哪位大神知道消防水泵的历史和发展的
世界第一辆消防车是1518年受德国奥格斯堡市的委托，由制作金属工艺品的手艺人安特尼－布拉特纳制造的。据《奥格斯堡市工艺史》一书记载，这辆消防车是把用杠杆操作的大型水泵装在车子上形成的，由马拉或人力推动。1666年英国伦敦发生了一场大火，烧了4天，将1300座房屋烧毁了，包括著名的圣保罗教堂。一些中世纪的建筑物在这场火灾中一扫而光。灾后，英国开始重视城市消防工作，不久，英国人发明了世界第一辆用手摇水泵的消防车，并且使用上了水龙带来灭火。
18世纪以前的消防车多数为放在推车上的手动水泵，用作把泵水救火。随着城市发展及防火需求提高，19世纪中段起出现蒸汽机发动之水泵，并开始以马车运载。蒸汽机动力消防车是1829年在伦敦出现的，发明人是蒸汽机工程师约翰·布雷斯韦特。这是一种以煤为燃料，并装有一根软水龙带，用10马力双缸蒸汽机驱动的消防车。但这种消防车在英国却到1860年代才得到广泛使用。20世纪内燃机发明以后，逐渐出现现时所见的现代消防车。1872年，德国研制出云梯消防车。云梯是靠手工操作的。1901年，英国利物浦的洛亚尔－卡利迪公司也生产出消防汽车，被利物浦市消防队所采用。中国于1916年出现了用汽车改装的消防车，但直到20世纪30年代，很多城市还在使用马拉消防车。
泵车是消防车中最常见的。车上主要设备为消防泵(水泵)及各式消防瞄子。泵车到达火场时会被接到消防栓，为救火供水。通常车上还会有水缸储存一定容量的水，以便在离开水源时可短暂使用。其他搭载的设备包括有烟帽，爆,破工具等等。
最早的泵是在大约于公元前300年左右出现的，阿基米德发明了一种泵，称为阿基米德式螺旋抽水机，至今仍有厂家在生产。
希腊人克特西比乌斯（公元前285-222年）发明的压力泵是一种最原始的活塞泵。主要用来生产水柱以及从井口举起水。（至今还保存在古罗马时代的遗址上，如在英国的西尔切斯特）。
中国历史上南北朝时期出现的方板链泵作为一种链泵是泵类机械的一项重要发明。
1475年，意大利文艺复兴时期的工程师弗朗西斯科·迪·乔治·马丁尼在论文中提出了离心泵原始模型。
1588年，意大利人阿戈斯蒂诺·拉梅利自费出版了《阿戈斯蒂诺·拉梅利上尉的各种精巧的机械装置》（Le Diverse t Artificiose Machine delCapitano Agostino Ramelli）。（这部著作详细描述了许多二三百年以后制造成功并成为商品的工具和机械设备）。其中有关于链泵、水泵、滑片泵的描述。
大约在1590-1600年，齿轮泵被发明。
1635年，德国学者Daniel Schwenter描述了齿轮泵。
1650年，德国马德堡市市长奥托·冯·格里克发明第一台空气泵，不断改进后于1654年设计出真空泵。
1658年，爱尔兰化学，物理学家罗伯特·波义耳和英国博物学家，发明家罗伯特·胡克进行空气泵实验。
1675年，英国国王查理二世的御用机械师塞缪尔·莫兰爵士，获得柱塞泵专利，他设计制造的水泵被当时英国国内众多的工业，船舶应用，以及如水井，池塘排水和灭火。
1680年，约旦出现简单的离心泵。
1685年，法国物理学家丹尼斯帕潘进行空气压缩泵高压实验。
1689年，丹尼斯·帕潘发明了直叶片的蜗壳离心泵，而弯曲叶片是由英国发明家John Appold于1851年发明的。
1720年，在伦敦城市的供水系统中开始使用柱塞泵。
1732年，英国人戈塞特和德维尔发明隔膜泵。
1738年，荷兰人丹尼尔·伯努利的《Hydrodynamique》（流体力学）出版，提出白努利定律；1755年，瑞士人莱昂哈德·欧拉著作《General principles on the movement of fluids》（流体运动的一般原理）出版，提出理想流体基本方程和连续方程。奠定了离心泵设计的理论基础。
1746年，H.A.Wirtz设计出使用阿基米德螺旋用于提升水的螺旋泵。
1768年，威廉·科尔在船舶舱底中改进和引入链泵。
1772年，瑞典学者伊曼纽·斯威登堡提出汞真空泵设计。
大约在1781-1782年，绳泵的发明被首次描述。
1818年，在美国出现的具有径向直叶片、半开式双吸叶轮和蜗壳的马萨诸塞泵。
1849年，美国人亨利·沃辛顿发明蒸汽直接作用的蒸汽泵，是一种最简单的活塞泵。
1852年，英国开尔文勋爵威廉·汤姆森提出了热泵的设想。
1857至1859年，亨利·沃辛顿发明水平、复式、直接作用，用于锅炉给水全双工蒸汽泵。
1857年，英国查尔斯·亨利·穆雷获得链泵专利。
1865年，汞真空泵发明，用于解决碳丝灯泡的问题。
1868年，Stork Pompen公司在荷兰亨厄洛成立，发明了混凝土蜗壳泵。
1870年，英国人威廉·汤姆森提出了射流泵的设计。
1875年，英国人雷诺兹获得多级离心泵专利：主要是为了提高离心泵效率。
1877年，英国景崇用于污水处理的气泵：包括喷射器。
1880年，英国Frizzle设计气举泵。
1890年，美国麻省Warren公司制造了第一台双螺杆泵。
1892年，美国Worthington公司制造用于世界上第一条油管（从宾夕法尼亚州至纽约）的油泵。
1900年，哈里斯制造出空气压力泵。
1901年，美国拜伦·杰克逊(Byron Jackson)公司生产出深井垂直涡轮泵。
1902年，美国宾夕法尼亚州阿伦敦的Aldrich Pump公司制造了世界上第一台往复式正排量泵。
1904年，美国拜伦·杰克逊公司生产出潜水式电机泵。
1909年，盖德(W．Gaede)发明旋片泵并取得德国专利。
1912年，瑞士苏黎世安装了世界上第一个水源热泵系统，以河水作为低位热源的热泵设备用于供暖，并获得专利。
1916年，Aldrich公司制造出电机驱动的往复式泵。
1918年，美国拜伦·杰克逊公司制造出用于石油工业的热油泵。
1923年，格罗格提出旋喷泵的结构原理，旋喷泵也称皮托泵。随后研制出了闭式皮托泵。Worthington公司制造了世界上第一台离心锅炉给水泵，压力达到770巴（11165psi）。
1924年，美国Durco公司生产出专门设计用于化学加工的泵。
1927年，美国Aldrich公司生产出变冲程多气缸往复式泵。
1929年，荷兰Houttuin公司制造了欧洲第一台双螺杆泵。Byron Jackson公司生产出电厂中使用的双壳进给泵.
1931年，瑞典IMO公司发明并制造三螺杆泵。
1932年，法国工程师Moineau发明单螺杆泵（莫诺泵），并由德国PCM泵公司制成产品。
1934年，鲍诺曼公司设计制造了外置轴承双螺杆泵。United公司生产出用于回收石油的高压水和二氧化碳喷射泵。
1936年，米顿罗公司发明马达驱动计量泵。 气镇泵发明出现。
1937年，美国英格索兰-德莱赛公司设计制造径向分离、从后面拉动的流程泵。
1942年，美国Pacific公司制造用于处理催化剂粉末的浆料泵.
1946年，美国HMD公司发明磁力泵。
1948年，美国拜伦·杰克逊公司生产出用于现代原子能发电的罐装泵原型。
1951年，美国拜伦·杰克逊公司制造用于第一艘核潜艇美国鹦鹉螺号的主进给泵。
1953年，美国拜伦·杰克逊公司制造鹦鹉螺号核潜艇的再循环泵。Durco公司生产出后拉式化学流程泵，是ANSI 标准的前身。
1958年，联邦德国的W.贝克首次提出有实用价值的涡轮分子泵，以后相继出现了各种不同结构的分子泵。
1960年，美国拜伦·杰克逊公司制造了于地下液化石油气存储设施中应用潜水式电机泵。
1961年，美国拜伦·杰克逊公司制造了用于核电厂的轴密封的冷却液泵。
1963年，美国LMI公司发明电磁驱动计量泵。
1965年，美国WILLIAMS公司发明气动计量泵。
1969年，美国英格索兰-德莱赛公司设计制造世界上最大的锅炉给水泵，功率为52200kW(70000马力)。
19世纪70年代，kobe公司制造出商用旋喷泵。
1972年，美国Pacific公司制造适用于原子能发电，已锻造外壳的核反应堆进给泵。
1976年，美国英格索兰-德莱赛公司制造迄今为止世界上最大的直立排水泵，额定流量为180000m3/h。
1982年，美国Aldrich公司制造出世界上最大的动力泵2985kW（4000hp），可通过800-1600km（500-1000英里）长的管道抽吸研磨的浆料。Pacific公司制造世界上最大的水喷射泵，功率为17900kW（24000马力）。
1983年，美国拜伦·杰克逊公司制造出用于美国最大的克林奇河增值核反应堆的液态钠泵。
1987年，美国拜伦·杰克逊公司制造出安装在世界上最大的石油存储洞的1120kW（1500hp）潜水式电机泵。
1990年，美国拜伦·杰克逊公司制造出安装在氦抽取设施中的世界上最大的垂直低温泵。
1992年，美国英格索兰-德莱赛公司设计制造出世界上最大的管道泵，功率为27590kW（37000马力），由空气涡轮发动机驱动。
2000年，美国HMD公司制造出屏蔽磁力驱动泵，是一种无泄漏泵。
2000年，台湾羿辰科技设计出微型电磁轴驱动泵原型，是一种类磁浮等压式泵。 2007年，台湾研能科技制造出压电式微泵浦是一种结合压电致动器与隔膜式泵浦技术的创新产品。
目前，流量最大的单泵1976年，美国英格索兰-德莱赛公司制造迄今为止世界上最大的直立排水泵，额定流量为180000米立方/小时。扬程最高的单泵是德国KSB公司生产的潜水电泵，最高扬程达1200米。
射流器本身没有运动部件，依靠单元的特殊结构和流体运动，使互不相容的流体各自分散，彼此混合。
射流泵的工作原理。工作流体Qo从喷嘴高速喷出时，在喉管入口处因周围的空气被射流卷走而形成真空，被输送的流体QS即被吸入。
一、性质不同
1、射流器：一种气液混合用射流器。
2、射流泵：利用工作流体来传递能量和质量的流体输送机械。
二、用途不同
1、射流器：
广泛用于水处理（溶臭氧及二氧化氯杀菌、加氧除铁等）、化工、水产养殖、直饮水机等领域。其优点是：
（1）结构简单，操作安全，成本低，见效快；,无功耗
（2）不受各种辐射和电磁波的影响，具有防腐、抗震、防爆、耐高低温等特点。适用于各种环境。
（3）喷气式飞机部件可以做成很小的部件，并集成为电子技术。其主要缺点是：反应速度比电子元件慢，不能远程控制。广泛应用于化工、石油、机械、电力、冶金、纺织、造船、仪表、国防等行业。
2、射流泵：
（1）它还可以与离心泵组成深井喷射泵供水装置，离心泵由安装在地面上的离心泵提供，用于井下喷射泵通过工作液吸入井水。喷射泥浆泵用于河道疏浚、水下开挖和地下排泥。
（2）射流泵无运动工作元件，结构简单，运行可靠，无泄漏，不需要专人看管，非常适合水下和危险的特殊场合。此外，还可以利用加压废水和废蒸汽（气）作为工作流体，从而节约能源。
（3）虽然射流泵的效率相对较低，一般不超过30%，但新开发的多射流泵、多级射流泵和脉冲射流泵的能量传递效率有所提高。
扩展资料：
射流器的注意事项：
