2012石油机械钻采概论试卷

中国石油大学（华东）石油钻采机械概论试题（鑫版）一·判断1.CYJ8-3-37HB型抽油机中型抽油机。（）2.ZJ32J-2Z钻机是深井钻机。（）3.三缸泵的排量不均匀度小于双缸双作用泵。（）4.快绳侧的滑轮转速要比死绳侧的滑轮转速快。（）5.井下复杂情况是指钻具连续连接，有活动能力。井下事故是钻具不连续，失去活动能力。（）6.交流电动机的固有机械特性是硬特性。（）7.盘式刹车比带刹车刹车片受力均匀，散热效果好。（）8.火成岩又名岩浆岩，是高热的岩浆冷凝后形成的岩石，呈块状，无层次，致密而坚硬，如花岗岩、玄武岩、正长石等。（）9.钻杆的通称直径指的是钻杆本体外径，以毫米或英寸表示。（）10.空气包的作用是为了消除流量不均匀和压力波动。（）二．填空1.三除一筛是除砂器，除泥器，除气器，振动筛。2.钻机典型驱动方案是单独驱动，统一驱动，分组驱动。3.带刹车平衡梁的作用是均衡左右刹带松紧程度，保证受力均匀。4.离心泵的轴封密封填料密封，橡胶组合密封，机械密封，浮动环密封，迷宫密封。5.泵的分类容积式泵（三缸泵，螺杆泵，隔膜泵）和叶片式泵（离心泵）。6.往复泵的易损件活塞，密封件，缸套，阀芯。7.钻井事故分为井下复杂情况和井下事故。8.往复泵的性能调节包括流量调节（换缸套，调节泵的冲次，减少泵的工作室，旁路调节）和并联运行。9.钻机的三大工作机组旋转设备，循环设备，起升系统设备。10.游梁式抽油机的分类常规型，前置式，异相曲柄。11.钻头的分类刮刀，牙轮，金刚石，其它用途。12.辅助刹车包括水刹车和电磁涡流刹车。13.自喷井采油的井口设备油管头，套管头，采油树。14.常见的抽油泵包括管式泵，杆式泵，套管泵。15.往复泵工作过程中的功率损失机械损失，容积损失，水力损失。三．简答题1.顶驱钻井特点。（1）立根（28m）钻进，节省2/3接单根时间。（转盘钻以单根加长钻杆，以立根钻进井架不需加高。)（2）可随时压井（任意高度需循环井液，水龙头可立即接上），减少卡钻事故。（3）实现：倒划眼起钻（钻头取不出时，边转边提）;实现：划眼下钻（钻头下不去时，边转边放）。（4）以立根钻水平井、斜井时，容易控制造斜方位。（5）钻杆上卸扣操作机械化。（6）立根钻进，提高取岩心质量。中国石油大学（华东）石油钻采机械概论试题（鑫版）2.井下动力钻具的特点。涡轮钻具具有能提供低扭矩、高转速的特性。钻进时钻杆柱是不转动的，节约了功率，磨损小，事故少，特别适用于定向井和水平井。螺杆钻具结构简单，工作可靠；能提供大扭矩、低转速的特性。电动钻具一般转速高，但寿命较短。3.普通抽油杆与连续抽油杆的特点及区别。常规抽油杆分为：C级，D级，J级，用接箍相连，具有活塞效应，长度一般为8m，需要一根一根起下。连续抽油杆具有高的弹性模数和用来抽油时所需的足够刚度，还有很大的挠性，可以绕到一个卷筒上。连续抽油杆不用接箍，可以实现连续整体起下。此外还具有重量轻，运输方便，抗腐蚀的特性，所以说连续抽油杆是比较理想的一种抽油杆。4.钻机的驱动设备及其特点。（可自己再整理优化一下）按照采用的动力设备的不同，分为机械驱动与电驱动两大类。机械驱动以柴油机为动力机；电驱动以直流或交流电动机为动力机。a.柴油机驱动特点1.不受地区限制。2.产品系列化。3.结构比较大。b.柴油机驱动特性柴油机驱动特性就是柴油机自身的特性，包括外特性、负荷特性和调速特性。1）外特性油泵齿条固定于供油量最大位置时，性能参数Ne、Me、ge、GT随n变化的规律性，即外特性。外特性是正确选择及合理使用发动机的基础。2）负荷特性定转速下油耗ge随功率Ne而变化的规律，称负荷特性。3）调速特性油门手柄固定，油泵齿条由调速器自动控制时，Ne、Me与转速n的关系，称调速特性。c.直流电动机机械特性与人为特性1）直流电动机固有机械特性直流电动机固有机械特性与励磁方式有关。