摘要提出一種通過(guò)測量泵的沖數來(lái)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(chēng)鉆井的“心臟”，它的主要功能是向井下循環(huán)輸送鉆井泥漿，將鉆井過(guò)程中鉆頭破碎的巖屑從井底攜帶出來(lái)并為井下動(dòng)力動(dòng)力鉆具提供動(dòng)力。泵的出口流量是影響鉆井效率的一個(gè)重要參數，也是最優(yōu)化鉆井工藝中必須優(yōu)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(jìn)行直接計量存在兩個(gè)問(wèn)題；一是高壓密封問(wèn)題，二是泥漿得沉積和堵塞問(wèn)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(shí)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(cháng)度1，以及活塞每分種在缸套種往復的次數（稱(chēng)作泵的沖數或泵數）n有關(guān)。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(dòng)軸的轉速成正比，因此可通過(guò)測量其驅動(dòng)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(dòng)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(xiàn)圖。傳感器的定子上有2個(gè)互相垂直的饒組A和B，在繞組的中心線(xiàn)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(lián)后作為傳感器的輸出。下面推導傳感器輸出的霍爾電動(dòng)勢的表達式。當永磁轉子轉動(dòng)時(shí)，在轉子和定子的氣隙中變形成隨時(shí)間按正弦規律變化的交便磁場(chǎng)，設穿過(guò)霍爾元件Ha的磁通密度Bh為因為繞組A在空間上帶后Ha90o，故繞組A處的磁通密度Ba為該交變磁場(chǎng)將在繞組A中感應出交變電動(dòng)勢Ea由楞次定律而Ea在Ha中將產(chǎn)生交變激勵電源；由于霍爾元件Ha本身也處于磁場(chǎng)中，其霍爾電極上將產(chǎn)生霍爾電動(dòng)勢；式中；L1為繞組A的電感；R1為繞組A和霍爾元件Ha組成的回路等效電阻；K1為霍爾元件的靈敏度，它是與霍爾元件的材料及結構有關(guān)的參數。類(lèi)似地，由于霍爾元件Hb所出得空間位置超前Ha90o，而繞組B又超前Hb90o，同理可推出Hb產(chǎn)生的霍爾電動(dòng)勢Ehb為故傳感器總的輸出電動(dòng)勢為它與被測轉速成正比。1.2轉速傳感器的現場(chǎng)安裝為了用轉速傳感器測量出泵驅動(dòng)軸的轉速，可在泵驅動(dòng)軸上裝上皮帶輪或鏈輪來(lái)驅動(dòng)轉速傳感器的轉子轉動(dòng)，這種安裝方式既簡(jiǎn)便易行，又不影響泵的正常工作。2.泵出口流量的計算測出泵的沖數n后，既可根據往復泵的結構和作用方式計算其出口的理論平均流量Q理。對于單缸單作用泵，理論平均流量為Q理=Sln(m3/min)=Sln/60(m3/s)式中；S為泵的活塞面積；l為活塞行程長(cháng)度。對于多缸單作用泵，設缸數位M，則其理論平均流量為Q理=MSln(m3/min)對于多缸雙作用泵，活塞往復一次，各液缸輸送液體兩次，體積為（2S-S"）式中S"為活塞桿截面積，則M各缸的理論平均流量為Q理=M(2S-S")ln(m3/min)在實(shí)際測量中發(fā)現，往復式泥漿泵工作時(shí)，由于吸入閥和排除閥關(guān)閉的不及時(shí)，泵閥，活塞和其他蜜封出有高壓液體陋失；泵缸中或液體內含有氣體等原因，使泵的實(shí)際平均流量Q要低于理論平均流量，既Q=aQ理a的大小視泵的工作情況，一般取0.85-0.95。3.結束語(yǔ)本文提出的通過(guò)測量泵的沖數來(lái)間接測量泵的出口流量的方法，簡(jiǎn)單易行，避免了直接測量中傳感器承受高壓和液體腐蝕的問(wèn)題，且拆裝方便，易行維護，實(shí)際測量中發(fā)現，當泵的充滿(mǎn)度不高或不恒定是，此法的測量誤差將增大，因此，當對測量精確要求高時(shí)，則應考率采用其他非接觸式測量方法。