石油钻采机械习题集gbfq.docx
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1、目 录录第一章钻钻机绪论论1第一节钻钻机概述述1第二节钻钻机的基基本参数数1第二章起起下钻工工作和游游动系统统4第一节起起下钻操操作和游游动系统统工作分分析5第三章钻钻井井架架与钻井井绞车110第一节井井架概述述10第二节井井架承载载分析110第三节钻钻机绞车车概述115第四节典典型绞车车的结构构18第五节刹刹车机构构的分析析计算118第四章旋旋转系统统设备119第一节转转盘与水水龙头119第二节钻钻具233第五章钻钻井井口口起下钻钻操作设设备244第六章钻钻井的控控制系统统24第七章井井口操作作机械化化习题226第八章钻钻机的动动力与传传动系统统30第一章 钻机机绪论第一节 钻机概概述1.
2、石油工程程钻井目目的?2. 与一般通通用机械械比,钻钻机有哪哪些特点点?3. 钻井工艺艺对钻机机的要求求?4. 钻机的组组成?5. 钻机的工工作机是是哪些?各包括括哪些设设备?6. 钻机的分分类方法法?7. 单独驱动动、统一一驱动、分分组驱动动的方式式及总功功率表达达式?8. 钻井方法法有哪些些?9. 井身结构构的定义义10. 钻机的类类型有哪哪些?11. 试描述全全井钻进进过程?12. 完井方法法有哪些些?13. 钻机三大大工作机机组载荷荷特性如如何?第二节 钻机机的基本本参数1. 何为钻机机的基本本参数?研究基基本参数数的意义义是什么么?2. 钻机的主主参数有有哪些?3. 井深结构构与技术
3、术措施,与与基本参参数有何何关系?4. 为什么要要搞钻机机系列化化?如何何制定钻钻机系列列?5. 最大井深深定义是是什么?最大井井深的系系列是如如何确定定的?6. 最大起重重量;额额定起重重量泵压压的基本本概念?7. 、 、有有何不同同?何为为功率储储备系数数?8. 钻机设备备总功率率设计计计算方案案有哪几种?各有何何优缺点点?9. 起升系统统参数有有哪些?10. 有效工作作绳数的的意义是是什么?11. 旋转系统统参数有有哪些?12. 循环系统统参数有有哪些?13. 游动系统统结构为为45,其其有效工工作绳数数为多少少?14. 钻井泵的的压力和和哪些压压力损失失有关?15. 我国钻机机型号的的
4、表示方方法及各各符号的的意义?16. ZJ455代表的的意义是是什么?17. 试论述国国内外钻钻井机械械的发展展现状和和趋势。18. 两台钻井井泵从同同一泥浆浆池吸入入泥浆,在在钻井过过程中,量量泵上的的泵压表表应如何何显示?当突然然停掉一一个泵,则则另一个个泵压是是上升还还是下降降?为什什么?19. 在钻井过过程中,为为什么要要换缸套套?如采采用变速速方式来来代替换换缸套方方式行不不行?为为什么?20. 某一钻机机在钻井井过程使使用钻头头为,钻钻杆为,钻钻井液密密度为113000,求泵泵的最大大排量和和最小排排量?21. 井深为440000m,钻钻杆为,为3114,游游动系统统结构为为56,
5、为998kNN,求()?若起起升速度度=0.25,求求其起升升功率?(大钩钩功率)?若功率率储备系系数为11.3,求求起升系系统发动动机应配配备功率率?起升升时快绳绳拉力。22. 立根长为为27mm,井架架高度为为多少?最高起起升速度度为多少少?23. 试计算钻钻机(参参考图见见下页)的的绞车的的传动效效率(即即两台柴柴油机并并车的平平均功率率),设设起升操操作时有有效绳数数为根,单单滑轮的的平均效效率为,试试求游动动系统和和柴油机机到大钩钩的传动动效率。【】24. 钻机的绞绞车传动动方案如如图所示示。柴油油机额定定转数=12000转/分。滚滚筒平均均直径。试试求滚筒筒的m挡挡速度和和相应的的
