钻井机械综合版.doc

钻井机械综合版一、填空题 1、顶驱钻井装置主要由（水龙头钻井马达总成）、（ 导向滑车总成 ）、（ 钻井上卸扣装置 ）三大部分组成。2、石油矿场使用的井架主要有（A形井架）、（塔形井架）、（前开口井架）和（桅形井架）四种结构类型。3、盘式刹车主要由（刹车盘 ）、（刹车钳 ）和（ 液压系统 ）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、往复泵基本工作性能参数有（流量）、（泵压）、（泵的功率和效率）和（泵速）。6.、井场常用的钻井固控设备有（振动筛）、（除砂器）、（除泥器）、（除气器）和（离心机）。7、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）。8、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。9、液力变矩器主要由（ 泵轮）、（ 涡轮）和（ 导轮）组成。10、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、简答题：1、三缸单作用往复泵的优缺点。（6分）答：优点：1）三缸泵的缸径小，冲程短，冲次高，在功率相同的条件下，体积小，重量轻。2）缸套在液缸外部用夹持器固定。活塞杆与介杆也用夹持器固定，因而拆装方便，无活塞杆密封，有利于快速维修和延长活塞杆寿命。3）活塞单面工作，可以从后部喷进冷却液，对缸套和活塞进行冲洗和润滑，有利于延长缸套和活塞的使用寿命。 4）流量均匀，压力波动较小。 缺点：由于泵的冲次提高，导致自吸能力降低，通常情况下应配备灌注系统。2、钻井绞车的功用。（6分） 答：（1）用以起下钻具，下套管；（2）借助猫头上、卸钻具丝扣，起吊重物及进行其他辅助工作；（3）钻进过程中控制钻压，送进钻具；（4）作为转盘的变速机构或中间传动机构；（5）整体起放井架。3、简述前开口井架的结构特征。（6分）答：（1）整个井架主体是35段焊接结构组成，段间采用锥销定位和螺栓连接。（2）通常采用水平拆装，整体起落和分段运输的办法搬迁井架。搬迁方便、安全、迅速。（3）受运输尺寸限制，井架主体截面尺寸较小，使井架内部空间比较狭窄。（4）井架各段两侧桁架结构形式相同，背扇钢采用特殊腹杆布置形式，以保证司钻视野良好。4、螺杆钻具的优缺点。（6分）答：优点：（1）转速与泥浆排量成正比，而与扭矩无关，可通过调节泥浆排量获得钻头所需的低转速，具有低速大扭矩的硬特性；过载能力强，操作方便，这是涡轮钻具所部具备的。（2）螺杆钻具的转矩随钻压变化，而转矩的变化又反映在钻井液的压力降变化上，故从泵压表上即可知道转矩的变化。 （3）结构简单，钻具较短，维修方便缺点：需定排量工作，有横向振动；对油基钻井液敏感，不适应在高密度钻井液中工作；橡胶定子耐高温性差，不宜于深井作业5、 简述水力旋流器的作用和优点。（6分）答：（1）作用：主要用于两种互不相容流体介质的液液分离和气液分离 （2）优点：水力旋流器有多种功能，可根据应用的需要在不同场合应用。水力旋流器的结构十分简单，内部没有运动部件。占地面积小，安装方便，运行费用低。水力旋流器使用方便、灵活，可以单台使用，也可并联使用增大处理量。又可以串联用，增加处理深度。处理工艺简单，运行参数确定后可长期稳定运行，管理方便，社会效益与经济效益都十分明显。其分离过程可在全封闭状态下进行，实现闭路循环，不会产生二次污染。6、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）7、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。8、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。9、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。10、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。三、 问答题（15分）1、描述钻机的下钻过程（15分）答：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M =M静 M动M 滚筒制动力矩；M动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。M =M静 M惯= 03).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。M =M静 +M动四、计算题（共24分）1、三缸单作用往复泵3NB1300泵的缸套直径D缸180mm；冲程254mm；冲次140冲/分；排量系数0.9；排出压力P出19.3MPa；泵的效率泵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0.9活塞面积F=D2 /4=3.140.182 /4=0.0254(m2 )(1)Q 理均iF s n/6030.02540.254140/60=0.045(m3/s)Q 实Q 理均0.90.0450.041(m3/s)(2) 泵的输出功率NP 出Q 实10319.31060.041103 =781.6(KW)泵的输入功率NpN/泵781.6/0.85919( KW)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56， 单个滑轮的效率为0.97, 滚筒第二层缠绳直径D2=728毫米，滚筒效率筒=0.95