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宁波钱湖石油设备有限公司主讲人：刘和平油田用往复泵介绍一、往复泵基础知识二、往复泵的使用三、往复泵的选型四、往复泵新产品介绍油田用往复泵介绍泵是油田主要设备，同时又是耗能大户，占全部用电40%，因此在节能方面要抓。往复泵具有高压高效及适应性广的特点，已在油田广泛使用。了解一下这方面的知识与产品，对今后工作有所帮助。第一部分：往复泵基础知识油田用往复泵介绍一、什么是泵泵是能量转换机械,也就是说，把原动机的能量转化成输送液体的能量（动能和压力能势能）。泵的定义二、泵的分类按工作原理分（通常分法）：叶片式泵，容积式泵，其它形式泵（1）叶片式泵定义：它是靠旋转叶轮作为传递能量的主要部件，当叶轮高速旋转时，就对流体作功，使流体获得压能和动能。（2）其它形式泵喷射泵、空气升液泵、电磁泵。泵的分类（3）容积式泵1、定义：靠改变泵的工作容积，提高介质（液体）的能量，将液体输送到所需要的地方。2、分类：可分为柱塞（活塞）式往复泵，齿轮泵，螺杆泵，滑片泵。泵的分类什么是往复泵•定义：简单的说它就是借助工作腔里的容积周期性变化来达到输送液体的目的。往复泵（3）往复泵的分类1、按泵的液力端特点分：•按与输送介质接触的工作构件分：活塞泵，柱塞泵，隔膜泵，油隔离泵等；•按泵的工作原理或流量的脉动特性分：单作用泵，双作用泵，差动泵，单缸泵，双缸泵，三缸泵，多缸泵等；往复泵的分类•按泵的活塞（柱塞）数目分：单联泵，双联泵，三联泵，多联泵等；•按活塞（柱塞）中心线所处位置分：卧式泵，立式泵，角式泵，对置式泵和轴向平卧式泵等；往复泵的分类2、按传动端的结构特点分：曲柄泵，凸轮泵，无曲柄泵3、按泵的驱动方式或配带的原动机分：机动泵，直动泵，手动泵4、按泵的排出压力分：低压泵，中压泵，高压泵，超高压泵往复泵的分类5、按的泵往复次数分：低速泵，高速泵，介于两者之间的泵是通常的选择范围，因此没有划分6、按泵的输送介质及某一突出特性分：酸泵，碱泵，盐泵，液氨泵等7、按泵的用途分：泥浆泵，压裂泵，洗井泵，固井泵，注水泵等往复泵的分类综上所述，往复泵的品种，名称十分繁杂，有些称呼也不能确切地反映泵的特点，有时常常就要冠以一连串的组合式称呼，如卧式三联（缸）单作用机动往复泵等。往复泵的分类往复泵的工作原理：往复泵是容积式泵的一种，它是靠在泵缸内作往复运动的活塞或柱塞来改变工作室的容积，从而达到吸入和排出液体的。由于泵缸内的主要工作部件(活塞或柱塞)的运动为往复式的，因此称它为往复泵。往复泵的工作原理往复泵的工作原理(示意图)单作用往复泵运动模拟图双作用往复泵运动模拟图往复泵的特点1）瞬时流量是脉动的往复泵吸入和排出过程是交替进行的，所以单缸泵的瞬时流量是不连续的，多缸泵是连续脉动的，缸数越多脉动越小，再加上蓄能器，在实用上可以达到近似稳定的水平。往复泵的特点瞬时流量的脉动特性泵的类型缸数每周脉冲脉冲振幅双缸双作用28+24-22%三缸单作用36+6-17%四缸双作用416+11-22%五缸单作用510+2-5%六缸双作用624+5-9%七缸单作用714+1.2-2.6%九缸单作用918+0.6-1.5%说明:上表脉冲振幅也称流量不均匀系数是在连杆比λ=R/L=1:6时值---摘自《泵手册》［美］IgorJ.Karassik瞬时流量的脉动特性由此得出：•流量的脉动与缸数有关，缸数越多，脉动越小；•奇数缸比偶数缸脉动小，三缸泵比四缸泵脉动小。2）平均流量（泵的流量）是恒定的往复泵的流量只与柱塞直径、行程和往复次数有关，而与排出压力无关，且与输送介质的温度、密度、粘度等理化性质无关。当泵的每分钟往复次数一定时，泵的流量也是恒定的。