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第四章 钻机循环系统 一、名词解释:
1、流量：泵的排量是单位时间内泵所排出的液体数量。
2、体积流量：流量通常用单位时间内，所输送的液体体积来表示。用Q表示，单位L/s、m/min、m/h等。
3、质量流量：以单位时间内，所输送的液体质量来表示往复泵的流量。用Qm表示，单位kg/s、t/h等。
4、理论平均流量：往复泵在单位时间内，理论上应输送的液体体积。也就是理论上等于活塞工作面在吸入行程中，单位时间内在液缸中扫过的体积。 5、实际平均流量：往复泵在实际工作时，所发生液体的流量。 6、瞬时流量：活塞在非匀速运动时，泵流量在每时刻的变化。
7、流量不均度：理论瞬时流量的最大值与理论瞬时流量的最小值的之差与平均流量的比值。
8、泵压：泵排出口处的液体压力。
9、冲数：是指活塞在缸内每分钟的往复次数，实际上就是曲柄每分钟内的转数。每一冲数活塞完成两个冲程。
10、往复泵的扬程：单位质量的液体经过泵后增加的能量。
11、有效扬程：等于排出罐液面与吸入罐液面液体的能量差，加上吸入、排出管路中的水头损失。
12、机械损失：它是指克服泵内齿轮、轴承、活塞、密封和十字头等机械摩擦所消耗的功率。
13、性能调节：往复泵与一定的管路系统组成统一的装置后，其工况点一般也是确定的。有时为了工作需要，希望人为地调节泵的流量，以改变工况。 二、填空：
1、目前钻井泵都是（往复式）的压力泵；人们习惯上称往复泵。
2、容积损失往复泵工作时有一部分高压液体会从(活塞与缸套间的间隙)、(缸套密封)、(阀盖密封)及(拉杆密封)等处漏失，使泵实际输送液体的体积总要比理论输出的体积小。 3、钻机循环系统包括（钻井泵）、（钻井液池）、（钻井液槽）、（地面管汇），以及钻井液净化和钻井液调配设备。
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4、钻井泵组成部件有钻井泵由（动力端）和（液力端）两大部分组成。由（泵缸）、（活塞）、（吸入阀）、（排出阀）、（吸入管）和（排出管）等组成液力端；由（曲柄）、（连杆）、（十字头）等组成泵的动力端。
5、反映钻井泵工作性能指标有（流量）、（压头）、（功率）、（效率）、（冲次）和（泵压）。 6、空气包有排出和吸入之分，一般为（预压式）。空气包气囊内一般充以（惰性气体），如（氮气）或（空气），充气预压由泵的工作压力而定。充气压力一般为（4~7Mpa）。 7、水力旋流器分为（除砂器）和（除泥器）两种。 8、常用的泵阀三种（球阀）（平板阀）（盘状锥阀）。 三、判断对错 正确（√）错误（×）
（√）1、往复泵的流量是以曲柄转角为横坐标，流量为纵坐标，就可以作出泵的瞬时流量随曲柄转角变化关系的曲线。
（√）2、钻井泵在吸入过程中，由于活塞在液缸内抽吸，使其压力低于吸入池液面的压力，液体在压力差的作用下进入液缸。
（√）3、钻井泵在排出过程中，活塞挤压液缸内液体，使压力升高以克服液体在排出管中的阻力损失与通过排出阀时的阻力损失。
（√）4、水力旋流器分离出固相颗粒的粒径越小，则分离能力越大，它与旋流器的尺寸、进浆压力、钻井液粘度及固相颗粒的分布等有关。（√）5、水力旋流器是利用钻井液中固、液相各颗粒所受的离心力大小进行分离。 四、简述题：
1、钻井泵有什么作用？
答：一般用于在高压下向井底输送高粘度、答相对密度和含沙量较高的钻井液，以便冷却钻头和携带岩屑等，同时也是井底动力钻具的动力液。 2、简述钻井泵的工作原理？
答：当活塞自左死点a向右运动时，缸内容积逐渐增大,压力降低，形成真空，在大气压力与缸内压力的压差作用下，液体自吸入池推开吸入（排出阀关闭）进入液缸。这一过程称为吸入过程。从左死点a 到右死点b 完成吸入。
曲柄继续转动，活塞从右死点b向左运动，缸内容积逐渐减少，液体受到挤压，由于液体不可压缩，故压力升高，当压力大于排出管压力时，液体克服排出阀的重量和弹簧弹力而推开排出阀（吸入阀关闭）进入排出管，由b→a 的这一过程称为排出过程。活塞达到死点a时排出结束。
