石油钻采机械习题集

1、精品目录第一章 钻机绪论 1第一节 钻机概述 1第二节 钻机的基本参数 1第二章 起下钻工作和游动系统 5第一节 起下钻操作和游动系统工作分析 5第三章钻井井架与钻井绞车 1.1.第一节井架概述 1.1第二节井架承载分析 1.2第三节钻机绞车概述 1.8第四节典型绞车的结构 2.1.第五节刹车机构的分析计算 2.2.第四章旋转系统设备 2.4第一节转盘与水龙头 2.4第二节钻具 2.8第五章钻井井口起下钻操作设备 2.9.第六章钻井的控制系统 2.9第七章井口操作机械化习题 3.1.第八章钻机的动力与传动系统 3.6.第一章 钻机绪论第一节 钻机概述1. 石油工程钻井目的？2. 与一般通用机械

2、比，钻机有哪些特点？3. 钻井工艺对钻机的要求？4. 钻机的组成？5. 钻机的工作机是哪些？各包括哪些设备？6. 钻机的分类方法？7. 单独驱动、统一驱动、分组驱动的方式及总功率表达式？8. 钻井方法有哪些？9. 井身结构的定义10. 钻机的类型有哪些？11. 试描述全井钻进过程？12. 完井方法有哪些？13. 钻机三大工作机组载荷特性如何？第二节 钻机的基本参数1. 何为钻机的基本参数？研究基本参数的意义是什么？2. 钻机的主参数有哪些？3. 井深结构与技术措施，与基本参数有何关系？4. 为什么要搞钻机系列化？如何制定钻机系列？5. 最大井深定义是什么？最大井深的系列是如何确定的？6. 最大

3、起重量Qmax ；额定起重量Q柱泵压P泵的基本概念？7. N钩、N绞、N发起有何不同？何为功率储备系数？8. 钻机设备总功率设计计算方案有哪几种？各有何优缺点？9. 起升系统参数有哪些？10. 有效工作绳数的意义是什么？11. 旋转系统参数有哪些？12. 循环系统参数有哪些？13. 游动系统结构为4X5,其有效工作绳数为多少？14. 钻井泵的压力和哪些压力损失有关？15. 我国钻机型号的表示方法及各符号的意义？16. ZJ45 代表的意义是什么？17. 试论述国内外钻井机械的发展现状和趋势。18. 两台钻井泵从同一泥浆池吸入泥浆,在钻井过程中,量泵上的泵压表应如何 显示？当突然停掉一个泵,则另

4、一个泵压是上升还是下降？为什么？19. 在钻井过程中,为什么要换缸套？如采用变速方式来代替换缸套方式行不行？为什么？20. 某一钻机在钻井过程使用钻头为 8 ,钻杆为 51/2 ,钻井液密度为 1300 kg/m 3 , 求泵的最大排量和最小排量？21. 井深为4000m ,钻杆为5 , q柱为314 N / m，游动系统结构为5 X6 , G游为98kN，求Q游（Qi） ?若起升速度w=0.25，求其起升功率 W ？（大钩功率）？若功率储备系数为1.3，求起升系统发动机应配备功率 N发起？起升时快绳拉力P快。22. 立根长为 27m ，井架高度为多少？最高起升速度为多少？23. 试计算ZJ4

5、5J钻机（参考图见下页）的绞车的传动效率（即两台柴油机并车 的平均功率） ，设起升操作时有效绳数为 Z 10 根，单滑轮的平均效率为0.87 ， 试 求 游 动 系 统 和 柴 油 机 到 大 钩 的 传 动 效 率 。【 游 0.864， 发钩 0.581 】24. ZJ45J钻机的绞车传动方案如图所示。柴油机额定转数n =1200转/分。滚筒 平均直径D平8100mm。试求滚筒的m挡速度和相应的大钩起升速度v， 如该钻机的额定钻柱重量Q柱=160吨，G游10吨，Kn 1.1。试确定绞车 的输入功率和柴油机要配备的功率。【n 皿 111r pm。v 皿 v 0.47m/s。N 绞= 1810

