泥漿泵是憑借于活塞(柱塞)在液缸作業(yè)腔中的往復運動(或經(jīng)過隔閡、波紋管等撓性元件在作業(yè)腔內(nèi)的周期性彈性變形)來使作業(yè)腔容積發(fā)生周期性改變的。在布局上泥漿泵是憑借密封設備與外界隔絕，經(jīng)過泵閥(吸入閥或排出閥)與管路交流或閉合。泥漿泵這一完成作業(yè)腔容積改變的特色，決議了泥漿泵有以下特色:?
1.瞬時流量是脈動的；?2.均勻流量是安穩(wěn)的；?3.泵的壓力取決于管路特性；?
4.對運送介質(zhì)(液體)有較強的適應性；?5.有杰出的自吸才干。?
在泥漿泵中，液體介質(zhì)的吸入和排出進程(即容積改變進程)是替換進行的，并且活塞(柱塞)在位移進程中，其速度又在不斷的改變之中，泵的單個作業(yè)腔中的瞬時流量不只隨時刻改變并且是不接連的。在多缸泵中，假如作業(yè)腔的作業(yè)相位組織恰當，可減小排出管路中瞬時流量的脈動幅值，但不能使瞬時流量肯定安穩(wěn)，所以說流量脈動是曲柄連桿式泥漿泵的固有特征，也是一大缺陷。其流量的周期性脈動使排出壓力隨之動搖，進而導致振蕩和噪聲，對泵缸內(nèi)的零件、泵閥的運動、活塞桿及動力體系和整個排出體系造成不利影響。特別是在高壓情況下，金屬受到交變載荷容易發(fā)生疲憊損壞，使元件、外表、設備受損。文獻[1][2]標明流量脈動是泥漿泵出現(xiàn)事端的主要原因之一，鉆井事端中的40%擺布來源于泥漿泵。從文獻[3][4]可知下降壓力脈動能夠顯著的進步泵的功能，故消除或減弱體系中發(fā)生的壓力脈動，使泵作業(yè)平穩(wěn)是泥漿泵運用和規(guī)劃中提出的重要課題。?
泥漿泵上常用的用于衰減排出體系動搖的設備——空氣包，空氣包是泥漿泵液力體系的重要組成有些。它運用空氣包內(nèi)空氣的壓縮性和脹大性來儲存(或放出)比均勻流量多的(或少的)那有些液體，然后到達減小管路內(nèi)流量脈動的意圖。研究標明當空氣包與泵及管路體系具有最好匹配時，能夠最大極限地衰減管路內(nèi)液體的流量脈動，一起也最大極限地衰減由流量脈動導致的壓力脈動，進步泵的作業(yè)功能及壽命。空氣包的減振效率與空氣包的容積、預充氣壓力、進口頸管尺度、泵的布局參數(shù)等因素有關(guān)。只要恰當?shù)匾?guī)劃空氣包并恰當?shù)匮b置它，才干取得預期的減振作用。文獻[5-7]中作者對空氣包的作業(yè)機理方面作了論述，文獻[8-10]對空氣包的動力特性做了開始的討論，文獻[11][12]對空氣包的體積規(guī)劃辦法作了對比體系的描繪，文獻[13]對泥漿泵泵缸內(nèi)液體的壓力做了剖析。?
這篇文章將從泵管路體系流體動態(tài)特性下手，依據(jù)泥漿泵活塞的運動規(guī)律，推導出曲柄連桿比影響下三缸泥漿泵的瞬時流量表達式，然后樹立空氣包動力學模型，依據(jù)模型推導出空氣包后排出管路流量的表達式和空氣包體積與徑管尺度間的關(guān)系。為知道泵缸內(nèi)壓力改變規(guī)律，運用伯努利方程樹立了泵缸內(nèi)液體壓力的表達式。最終為了對理論研究進行驗證，用Matlab軟件進行了相應的仿真核算。本課題為空氣包的規(guī)劃、制造、運用供給一個可行的理論參閱，為更深化的研究打下了堅實的根底。
