曲柄连续旋转，每一 周内活塞往复运动一次， 单作用泵的液缸完成一 次吸入和排出过程。 在吸入和排出过程中， 活塞移动的距离以s表示， 称作活塞的行程长度：曲 柄半径用r表示。 活塞移动的距离和曲 柄半径之间的关系为：
S＝2r
单作用式泵如 图1－1所示，其活 塞在液缸内往复一 次，该液缸作一次 吸入和一次排出。
第一章 往复泵 1.1概 述 泵是一种输送液体的机械，它把原动机 的机械能或其它能源传递给液体，借以增 加液体能量。 根据结构特征和作用不同，泵可分为三 个基本类型。
(1)容积式泵：依靠包容液体的密封工作空间容积周 期性的变化，把能量周期性地传递给液体，使液体的压 力增加到将液体强行排出。 往复泵:
螺杆泵。
(2)叶轮式泵 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，使液体的速度能 （为主)和压力能的能量增加，随后通过压出室将 大部分速度能转换为压力能。如离心泵，轴流泵和 旋涡泵属于这一类。
(3)其它类型泵如射流泵
水锤泵等。
往复泵是一种典型的容积泵。它包容液体的密 封工作空间容积由于活塞(或柱塞)的往复运动而产生 周期性变化，从而把活塞(或柱塞)运动的机械能转变 成为液体的压能。 它在石油矿场上应用非常广泛。它常常用于高压 下输送高粘度、大密度和高含砂量的液体，而流量相 对较小。
为： Q理均＝i（2F－f）sn m3 / min （2F－f） 或： Q理均＝i sn m3 / s （ 1－3） 60 式中：f 活塞杆截面积 m2
实际上，往复泵工作时，由于吸入阀和排出阀 不能及时开启或及时关闭；泵阀、活塞和其它密 封处可能有高压液体漏失；泵缸中或液体中含有 气体而降低吸入充满度等等，都可能使泵的实际 排量降低。
对于单缸单作用泵：
Q理均＝Fsn
或
m3/min
m3/s
(1－1)
Q理均＝Fsn /60
对于多缸单作用泵：
Q理均＝iFsn
或
m3/min m3/s
(1－2)
Q理均＝iFsn /60
对于双作用往复泵，活塞往复一次，排出的液体 体积：无杆腔：FS 有杆腔：（F－f）S 所以活塞往复一次排出的液体体积为无杆腔加有杆腔 体积之和: FS＋（F－f）S＝(2F－f)S 设泵的缸数为i，泵的转速为n转/分，则i缸双作用 泵的理论平均排量：
在采油过程中，用于在井内抽 汲原油的往复泵，称为抽油泵；
1.1.1往复泵的 工作原理 图1－1是卧式 单缸单作用往复 泵示意图。
工作时，动力机 通过皮带，传动轴， 齿轮等传动部件带动 主轴及固定于其上的 曲柄旋转。
当曲柄从水平位臵 自左向逆时针旋转时， 活塞向右边亦即泵的动 力端移动，液缸内形成 一定的真空度，吸入池 中的液体在液面压力Pa 的作用下，推开吸入阀， 进入液缸内，直到活塞 移到右死点位臵为止。 这个过程，称作液缸的 吸入过程。
η泵＝N/Np
4.泵速 泵速是指单位时间内活塞或柱塞的往复次数， 也称作泵的冲次，以n表示，单位为冲/min。
1.2往复泵的排量 1.2.1往复泵的平均排量：
往复泵的排量与活塞面积F(m2)，活塞冲程 S(m)以及冲程次数n(冲／min)有关。 往复泵在单位时间内理论上应输送的液体体 积，称作泵的理论平均排量Q理均。
2.泵的压力： 泵的压力通常指泵排出口处液体的压力，代表符 号为P，单位为MPa。 3.泵的功率和效率: 单位时间内动力机传到往复泵主轴上的能量，称 为泵的输入功率。以Np表示。 而单位时间内液体通过泵后所获得的能量称为泵的 有效功率，或输出功率，以N表示。 泵的功率单位一般为kw，现场也习惯用马力 （HP)来表示。 泵的总效率η泵：
Q瞬＝Fum3/s。 Nhomakorabea图1－4为曲柄滑块机构传动的往复泵运动简图， 它将泵主轴的等速旋转运动(角速度ω)转变为活塞 的往复直线运动。
X r cos＋ L (r sin ）
2 2
双作用式泵如图 1－2所示，液缸被 活塞分为两个工作室， 无活塞杆的为前工作 室，有活塞杆的为后 工作室，每个室都有 吸入和排出阀。 双作用泵，活塞 往复运动一次，其液 缸完成吸入过程和排 出过程各二次。
3.按液缸的布臵方案及其相互位臵分：有卧式泵、立 式泵、V形泵、星形泵等。
4.按活塞式样分： 有活 塞泵 (如图1－1)
在钻井过程中，需要携带出井底的岩屑和供给井底 动力钻具的动力，这种用于向井底输送和循环钻井液的 往复泵，被称为钻井泵或泥浆泵；
为了加固井壁，向井底注入高压水泥的往复泵被 称为固井泵或水泥泵；
为了造成油层的人工裂缝，提高原油产量和 采收率，用于向井内注入含有大量固体颗粒的液体 或酸碱液体的往复泵，称为压裂泵；
若泵的实际排量为Q，则有：
Q/Q理均＝α Q＝αQ理均
(1－4)
式中：α－排量系数，一般泵的α在0.85－0.95范 围内，对于吸入条件较好的大型泵，α可能大一些， 有的可达0.97—0.99。
1.2.2往复泵的排量曲线
1.瞬时排量 由于往复泵活塞速度是变化的，故每个液缸的排 量也因之而变化。 设活塞的截面积为F，活塞运动速度为u，则单缸 泵在排出过程的理论瞬时排量为：
通常以泵的上述主要特点来区分各种不同类型 的泵，如单缸单作用立式柱塞泵、双缸双作用卧式 活塞泵、三缸单作用柱塞泵等。
1.1.3往复泵的基本参数 反映泵基本工作性能的参数有： 1.泵的排量： 泵的排量是指单位时间内泵通过 管道所输送的液体量。 排量通常以单位时间内的体积表示，称作体积排
量，代表符号为Q，单位为l/s 或m3／s。
曲柄继续转动，活 塞开始向左亦即泵的液 力端移动，缸套内液体 受到挤压，压力升高， 吸入阀关闭，直到缸内 压力升高到大于排出管 线上的压力，排出阀被 推开，液体经排出阀和 排出管排出，直到活塞 移到左死点为止。 这一过程称作液缸 的排出过程。
1.1.2往复泵的分类
按照结构特点，石油矿场用拄复泵大致可按 以下四方面分类： 1.按缸数分: 有单缸泵、双缸泵、三缸泵、 四缸泵等。 2.按作用方式分: 有单作用式和双作用式两 种。