6、HP。N 绞发 200HP 】感谢下载载i=i, mZJ45J钻机的绞车传动方案示意图25. ZJ45J钻机设备3HB 900泵两台，每台输入功率为 900马力。最大泵压Pmax 315kg /cm2。如泵本身效率为0.75，试确定在Pmax下的单泵的相应排 量。（Qmax单 161 / min）26. 欲产生Q主550吨的机械传动钻机。有两台B2-300 柴油机驱动。n柴 1300r p m。其持续功率为240 X2=480马力。钻井时采用5 ”无细扣 钻杆。壁厚 =9.19mm , q=31.3kg/m。用7”钻铤。内径d内75mm，水龙 头、方钻杆共重1吨，试确定：1）钻井深度Lmax

7、=?2) 大钩最大载荷 Qmax = ？3) 游动系统最大结构？4) 立根长度和井架高低；5) 快绳拉力；6) 钢丝绳直径；7) 大钩最低起升速度v , N绞和N发起;8) 大钩最大起升速度 vk 。27. 参考大庆I 130钻机传动系统图【实习教材P38】，试计算I,U号柴油机 并车时发钩及I,川号柴油机并车时的 发钩【游系结构为5 X6】。并计算I 号柴油机驱动转盘时的 发盘 。28. 参考F320 3DH传动系统图(实习教材P58),计算该钻机的 发钩(两台柴 油机并车。游系 5X6)。29. 某探井需要打 2400 米深，而当时有 ZJ-20 钻机，这口井能打吗？应采取什 么措施也能保

8、证合理钻进？第二章 起下钻工作和游动系统1. 游动系统的作用是什么？第一节 起下钻操作和游动系统工作分析1. 钻井时起下钻操作包括哪些工作？2. 起升立根的时间由哪些时间构成？3. 大钩起升功率利用率是什么？4. 影响起升系统发动机功率利用率的因素有哪些？5. 天车的组成，游车的组成。6. 大钩的功用是什么？7. 钻机工艺对大钩的要求是什么？8. DG 2130 型大钩的结构组成？9. 在起升或下钻过程中游动系统中钢丝绳与滑轮的运动规律如何？对设计和 使用有何启示？10. 在大钩起升、下放、静悬时快绳拉力有何不同？何时最大？11. 起升一个立根过程中， 起升速度和力矩变化的规律如何？它们对设计

9、绞车和 起升操作有何指导意义？12. 起升载荷的大小，起升加速时间的长短，滚筒离合器的磨损都和哪些因素有 关？13. 何谓起升动载系数，它和动率储备系数有何不同？14. 研究挂离合器的摩擦功，对设计和使用钻机有何启示？15. 钻机曲线是怎样做出来的？它有哪些用途， 钻机曲线的包容面积的意义是什 么？16. 起升功率利用率与发动机功率利用率有何不同？它们的高低都意味着什么？ K挡时可能达到的功率利用率是多少？17. 柴油机直接驱动时，加法结构传动一次起钻和多次起钻时中间挡速如何分 配？18. 下放一根立根过程中，力矩和速度的变化规律怎样？19. 用水刹车可实现均速下钻的原理是什么？水刹车一定要装

10、滚筒轴上吗？20. 试分析游动系统滑轮的运动速度？21. 试推导游动系统钢绳拉力的计算式？22. 试推导游动系统的效率计算式？23. 游动系统结构为5 X6，其有效工作绳数为多少？24. 游动系统结构为4 X5,单轮效率为0.96，求游动系统的效率 游？25. 在钻井过程中，用一挡起升，其起升速度为 0.25 ，起升重量为 1300kN ，求其起升功率？26. 在钻井过程中，用一挡起升，其起升速度为 0.15，起升功率为 500kW ，求 其起升重量？27. 试推导各挡起升立根数的计算式？28. 根据起升各挡起升立根数，推导机动起升时间的计算公式？29. 大钩起升速度为v,若游动系统结构为5X

11、6,则快绳的速度是多少？与快绳 连接的滑轮轴速是多少？30. 井深3000m , 5钻杆，游动系统结构为5 X6, G游为118kN，游动系统一 个轮绳的效率为0.98，求快绳拉力P夬?31. 游动系统结构为6 X7,单个轮绳效率为0.98，游动系统效率为多少？32. 用大庆 I-130 型钻机，绞车车身效率为 0.9，立根长 l=25m ， 51/2钻杆，钻 杆 q=382 N /m ，当用 5X6 游动系统起升时， 游 =0.9 ， v1=0.25 m/s ， v2 =0.4 m/s ， v3=0.7 m/s ， v4=1.4m/s ，试确定绞车输入功率和各挡所起立根数？33. 求上题的机