1、总长度包括两端头外牙尺寸。
2、表中的水流量和空气吸收量为参考值，受环境、流体质量等因素影响较大。
3、由于气体体积与温度、压力和湿度有关，为了便于比较，体积流量通常被称为标准状态（温度为20摄氏度，压力为0.101兆帕，相对湿度为65%）。此时，流量单位为Nm3/hr，“n”表示标准状态。
参考资料来源：百度百科-射流器
参考资料来源：百度百科-射流泵
①使用的目的不同。水泵的目的在于制热，研究的着眼点是工质在系统高压侧通过换热器与外界环境之间的热量交换；制冷机的目的在于制冷或低温，研究的着眼点是工质在系统低压侧通过换热器与外界之间的换热；
②系统工作的温度区域不同。水泵是将环境温度作为低温热源，将被调节对象作为高温热源；制冷机则是将环境温度作为高温热源，将被调节对象作为低温热源。因而，当环境条件相当时，水泵系统的工作温度高于制冷系统的工作温度。
2。水泵的由来
随着工业革命的发展，19世纪初，人们对能否将热量从温度较低的介质“泵”送到温度较高的介质中这一问题发生了浓厚的兴趣。英国物理学家J.P.Joule提出了“通过改变可压缩流体的压力就能够使其温度发生变化”的原理。1854年，W.Thomson教授（即大家熟知的LordKelvin勋爵）发表论文，提出了热量倍增器（HeatMultiplier）的概念，首次描述了水泵的设想。
当时，水泵供暖的对象主要是民用，供暖需求总量小，特别是对由于采暖方式及其对环境的影响尚没有足够的意识。人们采暖的方式主要是燃煤和木材，因而，热泵的发展长期明显滞后于制冷机的发展。
上世纪30年代，随着氟利昂制冷机的发展，水泵有了较快的发展。特别是二战以后，工业经济的长足发展带来的对供热的大量需求及相对能源短缺，促进了大型供热及工业用水泵的发展。1973年的全球性能源危机，进一步促进了水泵在全世界范围内的发展。
出版社：北方工业出版社
出版日期:2007年7月
册数:16开,精装四册
原价:980 元
工业喷嘴及喷射装置设计图集与生产制造、选用新工艺新技术和最新技术标准规范应用手册
第一篇喷射技术基础
第一章喷射技术的工作原理、分类与特点
第二章喷射技术的应用与发展状况
第三章喷射技术的理论基础
第二篇工业喷嘴概论
第一章喷嘴的工作原理与应用范围
第二章喷雾工质的种类及特性
第三章喷嘴与燃烧技术和装置的关系
第四章喷嘴技术的发展
第五章喷嘴积炭的防护技术
第三篇气态燃料喷嘴设计图集
第一章气态燃料的燃烧特点
第二章燃气燃烧装置的分类
第三章工业炉上的燃气烧嘴
第四章燃气锅炉的燃烧器及喷头
第五章燃气内燃机的燃料供给
第六章燃气轮机的燃气喷嘴
第四篇液态工质机械雾化喷嘴设计图集
第一章液态工质雾化的重要性及其分类法
第二章液态工质的雾化原理
第三章喷嘴性能和喷雾质量的检测
第四章直射式喷嘴
第五章单路压力雾化喷嘴
第六章双路压力雾化喷嘴
笫七章可调式机械雾化喷嘴
第八章旋转式雾化喷嘴
第九章超声波雾化喷嘴
第十章静电雾化喷嘴
第五篇液、固态工质空．气雾化喷嘴设计
图集
第一章空气雾化喷嘴的主要类型及应用
第二章蒸发管
第三章低压空气雾化喷嘴
第四章高压气流雾化喷嘴
第五章机械空气(蒸汽)雾化喷嘴
第六章气泡雾化喷嘴
第七章组合式气流雾化喷嘴
第八章煤粉和煤浆喷嘴
第六篇工业喷嘴生产制造、选用新工艺新
技术
第一章雾化工质产生的技术关键
第二章工作参数产生的技术关键
第三章节能燃烧技术及其喷嘴
第四章低污染燃烧技术及其喷嘴
第五章喷嘴的材料选择
第六章喷嘴生产制造新工艺新技术
第一节喷嘴生产制造工艺的重要性和要求
第二节典型喷嘴精密件加工要求及其工艺
第三节喷嘴壳体加工及装配工艺
第四节喷嘴零件的热处理和表面处理工艺
第七章喷嘴的选用
第八章喷嘴的配套技术和装置
第九章燃料喷射燃烧过程的数值计算
第七篇射流泵及其装置设计图集与应用
技术
第一章概述
第二章液体及液固射泵设计
第三章液体射流泵的设计与应用
第四章液气射流泵的设计与应用
第五章液气一液射流泵的设计与应用
第六章液-液气射流泵的设计
第八篇喷射器设计图集与应用技术
第一章气体喷射器
第二章气固喷射器
第三章气液喷射器
第九篇高压水射流技术与脉冲喷射新技术
第一章高压水射流技术
第二章脉冲喷射新技术
第十篇最新技术标准规范速查
《喷嘴技术手册（第二版）》 侯凌云，侯晓春 编著
ISBN：9787801642547
出版时间：2007-3-1
出版社：中国石化
市场价：￥60.00
本手册全面、系统地介绍了当今国内外燃烧及非燃烧设备中使用的各类喷嘴（或喷射器、烧嘴）的工作原理、结构性能特点、设计方法、材料选择、制造工艺、检测手段、应用和发展情况、以及燃料喷射燃烧过程的计算，其中突出介绍了国内外先进的节能和低污染燃烧技术装置（含喷嘴）的特点。
本书可供从事各种燃烧和非燃烧装置的喷嘴研究、设计、生产、使用部门的工程技术人员，以及机械、石化、化工、冶金、食品、农业、运输、航空航天等有关专业的大专院校师生参考和使用。
(一)自洁式抽油泵
在煤层气排采中,因排采的水中含有大量煤粉,在普通抽油泵中,煤粉易沉积在固定阀周围,并黏附在阀球、阀座上。抽油泵工作达到一定时间后固定阀失效,导致停抽检泵。停抽后,固定阀被煤粉掩埋更加严重,导致抽油机无法启动。
针对韩城区块煤层气生产问题,对普通抽油泵进行了改进,改进后的自洁式抽油泵能够对沉积在固定阀周围的煤粉进行自行冲洗,延长抽油泵在煤层气井开发中的使用周期。
静止的液体受到水流的冲击时,其内部的沉积物会获得能量而运动,并悬浮在液体中,随水流一起运动。自洁式抽油泵就是利用液流对沉积在固定阀周围的煤粉等(固体颗粒物质)进行冲刷,使其悬浮在液体中,通过抽油泵的吸液、排液过程将煤粉排出抽油泵,实现自洁的功能,防止固定阀因煤粉黏附、掩埋失效,实现煤层气井的连续与稳定生产。自洁式抽油泵主要适合于含煤粉的煤层气井和含砂的油井。
自洁式抽油泵主要由泵筒总成、柱塞总成、泵筒加长管、导流筒、出液阀和进液阀总成六部分组成,如图7-27所示。泵筒总成、泵筒加长管、导流筒和进液阀总成随排采管柱一起下到井筒中的设计深度,柱塞总成和出液阀总成随抽油杆下入排采管柱中。其中导流筒是自洁式抽油泵的主要部件,由圆钢经车床、铣床加工而成。初始方案考虑煤粉的通过率,但由于导流孔面积过大,排砂能力不足,井液含砂量过大,经过现场应用效果不明显。针对以上问题进行以下改进方案:考虑在不影响煤粉等通过的情况下,缩短导流筒长度,减小过流面积,使其与阀座过流面积比约为1.6,使液流能够更充分的对沉积的煤粉进行冲刷(熊先钺,2014)。
自洁式抽油泵工作原理如图7-28、图7-29所示。上冲程时,柱塞上行,柱塞下腔体积变大,下腔压力变小。在压差作用下固定凡尔开启,上、下游动凡尔关闭,地层流体进入泵筒。地层流体从固定凡尔进入泵筒后使泵筒逐渐充满地层流体,直至上冲程结束。在此过程中,地层流体通过固定凡尔导流装置对沉积在泵筒底部的泥砂、煤粉等颗粒进行冲刷,使泥砂、煤粉等颗粒随地层流体排出泵筒。下冲程时,柱塞下行,柱塞下腔体积变小,下腔压力变大。在压差作用下固定凡尔关闭,上、下游动凡尔打开,地层流体通过游动凡尔进入泵筒上部的油管,直至下冲程结束,完成一个抽汲过程。
图7-27 自洁式抽油泵的结构示意图
1—泵筒总成2—柱塞总成3—出液阀总成4—泵筒加长管5—导流筒6—进液阀总成
图7-28 上冲程示意图
图7-29 下冲程示意图
通过上述结构设计和工作原理,自洁式抽油泵可实现的功能有:在抽汲过程中,固定凡尔导流装置对从固定凡尔总成进入泵筒的地层流体流向进行引导,使地层流体对沉积在抽油泵底部的泥砂、煤粉等颗粒进行冲刷清洗,并通过地层流体将固体颗粒排出泵筒,起到自洁功效。在泵筒下部增加了泵筒加长管,其内径略大于泵筒内径,柱塞在运动到下死点时能越出泵筒一定长度,这样可以把泵筒内的积砂带出泵筒,起到保护泵筒工作面的作用,防止发生卡泵现象。柱塞具有刮砂槽,可以将进入柱塞和泵筒间隙的煤粉、砂粒等固体颗粒刮进刮砂槽,在柱塞上、下运动过程中带出泵筒,降低泵筒磨损,延长泵筒的使用寿命(熊先钺,2014a)。
(二)射流泵
1.射流泵工作原理
射流泵排采工艺技术是以高压水为动力液驱动井下排水采气装置工作,以动力液和产出液之间的能量转换达到排水采气的目的。在产出液的举升过程中,液体在生产管柱内任意截面的流速均大于保证煤粉上升的最低液流速度,从而能保证煤粉随流体一起顺利排出。排水采气装置的吸入口下至煤层下部,保证煤粉不埋煤层。
高压水(动力液)由动力液罐通过井口进入动力液管线,沿动力液管线到达井下泵体,并驱动井下排水采气装置工作,产出液和动力液的混合液通过动力液管和混合液管组成的环形空间到达井口进入动力液罐(图7-30)(张霖,2008)。
图7-30 射流泵同心双管腔结构示意图
2.主要结构
射流泵排采工艺的设备包括地面和井下两部分。
地面部分主要包括:动力液罐、地面泵、变频器、过滤器、特制井口、控制和计量仪表等,具体流程如下:首先,高压水(动力液)经动力液管线到达该井,通过通用电子流量计到达井口的高压翼一端。其次,地层产出液和动力液的混合液从井口的另一翼产出,经流量计进入混合液管线,然后,进入泥砂、水、煤粉分离罐,沉降分离后,动力液循环使用,煤层产水进入污水池。最后,煤层气从套管产出,计量后进入输气流程(陈凤官等,2012)。
井下部分包括:动力液管、混合液管、排水(煤粉)采气装置、筛管、尾管等(如图7-30)。
3.工艺优点
1)防砂防煤粉
排水采气装置井下泵筒吸入口下至煤层下界,以保证能深抽到一定的动液面,并且煤粉及泥砂不会埋没煤层。此外,在井下泵地层流体进口处装有缝宽为1.8mm的绕丝筛管,以防止大粒径的固体颗粒堵塞井下泵流道,影响井下泵的正常工作。根据泥砂和煤粉直径选择合理的井下泵工作参数,可保证煤粉及泥砂能排至地面。
2)无运动件无偏磨
相对于常规有杆泵排采设备,射流泵排采工艺管柱结构中无有杆部件,无运动部件,因此,不存在管杆偏磨影响。
3)不动管柱换泵
井下泵心坐封于工作筒内,当原井排量无法满足生产需求或泵心出现故障时,只需调整地面阀门,改变动力液由混合液管流入即可实现地面捞泵,将更换的泵心投入动力液管中,恢复动力液流入方向使泵心坐封即可恢复生产。因此,相对于常规有杆泵排采设备,射流泵排采设备可以在不动管柱的情况进行更换井下泵,且操作简单、时间短,无修井作业费用(熊先钺,2014a)。
(三)电潜螺杆泵
地面驱动螺杆泵因驱动杆易造成杆断、杆管磨损、卡杆等问题,制约其进一步推广应用(刘新福,2009)。在这种情况下,同时具有无杆采油、井下驱动和螺杆泵优点的电潜螺杆泵受到普遍关注。
韩城区块应用于煤层气井排采的为电动潜油单螺杆泵,排采系统由地面部分、井下部分和中间连接部分组成。
地面部分由自动控制台、自耦变压器、地面接线盒及井口装置组成(图7-31)。自动控制台可用手动或自动开关来控制电潜螺杆泵工作,同时保护潜油电动机,防止电机-电缆系统短路和电动机过载。