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当曲柄继续转动，活塞又重复由a——b和由b——a时排出结束。
3、钻井泵是怎样分类的？
答： （1）按缸数分 单缸泵、双缸泵、三缸泵、四缸泵等。 （2）按工作件的式样分 活塞泵、柱塞泵 （3）按作用方式分 单作用泵、双作用泵 （4）按泵缸的位置分立式泵、卧室泵
（5）按传动或驱动方式分机械传动泵、蒸汽驱动泵、液压驱动泵、手动泵 4、钻井泵的流量、泵压、冲数含义是什么？常用什么单位表示？
答：流量是单位时间内泵所排出的液体数量。是泵的流量通常有体积流量和重量流量。体积流量用Q表示，其单位为米/小时、米/秒或升/秒。重量流量用G表示，其单位为吨/小时、吨/秒或公斤/秒。体积流量和重量流量的关系是：G=γQ 泵压：泵排出口处的液体压力，单位为“N／ｍ（pa）”，“MPa”
冲数：是指活塞在缸内每分钟的往复次数，实际上就是曲柄每分钟内的转数，以n表示。每一冲数活塞完成两个冲程。
5、流量不均度的含义是什么？流量不均度与泵的缸数的关系？
答：理论瞬时流量的最大值与最小值之差与平均流量的比值。称为往复泵的不均度。 从使用的角度来看，流量不均度越小越好。因为流量约均匀，管线中液流越接近稳定流。压力波动也越小，这有助于减小管线振动，是泵工作平稳。如果缸数越多，泵的结构就越复杂，造价就高、维修困难。目前使用最多是三缸单作用泵。 6、往复泵流量不均匀的危害？
答：由于瞬时流量的脉动，引起吸入和排出管路内液体的不均匀流动，从而产生了加速
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度和惯性力，增加了泵的吸入和排出阻力。还会引起管路压力脉动及管路振动，破坏泵的稳定性运行。
8、往复泵流量不均匀的解决措施 答：（1）合理布置曲柄的位置。 （2）采油多缸泵或无脉动泵。
（3）缩短管路长度、增大内径、减小往复次数均可减小惯性能头 （4）设置空气包。 9、往复泵的特点是什么？
答:⑴和其他型式的泵相比，往复泵的瞬时流量不均匀。⑵往复泵具有自吸能力。⑶往复泵的排除压力与结构尺寸和转速无关。⑷往复泵的泵阀运动滞后于活塞运动。⑸往复泵使用于高压、小流量和高粘度的液体。
10、往复泵常用的调节流量方法有几种？
答：⑴更换不同直径的缸套。⑵调节泵的冲次。⑶减少泵的工作室。 ⑷旁路调节。⑸调节泵的冲程。
11、目前使用最多是三缸单作用泵、与双缸作用泵相比有哪些优点？
答：三缸单作用泵主要优点：⑴缸径小、冲程短、冲次高、体积小、质量轻。⑵泵的流量均匀，压力波动小。⑶活塞单面工作，可以从后部喷进冷却液体对缸套进行冲洗和润滑，有利于提高缸套与活塞的寿命。⑷缸套在液缸外部用夹持器（卡箍等）固定，活塞与介杆也用夹持器固定，因而拆装方便，活塞杆无需密封，工作寿命长。⑸易损件少、费用低。⑹机械效率高。
12、三缸单作用泵哪些缺点？
答：⑴由于三缸单作用泵的冲次高，使得活塞线速高（活塞平均线速度大45m/min,比双缸泵高70%），降低了泵的自吸能力，容易产生吸入汽蚀现象，所以往往采用灌注泵，这样便增加了附属设备。⑵由于单作用泵活塞的后端外露，切外露圆周比双作用泵活塞杆密封圆周大得多，在自吸条件下，当处于吸入过程时，液缸内压力降低，假如缸套和活塞配合之处松弛，外部空气有可能进入液缸，从而导致泵工作不平稳，降低容积效率。 13、钻井泵的易损件包括哪些？
答：钻井泵的主要易损件包括活塞、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、泵阀等也是往复泵的易损件，其质量的好坏直接影响到往复泵的工作性能及使用寿命，必须高度重视。
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