12、动起升时间1) 用柴油机直接驱动？2) 柴油机激励变矩驱动？34. 某钻机型号为ZJ45 ,钻杆为5 , q柱=314 N/m ,钻铤100m , q挺=1607 N/m，最大井深时采用6X7结构起升，G游=147kN，绞车速度 为 w =0.25 m/s ， v2=0.5 m/s ， v3=0.75 m/s ， v4=1m/s，试求：1）绞车的输入功率2）各挡所起立根数3）机动起升时间？35.图为游系结构v钩=2m/s,试求：V轮V轮6?， V绳V快？，如滚筒直径：D平=600mm，求滚筒转数n筒=?35. 如图所示：发动机至滚筒轴的传动比 些=14主动部分GD2=100kg- m2滚n滚筒

13、GD2 =470kg- m，主动部分传动效率转=0.95，游系结构为4 X5，Q游=40T，滚筒D2 =400mm ，0 wc的加速度时间为2秒，若不顾及其它传动部件传动惯量的影响，试计算：1）从动部分的惯性矩。（821kg- m）2）主动部分的惯性矩。（2610kg- m2）3）驱动滚筒发动机最小力矩。（383kg- m）36. 用一辆绞车提升钻柱，大钩低挡速度 v1=0.5m/s ，起升加速时间为 10 秒， 大钩高挡速度为 1.5 m/s ，起升加速时间为 5 秒。如起升立根长为 27 米， 减速段时间很短，忽略不计，试计算两个挡分别的速度系数 1， 2 两挡起一 个立根的时间各需多少？

14、37. 已知某钻机起升柴油机为 890 X2马力，发动机至大钩的总效率为 0.556 ,游系结构为5 X6,若大钩各挡起升速度和功率贮备系数分别为：V! =0.5 ,v2=0.73 ， v3=1.14 ， v4=2.3m/s ， k1=1.1 ， k2=1.3 ， k3=1.6 ， k4=1.8 ，游 系部件重为10T，本钻机采用41/2钻杆，q杆=32 kg/m , 100米钻铤，q铤=164 kg/m，试计算：1）大钩各挡实际起重量；（1275， 677， 317， 8T）2）可钻井及所需立根数；（ Lmax=350m ，S=140 根）3）各挡实际起立根数。 （ 72， 47 ， 21

15、， 0）38. 大庆I-130钻机大钩的额定起重量 Q柱=130T，各挡起升速度w =0.25，V2=0.4，V3=0.7，V4=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，Kn=1.1 , 4杆=35 kg/m，钻铤100m， q铤=164 kg/m，立根长L=27m，绞车本身效率为0.93，单滑轮效率为0.98。 试确定：1）最大井深和总立根数；（3346 米， 124 根）2）各挡起重量；（136T，85T，48.6T，243T ）3）各挡自起立根数；（54， 39， 26， 6）4）从最大井深用 4 个挡一次起钻所用机动起

16、升时间； （3 时 10 分）5）从最大井深用 3 个挡一次起钻用机动起升时间； （不用 v4 起升 3 时 13 分）6）在最大井深时的快绳拉力； （15T ）7）绞车输入功率。（560HP ）39. 已知4LD-150D 钻机（游系起重量为164吨）。起升柴油机的功率为 3 X350HP ，功率贮备系数 KN=1.1 ， 发钩 =0.58 ，立根长 L =27m ，用51/2 钻杆（q 写9 kg/m ）,当用 5 X6 时，w=0.254 , v2 =0.378 , v3 =0.555 , v4=0.88 , V5=1.315 , V6 =1.930 m/s，并知吊环吊卡重半吨，大钩重

17、1.48T，滑车重 4.11T， 100m 7钻铤 q=164 kg/m ，试计算：1）各挡起重量；（163.5 ， 110 ， 746， 46.9， 31.6， 21.5T）2）各挡自起立根； （51 ， 53， 26， 15， 10， 2）3）用 5 个挡机动起升时间；（3 时 14 分， 24 秒）40. ZJ130钻机游系起重量Q游=135T，配备起重柴油机功率为 260 X3HP，各 挡功率贮备系数均取为1.1 n发钩=0.58，立根长l=27m，用f 钻杆200m，（q杆 =39 kg/m ）其余用41/2，钻杆（q杆=32 kg/m ）游系结构为5 X6各挡大钩起升速度分别为 v

