[科普中国]-钻探泵

又称泥浆泵，钻进时用于将冲洗液送入钻孔形成循环流动，以达到冷却钻头、排除岩屑、维护孔壁等目的的专用机械。钻探泵有时还作为驱动涡轮钻具、螺杆钻具或液动冲击器等进行钻进的动力机。它是主要钻探设备之一，与钻探机配套使用。1

种类按其工作原理基本可分为动力式及容积式两大类。①动力式泵，包括离心泵、轴流泵、叶轮泵等，通过将液体运动速度变化转化为压力变化而完成液体吸排，适用于排量较大而泵压较低的场合。②容积式泵，包括往复泵、螺杆泵、齿轮泵、叶片泵等，靠改变密封泵室的容积，引起液体压力变化实现液体吸排，适于在排量较小、泵压较高的情况下使用。在钻探施工中，采用反循环方式钻进大口径浅钻孔时，常用的砂石泵和喷射泵属于动力式泵; 在岩心钻探等小口径深孔钻进时，通常都用往复泵、螺杆泵等容积式泵。

岩心钻探对泵的要求①能产生较高的泵压，克服较大的阻力，维持钻孔冲洗液的循环流动。②能在泵压变化很大的情况下维持一定的冲洗液排量，保证排除岩屑所要求的冲洗液上返速度。③排量可以在一定范围内调节，能适应不同钻进条件的要求。④坚固耐用，尤其是与冲洗液接触的零件应耐磨，抗腐蚀，能长时间吸排含有泥砂和岩屑等的冲洗液。⑤配备有过载保护装置及压力指示仪表。⑥结构简单、维修方便。⑦体积小、重量轻、易搬迁。基于这些要求，经过专门设计的容积式泵中的往复式泥浆泵，在岩心钻探中获得广泛应用。

往复式泥浆泵的分类往复式泥浆泵按推动冲洗液元件的形状分为活塞泵和柱塞泵; 按一次往复运动中的吸排液作用次数分为单作用式和双作用式，活塞泵可以是单作用式也可以是双作用式，柱塞泵只有单作用式;按工作缸的数目分为单缸泵、双缸泵、三缸泵和多缸泵; 按工作缸在机体上的布置方式分为卧式和立式。岩心钻探中最常用的泥浆泵是卧式双缸双作用往复式活塞泵和卧式三缸单作用往复式柱塞(或活塞)泵 (参见彩图插页第38页) 两种。

往复式泥浆泵的结构往复泵主要由动力端和液力端两大部分组成。动力端的功能是接受动力机的驱动，并将旋转运动变换为直线往复运动。液力端的作用是在吸排液阀门的配合下，利用活塞或柱塞在泵缸内的往复运动，使其作用容积增大造成负压吸入液体，或使作用容积减小造成升压排出液体。单作用式往复泵因吸液和排液分别在两个行程中完成，其排液过程有明显的间断。为使单作用泵实现连续排液，可设置两个泵缸并使两个活塞的运动相差180°，或设置三个泵缸使三个活塞的运动彼此相差120°。以前的往复式泥浆泵排量都是固定的，为扩大其使用范围，通常配备两三种直径的活塞和缸套，通过改换缸径来满足对排量和压力的不同要求。现在的变量泥浆泵，可在工作过程中根据需要方便地调节活塞每分钟的往复次数，达到改变排量的目的。其结构有两种形式，一是在动力端的曲轴箱中增加变速机构; 二是在泵与动力机之间增加一个独立的变速箱。前者的变量档数较少，后者变量范围大、档数多。为降低制造成本，多借用大批量生产的汽车变速箱。往复泵的排液压力随管路阻力的变化而自动升降，但其最大压力已由安全阀设定，超过限度会自动泄流降压，以确保安全。

往复式泥浆泵的结构已基本定型，产品也已系列化，其进一步发展主要是继续寻求提高活塞、柱塞、缸套、阀门等易损件耐用度的方法;研制便于调整和更换的密封装置; 在保证一定排量和泵压的前提下进行轻便化等。三缸单作用式泵比双缸双作用式泵的排量脉动小，易损件少，密封调整方便，应用范围逐渐扩大。2

本词条内容贡献者为:

李兵 - 副教授 - 西南大学