往复式泥浆泵出口流量

往复式泥浆泵出口流量

 

钻井用的往复式泥浆泵，俗称钻井的“心脏”，它的重要功用是向井下循环保送钻井泥浆，将钻井历程中钻头破碎的岩屑从井底携带进去并为井下能源能源钻具供给能源。泥浆泵的出口流量是影响钻井效力的一个重要参数，也是最优化钻井工艺中必需优选的参数，泥浆泵的出口出压力很高（个别在20—25MPa），且保送含砂量较高的泥浆，采取普通的流量计对其流量进行间接计量存在两个问题；一是低压密封问题，二是泥浆得沉积和梗塞问题。因而间接计量较为艰难。 

　　依据往复泥浆泵的任务原理，其在单位时光内保送的液体体积（既泥浆泵的实践均匀流量Q理）与泥浆泵的活塞截面积S 。。活塞行程长度1，以及活塞每分种在缸套种往复的次数（称作泥浆泵的冲数或泥浆泵数）n有关。S和I是泥浆泵的构造参数，关于给定的泥浆泵是肯定不变的量，因而，若能测量出泥浆泵的冲数n 。就可盘算出泥浆泵的出口流量。 

 

第一、泥浆泵冲数的测量　

　　因为往复式泥浆泵的冲数与其驱动轴的转速成反比，因而可通过测量其驱动轴的转速换算出泥浆泵冲数， 

 

第二、转速传感器的任务原理 

泥浆泵驱动轴的转速采取霍尔转速传感器测量，图1和图2分手为霍尔转速传感器的构造原理和接线图。 

　　传感器的定子上有2个相互垂直的饶组A和B，在绕组的中央线上粘有霍尔片Ha和Hb，转子为永恒磁钢，霍尔元件Ha和Hb的鼓励电机分手与绕组A和B相连，它们的霍尔电极串联后作为传感器的输入。 

　　上面推导传感器输入的霍尔电动势的表白式。当永磁转子转动时，在转子和定子的气隙中变造成随时光按正弦法则变更的交便磁场，设穿过霍尔元件Ha的磁通密度Bh 为 

因为绕组A在空间上带后 Ha90o，故绕组A处的磁通密度Ba 为该交变磁场将在绕组 A中感应出交变电动势Ea由楞次定律而Ea在Ha中将发生交变鼓励电源； 

　　因为霍尔元件H a自身也处于磁场中，其霍尔电极上将发生霍尔电动势； 

　　式中；L1为绕组A的电感；R1 为绕组A和霍尔元件Ha 组成的回路等效电阻；K1为霍尔元件的敏锐度，它是与霍尔元件的资料及构造有关的参数。 

相似地，因为霍尔元件Hb 所出无暇间地位超前Ha90o，而绕组B又超前Hb90o，同理可推出Hb发生的霍尔电动势Ehb为 

　　故传感器总的输入电动势为 

　　它与被测转速成反比。 

 

第三、转速传感器的现场装置 

为了用转速传感器测量出泥浆泵驱动轴的转速，可在泥浆泵驱动轴上装上皮带轮或链轮来驱动转速传感器的转子转动，这种装置方法既简便易行，又不影响泥浆泵的正常任务。 

 

第四、泥浆泵出口流量的盘算 

　　测出泥浆泵的冲数n 后，既可依据往复泥浆泵的构造和作用方法盘算其出口的实践均匀流量Q理 。 

关于单缸单作用泥浆泵，实践均匀流量为 

Q理 = Sln （m3÷min ）= Sln÷60（m3÷s ） 

　　式中；S为泥浆泵的 活塞面积；l为活塞行程长度。 

　　关于多缸单作用泥浆泵，设缸数位M，则其实践均匀流量为 

Q理 = MSln （m3÷min ） 

　　关于多缸双作用泥浆泵，活塞往复一次，各液缸保送液体两次，体积为（2S－S’ ）式中S’为活塞杆截面积，则M各缸的实践均匀流量为 

Q理=M（2S－S’）ln （m3÷min ） 

　　在实践测量中发明，往复式泥浆泵任务时，因为吸入阀和消除阀封闭的不及时，泥浆泵阀，活塞和其余蜜封出有低压液体陋失；泥浆泵缸中或液体内含有气体等起因，使泥浆泵的实践均匀流量Q要低于实践均匀流量，既Q = aQ理 

a的大小视泥浆泵的任务状况，个别取 0。85－0。95。 

　　通过测量泥浆泵的冲数来间接测量泥浆泵的出口流量的方法，简朴易行，防止了间接测量中传感器蒙受低压和液体侵蚀的问题，且拆装不便，易行保护，实践测量中发明，当泥浆泵的充溢度不高或不恒定是，此法的测量误差将增大，因而，当对测量准确请求高时，则应考率采取其余非接触式测量方法。