往復(fù)式泥漿泵出口流量

 

鉆井用的往復(fù)式泥漿泵，俗稱鉆井的“心臟”，它的重要功用是向井下循環(huán)保送鉆井泥漿，將鉆井歷程中鉆頭破碎的巖屑從井底攜帶進(jìn)去并為井下能源能源鉆具供給能源。泥漿泵的出口流量是影響鉆井效力的一個(gè)重要參數(shù)，也是最優(yōu)化鉆井工藝中必需優(yōu)選的參數(shù)，泥漿泵的出口出壓力很高（個(gè)別在20—25MPa），且保送含砂量較高的泥漿，采取普通的流量計(jì)對(duì)其流量進(jìn)行間接計(jì)量存在兩個(gè)問(wèn)題；一是低壓密封問(wèn)題，二是泥漿得沉積和梗塞問(wèn)題。因而間接計(jì)量較為艱難。 

　　依據(jù)往復(fù)泥漿泵的任務(wù)原理，其在單位時(shí)光內(nèi)保送的液體體積（既泥漿泵的實(shí)踐均勻流量Q理）與泥漿泵的活塞截面積S 。?；钊谐涕L(zhǎng)度1，以及活塞每分種在缸套種往復(fù)的次數(shù)（稱作泥漿泵的沖數(shù)或泥漿泵數(shù)）n有關(guān)。S和I是泥漿泵的構(gòu)造參數(shù)，關(guān)于給定的泥漿泵是肯定不變的量，因而，若能測(cè)量出泥漿泵的沖數(shù)n 。就可盤(pán)算出泥漿泵的出口流量。 

 

第一、泥漿泵沖數(shù)的測(cè)量　

　　因?yàn)橥鶑?fù)式泥漿泵的沖數(shù)與其驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速成反比，因而可通過(guò)測(cè)量其驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速換算出泥漿泵沖數(shù)， 

 

第二、轉(zhuǎn)速傳感器的任務(wù)原理 

泥漿泵驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速采取霍爾轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)量，圖1和圖2分手為霍爾轉(zhuǎn)速傳感器的構(gòu)造原理和接線圖。 

　　傳感器的定子上有2個(gè)相互垂直的饒組A和B，在繞組的中央線上粘有霍爾片Ha和Hb，轉(zhuǎn)子為永恒磁鋼，霍爾元件Ha和Hb的鼓勵(lì)電機(jī)分手與繞組A和B相連，它們的霍爾電極串聯(lián)后作為傳感器的輸入。 

　　上面推導(dǎo)傳感器輸入的霍爾電動(dòng)勢(shì)的表白式。當(dāng)永磁轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在轉(zhuǎn)子和定子的氣隙中變?cè)斐呻S時(shí)光按正弦法則變更的交便磁場(chǎng)，設(shè)穿過(guò)霍爾元件Ha的磁通密度Bh 為 

因?yàn)槔@組A在空間上帶后 Ha90o，故繞組A處的磁通密度Ba 為該交變磁場(chǎng)將在繞組 A中感應(yīng)出交變電動(dòng)勢(shì)Ea由楞次定律而Ea在Ha中將發(fā)生交變鼓勵(lì)電源； 

　　因?yàn)榛魻栐﨟 a自身也處于磁場(chǎng)中，其霍爾電極上將發(fā)生霍爾電動(dòng)勢(shì)； 

　　式中；L1為繞組A的電感；R1 為繞組A和霍爾元件Ha 組成的回路等效電阻；K1為霍爾元件的敏銳度，它是與霍爾元件的資料及構(gòu)造有關(guān)的參數(shù)。 

相似地，因?yàn)榛魻栐﨟b 所出無(wú)暇間地位超前Ha90o，而繞組B又超前Hb90o，同理可推出Hb發(fā)生的霍爾電動(dòng)勢(shì)Ehb為 

　　故傳感器總的輸入電動(dòng)勢(shì)為 

　　它與被測(cè)轉(zhuǎn)速成反比。 

 

第三、轉(zhuǎn)速傳感器的現(xiàn)場(chǎng)裝置 

為了用轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)量出泥漿泵驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速，可在泥漿泵驅(qū)動(dòng)軸上裝上皮帶輪或鏈輪來(lái)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速傳感器的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，這種裝置方法既簡(jiǎn)便易行，又不影響泥漿泵的正常任務(wù)。 

 

第四、泥漿泵出口流量的盤(pán)算 

　　測(cè)出泥漿泵的沖數(shù)n 后，既可依據(jù)往復(fù)泥漿泵的構(gòu)造和作用方法盤(pán)算其出口的實(shí)踐均勻流量Q理 。 

關(guān)于單缸單作用泥漿泵，實(shí)踐均勻流量為 

Q理 = Sln （m3÷min ）= Sln÷60（m3÷s ） 

　　式中；S為泥漿泵的 活塞面積；l為活塞行程長(zhǎng)度。 

　　關(guān)于多缸單作用泥漿泵，設(shè)缸數(shù)位M，則其實(shí)踐均勻流量為 

Q理 = MSln （m3÷min ） 

　　關(guān)于多缸雙作用泥漿泵，活塞往復(fù)一次，各液缸保送液體兩次，體積為（2S－S’ ）式中S’為活塞桿截面積，則M各缸的實(shí)踐均勻流量為 

Q理=M（2S－S’）ln （m3÷min ） 

　　在實(shí)踐測(cè)量中發(fā)明，往復(fù)式泥漿泵任務(wù)時(shí)，因?yàn)槲腴y和消除閥封閉的不及時(shí)，泥漿泵閥，活塞和其余蜜封出有低壓液體陋失；泥漿泵缸中或液體內(nèi)含有氣體等起因，使泥漿泵的實(shí)踐均勻流量Q要低于實(shí)踐均勻流量，既Q = aQ理 

a的大小視泥漿泵的任務(wù)狀況，個(gè)別取 0。85－0。95。 

　　通過(guò)測(cè)量泥漿泵的沖數(shù)來(lái)間接測(cè)量泥漿泵的出口流量的方法，簡(jiǎn)樸易行，防止了間接測(cè)量中傳感器蒙受低壓和液體侵蝕的問(wèn)題，且拆裝不便，易行保護(hù)，實(shí)踐測(cè)量中發(fā)明，當(dāng)泥漿泵的充溢度不高或不恒定是，此法的測(cè)量誤差將增大，因而，當(dāng)對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確請(qǐng)求高時(shí)，則應(yīng)考率采取其余非接觸式測(cè)量方法。