即：Q=15ZπD2Snηv（m3/h）式中:Z---缸数,常用3或5,D---柱塞直径m,S---冲程、行程mn---冲次、往复次数1/min，ηv---容积效率，常用0.9-0.98往复泵的特点3）泵的压力取决于管路特性由这一特性又导致往复泵在启动和操作过程中与离心泵有重大区别：a、在泵的排出管路上必须设置安全阀，以保证排出压力不高于它的额定值；b、泵启动前，必须把管路上的排出阀门全部打开，不允许排出管路堵塞，以免造成设备或人身伤亡事故；c、往复泵允许降压使用，只不过没有充分发挥原设计的功能而已；往复泵的特点4）对输送的介质（液体）有较强的适应性往复泵在工农业生产、国防科研各部门，被广泛采用着。它的排出压力由常压～1500MPa，流量范围由1cc／h～600m3／h，输送介质的温度由-200—450℃，粘度由0.1cp～250000cp。从一般常温清水直至具有强腐蚀，易挥发，易结晶、易燃，易爆、剧毒、恶臭，磨砺性强，比重大、粘度高、有放射性或其它贵重液体等。往复泵的特点JB/T9087-1999《油田用往复式油泵、注水泵》规定了油田用往复泵的参数范围：排出压力10～50MPa，流量范围2～200m3／h，输送介质的温度不高于80℃，运动粘度不超过850mm2/s,机械杂质含量不超过30mg/L,固体颗粒粒径不大于15μm,含水量不大于2%的原油以及总矿化度不大于3000mg/L的油田污水或清水。往复泵的特点5）有良好的自吸性能往复泵的特点往复泵是依靠柱塞在泵缸中改变容积而吸入和排出液体的，运转时吸入口和排出口是相互间隔互不相通的，因此泵在启动时能把吸入管内的空气逐步抽上并排出，因而具有自吸能力。6)效率高节能往复泵的特点往复泵铭牌效率比离心泵平均高10%-15%，而实际运行效率要比离心泵高得多。这是因为实际运行的工况条件（例如压力）在不断变化，当变化超出离心泵高效范围时，离心泵运行效率就会下降。而往复泵运行效率在压力变化时是基本不变的。•新修订的国家标准《机动往复泵》GB/T9234送审稿已将往复泵的效率提高1%大流量往复泵与多级离心泵对比D280-100×6多级离心泵5200S-280/6往复泵GB9234机动往复泵标准规定流量m3/h280280出口压力MPa66容积系数%959892泵效率%789084有效功率KW598530电机功率KW800560能耗KWh/a524万464万往复泵外形结构图往复泵外形图往复泵结构图往复泵动力端往复泵动力端主要零件往复泵液力端（上下阀结构）往复泵液力端零件往复泵液力端零件往复泵液力端零件往复泵液力端(水平阀结构)往复泵液力端零件(水平阀结构)蓄能器是往复泵的重要部件。其作用与泵出口的空气室相同，只不过是在它的进入口，装有阀门（进液阀），当泵的排出压力超过蓄能器的内部压力时，阀门即打开，并开始工作。其内部胶囊内充装氮气，能在-10~+70℃范围内正常工作。蓄能器蓄能器工作原理：当系统压力高于蓄能器充气压力时，皮囊就受压变形，皮囊内气体体积减小，液体被储存。若系统压力低于蓄能器内部压力，皮囊内气体体积增大，将蓄能器内液体排出。使系统能量及时得到补偿，流量（压力）不均匀度达到允许范围。蓄能器蓄能器是液压系统中储存和释放能量的装置。其功能：储蓄能量，稳定压力、减少能耗、补偿漏损，吸收液压脉冲及冲击等多种功能。对往复泵而言，蓄能器的主要作用是减小排出压力脉动使泵长期稳定运行。蓄能器1、充气压力一般取实际运行压力的60%2、进口流量不均匀度δq1一般取0.0025～0.01253、出口流量不均匀度δq2一般取0.005～0.04。4、压力不均匀度δp可近似按δp=4δq计算。5、以上数据来自《工业泵选用手册》，具体数值应根据实际情况合理确定。蓄能器蓄能器参数及选型：压力（MPa）：按照所配往复泵的额定排出压力选型。容积（升）：GB11034-89《船用电动往复泵》规定蓄能器的容量应大于液缸行程容积的4倍。即蓄能器容积V＞1000πD2S(升)式中：D---柱塞直径mS---行程m蓄能器用气体状态方程选择蓄能器容积时，由于系数不易确定，出现选型困难和选型不合理现象，例如相同泵参数选择的蓄能器不同。