往复泵，称注水泵； 在采油过程中，用于在井内抽汲原油的往复泵，称抽油泵。
石油钻井泵的维护保养
图 1-2 钻井泵周期性维护保养检查点示意图
4
1.3 润滑与油品
（1）钻井泵的润滑类型 钻井泵的润滑分为三个部分，润滑油、润滑脂和水润滑。 1）钻井泵动力端齿轮、轴承、十字头采用飞溅润滑和强制润滑相结合的润滑方式。 2）液力端的缸套和活塞由喷淋泵供给水进行润滑、清洗、冷却。 3）喷淋泵、传动轴、万向轴采用润滑脂润滑。 （2）钻井泵的润滑检查项目与润滑周期 1）每班巡检一次，检查主油箱内的油位，使油位保持在油标的满位上。并检查润滑油 路压力表（正常工作压力范围 0.035MPa～0.6MPa） ，以防止润滑油路出现异常。 2）每周检查一次泥浆泵排污口，取掉丝堵，排出积水。 3）每周用压注油枪给轴承座(参见图 1-3 轴承座润滑点)加注 2 号极压锂基润滑脂。
1
④检查阀盖、缸盖是否上紧，检查活塞杆与中间拉杆连接卡箍的螺栓是否紧固，检查 泵体内及机架内是否有杂物。 ⑤检查泥浆管线上所有阀门是否处于正确位置。 ⑥检查十字头间隙，十字头与上导板间的间隙应不小于 0.45mm～0.8mm；反转泵十字 头与上导板间隙必须控制在 0.45～0.55mm。 ⑦检查吸入缓冲器的充气情况。 ⑧检查排出空气包充气压力,充气压力应为钻井泵工作压力的 1/3。 ⑨检查剪销安全阀安全销是否在合适位置，压力表是否在有效检定时间内。 ⑩带有强制润滑的，先检查润滑泵，再检查主泵；先启动润滑泵，再启动主泵。如果 采用电机驱动，必须先检查转动方向是否正确。 11 检查各连接螺栓是否齐全且紧固。 ○ 12 钻井泵启动前应检查阀腔、循环管汇，且冬季不应有结冰。 ○ 13 检查传动装置。 ○ a.钻井泵采用链传动装置传动时，应检查链轮、链条的完好性，并检查两链轮的共面度。 b.钻井泵采用皮带轮传动时， 应检查两皮带轮的共面度 （图 1-1） ， 以及皮带的张紧情况， 必要时进行调整。检查皮带的张紧度，给每组皮带施加 600N 垂直向下的力，皮带初次安装 时向下位移约 27mm，使用后张紧时，向下位移约 32mm,然后再将螺栓紧固。务必注意：为 了保证皮带使用的可靠性，调整皮带时，其中心距的伸长量不能超过 80mm。 注意：不要用垫起泵的端部的办法获得皮带张力，也不要把泵的端部降低到地面以 下用泵的自重来张紧皮带。
第4章--石油矿场用往复泵
(钻井泵与泥浆净化系统)
2．（车载）固井泵：为了固化井壁，向井 底注入高压水泥浆的往复泵。
3．（车载）压裂泵：为了造成油层的人工 裂缝，提高原油产量和采收率，向井内注入含 有大量固体颗粒的液体或酸碱液的往复泵。
(车载固井泵)
(车载压裂泵)
4．注水泵：向井内注 人高压水驱油的往复泵。
5．抽油泵：在采油过 程中，用于在井内抽汲原 油的往复泵。
动前不用灌泵，但实际中启动时仍应保持缸 内有液体，既能保证可立即吸排液体，也可 避免活塞干磨而损坏；
⑵ 在压力急剧变化下其流量仍能保持基本 不变；
⑶ 特别适用于小流量、高扬程情形下输送 粘性较大的液体；
⑷ 但往复泵结构复杂、易损件多；
⑸ 流量有脉动； ⑹ 大流量时体积庞大。
活塞在泵缸内两端之间移动的距离称为行 程。往返一次称为冲程。
0.6 0.4
Q1
