泥浆泵(Mud Pump)也是一种宽泛的泵的一个通俗概念,不同的地域,习惯,最终涉及的泵型不会一样,本条主要以石油钻井领域的所应用的泥浆泵为主。事实上,污水泵,渣浆泵等一些非清水泵和泥浆泵在叫法上也有通用的时候。
结构及特点
泥浆泵动力端组成:
底座、机架、小齿轮轴总成、大齿轮轴总成、十字头总成、传动机组或直流电机等;
泥浆泵液力端主要组成:
液缸、吸入阀、排出阀、缸套、活塞杆(柱塞、盘根、缸套)、吸入管、吸入空气包、排出管、排出滤网总成、排出空气包、安全阀、缸盖、阀盖、喷淋泵总成。
泥浆泵的工作原理
泥浆泵是一种往复式柱塞泵,通过曲柄连杆机构将旋转运动转化为十字头和活塞的往复直线运动,将低压泥浆压缩成高压泥浆。在钻井过程中,高粘度、大比例、高砂含量的钻井液用于冷却钻头、冲洗井底、破碎岩石、从井底返回时携带岩屑,是石油钻井作业中较重要的工艺设备之一。
泥浆泵的工作过程分为吸入过程和排出过程两个步骤。
习惯上,我们把泥浆泵分为液体端和动力端。动力端用于传递动力和转换运动模式和速度。为液体端提供适当的动力;液体端用于将机械能转化为液体内能,以输送泥浆。
工作原理
泥浆泵是在石油钻井过程中,向钻孔输送泥浆或水等冲洗液的机械。是钻井设备的重要组成部分,在石油钻井過程中,泥浆泵将泥浆随着钻头的钻进注入井下,在此过程中,泥浆泵可以将钻头进行冷却,对钻具进行清洗,还可以将一些岩屑等废弃物带回至地面,起到清洁钻井的作用。石油钻井一般采用正循环钻探,泥浆泵在一定压力下,经过水、高压软管及钻杆柱中心孔,清水、泥浆或聚合物输送至钻井的底部。目前,常用的泥浆泵有活塞泵和柱塞泵两种,其中活塞泵也叫电动往复泵,它的工作原理是靠活塞往复运动,使得泵腔工作容积发生周期变化,然后吸入和排出液体。由泵缸、活塞、进出水阀门、进出水管、连杆和传动装置组成,比较适用于高压、小流量的钻井作业。柱塞泵是液压系统的重要装置之一。它的工作原理是靠柱塞在缸体中往复运动,使密封工作容腔的容积发生变化来实现吸油和压油的过程。比较适用于高压、大流量的钻井作业。
主要分类
按作用
单作用式泥浆泵:在活塞往复运动的一个循环中仅完成一次吸排水动作
双作用式泥浆泵:在活塞往复运动的一个循环中完成两次吸排水动作
按缸数
若按泵的缸数分类,有单缸﹑双缸、三缸、五缸等种型式。
性能指标
泥浆泵性能的两个主要参数为排量和压力。
排量
排量以每分钟排出若干升计算,它与钻孔直径及所要求的冲洗液自孔底上返速度有关,即孔径越大,所需排量越大。要求冲洗液的上返速度能够把钻头切削下来的岩屑﹑岩粉及时冲离孔底,并可靠地携带到地表。地质岩心钻探时,一般上返速度在0.4~1.0米/分左右。
压力
泵的压力大小取决于钻孔的深浅,冲洗液所经过的通道的阻力以及所输送冲洗液的性质等。钻孔越深,管路阻力越大,需要的压力越高。
随着钻孔直径、深度的变化,要求泵的排量也能随时加以调节。在泵的机构中设有变速箱或以液压马达调节其速度,以达到改变排量的目的。为了准确掌握泵的压力和排量的变化,泥浆泵上要安装流量计和压力表,随时使钻探人员了解泵的运\转情况,同时通过压力变化判别孔内状况是否正常以预防发生孔内事故。
性能特点
1、可输送高浓度高粘度<10000PaS及含有颗粒的悬浮浆液。
2、输送液流稳定、无过流、脉动及搅拌、剪切浆液现象。
3、排出压力与转速无关 ,低流量也可保持高的排出压力。
4、流量与转速成正比,通过变速机构或调速电机可实现流量调节。
5、自吸能力强,不用装底阀可直接抽吸液体。
6、泵可逆转,液体流向由泵的旋转方向来改变,适用于管道需反正向冲洗的场合。
7、运转平稳、振动、噪声小。
8、结构简单、拆装维修方便。
故障排除
水泵振动
原因:泵轴与柴油机(或电机)不同心、叶轮不平衡、轴承损坏;
解决方法:调节同心度、叶轮作平衡测试、更换轴承。
泵上水慢
原因:前衬板与叶轮间隙大、出水管道不能封住空气、排空满;
解决方法:调节间隙、调节出水管道、安装抽真空装置。
泵不吸水
原因:灌注引水不够、泵内空气无法排出、吸水管漏气、前衬板与叶轮间隙大;
原解决方法:继续灌注引水、检查管路是否漏气、调节叶轮与前衬板间隙。
出水压力
压力小、流量小
原因:泵内有空气、叶轮与前衬板间隙大、离合器闭合不紧、叶轮或衬板磨损;
解决方法:排空泵内气体、调节间隙调节离合器摩擦片间隙、更换叶轮或衬板。
泵磨损快
原因:施工环境(颗粒大)差、输送距离远、进水管路长;
解决方法:更换沙场、添加加力机组、缩短进水管长度减小汽蚀。
叶轮轴颈磨损快
原因:高压水泵扬程低、盘根错位、泵轴与后盖不同心;
解决方法:更换高于泥浆泵扬程的高压泵、更换盘根、调节同心度。
来源:矿机之家
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