图7-31 电潜螺杆泵地面部分组成
中间部分由特殊结构的电缆和油管组成。将电流从地面部分传输给井下部分,在气井中将电缆和油管外表面固定在一起,在井下部分将电缆和单螺杆泵、保护器外壳固定在一起(图7-32)。
图7-32 电潜螺杆泵中间部分和井下部分组成
井下部分是电潜螺杆泵装置的主要机组,它由潜油单螺杆泵、联轴节(带泵吸入口)、保护器、减速器和潜油电动机部件组成,起着抽液的主要作用(图7-32)。
井下部分主要连接情况:井下潜油电机的输出轴通过花键套与锥齿减速器传动轴连接减速器通过花键套与保护器轴连接,再通过花键套与泵轴连接泵的出油口通过带螺纹的接头与输油管连通。
电潜螺杆泵的工作原理:井下潜油螺杆泵由转子和定子组成(饶孟余等,2010)。潜油电机通过机械减速器和联轴节驱动螺杆泵泵轴转动。转子和定子相啮合形成一个个连续的密封腔室,当转子在定子内转动时,空腔从泵的入口端向出口端移动,空腔内的液体也随之从泵的吸入端泵送到排出端,通过油管输送到地面,从而起到泵送作用(李芳,2011)。
从现场应用效果来看,电潜螺杆泵主要具有以下优点。首先,井下系统工作时无动力部件,因此,井下设备有较高的可靠性,且维修周期长,费用低其次,与有杆泵(如抽油机、螺杆泵等)相比较,更适用于斜井和水平井,对因出砂导致的泵砂卡和因出煤粉导致的卡泵等问题效果显著,减少修井频次,降低因修井对储层造成的伤害。此外,电潜螺杆泵还具有能在高温、高气液比、出砂和腐蚀等复杂条件下工作的优点,能有效解决高产水井因产水高选用大泵径有杆泵出现抽油杆断脱或脱节器损坏的问题等。
然而,电潜螺杆泵最容易损坏的泵部件是定子,每次修泵必须起下管柱一次性投入成本较高泵要求流体润滑,要有一定的沉没度与抽油机相比,安装较为复杂。目前大多数现场应用于浅井(熊先钺,2014a)。
(四)杆式泵
杆式泵与常规管式泵的不同在于杆式泵坐封于油管内。杆式泵分为两部分,一是与油管连接的密封支撑接头,二是杆式泵。在下泵作业时,密封支撑接头随油管一起下入井底,杆式泵随抽油杆一起下入井底,并坐封于支撑接头上。当井下泵因煤粉影响出现故障时,可以通过抽油杆将泵直接提出井筒进行更换,避免常规管式泵作业时需取出全井抽油杆和油管,实现了不动管柱检泵,缩短了占井工期,降低了作业成本。
杆式泵根据固定方式的不同分为顶部固定和底部固定两种。其中,顶部固定杆式泵特点:排出的液体能够把顶部与油管间的煤粉及时冲刷干净,有一定的排煤粉效果。泵筒受液体压力作用,会增大泵筒与柱塞的间隙,导致泵效降低,故不适用于深井。底部固定杆式泵特点:由于支撑装置在泵的底部固定,泵筒受外压力,受力状况好,泵隙变化小,适用于深井,但煤粉容易积存在泵筒和油管的环形空间内,不适用于出煤粉严重井。
杆式泵根据密封方式的不同又分为皮碗和机械密封两种。为保证坐封稳固,韩城区块煤层气井使用双卡式即金属和皮碗双重密封,此种密封不仅锚定力大,并且双密封实现双保险(熊先钺,2014a)。
按工作原理分：
1.容积式泵
靠工作部件的运动造成工作容积周期性地增大和缩小而吸排液体，并靠工作部件的挤压而直接使液体的压力能增加。
根据运动部件运动方式的不同又分为：往复泵和回转泵两类。
根据运动部件结构不同，有：活塞泵和柱塞泵有齿轮泵、螺杆泵、叶片泵和水环泵。
2.叶轮式泵
叶轮式泵是靠叶轮带动液体高速回转而把机械能传递给所输送的液体。
根据泵的叶轮和流道结构特点的不同可分为：
1）离心泵
2）轴流泵
3）混流泵
4）旋涡泵。
3.喷射式泵
是靠工作流体产生的高速射流引射流体，然后再通过动量交换而使被引射流体的能量增加。
4.泵的其它分类
泵还可以按泵轴位置分为:
1)立式泵
2)卧式泵
按吸口数目分为:
1)单吸泵 (single suction pump)
2)双吸泵 (double suction pump)
按驱动泵的原动机来分:
1)电动泵
2)汽轮机泵
3)柴油机泵
[其他详细拓展]
泵
pump
泵是输送液体或使液体增压的机械。它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加。泵主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等，也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体。
广义上的泵是输送流体或使其增压的机械，包括某些输送气体的机械。泵把原动机的机械能或其他能源的能量传给液体，使液体的能量增加。
水的提升对于人类生活和生产都十分重要。古代已有各种提水器具，如埃及的链泵（前17世纪）、中国的桔槔（前17世纪）、辘轳（前11世纪）、水车（公元1世纪） ，以及公元前3世纪古希腊阿基米德发明的螺旋杆等。公元前200年左右，古希腊工匠克特西比乌斯发明了最原始的活塞泵灭火泵。早在1588年就有了关于4叶片滑片泵的记载， 以后陆续出现了其他各种回转泵 。1689年，法国的D.帕潘发明了4叶片叶轮的蜗壳离心泵。1818年 ，美国出现了具有径向直叶片 、半开式双吸叶轮和蜗壳的离心泵。1840～1850年，美国的H.R.沃辛顿发明了泵缸和蒸汽缸对置的蒸汽直接作用的活塞泵，标志着现代活塞泵的形成。1851～1875年，带有导叶的多级离心泵相继发明，使发展高扬程离心泵成为可能。随后，各种泵相继问世。随着各种先进技术的应用，泵的效率逐步提高，性能范围和应用也日渐扩大。
泵的种类繁多，按工作原理可分为：①动力式泵，又叫叶轮式泵或叶片式泵，依靠旋转的叶轮对液体的动力作用，把能量连续地传递给液体，使液体的动能（为主）和压力能增加，随后通过压出室将动能转换为压力能，又可分为离心泵、轴流泵、部分流泵和旋涡泵等。②容积式泵，依靠包容液体的密封工作空间容积的周期性变化，把能量周期性地传递给液体，使液体的压力增加至将液体强行排出，根据工作元件的运动形式又可分为往复泵和回转泵。③其他类型的泵，以其他形式传递能量。如射流泵依靠高速喷射的工作流体将需输送的流体吸入泵后混合，进行动量交换以传递能量；水锤泵利用制动时流动中的部分水被升到一定高度传递能量 ；电磁泵是使通电的液态金属在电磁力作用下产生流动而实现输送。另外，泵也可按输送液体的性质、驱动方法、结构、用途等进行分类。
水的提升对于人类生活和生产都十分重要。古代就已有各种提水器具，例如埃及的链泵(公元前17世纪)，中国的桔槔(公元前17世纪)、辘轳(公元前11世纪)和水车(公元1世纪)。比较著名的还有公元前三世纪，阿基米德发明的螺旋杆，可以平稳连续地将水提至几米高处，其原理仍为现代螺杆泵所利用。
公元前200年左右，古希腊工匠克特西比乌斯发明的灭火泵是一种最原始的活塞泵，已具备典型活塞泵的主要元件，但活塞泵只是在出现了蒸汽机之后才得到迅速发展。
1840～1850年，美国沃辛顿发明泵缸和蒸汽缸对置的，蒸汽直接作用的活塞泵，标志着现代活塞泵的形成。19世纪是活塞泵发展的高潮时期，当时已用于水压机等多种机械中。然而随着需水量的剧增，从20世纪20年代起，低速的、流量受到很大限制的活塞泵逐渐被高速的离心泵和回转泵所代替。但是在高压小流量领域往复泵仍占有主要地位，尤其是隔膜泵、柱塞泵独具优点，应用日益增多。
回转泵的出现与工业上对液体输送的要求日益多样化有关。早在1588年就有了关于四叶片滑片泵的记载，以后陆续出现了其他各种回转泵，但直到19世纪回转泵仍存在泄漏大、磨损大和效率低等缺点。20世纪初，人们解决了转子润滑和密封等问题，并采用高速电动机驱动，适合较高压力、中小流量和各种粘性液体的回转泵才得到迅速发展。回转泵的类型和适宜输送的液体种类之多为其他各类泵所不及。
利用离心力输水的想法最早出现在列奥纳多·达芬奇所作的草图中。1689年，法国物理学家帕潘发明了四叶片叶轮的蜗壳离心泵。但更接近于现代离心泵的，则是1818年在美国出现的具有径向直叶片、半开式双吸叶轮和蜗壳的所谓马萨诸塞泵。1851～1875年，带有导叶的多级离心泵相继被发明，使得发展高扬程离心泵成为可能。
尽管早在1754年，瑞士数学家欧拉就提出了叶轮式水力机械的基本方程式，奠定了离心泵设计的理论基础，但直到19世纪末，高速电动机的发明使离心泵获得理想动力源之后，它的优越性才得以充分发挥。在英国的雷诺和德国的普夫莱德雷尔等许多学者的理论研究和实践的基础上，离心泵的效率大大提高，它的性能范围和使用领域也日益扩大，已成为现代应用最广、产量最大的泵。
泵通常按工作原理分容积式泵、动力式泵和其他类型泵，如射流泵、水锤泵、电磁泵、气体升液泵。泵除按工作原理分类外，还可按其他方法分类和命名。例如，按驱动方法可分为电动泵和水轮泵等；按结构可分为单级泵和多级泵；按用途可分为锅炉给水泵和计量泵等；按输送液体的性质可分为水泵、油泵和泥浆泵等。
容积式泵是依靠工作元件在泵缸内作往复或回转运动，使工作容积交替地增大和缩小，以实现液体的吸入和排出。工作元件作往复运动的容积式泵称为往复泵，作回转运动的称为回转泵。前者的吸入和排出过程在同一泵缸内交替进行，并由吸入阀和排出阀加以控制；后者则是通过齿轮、螺杆、叶形转子或滑片等工作元件的旋转作用，迫使液体从吸入侧转移到排出侧。
容积式泵在一定转速或往复次数下的流量是一定的,几乎不随压力而改变；往复泵的流量和压力有较大脉动，需要采取相应的消减脉动措施；回转泵一般无脉动或只有小的脉动；具有自吸能力，泵启动后即能抽除管路中的空气吸入液体；启动泵时必须将排出管路阀门完全打开；往复泵适用于高压力和小流量；回转泵适用于中小流量和较高压力；往复泵适宜输送清洁的液体或气液混合物。总的来说，容积泵的效率高于动力式泵。
动力式泵靠快速旋转的叶轮对液体的作用力，将机械能传递给液体,使其动能和压力能增加，然后再通过泵缸，将大部分动能转换为压力能而实现输送。动力式泵又称叶轮式泵或叶片式泵。离心泵是最常见的动力式泵。
动力式泵在一定转速下产生的扬程有一限定值,扬程随流量而改变；工作稳定，输送连续，流量和压力无脉动；一般无自吸能力，需要将泵先灌满液体或将管路抽成真空后才能开始工作 ；适用性能范围广；适宜输送粘度很小的清洁液体，特殊设计的泵可输送泥浆、污水等或水输固体物。动力式泵主要用于给水、排水、灌溉、流程液体输送、电站蓄能、液压传动和船舶喷射推进等。
其他类型的泵是指以另外的方式传递能量的一类泵。例如射流泵是依靠高速喷射出的工作流体 ，将需要输送的流体吸入泵内，并通过两种流体混合进行动量交换来传递能量；水锤泵是利用流动中的水被突然制动时产生的能量，使其中的一部分水压升到一定高度；电磁泵是使通电的液态金属在电磁力作用下 ，产生流动而实现输送；气体升液泵通过导管将压缩空气或其他压缩气体送至液体的最底层处，使之形成较液体轻的气液混合流体，再借管外液体的压力将混合流体压升上来。