6、大钩起起升速度度,如该该钻机的的额定钻钻柱重量量=1660吨,。试确定绞车的输入功率和柴油机要配备的功率。【】钻机的绞车传动方案示意图25. 钻机设备备3HBB9000泵两台台,每台台输入功功率为9900马马力。最最大泵压压。如泵泵本身效效率为00.755,试确确定在下下的单泵泵的相应应排量。()26. 欲产生5550吨吨的机械械传动钻钻机。有有两台BB2-3300柴柴油机驱驱动。其其持续功功率为22402=4480马马力。钻钻井时采采用5”无细扣扣钻杆。壁壁厚,。用7”钻铤。内内径,水水龙头、方方钻杆共共重1吨吨,试确确定: 1) 钻井深度度=?2) 大钩最大大载荷=?3) 游动系统统最大结
7、结构?4) 立根长度度和井架架高低;5) 快绳拉力力;6) 钢丝绳直直径;7) 大钩最低低起升速速度,和;8) 大钩最大大起升速速度。27. 参考大庆庆I1300钻机传传动系统统图【实实习教材材】,试试计算,号柴油油机并车车时及,号柴油油机并车车时的【游游系结构构为56】。并并计算号柴油油机驱动动转盘时时的。28. 参考F33203DHH传动系系统图(实实习教材材),计计算该钻钻机的(两两台柴油油机并车车。游系系56)。29. 某探井需需要打224000米深,而而当时有有ZJ-20钻钻机,这这口井能能打吗?应采取取什么措措施也能能保证合合理钻进进?第二章 起下下钻工作作和游动动系统1. 游动系
8、统统的作用用是什么么?第一节 起下下钻操作作和游动动系统工工作分析析1. 钻井时起起下钻操操作包括括哪些工工作?2. 起升立根根的时间间由哪些些时间构构成?3. 大钩起升升功率利利用率是是什么?4. 影响起升升系统发发动机功功率利用用率的因因素有哪哪些?5. 天车的组组成,游游车的组组成。6. 大钩的功功用是什什么?7. 钻机工艺艺对大钩钩的要求求是什么么?8. DG21300型大钩钩的结构构组成?9. 在起升或或下钻过过程中游游动系统统中钢丝丝绳与滑滑轮的运运动规律律如何?对设计计和使用用有何启启示?10. 在大钩起起升、下下放、静静悬时快快绳拉力力有何不不同?何何时最大大?11. 起升一个
9、个立根过过程中,起起升速度度和力矩矩变化的的规律如如何?它它们对设设计绞车车和起升升操作有有何指导导意义?12. 起升载荷荷的大小小,起升升加速时时间的长长短,滚滚筒离合合器的磨磨损都和和哪些因素素有关?13. 何谓起升升动载系系数,它它和动率率储备系系数有何何不同?14. 研究挂离离合器的的摩擦功功,对设设计和使使用钻机机有何启启示?15. 钻机曲线线是怎样样做出来来的?它它有哪些用途途,钻机机曲线的的包容面面积的意意义是什什么?16. 起升功率率利用率率与发动动机功率率利用率率有何不不同?它它们的高高低都意意味着什什么?KK挡时可可能达到到的功率率利用率率是多少少?17. 柴油机直直接驱动
10、动时,加加法结构构传动一一次起钻钻和多次次起钻时时中间挡挡速如何何分配?18. 下放一根根立根过过程中,力力矩和速速度的变变化规律律怎样?19. 用水刹车车可实现现均速下下钻的原原理是什什么?水水刹车一一定要装装滚筒轴轴上吗?20. 试分析游游动系统统滑轮的的运动速速度?21. 试推导游游动系统统钢绳拉拉力的计计算式?22. 试推导游游动系统统的效率率计算式式?23. 游动系统统结构为为56,其其有效工工作绳数数为多少少?24. 游动系统统结构为为45,单单轮效率率为0.96,求求游动系系统的效效率?25. 在钻井过过程中,用用一挡起起升,其其起升速速度为00.255,起升升重量为为13000
11、kNN,求其其起升功功率?26. 在钻井过过程中,用用一挡起起升,其其起升速速度为00.155,起升升功率为为5000kW,求求其起升升重量?27. 试推导各各挡起升立立根数的的计算式式?28. 根据起升升各挡起起升立根根数,推推导机动动起升时时间的计计算公式式?29. 大钩起升升速度为为,若游动系系统结构构为56,则则快绳的的速度是是多少?与快绳绳连接的的滑轮轴轴速是多多少?30. 井深30000mm,钻杆,游游动系统统结构为为56,为1118kkN,游游动系统统一个轮轮绳的效效率为00.988,求快快绳拉力力?31. 游动系统统结构为为67,单单个轮绳绳效率为为0.998,游游动系统统效率
