石油钻采机械 第二章 离心泵ppt课件.ppt

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1、2.1概述离心泵是一种典型的叶轮式泵，它在国民经济中应用很广。在石油矿场上，离心泵主要用于油田注水，采油，油品输送，钻井泵灌注和供排水等。第二章离心泵2.1.1离心泵的工作原理图2-1离心泵的结构离心泵工作时，发动机经泵轴带动叶轮旋转，蜗壳内的液体受到叶轮上许多弯曲的叶片作用而随之旋转，在离心力的作用下，液体沿叶片间流道，由叶轮中心甩向边缘再通过螺形泵壳（简称蜗壳)流向排出管。随着液体的不断排出，在泵的叶轮中心形成真空，在大气压力的作用下，吸入池中的液体通过吸入管源源不断地流入叶轮中心，再由叶轮甩出。叶轮的作用是把泵轴的机械能传给液体，变成液体的速度能和压力能。

2、泵的蜗壳则是收集从叶轮甩出的液体并引向排出口处的扩散管。扩散管过流面积是逐渐增大的，它起着降低液流速度，使流体的部分速度能转变为压力能的作用。在有些泵上叶轮外缘装有导叶，其作用也是导流和转换能量。离心泵必须与吸入管汇和排出管汇等共同组成如图2－2所示的装置才能正常工作，吸入管的下部装有滤网和底阀对液体起过滤作用，并防止管中液体倒流入吸入池。排出管汇装有用以调节流量的闸门。蜗壳的顶部装有漏斗，用以在开泵前向泵内灌水，排除泵腔内气体。启泵前一般要关闭排出闸门，启动后方打开。2.1.2离心泵的种类离心泵的种类很多，分类方法各不相同。按叶轮数目分：1)单级泵，泵轴

3、上只装一个叶轮(图2－1)。2)多级泵，泵轴上装有两个以上的叶轮，液体依次通过各个叶轮，如图2.3所示，它的总压头是各级叶轮压头之和。按吸入方式分：1)单吸泵，叶轮只有一个吸入口(图2－1)2)双吸泵，叶轮从两侧吸入(图2.4)；按泵壳能量转换部分的结构分：1)蜗壳泵，泵壳作成截面逐渐扩大的蜗壳形(图2－4)，流体从叶轮甩出后直接进入蜗壳的螺旋形流通，再被引入排出管线。2)导叶泵，在泵壳内装有固定的导叶(导轮)，如图2－3所示，液体从叶轮流出后先进入导叶转换能量，再流入泵壳。这种泵亦称透平泵。按照泵轴的位置可分为立式泵、卧式泵等。按照所输送的液体性质又可分为

4、水泵、热油泵、汽油泵、酸泵、碱泵、污水泵，电动潜油泵等。2.1.3离心泵的典型结构石油矿场上使用各种类型的离心泵。单级离心泵中最常见的是单级悬臂式BA型离心泵，图2.5为其典型结构。该系列的泵排量范围为5～330m3/h，扬程8～98米。其结构特点是叶轮装在悬臂轴的一端，从而省去了吸入端的密封，减少了从吸入端漏气的可能性。其优点是结构紧凑、造价低廉，使用方便、工作可靠。这种泵的排出管线可根据安装条件装成任何角度(水平、垂直或与水平成角30°、60°等)，这只需在法兰联结处加以调整即可。当排量较大而扬程不高时，一般采用sh系列的单级双吸泵(图2－4)。它广泛用

5、于矿场输水、输油、民用供水等。该系列泵一般流量为90～3500m3/h，扬程为10～104m。这种泵结构较简单，泵壳一般为水平剖分式，叶轮、轴和密封装置等可事先装好，然后整体装入泵壳中去，因而制造和检修都较方便。对这种泵应注意使泵壳两端密封可靠，以防吸入空气而破坏泵的正常工作。通常是用管于把泵腔中高压液体引到两端填料中间的液封环处，可防止空气侵入吸入端，亦有助于密封处的冷却和润滑。当需要扬程较大时，一般采用D或DA系列的分段式多级离心泵（图2－3)。油田注水中采用的3D100－150(吸入管径3英寸，额定流量100m3/h，额定压力15MPa)和150D～170

6、×10(吸入管径150mm，单级扬程170m，10级)。它们的结构如图2－3所示，这种泵中的液体连续流经各个叶轮和导叶，泵各级结构相同，整个泵体用长螺拄联接。它们可以在排量一定的情况下，根据工作需要选用不同的级数，从而得到不同的额定扬程。输送石油产品或其它腐蚀性介质的离心泵，在结构上与上述离心泵没有原则区别，只是在密封及泵的材料方面有特殊的要求。2.1.4离心泵的轴向力及平衡措施在单级离心泵中，设液体进入叶轮前的压力为P1，出叶轮后的压力为P2，则叶轮两侧所承受的作用力近似地如图2－6所示，对于单吸多级泵，每级叶轮都产生轴向力，泵轴承受的轴向力可高达数万牛顿

7、，这种力使叶轮沿轴线向吸入口一侧窜动，引起零件磨损，所以要采取措施予以平衡。离心泵轴向力的平衡方法很多，可分为下述三种方法：1）利用叶轮的对称性平衡轴向力对于单级泵，采用如图2-4所示的双吸叶轮，使叶轮两侧盖板上的压力相互抵消，可以有效地消除轴向力。对于多级泵，利用对称排列方式，即将总级数为偶数的叶轮，如图2-7所示那样背靠背或面对面地联在一根轴上，这种方法可有效地减少轴向力，另外还应在轴上装止推轴承以承受剩余的轴向力。水平中开式多级泵和立式多级泵，常采用此法。2)改造叶轮以平衡轴向力对于单吸单级离心泵，常采取适当改变叶轮结构，以达到减少或消除轴向力的目的

8、。图2－8所示的为平衡