泵的性能参数主要有流量和扬程，此外还有轴功率、转速和必需汽蚀裕量。流量是指单位时间内通过泵出口输出的液体量，一般采用体积流量；扬程是单位重量输送液体从泵入口至出口的能量增量 ，对于容积式泵，能量增量主要体现在压力能增加上，所以通常以压力增量代替扬程来表示。泵的效率不是一个独立性能参数，它可以由别的性能参数例如流量、扬程和轴功率按公式计算求得。反之，已知流量、扬程和效率，也可求出轴功率。
泵的各个性能参数之间存在着一定的相互依赖变化关系，可以通过对泵进行试验，分别测得和算出参数值，并画成曲线来表示，这些曲线称为泵的特性曲线。每一台泵都有特定的特性曲线，由泵制造厂提供。通常在工厂给出的特性曲线上还标明推荐使用的性能区段，称为该泵的工作范围。
泵的实际工作点由泵的曲线与泵的装置特性曲线的交点来确定。选择和使用泵，应使泵的工作点落在工作范围内，以保证运转经济性和安全。此外，同一台泵输送粘度不同的液体时，其特性曲线也会改变。通常，泵制造厂所给的特性曲线大多是指输送清洁冷水时的特性曲线。对于动力式泵，随着液体粘度增大，扬程和效率降低，轴功率增大，所以工业上有时将粘度大的液体加热使粘性变小，以提高输送效率。
特点和应用 动力式泵和容积式泵除了原理上有所不同以外，在工作特性和应用上也有较大的差异。
动力式泵的主要特点是：①一定的泵在一定转速下所产生的扬程有一限定值。工作点流量和轴功率取决于与泵连接的装置系统的情况(位差、压力差和管路损失)。扬程随流量而改变（图2）。②工作稳定，输送连续,流量和压力无脉动。③一般无自吸能力,需要将泵先灌满液体或将管路抽成真空后才能开始工作。④离心泵在排出管路阀门关闭状态下启动，旋涡泵和轴流泵在阀门全开状态下启动，以减少启动功率。⑤离心泵适合于用高速电动机和汽轮机等直接驱动,结构简单,制造成本低，维修方便。⑥适用性能范围广，离心泵的流量可以从几到几十万米3/时，扬程可以从数米到数千米；轴流泵一般适用于大流量和低扬程（20米以下）。离心泵和轴流泵的效率一般在80％以下，高的可达90％。⑦适宜输送粘度很小的清洁液体（例如清水），特殊设计的泵可输送泥浆、污水等或水输固体物。动力式泵主要用于给水、排水、灌溉、流程液体输送、电站蓄能、液压传动和船舶喷射推进等。
容积式泵的主要特点是：①一定的泵在一定转速或往复次数下的流量是一定的，几乎不随压力而变。工作点压力和轴功率取决于与泵连接的装置系统的情况，因此当泵在排出管路不通（相当于系统阻力无限大）的情况下运转时，其压力和轴功率会增大到使泵或原动机破坏，所以必须设置安全阀来保护泵（蒸汽直接作用或压缩空气驱动的泵例外）。②往复泵的流量和压力有较大脉动，需要采取相应的消减脉动措施；回转泵一般无脉动或只有小的脉动。③具有自吸能力，泵启动后即能抽除管路中的空气吸入液体。④启动泵时必须将排出管路阀门完全打开。⑤往复泵是低速机械，尺寸大，制造和安装费用也大；回转泵转速较高，可达3000转／分。⑥往复泵适用于高压力(有高达350兆帕的)和小流量（100米3／时以下）；回转泵适用于中小流量（400米3／时以下）和较高压力（35兆帕以下）。总的来说，容积泵的效率高于动力式泵，而且效率曲线的高效区较宽。往复泵的效率一般为70～85％，高的可达90％以上。⑦往复泵适宜输送清洁的液体或气液混合物，有的泵如隔膜泵可输送泥浆、污水等，主要用于给水、提供高压液源和计量输送等。回转泵适宜输送有润滑性的清洁的液体和液气混合物，特别是粘度大的液体，主要用于油品、食品液体的输送和液压传动方面。
离心泵的工作原理
叶轮安装在泵壳内，并紧固在泵轴3上，泵轴由电机直接带动。泵壳中央有一液体吸入4与吸入管5连接。液体经底阀6和吸入管进入泵内。泵壳上的液体排出口8与排出管9连接。
在泵启动前，泵壳内灌满被输送的液体；启动后，启动后，叶轮由轴带动高速转动，叶片间的液体也必须随着转动。在离心力的作用下，液体从叶轮中心被抛向外缘并获得能量，以高速离开叶轮外缘进入蜗形泵壳。在蜗壳中，液体由于流道的逐渐扩大而减速，又将部分动能转变为静压能，最后以较高的压力流入排出管道，送至需要场所。液体由叶轮中心流向外缘时，在叶轮中心形成了一定的真空，由于贮槽液面上方的压力大于泵入口处的压力，液体便被连续压入叶轮中。可见，只要叶轮不断地转动，液体便会不断地被吸入和排出。
编辑本段污水泵结构
叶轮、压水室、是污水泵的两大核心部件。叶轮的结构分为四大类：叶片式（开式、闭式）、旋流式、流道式、（包括单流道和双流道）螺旋离心式四种。其性能的优劣，也就代表泵性能的优劣，污水泵的抗堵塞性能，效率的高低，以及汽蚀性能，抗磨蚀性能主要是由叶泵和压水室两大部件来保证。
编辑本段泵主要运用的领域
从泵的性能范围看，巨型泵的流量每小时可达几十万立方米以上，而微型泵的流量每小时则在几十毫升以下；泵的压力可从常压到高达19.61Mpa(200kgf/cm2)以上；被输送液体的温度最低达-200摄氏度以下，最高可达800摄氏度以上。泵输送液体的种类繁多，诸如输送水（清水、污水等）、油液、酸碱液、悬浮液、和液态金属等。
在化工和石油部门的生产中，原料、半成品和成品大多是液体，而将原料制成半成品和成品，需要经过复杂的工艺过程，泵在这些过程中起到了输送液体和提供化学反应的压力流量的作用，此外，在很多装置中还用泵来调节温度。
在农业生产中，泵是主要的排灌机械。我国农村幅原广阔，每年农村都需要大量的泵，一般来说农用泵占泵总产量一半以上。
在矿业和冶金工业中，泵也是使用最多的设备。矿井需要用泵排水，在选矿、冶炼和轧制过程中，需用泵来供水先等。
在电力部门，核电站需要核主泵、二级泵、三级泵、热电厂需要大量的锅炉给水泵、冷凝水泵、循环水泵和灰渣泵等。
在国防建设中，飞机襟翼、尾舵和起落架的调节、军舰和坦克炮塔的转动、潜艇的沉浮等都需要用泵。高压和有放射性的液体，有的还要求泵无任何泄漏等。
在船舶制造工业中，每艘远洋轮上所用的泵一般在百台以上，其类型也是各式各样的。其它如城市的给排水、蒸汽机车的用水、机床中的润滑和冷却、纺织工业中输送漂液和染料、造纸工业中输送纸浆，以及食品工业中输送牛奶和糖类食品等，都需要有大量的泵。
总之，无论是飞机、火箭、坦克、潜艇、还是钻井、采矿、火车、船舶，或者是日常的生活，到处都需要用泵，到处都有泵在运行。正是这样，所以把泵列为通用机械，它是机械工业中的一类生要产品。
设计院在设计装置设备时，要确定泵的用途和性能并选择泵型。这种选择首先得从选择泵的种类和形式开始，那么以什么原则来选泵呢？依据又是什么？
一 、了解泵选型原则
1、使所选泵的型式和性能符合装置流量、扬程、压力、温度、汽蚀流量、吸程等工艺参数的要求。
2、必须满足介质特性的要求。
对输送易燃、易爆有毒或贵重介质的泵，要求轴封可靠或采用无泄漏泵，如磁力驱动泵、隔膜泵、屏蔽泵
对输送腐蚀性介质的泵，要求对流部件采用耐腐蚀性材料，如AFB不锈钢耐腐蚀泵，CQF工程塑料磁力驱动泵。
对输送含固体颗粒介质的泵，要求对流部件采用耐磨材料，必要时轴封用采用清洁液体冲洗。
3、机械方面可靠性高、噪声低、振动小。
4、经济上要综合考虑到设备费、运转费、维修费和管理费的总成本最低。
5、离心泵具有转速高、体积小、重量轻、效率高、流量大、结构简单、输液无脉动、性能平稳、容易操作和维修方便等特点。
因此除以下情况外，应尽可能选用离心泵：
a、有计量要求时，选用计量泵。
b、扬程要求很高，流量很小且无合适小流量高扬程离心泵可选用时，可选用往复泵，如汽蚀要求不高时也可选用旋涡泵。
c、扬程很低,流量很大时,可选用轴流泵和混流泵。
d、介质粘度较大(大于650~1000mm2/s)时，可考虑选用转子泵或往复泵(齿轮泵、螺杆泵)。
e、介质含气量75%，流量较小且粘度小于37.4mm2/s时，可选用旋涡泵。
f、对启动频繁或灌泵不便的场合，应选用具有自吸性能的泵，如自吸式离心泵、自吸式旋涡泵、气动(电动)隔膜泵。
二、知道泵选型的基本依据
泵选型依据，应根据工艺流程，给排水要求，从五个方面加以考虑，既液体输送量、装置扬程、液体性质、管路布置以及操作运转条件等。
1、流量是选泵的重要性能数据之一，它直接关系到整个装置的的生产能力和输送能力。如设计院工艺设计中能算出泵正常、最小、最大三种流量。选择泵时，以最大流量为依据，兼顾正常流量，在没有最大流量时，通常可取正常流量的1.1倍作为最大流量。
2、装置系统所需的扬程是选泵的又一重要性能数据，一般要用放大5%—10%余量后扬程来选型。
3、液体性质，包括液体介质名称，物理性质，化学性质和其它性质，物理性质有温度c密度d，粘度u，介质中固体颗粒直径和气体的含量等，这涉及到系统的扬程，有效气蚀余量计算和合适泵的类型：化学性质，主要指液体介质的化学腐蚀性和毒性，是选用泵材料和选用那一种轴封型式的重要依据。
4、 装置系统的管路布置条件指的是送液高度送液距离送液走向，吸如侧最低液面，排出侧最高液面等一些数据和管道规格及其长度、材料、管件规格、数量等，以便进行系梳扬程计算和汽蚀余量的校核。
5、 操作条件的内容很多，如液体的操作T饱和蒸汽力P、吸入侧压力PS（绝对）、排出侧容器压力PZ、海拔高度、环境温度操作是间隙的还是连续的、泵的位置是固定的还是可移的。
三、选泵的具体操作
根据泵选型原则和选型基本条件，具体操作如下：
1、根据装置的布置、地形条件、水位条件、运转条件，确定选择卧式、立式和其它型式(管道式、潜水式、液下式、无堵塞式、自吸式、齿轮式等)的泵。
2、根据液体介质性质，确定清水泵，热水泵还是油泵、化工泵或耐腐蚀泵或杂质泵，或者采用无堵塞泵。安装在爆炸区域的泵，应根据爆炸区域等级，采用相应的防爆电动机。
3、根据流量大小，确定选单吸泵还是双吸泵；根据扬程高低，选单级泵还是多级泵，高转速泵还是低转速泵(空调泵)、多级泵效率比单级泵低，如选单级泵和多级泵同样都能用时，首先选用单级泵。
4、确定泵的具体型号
确定选用什么系列的泵后，就可按最大流量，(在没有最大流量时，通常可取正常流量的1.1倍作为最大流量)，取放大5%—10%余量后的扬程这两个性能的主要参数，在型谱图或者系列特性曲线上确定具体型号。操作如下：
利用泵特性曲线，在横坐标上找到所需流量值，在纵坐标上找到所需扬程值，从两值分别向上和向右引垂线或水平线，两线交点正好落在特性曲线上，则该泵就是要选的泵，但是这种理想情况一般很少，通常会碰上下列两种情况：
第一种：交点在特性曲线上方，这说明流量满足要求，但扬程不够，此时，若扬程相差不多，或相差5%左右，仍可选用，若扬程相差很多，则选扬程较大的泵。或设法减小管路阻力损失。
第二种：交点在特性曲线下方，在泵特性曲线扇状梯形范围内 ，就初步定下此型号，然后根据扬程相差多少，来决定是否切割叶轮直径，
若扬程相差很小，就不切割，若扬程相差很大，就按所需Q、H、，根据其ns和切割公式，切割叶轮直径，若交点不落在扇状梯形范围内，应选扬程较小的泵。选泵时，有时须考虑生产工艺要求，选用不同形状Q-H特性曲线。