18、1=0.226 ， v2=0.362 ， v3=0.628 ， v4=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， q铤=164 kg/m，试计算：1）各挡理论起重量； （135 ， 85， 49， 24， 5T）2）各挡理论自起立根数； （49， 36， 28， 6）3）只用三个挡起钻的时间T起。（3小时20分）41. XX油田的综合钻井资料如下，试根据之绘出实际与理论钻井曲线及函数式（立根长l=24m ）Xi13579111317192123Li1622002212402612732852953003043267650

19、666208942. 大庆1-130钻机游系有效绳数为10根，滚筒直径650mm，钢绳直径为28mm,刹车鼓直径为1180mm ，D2=728mm，滚筒效率为0.97，其他参数参考三题，试确定：1）最大钩载（额定钻柱重量1130T时，滚筒轴的静力矩3012kg-m ）2）上述条件下刹车鼓上可能的最大制动力和制动力矩。（1020kg，6024kg-m）43. 设ZJ45J钻机绞车平均直径D平 =8100mm，滚筒效率为0.97，游动系数效率为0.85，绞车配用1200mm 水刹车，其特性为N制=1.185 X10 4n（?8），当水刹车满水时 D外=1200mm ，D内 =500mm，当钩载为1

20、60吨时水刹车满水下钻，试求此时的平均下钻速度为多少？欲加速下钻速VT=2m/s，则D内应调为多少？第三章钻井井架与钻井绞车第一节井架概述1. 井架的功用是什么?2. 井架有哪些部件组成?3. 井架的使用要求有哪些？4. 井架的结构类型有哪些？其主要特征是什么？5. 井架的基本参数有哪些？如何确定井架的基本参数？6. 井架型号如何表示，其各符号的意义是什么？7. 钻井工艺对经济上有哪些基本要求？8. “钻井越深，井架越高” ，这话对吗？9. 油田经常使用的有哪几种井架，各有什么优缺点？第二节 井架承载分析1. 怎样合理地确定设计井架的载荷组合？2. 井架静强度分析，通常有几种力学简化模型？各有

21、什么方法 ?3. 如何确定平面桁架、空间桁架、平面钢架、空间钢架的几何稳定性？4. 井架杆件稳定性与井架总体稳定性有什么不同？5. 试分析空腹组合杆的临界力比相同截面的实心杆小的原因。6. 确定井架支座， 简化形式，需要考虑哪些因素？确定为固定支座、 连杆支座、 弹性支座、铰支座都需考虑哪些因素？7. 井架承受的基本载荷有哪些？8. 井架的设计步骤有哪些？9. ZJ32 钻机，用 51/2钻杆钻井，q 柱=314 N/m ,钻铤 100m , 4挺=1607 N/m ,最大井深时采用 5 X6结构起升，单个轮绳效率为0.98 , G游=118kN ,K =1.3， m =0.7，求起下钻时P快

22、和P死 ？10. 有一井架型号为JJ90/39 K，其自重为3.6kN，天车重22 kN，求上题的井架最大垂直载荷（12 15 ）。11. 某井架型号为JJ90/39 A，井架底边长3m，井架顶边长度为1.5m，求最 大风速下，风作用在井架上的载荷？12. 有一钻机型号为ZJ32，采用51/2钻杆，立根长度为27m，当钻杆全部放在钻杆盒里时，求其对井架的水平分力为多少？ （15）13. 已知ZJ-20钻机的名义井深2000m，试确定配套井架的有效高度，二层台的有效高度。已知：井架底座支座销轴中心至钻台面的高度为1.6m ;转台面高出钻台面的高度为0.3m ；钻杆母接头的高度为0.4m ;立根起

