石油机械钻采概论试卷

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。

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。

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G=80KN, q钻柱=36kg/m.r图5-1游动系统的运动和钢绳拉力在图5-1中，设Q t 、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，P f 、P d 为快绳和死绳拉力，P 1、……、P Z 为游绳的拉力。

(1) 当大钩静止悬重时，各段游绳拉力相等。

即：P f =P 1=…=P dP f =Q t /Z游钩G Q Q t +=ii ii i qL qL qL qL F qL Q 85.0)1(≈-=-=-=钢液液钢浮钩γγγγ(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：P f >P 1>P 2>……>P Z-1>P Ziii ii i qL KqLf qL f qL qL F F qL Q ≈≈+-=-+-=+-=)1)(1()1(摩钢液钢液摩液钢摩浮钩γγγγγγK-起钻静载修正系数,近似取1。

设η为一个绳轮的效率，则： P f =P 1η=P 2η2=……=P Z ηZ 因：Q t =P 1+P 2+……+P Z所以：Q t =P f (η+η2+……+ηZ )上式括号内为等比级数和，又可写为： Q t =P f η(1-ηZ )/(1-η) 由于：tt f Z Q P η1=所以起升时的游动系统效率为：)1()1(ηηηη--=z zt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： P f <P 1<……<P Z-1<P Zii i ii i qL qL K f qL f qL qL F F qL Q 7.0)1)(1()1(≈'≈--=-+-=--=摩钢液钢液摩液钢摩浮钩γγγγγγK '-下钻静载修正系数,近似取0.7。

Q ′t =P 1+P 2+……P Z =P f （1/η+1/η2+……+1/ηZ）)1(1ηηη--='zzft P Q由于t t zQ Pη''=所以下放时的游动系统效率：z zt z ηηηη--='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P f 为最大，设计时应以P f 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： ηt η′t =ηZ+121+=z t ηη一般取η=0.97。