并励(它励)电动机具有硬特性，串励电动机具有软特性。2）直流电动机的人为特性(调速方法)通过调节电动机转速，获得人为特性，以适应绞车、转盘的调速要求。d.交流电动机机械特性与人为特性1）交流电动机固有机械特性同步电动机具有特硬特性，异步电动机也具有硬特性。由于交流电动机固有机械特性是硬特性，不能满足钻机工作机对调速的要求。2）交流电动机的人为特性(调速方法)应用AC变频技术实现变频调速。中国石油大学（华东）石油钻采机械概论试题（鑫版）5.带刹车与盘式刹车特点的比较。带刹车的特点：1）活动端和固定端的刹车块磨损不均衡。2）刹车时滚筒轴受一弯曲力3）只能用于单向制动4）包角大，可达到270°甚至330°，其制动力矩可随包角的增大而增大。5）采用双杠杆刹车机构既省力又安全。6）机构简单紧凑，便于维修。盘式刹车的特点：1）摩擦快。2）受力均匀。3）磨损均匀。4)容易实现自动控制。5）散热快。6.离心泵轴向力的平衡方法及其密封。轴向力的平衡。1）利用叶轮的对称性：对称布置和双吸叶轮平衡轴向力。2）改造叶轮结构平衡轴向力平衡孔法，平衡管法，平衡叶片法。3）安装专用的平衡装置。离心泵的密封1）叶轮密封2）轴封结构离心泵常用的轴封结构有：填料密封、有骨架的橡胶密封、机械密封和浮动密封等。四．计算（详细解题过程另附一张纸上）1.计算ZJ32钻机静车，起升，下放工况下的快绳拉力。其中用到的参数有：η=0.97，Z=8，g=9.8m/s，游车重量rG=80KN,q钻柱=36kg/m.中国石油大学（华东）石油钻采机械概论试题（鑫版）图5-1游动系统的运动和钢绳拉力在图5-1中，设Qt、ηt为起升时游动系统的起重量和效率，Q′t、η′t为下钻时游动系统的起重量和效率，Pf、Pd为快绳和死绳拉力，P1、……、PZ为游绳的拉力。(1)当大钩静止悬重时，各段游绳拉力相等。即：Pf=P1=…=PdPf=Qt/Z游钩GQQtiiiiiqLqLqLqLFqLQ85.0)1(钢液液钢浮钩(2)当起升时，由于滑轮轴承的摩擦阻力和通过滑轮时的弯曲阻力，使各绳拉力发生变化，即：PfP1P2……PZ-1PZiiiiiiqLKqLfqLfqLqLFFqLQ)1)(1()1(摩钢液钢液摩液钢摩浮钩K-起钻静载修正系数,近似取1。设η为一个绳轮的效率，则：Pf=P1η=P2η2=……=PZηZ因：Qt=P1+P2+……+PZ所以：Qt=Pf(η+η2+……+ηZ)上式括号内为等比级数和，又可写为：Qt=Pfη(1-ηZ)/(1-η)由于：ttfZQP1所以起升时的游动系统效率为：)1()1(zzt可见游动系统的效率主要取决于游动系统有效绳数Z，Z愈多，ηt愈低，其次与单轮效率η有关，η的大小则取决于滑轮轴承类型和纲丝绳特性。当装滚动轴承、较大的滑轮和用较软的钢绳时η=0.98，当装滚动轴承用较硬的钢绳时η=0.96～0.97，当装滑动轴承和绳轮较小时η=0.95。(3)当下钻时，情况与起钻时相反，即：PfP1……PZ-1PZiiiiiiqLqLKfqLfqLqLFFqLQ7.0)1)(1()1(摩钢液钢液摩液钢摩浮钩K-下钻静载修正系数,近似取0.7。Q′t=P1+P2+……PZ=Pf（1/η+1/η2+……+1/ηZ）中国石油大学（华东）石油钻采机械概论试题（鑫版）)1(1zzftPQ由于ttzQP所以下放时的游动系统效率：zztz1)1(通过以上对游动系统的钢丝绳拉力和效率的分析可见：在起钻和下钻时各游绳的拉力是不同的，其中起钻时快绳拉力Pf为最大，设计时应以Pf为绞车的基本参数，并作为选用纲绳的依据。ηt和η′t虽然公式不一样，但当Z相同时它们的值非常接近，因此取：ηt≈η′t也可以保证足够的准确度。将起升和下放时的效率公式相乘，得：ηtη′t=ηZ+121zt一般取η=0.97。