0.2
0
p
2
Qt
Q2
Q3 Qp
p
3p
j 2p
2
（dQ≈0.2/0.97＝0.21）
若不考虑影响，一、二、三、四缸单作用
泵的dQ分别为：（与实际有误差）
dQ1单 p
d Q 2单
p
2
1.57
Q
Qmax
2
Q
p
Qmax
Qt
Qt
0
p
j p 3p 2p
2
2
10
p
p
3p
j 2p
2
2
3
Q
2
4
(抽油泵)
三、典型往复泵的结构及工作原理 １．往复泵的组成 主要由液缸、活塞、吸入阀、排出阀、抽油
泵、曲柄（曲轴）、连杆、十字头、活塞杆， 以及齿轮、皮带轮和传动轴等组成。
石油钻采机械任务四常用钻井泵使用与维护钻井循环系统—往复泵使用与维护教学设计
石油钻采机械任务四常用钻井泵使用与维护钻井循环系统—往复泵使用与维护教学设计任务/项目钻机的循环系统授课方式理论课□ 实践课□ 理实课□ 其他□授课时间第17次授课内容任务4往复泵的易损件及往复泵的故障诊断与处理计划课时2教学目标与要求知识目标：1. 往复泵的易损件2. 空气包的作用能力目标：会更换易损件——活塞、泵阀、空气包、安全阀等素质目标：具有一定的理论基础知识和分析判断能力。
具有一定的观察能力。
有认真细致的学习态度和善于分析的能力。
教学重点与难点重点：往复泵的易损件是怎么损坏的难点：空气包的工作原理处理方法：通过视频观看。
教学资源计算机、投影仪、PPT课件、教材，黑板、尺子和粉笔等。
教学过程主题/任务/活动教学方法/教具时间分配/min复习提问，新课引入引导法5往复泵的易损件的制作及材料讲授法30如何更换易损件视频40往复泵的故障诊断与处理分析法20本讲小结与作业师生互动5作业/技能训练见ppt教学评估通过问答、模型识别、故障处理等方式考核评价学生教研室主任签名：年月日教学设计提问形式，记为平时成绩分析讲解视频观看更换易损件1、考勤2、复习往复泵主要内容：1）作业评析2）往复泵的特点3）往复泵的性能3、板书与新课引入：往复泵在高压下工作，有许多零部件容易损坏，本讲我们来认识这些容易损坏的部件。
任务5 往复泵易损件一、电动往复泵的主要零部件各种电动往复泵具体结构不尽相同，但它们的基本结构都是由液力端（泵缸）和动力端（传动机构）两部分组成。
电动往复泵泵缸主要由缸体、活塞（柱塞）、密封装置、吸人阀和排出阀等组成；电动往复泵的动力端（传动机构）主要由曲轴箱、曲轴、连杆、十字头、十字头销、轴承等组成。
连接电动往复泵液力端与动力端的主要部件是中体。
二、电动往复泵的检修内容电动往复泵检修的目的是在满足工艺条件的前提下，能保证安全平稳运行。
检修内容的确定主要依据泵运行的时间、运行的状态和生产工艺对泵的要求来确定。
钻采机械复习(第5章往复泵)
钻采机械复习(第5章石油矿场用往复泵)1. 钻机的循环系统包括钻井泵、钻井液池、钻井液槽、地面管汇、钻井液净化设备和钻井液调配设备。
2. 循环系统的核心是钻井泵，它是循环系统的工作机。
3. 由于目前国内外石油钻机中采用的钻井泵都是往复式的压力泵，所以人们习惯上也把钻井泵称为往复泵。
4. 简述往复泵的基本构成和工作原理往复泵是一种容积泵，它依靠活塞在泵缸中往复运动，使泵缸内工作容积发生周期性地变化来吸排液体。
