1)压力表
压力表用于指示泥浆泵在运转过程中排出压力的变化情况。泵的排出压力(又称为泵压)是随孔内情况的变化而变化的。操作者可根据泵压的变化及时判断和了解孔内的情况,以保证安全生产和提高钻进效率。压力表是泥浆泵的重要附件,要求灵敏、准确、耐用。
目前国内常用的泥浆泵压力表多为弯管式普通压力表(图4-17),主要由表壳(1)、弧形弯管(2)、指针(3)、刻度盘(4)、传动机构(5)、接头(6)等组成。其工作原理是:当扁平弧形弯管中液体压力增高时,弧形弯管自由端伸张,牵扯动杠杆使扇形齿轮带动装有指针的齿轮转动,随之指针产生转动,指示泵压变化。
在使用过程中,由于钻孔内情况多变,引起冲洗液压力波动较大,使指针急剧摆动,这不仅影响压力表反映泵压的准确性,而且会引起压力表过早失灵和损坏。为了增加压力表的使用寿命,减小指针的剧烈摆动,在压力表下面需装置减震缓冲装置。常用的减震装置有下面几种。
(1)浮塞式减震装置。图4-18所示的为浮塞式减震装置。主要由接头(2)、减摆针(6)、密封圈(8)、浮塞(9)等组成。当空气室压力增高时,浮塞压缩密封圈上部的油液通过减摆针的震动来减弱弯管内油液压力的波动。
图4-17 压力表
1—表壳;2—弯管;3—指针;
4—刻度盘;5—传动机构;6—接头
图4-18 浮塞式减震装置
1—压力表;2—上接头;3—橡胶垫;4—紫铜垫圈;5—减摆螺塞;
6—减摆针;7—下接头;8—密封圈;9—浮塞;10—垫圈;11—空气室
(2)皮囊式减震装置。该装置(图4-19)接在压力表下部,胶皮囊内充满油液。工作原理与浮塞式相同,只是用皮囊代替浮塞的作用。
图4-19 皮囊式减震装置示意图
1—压力表;2—上接头;3—胶垫;4—铜垫圈;5—卡簧;6—减摆针;7—减摆螺塞;8—橡皮囊;9—下接头
(3)柱塞式减震装置。该装置(图4-20)由减震器接头(2)和柱塞(3)组成。接头上部装压力表,下端接到弯管上。利用柱塞上螺旋槽所产生的切向分力减缓脉冲震动作用。
(4)隔膜-阻尼式减震装置。该装置如图4-21所示。隔膜(6)可以防止泥浆、砂粒、泥团等窜入上腔,保护压力表;同时又能将排出管路的液流阻力变化传递上去,通过压力表显示出来。活塞(3)插入减震螺塞(5)的φ1.2mm孔中,以两者之间的微小环状间隙(0.025~0.04mm)通流,增大上腔油液管道阻力,达到阻尼减震,保护压力表的作用。
图4-20 柱塞式减震装置示意图
1—压力表;2—减震器接头;3—柱塞
图4-21 隔膜-阻尼式减震装置示意图
1—压力表;2—接头;3—活塞;4—垫圈;5—减震螺塞;6—隔膜;
7—上抱圈;8—下抱圈;9—螺母;10—螺栓;11—弹簧垫圈
2)空气室
采用曲柄-连杆机构的往复式泥浆泵在工作时,活塞的运动速度是非匀速的,所以泵的瞬时流量不均匀。由于泵的流量不均匀造成排出管路中的压力波动,将给钻探工作带来许多危害,如造成孔内事故,降低泵及管路的使用寿命等,故在泵的排出口安装空气室可使泵排出的液体速度保持相对稳定,减少排出管道中的压力波动。
空气室有常压式和预压式两种。(www.xing528.com)
最常见的预压式空气室是隔膜式的,如图4-22所示。球形壳体(1)内有橡皮气囊隔离室。气囊通过充气阀充气。压力表(5)指示气囊中的气压。壳体下部与泵的排出管路相连接。工作时,随着泵排出压力的变化,气囊上下浮动,起到稳定管路中流量的作用。这种空气室的皮囊变形容易产生疲劳破坏,对所用材料和制造工艺要求高。
厚壁圆筒式空气室(图4-23)多采用铸造,也有用圆管焊接而成的。此种空气室结构简单,但空气室里的空气在工作过程中会被冲洗液带走,使用一段时间后要进行充气。
图4-22 预压式空气室
1—壳体;2—稳定片;3—气囊;
4—顶盖;5—压力表;6—充气阀
图4-23 圆筒式空气室
1—压力表;2—上接头;3—减摆针;4—垫圈;5—下接头;
6—机油;7—减摆浮塞;8—浮塞体;9—接头;10—空气室
3)安全阀
往复泵的工作压力取决于管道的阻力,而钻探管路的阻力变化幅度较大,如不采取措施,泵压会超过泵或管道的强度极限,引起泵与管路的损坏。因此,泥浆泵排出管路上必须设置安全阀,把泵的排出压力限制在额定值以内。
泥浆泵常用的安全阀如图4-24所示。它主要由阀体(5)、外壳(4)、弹簧(6)、弹簧座(3)、调整螺栓等组成。泵出厂前,根据泵设计的额定工作压力调定弹簧对阀体的预压力。在泵使用过程中不可随意进行调整。往复泵一般是在低于额定工作压力下工作的,故安全阀处于常闭状态。只有在泵的压力超过额定工作压力时,安全阀才打开溢流,起到安全保护作用。
图4-24 安全阀
1—安全罩;2—阀盖;3—弹簧座;4—外壳;
5—阀体;6—弹簧;7—密封圈
4)卸荷阀
卸荷阀主要用于泵轻载启动及停泵时排出管路卸压。常用的卸荷阀如图4-25所示。它装在泵的排出口上。排出管接头(5)接高压胶管。回水管接头(3)接回水软管。正常钻进时,卸荷阀处于关闭状态,泵排出的冲洗液经排出管接头、高压胶管进入水龙头。需要卸荷时,旋转手柄使锥阀体(7)上提,冲洗液经回水管流入泥浆池,泵卸荷。
5)底阀及滤清器
底阀与滤清器组装在一起,常称为莲蓬头(图4-26)。它装在吸水软管的底部。底阀也称为逆止阀,是一种低压平板阀,其作用是保证液体在吸入管道中单向流动,使泵正常工作。当泵短时间停止工作时,使液体不能返回水源箱,保证吸水管内充满液体,以利于泵的启动。滤清器是一多孔过滤罩,装在底阀下部,可阻挡大的杂物吸入泵内或阻塞吸入管道。
为保证泵的正常吸入,要求底阀开闭动作自如,关闭严密,不泄漏,滤水罩吸水良好,进水面积要大,一般应比吸水管过流面积大。
图4-25 卸荷阀
图4-26 莲蓬头
1—外壳;2—上压板;3—活阀;
4—阀座;5—下压板;6—过滤罩
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