石油钻井机械复习题

石油机械试题一、填空（20分）1、钻机的三大工作机是指（绞车）、（转盘）、（钻井泵）。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、起升系统是钻机的核心，由井架、（绞车）、（天车）、（游车）、大钩等设备组成部分。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（10分）（√）1、具有起下钻具的能力、旋转钻进的能力、清洗井底的能力是旋转钻井法对钻井机械设备应具备的三方面基本能力的要求。（×）2、对井架的工作高度与空间的要求是工作高度井架内部空间狭窄，不影响司钻的视野，并相应的减少了钻台的工作面积，这些都不会影响起下钻操作的速度和安全。（×）3、钻井液循环系统主要石油钻机底座、机泵底座及主要辅助设备底座等组成。（√）4、大绳压扁或折痕严重时应更换新的。（√）5、绞车必须具有足够大的功率，有提升最重钻柱和解卡能力三、名词解释（15分）1、旋转钻进法利用钻头旋转破碎岩石，形成井身；利用钻杆柱将钻头送到井底；利用大钩、游车、天车、绞车起下钻杆柱；利用转盘或顶部驱动装置带动钻头、钻柱旋转；利用钻井泵输送高压钻井液，带出井底岩屑。2、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、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。4、往复泵的流量单位时间内泵排出液体的量称为往复泵的流量5、泵压：泵排出口处的液体压力。四、简答题（20分）1、钻井工艺对钻机有哪些要求？答：（1）起下钻具的能力；为了起下钻具及处理井下事故等，要有一定的起重能力和起升速度。由钻机的起升系统承担。（2）旋转钻进的能力；为了带动钻具、钻头旋转钻井等，要有一定的转矩和转速。由钻机的旋转系统承担。（3）清洗井底的能力；为了正常钻进、冲洗井底及携带岩屑等，循环钻井液要有一定的压力和排量。由钻机的循环系统承担。2、三缸单作用泵哪些缺点？答：⑴由于三缸单作用泵的冲次高，使得活塞线速高（活塞平均线速度大45m/min,比双缸泵高70%），降低了泵的自吸能力，容易产生吸入汽蚀现象，所以往往采用灌注泵，这样便增加了附属设备。⑵由于单作用泵活塞的后端外露，切外露圆周比双作用泵活塞杆密封圆周大得多，在自吸条件下，当处于吸入过程时，液缸内压力降低，假如缸套和活塞配合之处松弛，外部空气有可能进入液缸，从而导致泵工作不平稳，降低容积效率。3、根据钻井工艺的要求和钻井场所的特殊性，钻机应具备什么特点？答：（1）为了完成钻进与起下钻等钻井作业，钻机必须是一套大功率的重型联合工作机组。（2）钻井作业是不连续的。（3）钻机的工作场所与一般机器不同。4、说出天车的组成及结构特点？答：天车主要由天车架、滑轮组和辅助滑轮等零部件组成。结构特点：滑轮轴共轴线，且各滑轮相互平行；滑轮轴线平行，快绳滑轮在另一根轴线；滑轮轴不共轴线，且快绳滑轮偏斜。五、计算题三缸单作用往复泵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＝？（2）泵的输入功率Np＝？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)解：（1）由题知有效绳数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)六、综合题（20分）1、绞车的功用1）提供几种不同的起升速度和起重量，满足起下钻具和下套管的需要。2）悬挂静止的钻具，在钻进过程中送进钻柱、钻头，控制钻压。3）利用绞车的猫头机构紧、卸钻具丝扣和起吊管子与重物。4)作为转盘的变速机构和中间传动机构。5)对于自升式井架钻机，用来起放井架。6)当绞车带捞砂滚筒时，绞车还担负着提取岩心筒、试油等项工作。7)安装钻台设备，完成其它辅助工作。2、钻井工艺对水龙头的要求什么？答：（1）水龙头主轴承应具有足够的强度和寿命，其承载力应不小于钻机的最大钩载。（2）有可靠的高压钻井液密封系统，寿命长，拆卸迅速、方便。能自动补偿工作中密封件的磨损。（3）上端与水龙带连接处能适合水龙带在钻进过程中伸缩弯曲。（4）各承载件要有足够的强度和刚度，并且要求连接可靠，能承受高压。