往复泵由两个基本部分组成：液力部分，包括活塞、液缸、泵阀等部件，主要作用是进行能量形式的转换，即把机械能转化成液体能。
动力部分，包括曲柄、连杆、十字头、活塞杆等部件，主要作用是进行运动形式的转换，即把驱动机的旋转运动转换为活塞的往复直线运动。
5. 简述往复泵液缸的吸入过程和排除过程。
当曲柄以角速度ω开始旋转时，活塞从水力端向动力端移动，缸内容积变大，液缸内形成一定的真空度，吸入罐中的液体在液面压力的作用下经吸入管推开吸入阀进入液缸，直到活塞移到右死点为止，这一过程为液缸的吸入过程。
当曲柄继续转动，活塞从动力端向水力端移动，由于缸内容积的缩小，液体受到挤压，压力升高吸入阀关闭，排出阀被推开，液体经排出阀和排出管进入排出罐，这一过程为液缸的排出过程。
6. 往复泵按缸数分可分为单缸泵、双缸泵、三缸泵、四缸泵等。
7. 往复泵按工作件的式样分可分为活塞泵和柱塞泵。
8. 往复泵按作用方式分可分为单作用泵和双作用泵。
9. 简述往复式泵基本的性能参数(1) 流量：指的是单位时间内，泵通过排出管所输送的液体量。
流量通常以体积单位表示，又称为体积流量。
有时也用重量单位表示流量，称为重量流量。
(2) 泵压：一般指的是泵排出口处的液体压力。
(3) 泵的效率：指的是有效功率与输入功率之比值。
(4) 泵的冲数是指：单位时间内活塞(或柱塞)的往复次数。
10. 三缸单作用泵与双缸双作用泵相比较，其主要的优缺点是什么？优点：1.缸径小、冲程短、冲次高、体积小、质量轻 2.泵的流量均匀，压力波动小3.活塞的寿命 4.缸套拆装方便 5.易损件少、维修费用低 6.机械效率高缺点：1. 由于三缸单作用泵的冲次高，活塞线速度大，自吸能力差，容易产生汽蚀现象。
石油机械注水泵的使用及维护措施
2017年10月石油机械注水泵的使用及维护措施许利军（中国石油长庆油田分公司第八采油厂樊学作业区，陕西定边718600）摘要：油田生产过程中，应用石油机械注水泵完成油田注水的任务。
通过对注水泵的使用和维护措施的研究，优化注水泵的运行参数，使其在最佳工况区域运行，达到设计的注水压力，并对注水泵机组进行维护保养，提高注水泵的效率，满足油田注水的技术要求。
关键词：石油机械；注水泵；使用；维护措施石油机械注水泵的使用，使其达到设计的注水压力，满足油田注水的需要。
对注水泵机组的维护保养，使其处于正常运行的状态，防止注水泵发生故障，而影响到注水的正常运行。
对机械部件进行必要的维护保养，才能保证机械传动，将机械能转换为液体的压能，更好地完成注水任务。
1石油机械注水泵的使用石油机械注水泵一般使用多级离心泵或者柱塞泵，利用电能输送给电动机，通过电动机的高速旋转运动，带动泵机组运行，而增加液体的压能，为输送的液体增压，达到注水的压力要求，实现油田注水的效果。
往复泵属于容积式的泵，柱塞泵是往复泵的一种，利用往复泵的柱塞的往复运动，吸入液体，增加压力后排液。
往复式注水泵一般由动力端和液力端组成，动力端通过曲柄连杆机构，将电动机的高速旋转运动，转变为活塞的往复运动，使往复泵的泵缸内的容积发生变化，不断的吸入和排出液体。
油田注水需要达到足够的注水压力，将处理合格的水经过注水泵加压，然后通过配水间输送给注水井，经过分层注水等方式，将水注入到油层中，实现油水井的连通，实现水驱油的开发效果。