23、过接头的 高度为0.3m ;吊卡或卡瓦的高度为0.5m ;立根长度为27m ;游系高度为 0.2m ;立根盒高度为0.2m。14. 当死绳固定在如下三个位置时，试分析井架顶部的受载，并分析其优缺点。图a2、固定在游车上图b3、固疋在天车上15. 当死绳固定如下三个位置时，试确定井架的四条大腿的载荷P并分析之。已知数据：游系结构5X6，大钩载荷Q钩=100T，摩擦、钢绳刚度，自重量等均不考虑。1)固定在绞车旁边；见图a ；2)固定在绞车的正对面；见图b ；3)固定在绞车对面的基础上；见图mc。Q-8mm8m图a快绳和死绳固定在井架的同一侧图b快绳和死绳固定在井架的对称两侧图c死绳固定在绞车对面的

24、井架基础上16. 确定在钻杆立根自重的作用下下指梁上的反力H指，已知以下数据:立根长度L:27m51/2钻杆每排根：10m共计排5排钻杆每米重量kg/m37.6指梁高度H m26.9立根盒咼度h m2.6与垂线倾斜角度a2 0H指17. 已知基本风压为45kg/m2，按图八井架，试计算风载，并分配到相应节点,井架弦杆为热轧角钢/ 150 X150 X10，横杆和斜杆为热轧角钢/ 90 X90 X818. 试分析下面几种桁架杆件布置的优缺点。（均在相同的尺寸、材料、载荷条件下讨论。）图a图b19. 校核TJ-41型井架的总体稳定性。已知Q大=170T , Q公 =130T，游系结构5X6，工作高

25、度41.4m，二层台高度25.5m，井架理论自重25.6T，天车2.45T , 游车大钩3.8T，上底尺寸2 X2m，下底尺寸8 X8m，游绳自重2.1T。20.确定井架大腿的最大许用载荷，此大腿由150 X150 X14角钢和41/2钻杆组名称150 X150 X14 角钢41/2钻杆截面面积cmA =40.3A =28.5最小惯性矩cm4J1=347J3 =400最小惯性半径cmI1 =294l2=3.75许用应力kg/cm2(1) =1400(2) =2100成，已知以下数据:P 1RB 1150 X 150 X 141/2”A井架大腿（AB之间不联接）M L125T，节间高170 X6

26、21.校核A型井架正面的总体稳定性，该井架的结构如图，公称起重量 最大起重量200T，井架大腿是1050 X2000 (mm )的矩形横截面 度1700mm，大腿弦杆采用 140 X3无缝钢管，斜杆、横杆均为钢管。(材料A)70 X 6QUH01600I 7400 HMU82A型井架结构示意图第三节钻机绞车概述1. 钻机绞车的功用是什么？2. 钻机工艺对绞车的要求是什么？3. 现代钻井绞车的结构方案有几种？各有哪些特点？4. 对超深钻机，采用整体绞车与解体绞车受哪些因素的影响?5. 钻井绞车的特征参数有哪些？它们都是如何确定和计算的?6. 试从“教材”表4 1给的材料重，对比大庆I 130钻机

27、和美国国家供应 公司的55型钻机的绞车参数，从中可发现些什么问题？它们各有什么优、 缺点？7. 钻机绞车与其它起重机械的绞车有何异同？8. 典型滚筒轴上有哪些部件？如何进行滚筒轴的最大静强度和疲劳强度计 算？9. 大型钻机绞车主要采用哪两类刹车杠杆？它们的传动比是如何计算的？10. 钻机绞车有几种猫头，各有什么优缺点？11. 确定滚筒几何尺寸要考虑哪些因素？12. 钢绳直径d绳=25mm 时，计算滚筒直径D筒和滚筒长度L筒，若井架高度为39m，则L筒为多少（1.30）？13. D筒=650mm ， d绳=28mm，共缠绳4层，求D平？14. 钻机采用5 X6的游动系统结构，立根长度l =27m

28、 ， D筒=650mm，每层排 数n =415， d绳=28mm，求滚筒上的容绳量 M。15. 绞车滚筒直径Do=400mm，滚筒长900mm，游绳8根，绳径为25mm，立根长27m，滚筒无槽，其绳第一层不工作，井架38m，试计算滚筒的缠绳层数en及滚筒的缠绳容量M。16. 钻机标准系列的数据如下：ZJ32ZJ45ZJ60ZJ80绳径32.532.534.540(mm )井架高度41434560(mm )立根长度27272727(mm )试计算：1）滚筒的尺寸：D筒，L筒, D刹；2）缠绳层数；3）滚筒平均工作直径D平。17. 已知， ZJ20 钻机的共同直径为 450mm ，长度为 850m