我们结合油田用泵具体情况将选型公式简化，并介绍给大家，供参考：三缸泵蓄能器容积V=2600πD2S(升)五缸泵蓄能器容积V=1000πD2S(升)式中：D---柱塞直径m，S---行程m使用条件是：a）蓄能器压缩和膨胀过程发生绝热变化，多变指数n=1.4。b）充气压力=0.6倍运行压力，这些都自然满足。用此公式选型的蓄能器，残余压力脉动率控制在±2.5%。蓄能器例题：3175Pa-A4-25/16注水泵，柱塞直径D=60mm，行程S=175mm，冲次n=282min-1，试选蓄能器。解：蓄能器压力等级10、20、31.5MPa，选20MPa三缸泵蓄能器容积V=2600πD2S(升)=2600π×0.062×0.175=5.15(升)向上一档选V=6.3(升)选囊式蓄能器型号:NXQ-F6.3/20例题例题：5DYB-100/6.3输油泵，柱塞直径D=100mm，行程S=175mm，冲次n=243min-1，试选蓄能器。解：蓄能器压力等级10、20、31.5MPa，选10MPa五缸泵蓄能器容积V=1000πD2S(升)=1000π×0.12×0.175=5.5(升)向上一档选V=6.3(升)选囊式蓄能器型号:NXQ-F6.3/10例题安全阀•安全阀是往复泵不可缺少重要部件，是保护泵安全运行的自动泄压部件。•高压液体由进液口流入，径向排出。•当注水泵系统中工作压力未超过开启压力值时，阀芯在弹簧压力作用下阀面常闭。•当泵的工作压力超出额定开启压力时，阀芯在高压液体的作用下，阀芯自动平稳开启。把引起系统超压的多余液体从溢流口排出。•当泵系统工作压力低于额定压力时，安全阀即自行关闭、密封。安全阀•安全阀通常安装在出口集液管（排出管）上。•安全阀的性能参数：启跳压力Pk：也称开启压力。GB9234规定：安全阀的正常开启压力可调整于1.05-1.25倍额定排出压力。当泵的排出压力大于起跳压力时，安全阀即开启，使压力释放到预定程度。回座压力Ph：一般为0.82-0.87倍起跳压力Pk。当泵的排出压力小于起跳压力时，安全阀即关闭，使系统恢复正常运行。例如：3125P-8.3/20三柱塞往复式注水泵，额定排出压力20MPa，起跳压力出厂时一般调整为21MPa，回座压力一般为18MPa左右。第二部分：往复泵的使用油田用往复泵介绍1、泵的安装1.1安装基础1.1.1基础、详见基础图1.1.2.基础深度：用户可根据安装位置的地质情况酌情设计。往复泵的使用1.2安装1.2.1泵就位前，应检查基础上地脚螺栓预留孔的相互位置与泵底座孔是否一致。铲平基础，用水平尺测量其水平度1000:1。1.2.2在地脚螺丝孔旁，应放置楔形垫铁找平，然后把泵放在垫铁上，穿入地脚螺丝，浇灌混凝土，经5~7天养护后，抽去楔形垫铁，再用水平尺在泵底座上进行纵向、横向找平。当其水平度符合要求时拧紧地脚螺丝固定。往复泵的安装1.2.3泵的进、排液管线安装应尽可能平直，尽可能地减少弯管、阀门等以免增加泵的阻力和附加应力。安全阀的放空管线，应便于观察安全阀的工作状况，切勿埋入地下。管线安装好后，应先用高压水或气清洗管线后，再投入使用。1.2.4泵安装完毕，要检查泵的各部位螺栓是否松动，检查皮带的松紧度，清洁泵的内外，并加足规定牌号的润滑油，再检查电机接线是否完好，做好启动前的准备。往复泵的安装2、泵的启动2.1检查各部位的连接及螺栓有无松动现象。2.2检查机座油池内的油位高度。2.3检查皮带的松紧度，必要时进行调整。2.4检查电动机及其接线是否完好，正确。2.5用人力盘动皮带轮，使大皮带轮旋转2转以上，运动机构不得有障碍及异声。往复泵的启动2.6打开进、排液管线上的闸阀，以及排液管线上的旁路阀和泵体上的放气阀，待放气阀溢出全部是液体时，即刻关闭（拧紧）放气阀。2.7确认泵无障碍及一切完好的情况下，接通电动机电源开始启动（特别注意，泵必须在空载下启动）。2.8视泵达到额定转速时（空载运行），关闭旁路阀，泵方可转入负载运行，直至额定压力后泵即进入工况运行。往复泵的启动3、停泵3.1打开排液管线中的旁路阀，使其转入空载运转。3.2切断电动机电源。3.3关闭进、排液管线上的闸阀和旁