5、泵型号确定后，对水泵或输送介质的物理化学介质近似水的泵，需再到有关产品目录或样本上，根据该型号性能表或性能曲线进行校改，看正常工作点是否落在该泵优先工作区？有效NPSH是否大于（NPSH）。也可反过来以NPSH校改几何安装高度？
6、对于输送粘度大于20mm2/s的液体泵（或密度大于1000kg/m3），一定要把以水实验泵特性曲线换算成该粘度（或者该密度下）的性能曲线，特别要对吸入性能和输入功率进行认真计算或较核。
7、确定泵的台数和备用率：
a、对正常运转的泵，一般只用一台，因为一台大泵与并联工作的两台小泵相当，（指扬程、流量相同），大泵效率高于小泵，故从节能角度讲宁可选一台大泵，而不用两台小泵，但遇有下列情况时，可考虑两台泵并联合作：流量很大，一台泵达不到此流量。
b、对于需要有50%的备用率大型泵，可改两台较小的泵工作，两台备用（共三台）
c、对某些大型泵，可选用70%流量要求的泵并联操作，不用备用泵，在一台泵检修时，另一台泵仍然承担 生产上70%的输送。
d、对需24小时连续不停运转的泵，应备用三台泵，一台运转，一台备用，一台维修。
8、一般情况下，客户可提交其“选泵的基本条件”，由我司给予选型或者推荐更好的泵产品。如果设计院在设计装置设备时，对泵的型号已经确定，按设计院要求配置。
发表日期：2006年11月14日已经有235位读者读过此文
一、课程基本信息
课程名称：水力机组辅助设备 Auxiliary Equipment of Hydraulic Unit
课 程 号：30654930
课程类别：必修课
学时：48 学分：3
二、教学目的及要求
本课程是热能与动力工程专业（水电类）主要专业课之一。通过本课程的学习应了解和掌握水电厂主要辅助机械的工作原理和应用，辅助设备系统的设计原理及计算方法，水力监测系统的设计，为今后从事水电站动力设备设计、运行、测试和科学研究打下必要的基础。
基本要求：
1. 了解水电站主要辅助机械（空压机、油泵、水泵、压力滤油机和真空滤油机等）的工作原理及其应用。
2. 了解水电站水力监测系统工作原理及应用。
3. 初步掌握水电站辅助设备系统的设计原理及计算方法。
4. 初步掌握水力监测系统的设计原理。
三、教学内容
第一章 水轮机进水阀及操作系统
第一节 进水阀的作用及设置条件（0.5学时）
一. 作用 安全（检修人员、运行灵活）；减小漏水；防止飞逸。
二. 设置条件* 叉管引水；水头大于120米；引水管路较长。
三. 技术要求 1.结构简单、工作可靠、操作简便。
2.尽可能做到尺寸小重量轻。
3.止水好。
4.结构和强度满足运行要求。
第二节 进水阀的型式及主要构件（1学时）
一. 蝴蝶阀
卧轴蝶阀的特点；立轴蝶阀的特点*。
主要构件：阀体、活门*、阀轴、轴承、密封装置及锁锭装置。
附件：旁通管和旁通阀、空气阀、伸缩节。
蝶阀优缺点
二. 球阀
适合的工作条件
结构特点：
1. 阀体与活门
2. 密封装置*（工作密封、检修密封）
3. 液压阀
球阀优缺点
第三节 进水阀的操作方式和操作系统（0.5学时）
一. 操作方式
手动、电动、液压操作适合的工作条件。
接力器的类型
二. 操作系统
1. 蝶阀操作系统
自动开关蝶阀的动作过程*
2. 球阀操作系统（了解）
第二章 油系统
第一节 水电站用油种类及其作用（0.5学时）
一. 种类
润滑油：透平油、机械油、压缩机油、脂类油
绝缘油：变压器油、开关油、电缆油
二. 作用
透平油：润滑、散热、液压操作
绝缘油：绝缘、散热、消弧
第二节 油的基本性质和分析化验（1.5学时）
一. 有的基本性质及其对运行的影响
1. 油的物理性质
绝对粘度（动力粘度*、运动粘度）
A.粘度
相对粘度、恩氏粘度
B.闪点--防火性质
C.凝固点--防冻性质
D.透明度--洁净性质
E.水分--防乳化性质
F.其它（机械杂质、灰分等）
2. 油的化学性质
A.酸值—油中游离的有机酸
B.水溶性酸或碱—油中残存的无机物
C.苛性钠抽出物酸化测定
3. 油的电气性质
A.绝缘强度—击穿电压
B.油的介质损失角正切*—判断绝缘油优劣的定量指标
4. 油的稳定性质
抗氧化性、抗乳化性
二. 油的质量标准和分析化验（了解）
第二节 油的劣化和净化处理*（1学时）
一. 劣化的原因和后果
A.水分（乳化、氧化、增酸价、腐蚀） B.温度（加快氧化）
C.空气（其中的氧和水） D.天然光线（紫外线） E.电流（分解劣化）
F.其它因素
二. 油的净化处理
1. 沉清
2. 压力过滤*—压力滤油机工作原理，压力滤油机基本结构。
3. 真空过滤*—真空滤油机工作原理，真空滤油机基本结构。
三. 油的再生（了解）
四. 齿轮油泵
1. 齿轮油泵的工作原理
2. CB-B型齿轮油泵的基本结构
第三节 油系统的作用、组成和系统图(1.5学时)
一. 油系统的任务和组成
1. 油系统的任务
接受新油；贮备净油；给设备充油；向运行设备添油；从设备中排出污油；污油的清净处理；油的监督与维护；废油的收集及保存。
2. 油系统的组成
油库；油处理室；油化验室；油再生设备；管网；测量及控制元件。
二. 油系统图**
1. 油系统图的设计原则
系统的连接明了；油的处理设备应可以单独运行或串、并联运行；污油和净油应有各自的独立管道和设备；设备布置尽可能固定。
2. 油系统图示列
要能读懂系统图***
3. 各类油系统图比较
了解相同点和不同点
第四节 油系统的计算和设备选择（2学时）
一. 用油量估算
1. 水轮机调节系统充油量计算
（1）油压装置的用油量查标准手册
（2）导水机构接力器用油计算
（3）转浆式转轮接力器用油量计算
（4）受油器的充油量
（5）冲击式水轮机接力器充油量
1. 机组润滑油系统充油量计算
发电机推力轴承；发电机上部导轴承；发电机下部导轴承；水轮机导轴承。
2. 进水阀接力器的充油量
3. 透平油系统总用油量
运行用油量；事故备用油量；补充备用油量
4. 绝缘油系统总用油量
一台最大主变充油量；事故备用油量；补充备用油量
二. 油系统设备选择
1. 贮油设备选择
净油槽；运行油槽；中间油槽；事故排油池；重力加油箱
2. 油泵和油净化设备的选择
齿轮油泵；压力滤油机；真空滤油机；管网
三. 油系统管网计算
沿程损失计算；局部损失计算
第三章 压缩空气系统
第一节 水电站压缩空气的用途（0.5学时）
一. 中、高压系统
油压装置供气；变电站用气
二. 低压系统
机组停机；调相压水；风动工具及吹污；空气围带；吹冰
第二节 活塞式空气压缩机**（5学时）
空压机的类型：
速度型—轴流式、离心式、混流式
容积型—回转式（滑片式、螺杆式、转子式）、往复式（膜式、活塞式）
一、活塞式空压机的作用原理与分类
单作用式活塞式空压机工作原理
双作用式活塞式空压机工作原理
分类：按排气量大小分四类（微型、小型、中型、大型）
按排气压力大小分四类（低压、中压、高压、超高压）
二、活塞式空压机的工作过程
（一）气体基本状态参数
压力；温度；比容
（二）理想气体状态方程
（三）活塞式空压机理论工作过程
三点假设
吸气过程；压缩过程（等温、绝热、多变）；排气过程
热力学计算
（四）活塞式空压机实际工作过程
1. 余隙容积影响
2. 吸气时汽缸压力降低的影响
3. 排气时汽缸压力升高的影响
4. 汽缸温度变化的影响
5. 空气湿度的影响
6. 不严密的影响
排气系数定义**
三. 活塞式空压机的压缩极限和多级压缩*
1. 单级压缩时压缩比的限制
2. 多级压缩及其级数选择
3. 多级压缩的优点
四. 活塞式空压机的排气量及其调节
排气量的计算和换算
五. 活塞式空压机的功率和效率
理论功率；指示功率；轴功率；原动机功率；效率
六. 活塞式空压机的基本结构
（参观）
第三节 机组制动供气（1学时）
一. 机组制动概述
为什么制动？
怎样制动？
二. 制动装置系统
1. 机组制动系统原理图
2. 制动操作（自动操作、手动操作）
3. 顶转子
四. 设备选择计算
1. 机组制动耗气量计算
按制动过程耗气流量计算；按充气容积计算；初设时估算
2. 贮气罐容积计算
3. 空压机生产率计算
4. 供气管道选择
第四节 机组调相压水供气（1.5学时）
一. 调相压水概述
电力系统为什么要调相；电网中可调相的设备；水轮发电机调相的特点；水轮机调相运行方式。
二. 给气压水作用过程和影响因素*
过程：给气流量、携气流量、逸气流量
因素：1.给气管径和给气压力
2.贮气罐容积
3.给气位置
4.导叶漏水
5.转轮直径和转速
三. 设备选择计算
充气容积计算；贮气罐容积计算；空压机生产率计算；调相给气流量计算
四. 调相压水压缩空气系统及系统图
第五节 风动工具、空气围带、防冻吹冰（1学时）
一. 风动工具
风铲、风钻、风砂轮等
空压机计算选择；贮气罐容积计算；管径选择
二. 空气围带
1. 大轴围带
2. 主阀围带
三. 防冻吹冰
系统图讲解
第六节 油压装置供气（0.5学时）
一. 供气的目的和方式
目的：压力源
方式：一级压力供气和二级压力供气
二. 压油槽充气压缩空气系统
系统组成；系统图
三. 设备选择计算
空压机；贮气罐；管路
第七节 配电装置供气（1.5学时）
一. 供气对象和技术要求
对象：断路器；隔离开关等
要求：压力；干燥；清洁
二. 压缩空气干燥方法
物理法、化学法、降温法、热力法
一. 热力干燥法**
1. 第一干燥过程
加压、升温——恒压、降温——析水
2. 第二干燥过程
恒温、降压——干燥
3. 析水计算
4. 相对湿度计算
第八节 水电站压缩空气综合系统（2学时）
一. 综合系统设计原则
二. 技术安全要求
三. 自动化要求
四. 综合系统图**
第五章 技术供水系统
第一节 供水对象及其作用（0.5学时）
一. 对象：发电机空气冷却器；发电机推力轴承；发电机上、下导轴承；水轮机导轴承；变压器；空压机；油压装置。
二. 作用：冷却、润滑
第二节 用水设备对供水要求（1.5学时）
一. 水量计算
1. 水轮发电机总用水量
2. 空气冷却器用水量
3. 推力轴承及导轴承用水量
4. 水轮机导轴承用水量
5. 水冷式变压器用水量
6. 水冷式空压机用水量
二. 水温
小于30℃
三. 水压
冷却器对水压要求（管网计算）；变压器对水压要求；空压机对水压要求
四. 水质
冷却水要求（七点）
润滑水要求（三点）
第三节 水的净化与处理（2学时）
一 水的净化
（一）清除污物
滤水器（固定式、转动式）工作原理及结构
（二）清除泥沙**
1. 水力旋流器工作原理、结构、优缺点
2. 平流式沉淀池工作原理、优缺点
3. 斜流式沉淀池工作原理、优缺点
4. 斜管式沉淀池工作原理、结构、优缺点
二. 水的处理
了解
第四节 水源及供水方式（1.5学时）
一. 水源**
原则：满足水量、水压、水温、水质，保证安全（主水源、备用水源）。
1. 上游水库作水源
（1）压力钢管取水或蜗壳取水
（2）坝前取水
2. 下游尾水作水源
注意事项
3. 地下水源
注意事项
二. 供水方式*
