基于Matlab的五缸钻井泵流量动态特性的研究

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1、2013年8月机床与液压Aug．2013第4l卷第l5期MACHINETOOL&HYDRAUUCSVo1．41No．15DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．15．026基于Matlab的五缸钻井泵流量动态特性的研究张洪生，郑武，李继霞，邵兵(1．兰州理工大学机电工程学院，甘肃兰州730050；2．克拉玛依职业技术学院，新疆克拉玛依833600)摘要：对于曲柄连杆式往复钻井泵，其排出管内的压力脉动是由流量脉动引起的。通常采取的减小压力脉动的方式，就是在钻井泵排出管路出口适当位置安装空气包。笔者在考虑到阀滞后角的条件下，基于Matla

2、b软件，对五缸单作用钻井泵的流量特性进行研究。得出五缸泵的瞬时流量方程；建立了排出空气包后管路流量动态方程的数值解析模型，并结合算例进行求解；分析了引起流量脉动的主要因素。结果表明，排出空气包后管路的流量脉动率随曲柄连杆比的增大而增加，但增幅很小；其中开启阀与关闭阀滞后角对于空气包排出管路流量脉动的影响最为显著。关键词：钻井泵；五缸；单作用；空气包；滞后角中图分类号：TE926文献标识码：A文章编号：1001—3881(2013)15—096—4ResearchonDynamicFlowCharacteristicsofFiVe-cylinderDrilling

3、PumpBasedonMatlabZHANGHongsheng，ZHENGWu，LIJixia，SHAOBing(1．CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，LanzhouUniversityofTechnology，LanzhouGansu730050，China：2．KaramayVocationalandTechnicalCollege，KaramayXi~iang833600，China)Abstract：Forcrank—linkedreciprocatingdrillingpump，pressurepu

4、lsationinsideitsoutletpipewascausedbythepulsationoftheflow．Themethodofreducingthepressurepulsation，anairchamberatreasonablepositionalongdischargelineofdrillingpumpwasinstalledusually．Atconsideringthevalvelaggingangle，thedynamicflowcharacteristicsoffive-cylinderdrillingpumpbasedonMatl

5、abwereresearched．Thetransientflowequationofthefivecylinderdrillingpumpwasworkedout．Thenumericalanalyticmodeloftransientflowequationofthedischargelineafterairchamberwasestablished；andsolvedjointlywithexamples．Themain~ctomcau-singflowpulsationwereanalyzed．Resultshowthat，flowpulsationra

6、teinsidedischargelineaftertheairchamberisincreasedalongwiththeincreasingofcrankradius—connectingrodlengthratio，butthevariationisnotobvious．Inaddition，thevalvelagginganglehasaremarkableimpactontheflowpulsationrate．Keywords：Drillingpump；Five—cylinder；Singleacting；Airchamber；Laggingangl

7、e流量脉动是曲柄连杆式往复式钻井泵的固有特值解析模型，并结合算例进行了求解。最后，对引起征。流量的周期性脉动引起排出管内的压力也随之波流量脉动的主要因素进行了分析。动，进而引起振动和噪声，对泵缸内的零件、泵阀的1五缸泵瞬时流量方程运动、活塞杆及动力系统和整个排出系统造成不利影在考虑到阀滞后角的条件下(且设排出阀滞后响。特别是在高压情况下，金属受到交变载荷容易产角与吸入阀滞后角相等，均为‰)，单缸单作用泵的生疲劳破坏，使元件、仪表、设备受损。因此，针瞬时流量可表示为嵋：对钻井泵流量特性的研究十分必要。笔者在考虑到阀滞后角的条件下，基于Matlab软件，对五缸单作用

8、叮『+‰～Tr+‰钻井泵