12、为为多少?32. 用大庆II-1330型钻钻机,绞绞车车身身效率为为0.99,立根根长=25mm,钻杆,钻钻杆=3382,当当用56游动系系统起升升时,=0.99,=0.225 mm/s,=0.44 m/s,=0.77 m/s,=1.44m/ss,试确确定绞车车输入功功率和各各挡所起起立根数数?33. 求上题的的机动起起升时间间1) 用柴油机机直接驱驱动?2) 柴油机激激励变矩矩驱动?34. 某钻机型型号为ZZJ455,钻杆杆为,=3114,钻钻铤1000m,=16607,最最大井深深时采用用67结构构起升,=147kN,绞车速度为=0.25 m/s,=0.5 m/s,=0.75 m/s,=1
13、m/s,试求:1) 绞车的输输入功率率2) 各挡所起起立根数数3) 机动起升升时间?35.图为游系系结构=2m/ss,试求求:,如滚滚筒直径径:=6000mm,求求滚筒转转数=?36. 如图所示示:发动动机至滚滚筒轴的的传动比比=144主动部部分=1000kg- 滚滚筒=4700kg-,主主动部分分传动效效率=00.955,游系系结构为为45,=440T,滚滚筒=4000mm,00c的加加速度时时间为22秒,若若不顾及及其它传传动部件件传动惯惯量的影影响,试试计算:1) 从动部分分的惯性性矩。(8821kkg-)2) 主动部分分的惯性性矩。(226100kg-)3) 驱动滚筒筒发动机机最小力力
14、矩。(3383kkg-)37. 用一辆绞绞车提升升钻柱,大大钩低挡挡速度=0.55m/ss,起升升加速时时间为110秒,大大钩高挡挡速度为为1.55 m/s,起起升加速速时间为为5秒。如如起升立立根长为为27米米,减速速段时间间很短,忽忽略不计计,试计计算两个个挡分别别的速度度系数,两挡起起一个立立根的时时间各需需多少?38. 已知某钻钻机起升升柴油机机为89902马力力,发动动机至大大钩的总总效率为为0.5556,游游系结构构为56,若若大钩各各挡起升升速度和和功率贮贮备系数数分别为为:=00.5,=0.73,=1.14,=2.3m/s,=1.1,=1.3,=1.6,=1.8,游系部件重为1
15、0T,本钻机采用钻杆,=32,100米钻铤,=164,试计算:1) 大钩各挡挡实际起起重量;(12275,6677,3317,88T)2) 可钻井及及所需立立根数;(=3350mm,=1140根根)3) 各挡实际际起立根根数。(772,447,221,00)39. 大庆I-1300钻机大大钩的额额定起重重量=1130TT,各挡挡起升速速度=00.255,=00.4,=0.7,=1.4m/s,游系固定重量,大钩1.5T,游车2.2T,10根钢丝悬重1.2T,吊环、吊卡重0.5T,=1.1,=35,钻铤100m,=164,立根长=27m,绞车本身效率为0.93,单滑轮效率为0.98。试确定:1)
16、最大井深深和总立立根数;(33346米米,1224根)2) 各挡起重重量;(1136TT,855T,448.66T,2243TT)3) 各挡自起起立根数数;(554,339,226,66)4) 从最大井井深用44个挡一一次起钻钻所用机机动起升升时间;(3时时10分分)5) 从最大井井深用33个挡一一次起钻钻用机动动起升时时间;(不不用起升升3时113分)6) 在最大井井深时的的快绳拉拉力;(115T)7) 绞车输入入功率。(5560HHP)40. 已知4LLD-1150DD钻机(游游系起重重量为1164吨吨)。起起升柴油油机的功功率为333500HP,功功率贮备备系数=1.11,=00.588
17、,立根根长=27mm,用钻杆杆(q39),当当用56时,=0.2254,=0.378,=0.555,=0.88,=1.315,=1.930 m/s,并知吊环吊卡重半吨,大钩重1.48T,滑车重4.11T,100m钻铤=164,试计算:1) 各挡起重重量;(1163.5,1110,7746,446.99,311.6,221.55T)2) 各挡自起起立根;(511,533,266,155,100,2)3) 用5个挡挡机动起起升时间间;(33时144分,224秒)41. ZJ1330钻机机游系起起重量=1355T,配配备起重重柴油机机功率为为26003HPP,各挡挡功率贮贮备系数数均取为为1.11,