1. 自流供水（20~80米水头）
优缺点；注意事项
2. 水泵供水（大于80米水头）
优缺点；注意事项
3. 混合供水（12~20米水头）
注意事项
4. 射流泵供水（80~200米水头）
试验研究
5. 其它供水方式
三. 设备配置方式
6. 集中供水
7. 单元供水
8. 分组供水
第五节 技术供水系统图**（1.5学时）
典型图分析
流程讲解
第六节 技术供水系统设备及管道选择（2学时）
一. 供水泵**
选择原则：1.流量和扬程在任何工况下都能满足用户要求
1. 有较好的空蚀性能，工作稳定，效率高
2. 允许吸上高度较大，比转速较高，价格较低
离心泵的选择计算
流量计算；全扬程计算（上游取水、下游取水）；吸出高度及安装高程的确定**。
二. 取水口
1. 布置原则
2. 取水口个数
3. 拦污栅
三. 排水管出口
四. 滤水器
五. 阀门（闸阀、截止阀、球阀、旋塞阀、节流阀、止回阀、安全阀、减压阀）
六. 减压装置
自动调整式减压阀；固定减压装置；闸阀减压
七. 管道
第八节 技术供水系统水力计算（简介）
第六章 排水系统
第一节 排水内容和方式（0.5学时）
一. 排水内容
生产用水；检修排水；渗漏排水
二. 排水方式
渗漏排水（集水井；廊道） 检修排水（直接；廊道）
第二节 渗漏排水（1.5学时）
一. 渗漏水量的估算
二. 集水井容积的确定**
有效容积；备用容积；安全容积；停泵容积
三. 渗漏排水泵选择
四. 渗漏排水泵的操作方式
第三节 检修排水（1学时）
一. 检修排水量计算
排水容积计算；上下游闸门漏水量计算
二. 检修排水泵选择
泵型；水泵流量；台数；扬程
三. 检修排水方式
四. 检修排水阀
第四节 排水系统图（1学时）
一. 设计原则和要求：技术上可靠；经济上合理；操作上方便
二. 典型系统图**
第五节 离心泵启动充水（0.5学时）
一. 装底阀手动充水
二. 设置真空泵、不装底阀
水环式真空泵工作原理；选型
三. 设置射流泵、不设底阀
第六节 射流泵在供排水系统中的应用（1.5学时）
一. 射流泵工作原理
射流泵基本结构；工作原理
二. 供排水系统应用
供水泵；水轮机顶盖排水泵；渗漏排水泵；检修排水泵；离心泵启动充水泵
三. 射流泵的选择计算
水头比；流量比；面积比；用作排水式的效率；用作供水式的效率
第七章 辅助设备系统的设计
（课程设计的教学计划）
第八章 非电量电测原理与仪表
（《动力工程测试技术》中已学过此内容）
第九章 机组水力参数的测量
第一节 水电站水力测量的目的和内容（0.5学时）
一. 目的：安全运行和经济运行；监测机组运行性能；自动化要求
二. 内容：拦污栅前后压差；上下游水位及装置水头；水轮机工作水头；水轮机引用流量；水轮机气蚀；机组振动和轴向位移；相对效率；综合监控系统。
第二节 上、下游水位和装置水头的测量（1.5学时）
一. 目的和方法
目的（7点）
方法：直读水尺；液位仪
二. UYF-2、XBZ-2型浮标式遥测液位仪
结构与原理；安装要求和接线
三. XBC-2型遥测液位差计
四. USS-51型声波液位计
五. 测量设备的选择和布置
第三节 水轮机工作水头测量（1学时）
一. 水轮机工作水头含义和测量
二. CW型双波纹管差压计
三. 测量水轮机工作水头的仪表
四. 测量仪表的选择
第四节 水轮机引排水系统的监测（2学时）
一. 进水口拦污栅前后压力监测
二. 蜗壳进口压力的测量
三. 水轮机顶盖压力的测量
四. 尾水管进口真空的测量
五. 尾水管水流特性的测量
第五节 水轮机空蚀和机组相对效率的测量（1学时）
一. 水轮机空蚀的测量
声学法*；电阻法
二. 机组相对效率的测量
意义；装置
第六节 机组振动和轴向位移的测量（3学时）
一. 机组振动测量
1. 机组振动测量的目的
2. 机组振动测量的工况**
（1）空载无励磁变转速工况
（2）空载变励磁工况
（3）变负荷工况
（4）调相运行工况
3. 机组振动测量的常用方法
二. 机组轴位移的测量
第十章 水轮机流量的测量
第一节 水轮机流量测量概述（1学时）
一. 水轮机流量测量的意义与目的
二. 水轮机流量测量的特点
三. 水轮机流量测量的基本方法
第二节 水轮机蜗壳测流法（2学时）
一. 蜗壳测流的基本原理
二. 测压孔的布置与计算
三. 蜗壳流量系数的率定
四. 测量仪器
第三节 流速仪测流法（1.5学时）
一. 流速仪测流的基本原理
二. 测流段面的选择
三. 流速仪台数及其布置方式的确定
四. 流速仪的选用、安装与信号记录
五. 流速分布图的绘制与流量的计算
第四节 水锤测流法（0.5学时）
（简介）
第十一章 水力测量系统的设计
（课程设计内容）
四、教材：《水力机组辅助设备》 范华秀主编 水利电力出版社 1987年
五、参考文献：
1. 哈尔滨电机研究所：水轮机设计手册，机械工业出版社，1976年
2. 华东水利学院：水电站辅助设备，1976年
3. 水电站动力设备设计手册，骆茹蕴主编，水利电力出版社，1990年
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无杆泵(Rodless Pump)采油也是油田生产中常见的机械采油方式。无杆泵采油无需抽油杆柱，减少了抽油杆柱断脱和磨损带来的作业和修井费用，适用于开采特殊井身结构的油井。随着我国各大油田相继进入中后开采期，地质条件越来越复杂，无杆泵将会得到更广泛的应用。本节介绍潜油电泵、水力活塞泵、射流泵及螺杆泵采油的基础知识。
一、潜油电泵电动潜油离心泵(Electric Submersible Pump)简称潜油电泵、电潜泵或电泵，是国内外应用最广泛的无杆泵之一。地面电源通过变压器、控制屏和电缆将电能输送给井下电机，电机带动多级离心泵的叶轮旋转，将电能转换为机械能，把井中的液体举升到地面上来。
1.系统部件潜油电泵系统主要由电机、保护器、气液分离器、多级离心泵、电缆、控制屏、变压器和接线盒等部件组成，如图6-37所示。
图6-37 典型潜油电泵系统
1)电机潜油电机用于驱动离心泵，工作原理与地面电机相同。潜油电机频率60Hz时转速为3500r/min，功率范围在5.6～745.7kW内，串联使用可获得所需功率。其内充填的润滑油用于润滑，并将电机运行产生的热量传给井液，冷却电机。潜油电机必须安装在井液流过的地方。
2)保护器保护器起到连接电机与泵、隔离电机油与井液、平衡井筒和电机内的压力的作用。运行时，电机内的润滑油因温度升高而膨胀，保护器内有足够的空间储存溢出的润滑油，防止电机压力过高；油温下降、体积收缩时，保护器内的油又补充给电机。保护器外壳可作为润滑油的附加冷却面，可以罩住承受泵轴重力和各种不平衡力的止推轴承。
3)气液分离器泵吸入口气液比超过10%时，泵的特性变差，甚至发生气锁。气液分离器作为泵的吸入口，可以把进泵气量控制在泵的承受范围之内，减少气体对泵的影响。沉降式分离器只能处理气液比低于10%的井液，且分离效率低于37%。旋转式分离器能处理气液比小于30%的井液，且分离效率高达90%以上。可根据泵吸入口游离气量选择分离器，也可由分离器的能力确定泵的最小吸入压力和产量。
对于气体含量很高的井，高级气体处理装置可使气液在泵中均匀混合，像单相流一样，以防止气锁，大大提高泵的气体处理能力。
4)电缆为井下电机送电的有圆电缆和扁电缆。扁电缆用于电机和套管环形空间较小的井。电缆中可以有多股铜导线或铝导线，导线之间和导线外的绝缘层必须耐温、耐压、耐腐蚀。绝缘层外有铅护套，并以金属铠甲保护。不同型号的电缆压降不同。
5)控制屏控制屏能自动控制系统的启动和停机，具有短路、过载、欠载保护功能以及欠载延时自动启动功能，能随时测量电流和电压，跟踪系统的运行状况。变频控制屏可以在30～90Hz内任意改变井下电机的频率、转速，灵活调节泵的排量，但不会把电源瞬变传到井下。软启动功能可以减少机组的损坏。控制屏的电压在600～4900V之间。
6)变压器变压器利用电磁感应原理，将电网电压转变为井下电机和地面系统所需要的电压。
7)接线盒井口和控制屏之间必须安装一个接线盒。其作用是将沿电缆芯线上升到井口的天然气放空，防止天然气直接进入控制屏，使控制屏产生电火花时引起爆炸。
单流阀、泄油阀、扶正器、传感器和变速驱动装置等为可选附属部件。单流阀的作用是在停泵时用于保持油管柱充满流体，易于启泵，降低功率消耗；防止液体倒流使机组反转而烧毁电机，损坏轴和轴承。起泵、卸油管时，泄油阀可防止管中的液体流到地面上。泄油阀装在单流阀上方，与单流阀同时使用。扶正器使泵和电机在井内居中，以便有效冷却电机，防止电缆的摩擦和损坏。传感器用于测量井下压力和温度，便于自动控制。
2.安装方式不同安装方式的潜油电泵系统组成和用途不尽相同。
标准安装方式(图6-37)主要用于油井采油，从下至上依次是电机、保护器、气液分离器、多级离心泵及其他附属部件。标准安装方式可以让产出液从电机旁流过以冷却电机。
底部吸入口安装方式从下到上依次是吸入口、泵、排出口、保护器、电机。流体由插到井底的尾管进泵，环空排出。底部吸入口安装方式可以提高排量和效率，适用于油管摩阻大或泵径大的井。
底部排出口安装方式从下到上依次是排出口、泵、吸入口、保护器、电机。流体从油、套管环形空间进泵，由尾管排到下部层位。底部排出口安装方式适用于油田注水开发或气井排水采气。
3.离心泵工作特性井下多级离心泵由单级离心泵串联组成，是举升液体的关键部件。单级离心泵由装在泵轴上的叶轮和固定在泵壳上的导轮组成。井下多级离心泵的工作原理与地面多级离心泵相同：叶轮旋转的离心力使流道中的液体增压、加速后从出口排出，将机械能转变为流体的压能和动能。导轮的流通面积逐渐扩大，使部分动能转变成静压。流体再进入下一级叶轮、导轮。重复这一过程，直到泵的出口达到所需要的压力。
离心泵的特性是指排量、压头、功率、效率与转速的关系。排量是指泵在单位时间内输送的流体体积。压头是指单位质量流体得到的能量，也称为有效压头或扬程。功率是指电机传给叶轮的功率，称为泵的轴功率。有效功率是指泵内流体获得的功率。有效功率与泵轴功率之比为效率。泵轴单位时间内的转数叫做转速。
泵的特性曲线一般是固定转速，在相对密度为1、粘度为1mPa·s的清水中测得的，称为泵的标准特性曲线，代表单级泵的工作特性，如图6-38所示。泵吸入口气液比小于10%时，可以采用泵的标准特性曲线,否则需减少游离气进泵或采用两相泵的特性进行设计。离心泵的实际工作特性非常复杂。
图6-38 泵的标准特性曲线
由于各种因素影响，实际压头一般都低于理论压头。叶轮流道内的沿程阻力会产生水力损失；高压液体通过叶轮和导轮间隙的漏失引起容积损失；摩擦会造成机械损失。
气体占据部分泵腔空间，减少了进泵的液体。气体使流体密度下降，影响泵的功率及各种能量损失，使泵的特性变差，偏离单相液体的特性。气量太大会导致泵内流体排不出去，造成排液中断，这种现象称为气锁。停泵可使泵内气体上升以消除气锁。
