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往復式泥漿泵出口流量的一種非接觸測量方法
來源:  作者:本站
摘要 提出一種通過測量泵的沖數來間接測量泵的出口流量的方法,具體介紹了利用轉速傳感器測量泵沖數的原理,給出了泵出口流量的計算式。

鉆井用的往復式泥漿泵,俗稱鉆井的“心臟”,它的主要功能是向井下循環輸送鉆井泥漿,將鉆井過程中鉆頭破碎的巖屑從井底攜帶出來并為井下動力動力鉆具提供動力。泵的出口流量是影響鉆井效率的一個重要參數,也是最優化鉆井工藝中必須優選的參數,泵的出口出壓力很高(一般在20—25MPa),且輸送含砂量較高的泥漿,采用普通的流量計對其流量進行直接計量存在兩個問題;一是高壓密封問題,二是泥漿得沉積和堵塞問題。因此直接計量較為困難。

根據往復泵的工作原理,其在單位時間內輸送的液體體積(既泵的理論平均流量Q理)與泵的活塞截面積S ..活塞行程長度1,以及活塞每分種在缸套種往復的次數(稱作泵的沖數或泵數)n有關。S和I是泵的結構參數,對于給定的泵是確定不變的量,因此,若能測量出泵的沖數n 。就可計算出泵的出口流量。

主題詞 流量測量 泥漿流量 往復泵 間接測量

1. 泵沖數的測量

由于往復式泵的沖數與其驅動軸的轉速成正比,因此可通過測量其驅動軸的轉速換算出泵沖數,

1.1轉速傳感器的工作原理

泵驅動軸的轉速采用霍爾轉速傳感器測量,圖1和圖2分別為霍爾轉速傳感器的結構原理和接線圖。

傳感器的定子上有2個互相垂直的饒組A和B,在繞組的中心線上粘有霍爾片Ha和Hb,轉子為永久磁鋼,霍爾元件Ha和Hb的激勵電機分別與繞組A和B相連,它們的霍爾電極串聯后作為傳感器的輸出。

下面推導傳感器輸出的霍爾電動勢的表達式。

當永磁轉子轉動時,在轉子和定子的隙中變形成隨時間按正弦規律變化的交便磁場,設穿過霍爾元件Ha的磁通密度Bh

因為繞組A在空間上帶后 Ha90º,故繞組A處的磁通密度Ba

該交變磁場將在繞組 A中感應出交變電動勢Ea由楞次定律


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