18、=00.588,立根根长l=27mm,用钻杆杆2000m,(=339)其其余用,钻钻杆(=32)游游系结构构为56各挡挡大钩起起升速度度分别为为=0.2266,=00.3662,=0.6628,=1.26 m/s,大钩重1.5T,游系重2.2T,钢绳重1.2T,吊环吊卡重0.5T,178mm钻铤100m,=164,试计算:1) 各挡理论论起重量量;(1135,885,449,224,55T)2) 各挡理论论自起立立根数;(499,366,288,6)3) 只用三个个挡起钻钻的时间间。(33小时220分)42. 油田田的综合合钻井资资料如下下,试根根据之绘绘出实际际与理论论钻井曲曲线及函函数式(
19、立立根长ll=244m)13579111317192123162772006622155240002616627366285662952230000304883269943. 大庆I-1300钻机游游系有效效绳数为为10根根,滚筒筒直径6650mmm,钢钢绳直径径为288mm,刹车鼓鼓直径为为11880mmm,=7288mm,滚滚筒效率率为0.97,其其他参数数参考三三题,试试确定:1) 最大钩载载(额定定钻柱重重量11130TT时,滚滚筒轴的的静力矩矩30112kgg-m)2) 上述条件件下刹车车鼓上可可能的最最大制动动力和制制动力矩矩。(110200kg,660244 kgg-m)44.
20、设ZJ445J钻钻机绞车车平均直直径=81000mmm,滚筒筒效率为为0.997,游游动系数数效率为为0.885,绞绞车配用用12000mmm水刹车车,其特特性为=1.1185(? 88),当当水刹车车满水时时=12000mmm,=5000mm,当当钩载为为1600吨时水水刹车满满水下钻钻,试求求此时的的平均下下钻速度度为多少少?欲加加速下钻钻速=2m/ss,则应应调为多多少?第三章钻钻井井架架与钻井井绞车第一节 井架架概述1. 井架的功功用是什什么?2. 井架有哪哪些部件件组成?3. 井架的使使用要求求有哪些些?4. 井架的结结构类型型有哪些些?其主主要特征征是什么么?5. 井架的基基本参数
21、数有哪些些?如何何确定井井架的基基本参数数?6. 井架型号号如何表表示,其其各符号号的意义义是什么么?7. 钻井工艺艺对经济济上有哪哪些基本本要求?8. “钻井越越深,井井架越高高”,这话话对吗?9. 油田经常常使用的的有哪几几种井架架,各有有什么优优缺点?第二节 井架承承载分析析1. 怎样合理理地确定定设计井井架的载载荷组合合?2. 井架静强强度分析析,通常常有几种种力学简简化模型型?各有有什么方方法?3. 如何确定定平面桁桁架、空空间桁架架、平面面钢架、空空间钢架架的几何何稳定性性?4. 井架杆件件稳定性性与井架架总体稳稳定性有有什么不不同?5. 试分析空空腹组合合杆的临临界力比比相同截截
22、面的实实心杆小小的原因因。6. 确定井架架支座,简简化形式式,需要要考虑哪哪些因素素?确定定为固定定支座、连连杆支座座、弹性性支座、铰铰支座都都需考虑虑哪些因因素?7. 井架承受受的基本本载荷有有哪些?8. 井架的设设计步骤骤有哪些些?9. ZJ322钻机,用用钻杆钻钻井,=3144,钻铤铤1000m,=16607,最最大井深深时采用用56结构构起升,单个轮绳效率为0.98,=118kN,=1.3,=0.7,求起下钻时和?10. 有一井架架型号为为JJ900/399K,其其自重为为3.66kN,天天车重22 kN,求求上题的的井架最最大垂直直载荷()。11. 某井架型型号为JJJ900/399
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