29、m ，钢绳直径为25.4mm，缠绳系数=0.9，游系结构为4 X5,立根长25m，柴油机的转数 为1200 r pm,滚筒各挡转数如下：低挡 （r p m）n1=69 n2=144 n3=286 ；高挡 （ r p m） n1=127 n2=267 n3 =529 。试求各挡大钩的起升速度V2及快绳速度v快i。18. ZJ 75型钻机公称起重量为75T，游系最大起重量为105T。游系机构为4X5,钢绳与滑轮的摩阻系数B =1.02 ，井架高39m，立根长度为24m，滚 筒无绳槽，缠绳层数为四层，试求钢绳直径，滚筒直径与长度，平均缠绳直 径。如果滚筒表面有缠槽，求此种情况下的平均缠绳直径。 （建

30、议钢绳的安 全系数为 3）19. 用绞车死猫头配合 B 型吊钳卸扣，若人工拉猫头的力为 25kg ，猫头绳在猫 头上共缠四圈，其间的摩擦系数卩=0.2，求猫头绳作用在B型吊钳上的拉力 是多少？20. 已知某钻机滚筒的第二层的工作直径 D2 =580mm ，D鼓=1100mm ，尸0.4，包角 a =270 刹带宽 b=170mm，刹带厚 3.5mm，刹带的 =3200 kg/cm2， 试计算，当刹车时，快绳拉力多大时刹带发生断裂？21. 某钻机参数为：Q柱=150T，Q游 =5T，Qmax=220T，游系结构5 X6，单轮效 率n=0.97 ,绳=31.5mm，绞车传动系数 绞=0.9 （不包

31、括缠绳效率）。立 根长度为 24m , D筒=700mm , 1筒=1120mm , D刹 1370mm , 5=250mm , 滚筒材料为30号钢，s=2800 kg/cm2 ,刹带包角a = -2 n,尸0.45 ,试计算：1）快绳拉力及绞车输入功率；2）滚筒壁厚；3）刹带两段拉力；4）核算刹带强度。22. 核算滚筒轴轮缘处最大静强度和疲劳强度。已知：核算轴径d =23cm ,其上有键槽，W =1.15 Xl03cm3, Wt =2.36 Xl03kg-cm，最大载荷时 M 弯=4.46 X 103kgcm , M 扭=6.9 X 103cm3, nmax=2 , s =600 kg/cm

32、2 , s =3500 kg/cm2 ,2 21 =4200 kg/cm ,1 =2200 kg/cm , q =0.54 , q =0.6。k =3.24 ,k =2.35 ,=1 ,=0.05，截面上最小与最大扭矩之比为 0.69，钻井曲线为5.86 X10 10y5，其中，当X max =27时，ymax=133，钻机使期10年， 每台钻机每年钻10 口井，游系结构5 X6， D平 =780mm，疲劳许用安全系 数n=1.3，若将d =23cm 改为d =20cm，核算疲劳强度。第四节典型绞车的结构1. 试分析JG 145型绞车传动方案中各部位的传送路线？2. 钻井绞车刹车机构的组成？3

33、. 钻井绞车的操作规程是什么？4. 钻井绞车如何进行保养？5. 绞车的易换零件有哪些？6. 绞车有哪些常见故障及如何处理？第五节刹车机构的分析计算1. 电磁粉刹车、电磁涡流刹车与水刹车的制动力矩和转数有什么关系？它们的制动力矩是如何如调整的？2. 电磁粉刹车、电磁涡流刹车与水刹车各有什么优缺点？3. 何谓相当应力、相当系数，等效应力，寿命系数？它们有何异同？有何关联？4. 绞车刹车机构的平衡梁有什么作用？复杠杆机构是如何起作用的？5. 何谓刹车付的稳定温度？它与制动功率有何关系？6. ZJ15 钻机，D筒=400mm ， Q游=65kN ，游=0.83，筒=0.97，求最大制 动力矩M max