当泵内流体的压力低于饱和蒸汽压时，会产生小气泡。气泡流入高压区后会冷凝和破碎，产生很大的冲击力。这种现象和水击相似，称作气蚀。气蚀会损坏泵，并使泵的工作特性变差、排量和效率下降。足够的泵吸入压力可以防止气锁和气蚀。
4.潜油电泵井管理为提高运行效率、延长系统寿命，潜油电泵必须在最高效率点附近工作；泵的额定排量和压头要与井的生产能力相协调；电机功率必须满足举升流体的需要。如果油井产能预测不准、油藏动态发生变化、选泵不当，都会使油井生产不协调，造成过载或欠载运行。应取全、取准产量、含水率、生产气油比、油压、套压、电流卡片、动液面和静液面位置等生产资料。控制合理的生产压差，保证泵高效工作。当油井产量在泵的最佳排量范围内时，应连续运转，这是潜油电泵最佳的工作制度。如果泵的排量大于油井的供液能力，可以换成小排量泵、从地面注入部分液体或利用控制屏的欠载延时再启动功能实现自动间歇生产，但频繁启动和停机会降低潜油电泵的寿命。
潜油电泵排量小、含蜡量高的油井可能会结蜡。玻璃油管防蜡、刮蜡片清蜡、热油循环清蜡、热电缆清蜡及化学清蜡等，都能保证潜油电泵井的正常生产。其中玻璃油管和加化学药剂最为有效。刮蜡片清蜡应注意下入深度。加热法会引起电缆起泡，加速电缆绝缘层老化。
为保证潜油电泵长期正常运转，少出故障，要经常对泵机组进行维护和保养。发现问题必须准确判断原因，尽快排除故障，提高潜油电泵井的运转时率，取得更好的经济效益。
二、水力活塞泵水力活塞泵(Hydraulic Pump)是靠液压传递动力的无杆抽油设备，它是从地面把高压动力液注入井内，驱动井下马达运转。马达活塞又带动泵柱塞往复运动，把机械能传给产出流体，使其获得足够的能量到达地面。系统主要由动力液罐、地面泵、控制管汇、井口控制阀和井下泵组成，如图6-39所示。
图6-39 水力活塞泵系统
A—动力液罐；B—三缸高压泵；C—控制管汇；D—井口控制阀；E—井下泵1.动力液系统地面动力液系统按管理的井数分为单井系统和中心站多井系统；按动力液排出方式分为开式和闭式系统。不同系统的设备、地面流程及处理能力不同，选择时要考虑现有设备、场地和投资成本等因素。
闭式系统中，动力液和地层流体不混合。向动力液中加化学剂的成本低，地面分离设备简单，但需要动力液返出管线。动力液不能对稠油起稀释和降粘作用。闭式系统主要用于海洋和城市。
开式系统中，动力液和地层流体混合，由同一通道返出地面，井身结构简单。热动力液可稀释粘稠的地层流体，但所加润滑、防腐、除氧等化学剂会被地层流体稀释，损耗较大。
动力液质量对系统的维修成本和使用寿命影响很大。用原油作动力液润滑性较好，地面柱塞泵的维护少，需要的化学剂少，成本低。用水作动力液对环境污染小，安全性好，但无润滑作用，易产生腐蚀和漏失，还需脱氧处理。动力液可根据现场情况和投资成本选择。
2.井下泵装置按动力液的流动方向，井下泵装置可分为正循环和反循环系统。正循环系统中动力液从装泵的油管注入，从未装泵的流动通道返出。反循环系统中动力液从未装泵的流动通道注入，从装泵的油管返出，目的是保护套管、降低摩阻。
根据安装方式，井下泵装置分为自由式和固定式。自由式装置操作简单、方便，改变动力液的流向可完成起、下泵作业。正循环动力液将泵下到井底工作，反循环起出泵维修，减少了停产时间和作业成本。将压力计装在泵下部可进行产能测试和中途测试，便于自动化管理。起泵后，能对地层进行各种措施和作业。自由式装置的井下泵的直径受油管尺寸限制。固定式装置的井下泵安装在油管底部，泵的直径不受油管尺寸限制，但检泵、换泵时必须起、下油管。固定式装置主要用于高产井。
按完井方式，井下泵装置分为套管式和平行式。套管式装置用于开式动力液系统中，油、套环形空间作为流动通道。如果气量太大，可在环空中加装排气管。大套管中可用同心管插入式套管装置，两油管间的环空做流动通道，外油管和套管的环空排放气体。平行式装置在开式系统中是采用两根平行油管完井；闭式系统还要添加动力液排出管。气体从油管外、套管内的通道排出。平行式装置主要用于需排放气体、保护套管或套管已经损坏的井。
与地面动力液系统相对应，井下装置也分为开式和闭式。目前，常用套管自由式正循环开式动力液系统装置和平行自由式正循环开式动力液系统装置。
3.工作原理井下水力活塞泵包括马达和泵以及连接它们的空心活塞杆。马达和泵可以有多个。单作用泵仅在上冲程或下冲程向地面排液，双作用泵在上冲程和下冲程都向地面排液。图6-40所示为单作用井下泵装置。
图6-40 单作用井下泵装置
注入井中的高压动力液驱动水力活塞泵上的马达往复运动，将高压势能转变为机械能。马达驱动泵，又将机械能转变为液体的静压，使产出液具有足够的能量流到地面上来。
马达由马达缸套、马达活塞、马达阀、阀杆和马达排出口组成。下冲程中马达阀向下，高压动力液进入马达活塞的上腔，活塞下腔的低压动力液从马达排出口排出。下冲程末，马达阀向上换位，动力液反向流动。上冲程中，高压动力液进入马达活塞下腔，马达活塞上腔的低压动力液排出。上冲程末，马达阀向下换位，动力液倒流，开始下一个循环。
马达阀也称为倒向阀，在各个交替的半冲程中，改变动力液的流向。马达阀通过换位交替地将动力液注入马达活塞的上、下腔，推动马达活塞往复运动，带动泵柱塞运动。
泵的主要部件是缸套、柱塞、吸入阀、排出阀和平衡管。下冲程中，马达活塞带动泵柱塞作向下运动，泵柱塞下腔的压力上升，吸入阀关闭，排出阀打开，泵排出高压流体。同时泵柱塞上腔的压力下降，排出阀关闭。泵腔内压力降到吸入阀开启压力时，吸入地层流体。上冲程中，马达活塞带动泵柱塞向上运动。同样靠泵内上、下腔容积的改变，控制泵腔内压力的升降、吸入阀和排出阀的开关，把井下液体举升到地面上来。
马达活塞面积越大，泵的排出压头越高；泵柱塞的面积越大，泵的排量越高。
水力活塞泵也存在余隙和气锁。吸入流体含游离气时，在泵排出冲程末端，气体被压缩在余隙的流体中。泵柱塞反向运动时，余隙中的气体膨胀，压力下降缓慢，泵吸入阀打开滞后，泵的有效冲程减少。严重时始终不能打开吸入阀，泵抽不出油来，这就是气锁。
4.排量若视驱动马达的动力液为不可压缩液体，马达实际排量就等于动力液流量。马达有效排量是马达排出口的流量。有效排量与实际排量之比即为马达效率，其大小与漏失有关。漏失又取决于配合间隙、动力液的粘度、磨损等。马达实际排量比额定排量小很多时，马达阀的动作不协调；实际排量接近额定排量时，马达的使用寿命较短。
泵的有效排量是吸入条件下泵排出地层流体的体积流量。游离气占据空间，溶解气会使液体膨胀，致使地面排量与泵的井下排量不同。泵的实际排量是指吸入条件下通过泵的地层流体的体积流量。有效排量与实际排量之比即为漏失效率。漏失效率用以描述漏失、气体降低有效冲程或造成间歇气锁等综合影响。泵的额定排量是吸入条件、额定转速下的实际排量。实际排量应小于额定排量。以额定排量选择水力活塞泵，必须满足排量要求，并与油井的产能相协调；要有足够的举升压力以保证所需的井口剩余压力。
三、水力射流泵水力射流泵(Hydraulic Jet Pump)简称射流泵。其生产系统由地面储液罐、地面高压泵和井下射流泵组成。射流泵与水力活塞泵的井下总成可以互换。射流泵的井下装置也分为自由式和固定式，均采用开式动力液系统。
射流泵井下无运动部件，对于高温深井、高产井、含砂、含腐蚀性介质、稠油以及高气油比油井具有较强的适应性。其结构紧凑，还可适用于斜井、水平井。射流泵能自由投捞，灵活方便，可进行产能测试，维护费用低。
1.射流泵的结构及工作原理射流泵是通过两种流体之间的动量交换传递能量的。典型的套管自由式井下射流泵如图6-41所示，主要由喷嘴、喉管和扩散管等元件组成。喷嘴相当于射流泵的马达，将动力液高压势能转变为高速动能。喉管是直径比喷嘴出口大的长圆筒，高速动力液与低速产出液在其中完全混合，交换动量。扩散管的横截面沿流动方向逐渐增大，将动能转变为静压，使混合流体获得足够的能量上升到地面上来。
图6-41 套管自由式井下射流泵
2.压力损失射流泵的能量损失包括摩阻损失和混合损失，其大小与流体性质、流量、压力及泵的结构参数等有关。喷嘴、吸入腔室、喉管和扩散管中都存在摩阻损失。设计得当可以消除吸入腔室的摩阻损失。混合损失主要发生在喉管内，其他部位很少，喉管长度是影响混合损失的主要参数。选泵时必须考虑这些影响因素，摩阻损失、混合损失之和最小为最佳选择。同时，所选泵必须满足井对排量和举升高度的要求，在不出现气蚀时效率最高。
3.气体影响气体要占据体积，使泵的液体排量下降。气体也对泵内压力损失产生影响。吸入腔室的压力下降会导致脱气，产生滑脱。气体造成混合速度、浓度分布极不均匀，使泵效下降。泵的结构不同，气体的影响程度差别较大。同时，气体的举升作用有利于降低排出管的压力损失。
气蚀对射流泵的正常工作影响很大。喷嘴和喉管之间的环形面积是产液进泵的吸入面积。环形面积越小，吸入流体的速度越高，喉管入口处的压力越低。吸入压力低于流体的蒸气压时产生小气泡。气泡进入喉管的高压区就会冷凝和破碎，对泵产生冲蚀，这种现象称为气蚀。当气蚀发生时，增加动力液流量不会提高产量。对一定的产量和吸入压力，刚好能避免气蚀的环形面积称为最小气蚀面积。
射流泵需要较高的吸入压力以避免气蚀，所以应用受到限制。射流泵在最高效率点工作时，一般要求较大的沉没度。为了在较低的吸入压力下不发生气蚀，牺牲泵效可使射流泵用于更多的低压深井，所以射流泵泵效较低，所需输入功率比水力活塞泵高。
四、螺杆泵螺杆泵(Progressing Cavity Pump)是一种新型机械采油装置。其工作可靠、容积效率高、抗磨蚀性能好，适用于高粘、高含砂、高含气原油的开采。随着合成橡胶及粘结技术的发展，螺杆泵采油成为稠油冷采、聚合物驱油田的主要举升方式。
螺杆泵装置可分为地面驱动和井下驱动两类。地面驱动螺杆泵主要由驱动系统、连接器、抽油杆柱及井下泵组成，抽油杆柱旋转驱动井下螺杆泵。井下驱动螺杆泵的电机、保护器和螺杆泵装在井下，典型系统如图6-42所示。
图6-42 井下驱动螺杆泵
螺杆泵由能转动的单螺杆(转子)和固定衬套(定子)组成。如图6-43所示，E为螺杆偏心距，衬套内表面由橡胶制成，螺杆沿衬套内表面滚动使螺杆轴线绕衬套轴线旋转，因此螺杆与传动轴必须采用万向轴或偏心联轴节连接。
图6-43 螺杆泵结构示意图
电缆把电源动力传给井下电机，电机带动螺杆泵旋转，使产出液体获得足够的能量排到地面。螺杆在衬套内偏心旋转时形成一系列密封腔。当泵吸入端的密封腔容积增大时，腔内压力下降，流体进入。随着螺杆转动，这个腔室开始封闭，并向排出口移动，压力不断上升。当一个密封腔消失时，另一个同样的密封腔形成，因此排量非常均匀。对于相同级数的螺杆泵，排量随着压头的增加而下降。不同型号的螺杆泵特性不一样，一般用清水测试获得，用于选择和设计。
思 考 题
1.为什么我们最希望采用自喷采油方法？
2.什么是流入动态关系？单相流和溶解气驱的IPR曲线形状怎样？
