离心泵的种类很多,先来了解一下离心泵可以分为哪些型号。离心泵可以根据用途、材质、结构、安装方式等分类,常见的按结构可以分为:单级离心泵、多级离心泵、自平衡多级泵。按材质可以分为:矿用耐磨多级离心泵、不锈钢离心泵、铸钢离心泵等。按用途可以分为:热水泵、锅炉给水泵、油泵、化工泵等。按安装方式分类可以分为:卧式离心泵和立式离心泵。
单级离心泵图片
矿用耐磨多级离心泵图片
油泵图片
自平衡多级离心泵图片
基于一个简单的概念。拿一块石头,放在一块老式的吊索中(就像圣经中大卫曾经使巨人瘫痪的那一个),将其摆动(产生离心力),然后放开,它将以相当大的速度飞向被释放—只是问问歌利亚。离心泵的工作原理类似,将液体加速至较高的速度,然后将其排出。岩石释放时瞬间的松散等效速度就是泵将产生的液体的“扬程”。该扬程是泵将支撑的垂直顶部敞开的流体柱的高度(例如75 英尺)。之所以这样称呼它(而不是更传统的“压力”),是因为对于离心泵,无论流体密度如何,流体柱的高度(或“头”)都将相同。汞柱与水柱的高度相同,尽管在泵出口测得的压力比前者高13.5倍(由于具有密度分量的静液压压力,而“压头”没有。类似地,产生该压头所需的能量将随着更高密度的流体而增加。
换句话说,这意味着当以相同的RPM运行时,离心泵实际上是恒定的扬程设备,而与流体密度无关。当吸气压力或旋转叶轮叶片附近的压力足够低(低于液体的蒸气压)时,可能会发生局部“沸腾”(尽管处于环境泥浆温度下)。气穴的形成本身并不麻烦,但是随着压力的增加气泡的破裂随后会产生冲击波,冲击波可能会对设备或其他任何事物造成极大损害。通常可以通过用另一个泵对泵的吸力进行预充来避免气蚀。叶轮由离心泵制造商设计,可最大程度地减少气蚀并提高泵效率。当它们在钻机周围泵送充满固体的研磨性泥浆时,它们确实会腐蚀和磨损,因此必须不时更换。
为了将钻井液均匀地加载到离心泵中,如图8.1所示,最好在泵的吸入侧使用长的直管段。从业者建议直通吸入口的直管的最小直径为五倍。由于这通常不切实际,并且90度弯头通常在吸力侧附近使用,因此流入离心泵入口的流量如图8.2所示是不均匀的。反过来会导致气蚀,不均匀的泵负载,和过早的泵故障。入口导流叶片(IGV)和其他整流器,调节器和扩散器的使用已显示出帮助,包括在最坏的情况下,弯头靠近泵的入口。IGV和流量调节器还可提高整体泵效率。
图8.1。由于弯头出口处的流量不均匀,在任何弯头和离心泵吸入口之间最好使用直管。
图8.2。由于弯头出口处的流量分布不均匀,导致离心泵吸入口的负载不均匀。
离心泵钻机现场的主要用途是在周围移动泥浆,而不是在井下泵送泥浆。这可能是简单地将泥浆从一个储罐移动到另一个,或者将泥浆从一个储罐泵送到另一台泵,或者是在井的起点和末端将泥浆运到卡车,轮船或其他地方或从卡车,船只或其他地方运来。离心泵还用于向大多数固体控制设备供料,对于水力旋流器式固体控制设备,泵的输出应符合该固体控制设备的要求。
为了使离心泵中高速旋转的叶轮的陀螺效应和由船舶运动触发的陀螺效应引起的轴承过早磨损最小化,泵的旋转轴最好沿船首向船尾线移动(叶轮的平面垂直于该线)。