石油钻采机械习题集

目录第一章钻机绪论........................................................................................................1第一节钻机概述.................................................................................................1第二节钻机的基本参数.....................................................................................1第二章起下钻工作和游动系统................................................................................4第一节起下钻操作和游动系统工作分析.........................................................4第三章钻井井架与钻井绞车....................................................................................9第一节井架概述.................................................................................................9第二节井架承载分析.........................................................................................9第三节钻机绞车概述.......................................................................................15第四节典型绞车的结构...................................................................................18第五节刹车机构的分析计算...........................................................................18第四章旋转系统设备..............................................................................................19第一节转盘与水龙头.......................................................................................19第二节钻具.......................................................................................................23第五章钻井井口起下钻操作设备..........................................................................23第六章钻井的控制系统..........................................................................................23第七章井口操作机械化习题..................................................................................25第八章钻机的动力与传动系统..............................................................................301第一章钻机绪论第一节钻机概述1.石油工程钻井目的？2.与一般通用机械比，钻机有哪些特点？3.钻井工艺对钻机的要求？4.钻机的组成？5.钻机的工作机是哪些？各包括哪些设备？6.钻机的分类方法？7.单独驱动、统一驱动、分组驱动的方式及总功率表达式？8.钻井方法有哪些？9.井身结构的定义10.钻机的类型有哪些？11.试描述全井钻进过程？12.完井方法有哪些？13.钻机三大工作机组载荷特性如何？第二节钻机的基本参数1.何为钻机的基本参数？研究基本参数的意义是什么？2.钻机的主参数有哪些？3.井深结构与技术措施，与基本参数有何关系？4.为什么要搞钻机系列化？如何制定钻机系列？5.最大井深定义是什么？最大井深的系列是如何确定的？6.最大起重量maxQ；额定起重量Q柱泵压P泵的基本概念？7.N钩、N绞、N发起有何不同？何为功率储备系数？8.钻机设备总功率设计计算方案有哪几种？各有何优缺点？9.起升系统参数有哪些？10.有效工作绳数的意义是什么？211.旋转系统参数有哪些？12.循环系统参数有哪些？13.游动系统结构为4×5，其有效工作绳数为多少？14.钻井泵的压力和哪些压力损失有关？15.我国钻机型号的表示方法及各符号的意义？16.ZJ45代表的意义是什么？17.试论述国内外钻井机械的发展现状和趋势。18.两台钻井泵从同一泥浆池吸入泥浆，在钻井过程中，量泵上的泵压表应如何显示？当突然停掉一个泵，则另一个泵压是上升还是下降？为什么？19.在钻井过程中，为什么要换缸套？如采用变速方式来代替换缸套方式行不行？为什么？20.某一钻机在钻井过程使用钻头为8''，钻杆为1/25''，钻井液密度为13003kg/m，求泵的最大排量和最小排量？