2石油机械注水泵的维护措施对往复泵的曲轴、连杆、十字头等进行维护保养，保证往复泵的吸入阀和排出阀正常开启或者关闭，才能达到预期的增压效果。
往复泵的曲轴机构依靠曲轴箱的机油进行润滑，按照维修保养的规定，更换润滑油，才能达到预期的润滑效果，否则会加剧机件的磨损，降低往复泵的使用寿命。
2.1石油机械注水泵闲置的维护保养如果对往复泵长期储存，应对其进行必要的维护保养，防止再次使用时出现故障。
常规钻井设备操作与维护
常规钻井设备操作与维护一、引言钻井是石油工业中的关键环节，而钻井设备作为实现钻井操作和维护的工具，对钻井过程的顺利进行起着重要作用。
本文将介绍常规钻井设备的操作与维护，包括钻机、钻杆、钻铤、钻头等设备。
二、钻机的操作与维护钻机是钻井作业的主要设备，常见的钻机有旋转式钻机和往复式钻机。
在操作和维护钻机时，应注意以下几点：1.熟悉钻机的各个部件及其功能，掌握钻机的工作原理。
2.在操作钻机之前，检查各个部件是否完好，确保安全使用。
3.根据钻井计划，选择合适的转速和提升速度，并进行相应调整。
4.定期对钻机进行维护，包括清洗和润滑各个部件，检查电气系统是否正常等。
5.如果发现钻机有异常现象，应及时停机，并进行故障检修。
三、钻杆的操作与维护钻杆是连接钻头和钻机的关键部件，对钻井作业的安全和效率起着至关重要的作用。
在操作和维护钻杆时，需要注意以下事项：1.对钻杆进行定期检查，检查各个接口是否损坏，是否有裂纹等情况。
2.在组装钻杆时，要确保各个接口的连接牢固，并使用适当的扭矩。
3.钻杆在使用过程中要注意避免过度扭转，以防止钻杆变形或损坏。
4.在钻井过程中，要注意检查钻杆的磨损情况，并及时更换磨损严重的钻杆。
5.在钻井作业结束后，要将钻杆进行清洗和防锈处理，以延长其使用寿命。
四、钻铤的操作与维护钻铤是用来钻孔石层的关键工具，其操作和维护对钻井作业的结果至关重要。
以下是钻铤的操作和维护注意事项：1.在使用钻铤之前，要确保其外观完好，并检查刀具是否锐利。
2.根据钻孔的要求，选择合适的钻铤类型和尺寸，并进行相应的调整。
3.在进行钻井作业时，要控制好钻铤的下压力和转速，以保证钻孔的质量和进度。
4.钻井过程中，要及时清理钻屑，防止其对钻头和钻铤的磨损。
5.钻井结束后，应对钻铤进行清洗和修整，以确保其性能和寿命。
五、钻头的操作与维护钻头是进行钻井作业的重要工具，其操作和维护对钻井效果有着直接影响。
以下是钻头的操作和维护注意事项：1.在使用钻头之前，要检查其外观是否完好，并检查钻头的刀具是否锐利。
钻井液循环系统
钻井液循环处理系统
振动筛
故障特征 原因 解决办法 振动器损坏 维修或更换振动器 振 动 器 振动器缺相 1. 检查接线 , 排除故障后压下复位键 , 然后启 （振动电 动振动器. 机） 2. 用钳型电流表检查振动器的进线电流是否 不能启 平衡 , 电机进线口处的电缆容易疲劳断裂 , 动 引起虚接. 热接触器过 1. 查找过载原因 , 排除故障后压下复位键 , 然 振动器 载(指示键 后启动. 启动后 弹出) 2. 确保过载装置同振动器铭牌上规定的电流 又断开 相同,一般电流指向3-4之间. 3. 用钳型电流表检查振动器的进线电流是否 平衡 , 电机进线口处的电缆容易疲劳断裂 , 引起虚接.
