钻井机械标准答案

《钻井机械》（标准答案及评分标准）一、填空题（将正确答案填在横线上，每空1111分、共21212121分）1、钻井泵主要由（动力端）和（液力端）两大部分组成，其易损件主要有（活塞）、（缸套）和（阀）。2、石油矿场使用的井架主要由（主体）、（天车台）、（天车架）、（二层台）、（立管平台）和（工作梯）组成。3、液力变矩器主要由（泵轮）、（涡轮）和（导轮）组成。4、水龙头主要由（承载系统）、（钻井液系统）和（辅助系统）三部分组成。5、转盘主要由（水平轴总成）、（转台总成）、（主、辅轴承）和（壳体）四部分组成。二、判断题（在括号内对的打√，错的打×，每题1111分，共10101010分）1、（√）更换钻井泵缸套后，安全阀必须更换相应压力的安全销。2、（√）液力偶合器只能传递扭矩，不能变矩，因此液力偶合器又称液力联轴器。3、（×）钻机的带刹车可用于双向制动。4、（×）转盘时地面旋转系统的核心设备，主要功能是转动方钻杆为钻井提供扭矩、完成上卸扣等，不需要承受井中钻柱的重量。5、（√）钻机的驱动方案有两种：机械驱动，电驱动。6、（√）钻机游动系统在静止时快绳、死绳拉力相等，起升时快绳拉力最大、速度最快，下钻时快绳拉力最小、速度最慢。7、（√）电磁涡流刹车当转速降低时，仍能保证较大的制动力矩，完全能满足低速重载下钻要求。8、（×）涡轮钻具的转速取决于动力液流量的大小，因此可方便地通过调节动力液流量来改变涡轮钻具的转速。9、（√）石油钻机用大钩，一般都是三钩，包括主钩及两吊环钩。10、（√）使用液力变矩器驱动绞车时，可明显提高钻机的起升功效。三、简答题((((共30303030分))))：1、解释钻机的名义钻井深度和最大钩载。（6分）答：名义钻井深度：在标准规定的钻井绳数下，使用114mm钻杆可钻达的最大井深。（3分）最大钩载：在标准规定的最大绳数下，下套管或进行解卡等其它特殊作业时，大钩上不允许超过的最大载荷。（3分）2、顶驱钻井法与转盘钻井法相比较，顶驱钻井法有何优点？（6分）答：（1）、降低钻井辅助时间：用立根钻进，省去了方钻杆、大鼠洞，简化了接单根时的操作，节约三分之二联接钻杆时间；（2）、可避免、减少或易于排除卡钻、埋钻、井漏、井喷等事故。提高钻井安全。（3）、特别适合钻定向井、水平井。（能倒划眼起钻）。（4）、提高取芯质量：可连续取芯27米。（5）、有理想长度的过钻短节，进一步节约辅助时间和增加施工的安全性。转盘钻井接单根时需提高钻柱9米以上，顶驱钻井系统因有过钻短节（如2米）。加接立根时钻柱只需提高3米，故节约了三分之二的提放钻柱时间、又因钻柱提离井底距离小，减少了井壁坍塌的可能性，使施工更安全。（6）、转台上无传动部件，操作更加安全，减轻工人劳动强度，增加操作安全。3、简述塔型井架的特点（6分）答；（1）井架本体是封闭的整体结构，整体稳定性好，承载能力大。（2）整个井架由单个构件用螺栓连接的可拆结构。制造简单，运输方便。（3）井架内部空间大，起下操作方便、安全。（4）拆装工作量大，高空作业不安全。4、简述钻井绞车对动力与传动的基本要求。（6分）答：1）能无级变速，以充分利用功率，速度调节范围R=5-10;2)具有短时过载能力，以克服启动动载、振动冲击和轻度卡钻；3）要求动力传动系统有良好的启动性能和灵敏可靠的控制离合装置。5、简述钻井液固控系统由哪些设备组成。（6分）答：清除钻井液中的有害固相保留有用固相的处理过程，称为固相控制。常用设备有振动筛、除砂器、除泥器、离心机、除气器等。四、问答题（15151515分）1、描述钻机的下钻过程（15分）1).加速段OC）（5分）开始下钻前要稍提钻柱，撤掉吊卡(或卡瓦)，摘开离合器，刹住钻柱。此时滚筒上作用为静悬持力矩MO。司钻将刹把抬起，完全松开刹带，整个系统在钻柱作用下以接近自由落体加速度加速。到B点开始刹车，由于制动装置即滚筒吸收了能量，随着制动力矩的增大，下落加速度逐渐减小。在此阶段中有动静MMM−=M－滚筒制动力矩；动M－下钻系统产生的动力矩。2).等速段CD（5分）在此阶段，下钻系统受到的制动力矩与钻柱静力矩相等，钻柱匀速下钻。静MM=0=惯M3).减速段DE（5分）钻柱下放至D点接近立根行程终点，司钻压住刹把减速下放，此时制动装置制动力矩大于钻柱静力矩，加速度为负值。到E点，完全刹住钻柱。动静MMM+=五、计算题（共24242424分）1、三缸单作用往复泵3NB－1300泵的缸套直径D缸＝180mm；冲程＝254mm；冲次＝140冲/分；排量系数α＝0.9；排出压力P出＝19.3MPa；泵的效率η泵＝0.85。求：（1）、泵的实际排量Q实＝？（6分）；（2）泵的输入功率Np＝？（6分）解：由题知泵的缸数i=3冲程s=254mm=0.254m冲次n=140（冲/分）排量系数α＝0.9活塞面积F=πD2/4=3.14×0.182/4=0.0254(m2)(1)Q理均＝iFsn/60＝3×0.0254×0.254×140/60=0.045(m3/s)Q实＝α×Q理均＝0.9×0.045＝0.041(m3/s)(2)泵的输出功率N＝P出×Q实×10－3＝19.3×106×0.041×10－3=781.6(KW)泵的输入功率Np＝N/η泵＝781.6/0.85＝919(KW)答：（略）2、2、已知某钻机游动系统的总重量Q游=135吨，游动系统的结构为5ⅹ6，单个滑轮的效率为0.97,滚筒第二层缠绳直径D2=728毫米，滚筒效率η筒=0.95。不考虑钻柱和井壁的磨擦及钻井液的浮力作用。求：（1）该游动系统的总效率η游。（6分）（2）稳定下钻时的制动力矩。（6分）解：（1）由题知(6分)有效绳数Z=2×5=10单个滑轮的效率η=0.97游动系统的总效率η游=η(Z+1)/2=0.85(2)稳定下钻的力矩（6分）M=Q游D2η游η筒/2Z=38.7(KNm)答：（略）