3.无因次IPR曲线有何特点？Vogel方程描述什么关系？
4.什么是采油指数？单相渗流和油气两相渗流的采油指数有何异同？
r=pb=20MPa，井底流压为12MPa时的产油量为60m3/d。(1)计算该井的最大产量；(2)计算井底流压为10MPa时的产量，并绘制IPR曲线。(3)若FE=0.8，结果会怎样变化？
6.试述两相垂直管流的流动型态及其特点？
7.62mm内径油管中的液体流量为0.8m3/s，气体流量为0.6m3/s,持液率为0.7，计算其滑脱速度。
8.油嘴有何作用？油嘴流动的特点是什么？
9.怎样才能达到临界流动状态？
10.什么是协调工作点？油井如何才能达到协调生产？
11.有哪几类节点？节点分析方法的基本思路如何？
12.基本的气举系统包括哪几个部分？
13.试述气举阀的类型、作用及其工作原理。
14.简述气举装置的类型及其适用条件。
15.试述连续气举的卸载过程。
16.常规间歇气举的每个循环周期可分为哪些阶段？
17.简述连续气举与间歇气举的异同。
18.何为气举的启动压力和工作压力？
19.抽油机有哪些类型？
20.游梁式抽油机主要由哪些部件组成？其型号如何表示？
21.试述抽油泵的类型、基本结构及工作原理。
22.有杆泵抽油过程中下冲程油井出油吗？出多少？泵的理论排量如何计算？
=Wr+WL。
24.某井下泵深度Lp=1200m，泵径D=56mm，冲程S=3m，冲次n=12min-1，抽油杆直径22mm，油管内径、外径分别为62mm、73mm，产出液体平均密度ρL=850kg/m3。计算悬点最大和最小载荷。
25.抽油机为什么要调平衡？有哪几种平衡方式？平衡的基本原理如何？
26.分析影响泵效的主要因素以及提高泵效的措施。
27.气体影响与供液不足的典型示功图有何异同？
28.说明连抽带喷、固定阀严重漏失和抽油杆断脱时的典型示功图特征，如何判别？
29.何谓光杆功率、水功率和有杆抽油系统效率？
30.无杆泵采油包括哪些方法？各有何特点？
31.潜油电泵系统包括哪些部件？
32.潜油电泵井中,为什么产出液体必须从电机外流过？
33.潜油电泵井中,为什么需采用高效率的井下气液分离器？
34.水力活塞泵的开式系统和闭式系统各有何特点？
35.采油方法有哪些？各自的采油原理是什么？
具体泵的资料和分类如下:
● 泵
bèngㄅㄥˋ
◎ 一种机器，能把液体或气体抽出或压入：水～。～房（安装泵的房屋）。
汉英互译
◎ 泵
pump
English
◎ pump
详细字义
◎ 泵 bèng
〈名〉
音译字。吸入和排除流体的机械。能提升、输送或压缩流体 [pump]。如:水泵气泵油泵
常用词组
◎ 泵房 bèngfáng
[pump house] 供水系统(如矿泉场)的安装泵并工作于其中的建筑物
康熙字典
【备考】【巳集】【水字部】 泵
【五音篇海】音流。
[其他详细拓展]
泵
pump
泵是输送液体或使液体增压的机械。它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加。泵主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等，也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体。
广义上的泵是输送流体或使其增压的机械，包括某些输送气体的机械。泵把原动机的机械能或其他能源的能量传给液体，使液体的能量增加。
水的提升对于人类生活和生产都十分重要。古代已有各种提水器具，如埃及的链泵（前17世纪）、中国的桔槔（前17世纪）、辘轳（前11世纪）、水车（公元1世纪） ，以及公元前3世纪古希腊阿基米德发明的螺旋杆等。公元前200年左右，古希腊工匠克特西比乌斯发明了最原始的活塞泵灭火泵。早在1588年就有了关于4叶片滑片泵的记载， 以后陆续出现了其他各种回转泵 。1689年，法国的D.帕潘发明了4叶片叶轮的蜗壳离心泵。1818年 ，美国出现了具有径向直叶片 、半开式双吸叶轮和蜗壳的离心泵。1840～1850年，美国的H.R.沃辛顿发明了泵缸和蒸汽缸对置的蒸汽直接作用的活塞泵，标志着现代活塞泵的形成。1851～1875年，带有导叶的多级离心泵相继发明，使发展高扬程离心泵成为可能。随后，各种泵相继问世。随着各种先进技术的应用，泵的效率逐步提高，性能范围和应用也日渐扩大。
泵的种类繁多，按工作原理可分为：①动力式泵，又叫叶轮式泵或叶片式泵，依靠旋转的叶轮对液体的动力作用，把能量连续地传递给液体，使液体的动能（为主）和压力能增加，随后通过压出室将动能转换为压力能，又可分为离心泵、轴流泵、部分流泵和旋涡泵等。②容积式泵，依靠包容液体的密封工作空间容积的周期性变化，把能量周期性地传递给液体，使液体的压力增加至将液体强行排出，根据工作元件的运动形式又可分为往复泵和回转泵。③其他类型的泵，以其他形式传递能量。如射流泵依靠高速喷射的工作流体将需输送的流体吸入泵后混合，进行动量交换以传递能量；水锤泵利用制动时流动中的部分水被升到一定高度传递能量 ；电磁泵是使通电的液态金属在电磁力作用下产生流动而实现输送。另外，泵也可按输送液体的性质、驱动方法、结构、用途等进行分类。
水的提升对于人类生活和生产都十分重要。古代就已有各种提水器具，例如埃及的链泵(公元前17世纪)，中国的桔槔(公元前17世纪)、辘轳(公元前11世纪)和水车(公元1世纪)。比较著名的还有公元前三世纪，阿基米德发明的螺旋杆，可以平稳连续地将水提至几米高处，其原理仍为现代螺杆泵所利用。
公元前200年左右，古希腊工匠克特西比乌斯发明的灭火泵是一种最原始的活塞泵，已具备典型活塞泵的主要元件，但活塞泵只是在出现了蒸汽机之后才得到迅速发展。
1840～1850年，美国沃辛顿发明泵缸和蒸汽缸对置的，蒸汽直接作用的活塞泵，标志着现代活塞泵的形成。19世纪是活塞泵发展的高潮时期，当时已用于水压机等多种机械中。然而随着需水量的剧增，从20世纪20年代起，低速的、流量受到很大限制的活塞泵逐渐被高速的离心泵和回转泵所代替。但是在高压小流量领域往复泵仍占有主要地位，尤其是隔膜泵、柱塞泵独具优点，应用日益增多。
回转泵的出现与工业上对液体输送的要求日益多样化有关。早在1588年就有了关于四叶片滑片泵的记载，以后陆续出现了其他各种回转泵，但直到19世纪回转泵仍存在泄漏大、磨损大和效率低等缺点。20世纪初，人们解决了转子润滑和密封等问题，并采用高速电动机驱动，适合较高压力、中小流量和各种粘性液体的回转泵才得到迅速发展。回转泵的类型和适宜输送的液体种类之多为其他各类泵所不及。
利用离心力输水的想法最早出现在列奥纳多·达芬奇所作的草图中。1689年，法国物理学家帕潘发明了四叶片叶轮的蜗壳离心泵。但更接近于现代离心泵的，则是1818年在美国出现的具有径向直叶片、半开式双吸叶轮和蜗壳的所谓马萨诸塞泵。1851～1875年，带有导叶的多级离心泵相继被发明，使得发展高扬程离心泵成为可能。
尽管早在1754年，瑞士数学家欧拉就提出了叶轮式水力机械的基本方程式，奠定了离心泵设计的理论基础，但直到19世纪末，高速电动机的发明使离心泵获得理想动力源之后，它的优越性才得以充分发挥。在英国的雷诺和德国的普夫莱德雷尔等许多学者的理论研究和实践的基础上，离心泵的效率大大提高，它的性能范围和使用领域也日益扩大，已成为现代应用最广、产量最大的泵。
泵通常按工作原理分容积式泵、动力式泵和其他类型泵，如射流泵、水锤泵、电磁泵、气体升液泵。泵除按工作原理分类外，还可按其他方法分类和命名。例如，按驱动方法可分为电动泵和水轮泵等；按结构可分为单级泵和多级泵；按用途可分为锅炉给水泵和计量泵等；按输送液体的性质可分为水泵、油泵和泥浆泵等。
容积式泵是依靠工作元件在泵缸内作往复或回转运动，使工作容积交替地增大和缩小，以实现液体的吸入和排出。工作元件作往复运动的容积式泵称为往复泵，作回转运动的称为回转泵。前者的吸入和排出过程在同一泵缸内交替进行，并由吸入阀和排出阀加以控制；后者则是通过齿轮、螺杆、叶形转子或滑片等工作元件的旋转作用，迫使液体从吸入侧转移到排出侧。
容积式泵在一定转速或往复次数下的流量是一定的,几乎不随压力而改变；往复泵的流量和压力有较大脉动，需要采取相应的消减脉动措施；回转泵一般无脉动或只有小的脉动；具有自吸能力，泵启动后即能抽除管路中的空气吸入液体；启动泵时必须将排出管路阀门完全打开；往复泵适用于高压力和小流量；回转泵适用于中小流量和较高压力；往复泵适宜输送清洁的液体或气液混合物。总的来说，容积泵的效率高于动力式泵。
动力式泵靠快速旋转的叶轮对液体的作用力，将机械能传递给液体,使其动能和压力能增加，然后再通过泵缸，将大部分动能转换为压力能而实现输送。动力式泵又称叶轮式泵或叶片式泵。离心泵是最常见的动力式泵。
动力式泵在一定转速下产生的扬程有一限定值,扬程随流量而改变；工作稳定，输送连续，流量和压力无脉动；一般无自吸能力，需要将泵先灌满液体或将管路抽成真空后才能开始工作 ；适用性能范围广；适宜输送粘度很小的清洁液体，特殊设计的泵可输送泥浆、污水等或水输固体物。动力式泵主要用于给水、排水、灌溉、流程液体输送、电站蓄能、液压传动和船舶喷射推进等。
其他类型的泵是指以另外的方式传递能量的一类泵。例如射流泵是依靠高速喷射出的工作流体 ，将需要输送的流体吸入泵内，并通过两种流体混合进行动量交换来传递能量；水锤泵是利用流动中的水被突然制动时产生的能量，使其中的一部分水压升到一定高度；电磁泵是使通电的液态金属在电磁力作用下 ，产生流动而实现输送；气体升液泵通过导管将压缩空气或其他压缩气体送至液体的最底层处，使之形成较液体轻的气液混合流体，再借管外液体的压力将混合流体压升上来。
泵的性能参数主要有流量和扬程，此外还有轴功率、转速和必需汽蚀裕量。流量是指单位时间内通过泵出口输出的液体量，一般采用体积流量；扬程是单位重量输送液体从泵入口至出口的能量增量 ，对于容积式泵，能量增量主要体现在压力能增加上，所以通常以压力增量代替扬程来表示。泵的效率不是一个独立性能参数，它可以由别的性能参数例如流量、扬程和轴功率按公式计算求得。反之，已知流量、扬程和效率，也可求出轴功率。
泵的各个性能参数之间存在着一定的相互依赖变化关系，可以通过对泵进行试验，分别测得和算出参数值，并画成曲线来表示，这些曲线称为泵的特性曲线。每一台泵都有特定的特性曲线，由泵制造厂提供。通常在工厂给出的特性曲线上还标明推荐使用的性能区段，称为该泵的工作范围。
泵的实际工作点由泵的曲线与泵的装置特性曲线的交点来确定。选择和使用泵，应使泵的工作点落在工作范围内，以保证运转经济性和安全。此外，同一台泵输送粘度不同的液体时，其特性曲线也会改变。通常，泵制造厂所给的特性曲线大多是指输送清洁冷水时的特性曲线。对于动力式泵，随着液体粘度增大，扬程和效率降低，轴功率增大，所以工业上有时将粘度大的液体加热使粘性变小，以提高输送效率