21.井深为4000m，钻杆为5''，q柱为314/mN，游动系统结构为5×6，G游为98kN，求Q游（Q1）？若起升速度1v=0.25，求其起升功率W？（大钩功率）？若功率储备系数为1.3，求起升系统发动机应配备功率N发起？起升时快绳拉力P快。22.立根长为27m，井架高度为多少？最高起升速度为多少？23.试计算ZJ45J钻机（参考图见下页）的绞车的传动效率（即两台柴油机并车的平均功率），设起升操作时有效绳数为10Z根，单滑轮的平均效率为0.87，试求游动系统和柴油机到大钩的传动效率。【0.8640.581游发钩，】24.ZJ45J钻机的绞车传动方案如图所示。柴油机额定转数n=1200转/分。滚筒平均直径8100mmD平。试求滚筒的m挡速度和相应的大钩起升速度v，如该钻机的额定钻柱重量Q柱=160吨，10G游吨，1.1NK。试确定绞车的输入功率和柴油机要配备的功率。【111m0.47m/s=1810HP200HPnrpvvNNⅢⅢ绞绞发。。。】325.ZJ45J钻机设备3HB—900泵两台，每台输入功率为900马力。最大泵压2max315kg/cmP。如泵本身效率为0.75，试确定在maxP下的单泵的相应排量。（max16l/minQ单）26.欲产生Q柱550吨的机械传动钻机。有两台B2-300柴油机驱动。1300nrpm柴。其持续功率为240×2=480马力。钻井时采用5”无细扣钻杆。壁厚=9.19mm，=31.3kg/mq。用7”钻铤。内径75mmd内，水龙头、方钻杆共重1吨，试确定：1)钻井深度maxL=?2)大钩最大载荷maxQ=？3)游动系统最大结构？ZJ45J钻机的绞车传动方案示意图44)立根长度和井架高低；5)快绳拉力；6)钢丝绳直径；7)大钩最低起升速度v，N绞和N发起；8)大钩最大起升速度kv。27.参考大庆I—130钻机传动系统图【实习教材38P】，试计算Ⅰ，Ⅱ号柴油机并车时发钩及Ⅰ，Ⅲ号柴油机并车时的发钩【游系结构为5×6】。并计算Ⅰ号柴油机驱动转盘时的发盘。28.参考F320—3DH传动系统图（实习教材58P），计算该钻机的发钩（两台柴油机并车。游系5×6）。29.某探井需要打2400米深，而当时有ZJ-20钻机，这口井能打吗？应采取什么措施也能保证合理钻进？第二章起下钻工作和游动系统1.游动系统的作用是什么？第一节起下钻操作和游动系统工作分析1.钻井时起下钻操作包括哪些工作？2.起升立根的时间由哪些时间构成？3.大钩起升功率利用率是什么？4.影响起升系统发动机功率利用率的因素有哪些？5.天车的组成，游车的组成。6.大钩的功用是什么？7.钻机工艺对大钩的要求是什么？8.DG2—130型大钩的结构组成？9.在起升或下钻过程中游动系统中钢丝绳与滑轮的运动规律如何？对设计和使用有何启示？10.在大钩起升、下放、静悬时快绳拉力有何不同？何时最大？511.起升一个立根过程中，起升速度和力矩变化的规律如何？它们对设计绞车和起升操作有何指导意义？12.起升载荷的大小，起升加速时间的长短，滚筒离合器的磨损都和哪些因素有关？13.何谓起升动载系数，它和动率储备系数有何不同？14.研究挂离合器的摩擦功，对设计和使用钻机有何启示？15.钻机曲线是怎样做出来的？它有哪些用途，钻机曲线的包容面积的意义是什么？16.起升功率利用率与发动机功率利用率有何不同？它们的高低都意味着什么？K挡时可能达到的功率利用率是多少？17.柴油机直接驱动时，加法结构传动一次起钻和多次起钻时中间挡速如何分配？18.下放一根立根过程中，力矩和速度的变化规律怎样？19.用水刹车可实现均速下钻的原理是什么？水刹车一定要装滚筒轴上吗？20.试分析游动系统滑轮的运动速度？21.试推导游动系统钢绳拉力的计算式？22.试推导游动系统的效率计算式？23.游动系统结构为5×6，其有效工作绳数为多少？24.游动系统结构为4×5，单轮效率为0.96，求游动系统的效率游？25.在钻井过程中，用一挡起升，其起升速度为0.25，起升重量为1300kN，求其起升功率？26.在钻井过程中，用一挡起升，其起升速度为0.15，起升功率为500kW，求其起升重量？27.试推导各挡起升立根数的计算式？28.根据起升各挡起升立根数，推导机动起升时间的计算公式？29.大钩起升速度为v，若游动系统结构为5×6，则快绳的速度是多少？与快绳连接的滑轮轴速是多少？30.井深3000m，5''钻杆，游动系统结构为5×6，G游为118kN，游动系统一个轮绳的效率为0.98，求快绳拉力P快？631.游动系统结构为6×7，单个轮绳效率为0.98，游动系统效率为多少？32.用大庆I-130型钻机，绞车车身效率为0.9，立根长l=25m，1/25''钻杆，钻杆q=382/mN，当用5×6游动系统起升时，游=0.9，1v=0.25m/s，2v=0.4m/s，3v=0.7m/s，4v=1.4m/s，试确定绞车输入功率和各挡所起立根数？33.求上题的机动起升时间1)用柴油机直接驱动？2)柴油机激励变矩驱动？34.某钻机型号为ZJ45，钻杆为5''，q柱=314/mN，钻铤100m，q挺=1607/mN，最大井深时采用6×7结构起升，G游=147kN，绞车速度为1v=0.25m/s，2v=0.5m/s，3v=0.75m/s，4v=1m/s，试求：1)绞车的输入功率2)各挡所起立根数3)机动起升时间？35.图为游系结构v钩=2m/s,试求：?vv轮轮6，?vv绳快，如滚筒直径：D平=600mm，求滚筒转数n筒=？36.如图所示：发动机至滚筒轴的传动比nn发滚=14主动部分2GD=100kg-㎡滚筒2GD=470kg-㎡，主动部分传动效率转=0.95，游系结构为4×5，Q游=40T，滚筒2D=400mm，0~ωc的加速度时间为2秒，若不顾及其它传动部件传动惯量的影响，试计算：71)从动部分的惯性矩。（821kg-㎡）2)主动部分的惯性矩。（2610kg-㎡）3)驱动滚筒发动机