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钻井液循环系统
振动筛
• 振动筛的功用 • 钻井液振动筛是石油钻井液固相控制系统 中的第一级固控设备。由井内返出带有大 量钻屑的钻井液，经振动筛筛网的筛分， 分离并排出尺寸较大的固相颗粒，使较清 洁的钻井液进入后几级分离设备
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钻井液循环处理系统
振动筛
振动筛分类 振动筛按振动轨迹可 分为：直线型振动筛、 椭圆型振动筛、平动 椭圆型振动筛等。我 们现在常用的振动筛 也是这三种类型。 按振动方式可分为： 自振电机型振动筛， 和皮带传动型振动筛。
钻井液循环处理系统
振动筛
一体筛 皮带传动
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钻井液循环处理系统
振动筛
振动筛的日常维护
检查筛布是否完好如有损坏及时更换。 检查各部位固定情况，确保所有螺栓、螺 母紧固可靠，不能有松动现象。 检查保险销是否在筛箱左右侧同一位置上。 筛箱定位销是否在正确位置。 检查振动筛有无卡阻现象 检查振动筛各部位温度 检查振动筛除砂效果并及时调整角度 停筛后要及时清洗筛布筛床 保证振动筛清洁，清洗时避免水枪刺电机
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石油钻采机械任务四常用钻井泵使用与维护钻井循环系统—往复泵使用与维护教学设计
各种电动往复泵具体结构不尽相同，但它们的基本结构都是由液力端（泵缸）和动力端（传动机构）两部分组成。
电动往复泵泵缸主要由缸体、活塞（柱塞）、密封装置、吸人阀和排出阀等组成；电动往复泵的动力端（传动机构）主要由曲轴箱、曲轴、连杆、十字头、十字头销、轴承等组成。
连接电动往复泵液力端与动力端的主要部件是中体。
二、电动往复泵的检修内容
电动往复泵检修的目的是在满足工艺条件的前提下，能保证安全平稳运行。
检修内容的确定主要依据泵运行的时间、运行的状态和生产工艺对泵的要求来确定。
通常，除日常维护外要根据泵的具体情况确定是否进行小修、中修或大修。
三、电动往复泵的主要零部件的检修
(1)缸体缸体作为承压和摩擦件，主要是检査有无裂纹和内表面的磨损情况，包括水压试验、几何形状和粗糙度的检査修理。
(2)活塞（柱塞）组件电动往复泵的柱塞或活塞是用来传递产生压力的主要部件，主要检查修理变形和磨损情况，包括几何形状、粗糙度和相关的配合间隙。
(3)轴封装置检查修理机械密封（填料）部位，对损坏的件、磨损严重的件、易损件予以更换，使其达到良好的密封状态。
(4)进、出口阀主要检查修理阀座与阀芯（片）密封面、弹簧的磨损、腐蚀情况。
(5)曲轴柱塞或活塞由外力通过曲轴来驱动。
主要检查有无裂纹、几何形状和表面磨损情况。
(6)连杆（螺栓）主要检査有无裂纹、变形和相关配合面的磨损。
(7)十字头（销、滑板）动力电动往复泵的十字头作往复运动并把柱塞力传到十字头销。
主要检査有无裂纹、相关配合面的间隙和磨损情况。
详细内容和具体标准检定见《电动电动往复泵维护检修规程》（SHS05-20__4)。
四、往复泵的易损件
活塞、缸套、柱塞、密封、泵阀、安全阀等，有些往复泵还有空气包。
其中活塞、缸套、柱塞、密封、泵阀等是往复泵的易损件，其质量的好坏直接影响到往复泵的工作性能及使用寿命，必须给予高度重视。
教学设计
要求学生课后认真阅读教材有关内容
五、往复泵常见故障及处理
1.电动往复泵不吸水产生的原因是什么？如何排除？
(1)排除方法：
①将吸入阀门全部打开。
②用阀砂研磨或更换进、排液阀芯和阀座，更换弹簧
③关严旁通阀（或联通阀）。
④检查、清除吸入管线和过滤器堵塞物。
⑤更换密封圈。
2.电动往复泵在运转中，有噪声和振动的原因是什么？怎样排除？
答：(1)故障原因：
①介质中有空气。
②空气室内没有空气。
③活塞螺母松脱或活塞环损坏。
④泵内吸进固体物质。
⑤连接件松动。
(2)排除方法：
①排除空气。
②检查调整，将空气室内充入空气。
③检修活塞组件。
④检查清除泵缸内固体物质。
⑤拧紧连接件。
3.电动往复泵轴功率过大的原因是什么？如何排除？
答：(1)故障原因：
①排出管线有堵塞现象。
②填料压得太紧。
③活塞与泵
④油料粘度过大。
⑤润滑不良。
(2)排除方法：
①清理排出管线堵塞物。
②适当调整填料压盖松紧度。
③重新配装或更换活塞。
④将油料加温或更换合格油料。
⑤检查润滑部位，加足润滑油（脂）。
六、小结与作业布置
课后
小结
本讲主要通过视频不放来明确往复泵易损件的更换，教师适当作解释，学生基本明确了往复泵主要结构。