34、 ？7. 大庆 I130 钻机，D筒=650mm ， d绳=28mm ，=2， D鼓=1180mm ，使用5 X6的游动系统起升，游动系统运动件的重量为52.9kN，游=0.9，筒=0.95，刹把长为1300mm，与刹车活端相连的杠杆臂长为 50mm，刹把与水平线夹角为30 ，与I的夹角 =15。，杠杆效率为0.95，杀I带包角 为300。，摩擦系数为0.45，求此时急刹车在滚筒轴上需产生的最大制动力 矩；最大刹动力，每刹带死、活端的拉力 R ;刹把力P。8. 确定y-5g绞车刹车杠杆力臂之比一。已知：刹车鼓直径D =1180mm，钢l筒直径d =650mm，快绳最大拉力p=14.5T，刹带和

35、刹车鼓间的摩擦系数 为0.45，刹带包角为 270。，刹带宽度b=220 mm，司钻加于刹把之力F =25 kg。9. 某绞车滚筒直径为650mm，刹车鼓直径为1180mm，刹把长为1250mm , 刹把活端杠杆臂长75mm，刹带包角270。，滚筒效率0.97，刹车付的摩擦 系数为0.4，钢绳直径为25mm，刹车前绳上静拉力为6T，试求急刹车时， 刹把上应加多少力？（动载系数为 2，a=30 ，=15 ）10. 已知某钻机滚筒直径650mm，钢绳直径28mm，刹车鼓直径1180mm，Q柱=130kg，Q游=500kg，游系机构5 X6，游=0.9，绞车滚筒轴的效率为0.95，刹带包角270。，

36、刹带块与刹车鼓间的摩擦系数书=0.4，杀I车杠杆系 统的效率 杆=0.95，i终=60，求，1）一个刹带的死端及活端拉力T及t;2）刹把作用力P;3）若B鼓=220mm，求刹车鼓的耐磨强度；11. 已知 ZJ130 型钻机 D鼓=1180mm ，b =200mm ，=0.45，Do =650，d绳=28mm ， v钩下=1.14m/s，刹带两端拉力T =1120kg，下钻安全系数为 1.2， F平 =6 kg/cm2， N比=50 kg/cm2 sec，试计算刹带平均比压和单位 功率。第四章 旋转系统设备第一节 转盘与水龙头1. 旋转系统设备的组成及作用是什么？2. 钻机转盘的功用？3. 钻井

37、工艺对转盘的要求？4. 转盘的结构组成？5. 转盘的结构方案有哪些？6. 转盘需做哪些维护和保养？7. 转盘有哪些故障及消除办法？8. 水龙头在钻机中的作用？9. 水龙头的功用是什么？10. 钻井工艺对水龙头的要求是什么？11. 水龙头的结构组成？12. 水龙头的维护和保养？13. 分析对比转盘轴承两种不同布置方案的优缺点？14. 掌握水龙头的基本特点，新型水龙头有哪些特点？15. 分析对比水龙头主轴承各种类型的优缺点？16. 在对转盘和水龙头进行主轴承寿命核算时，如何确定其最大载荷？17. 转盘和水龙头主轴承有什么不同？18. 已知钻柱重 100T ，钻压为 2.125T/ 每时钻头，泥浆比

38、重 液=1.17 ，用8钻头钻进，试确定水龙头滚子轴承的最大工作载荷。（r钢=7.8 ）推力滚动轴承额定载何表推力轴承推力滚子轴承1额定动载荷C1ST)=90 ,c =3.647 fc2/3 .1.4z d总0 ,c =3.457 fc (cos )0.72/3.1.4(tg )z d=90 c =1 7/93/ 4 . 29/ 27c fcl z d工90 7/93/424/27c= f c(l cos ) tg z d1、d 25.4额定静载荷& 2 )=90=90C=5zd2C= 5zd2s inC0=10 zd工90 C=10 zld sinZ滚动体数目法向载荷的倾角（度）d 滚动体直

39、径mmD 轴承滚动体节圆直径mmN 牛顿(9.807N=1kg )fc，fc 比例系数l =滚子长度（接触有效长度）mmfc908070605040推力斛叙怖系胆）丿1/7J 一.2JJ-/3V /宀/7/1/IT71d/DQ.l0.2推力滚子轴承动载荷比例系数c19. 试校核 ZJ-45 钻机水龙头载荷与寿命。已知：轴承型号为 19954 锥面推动 滚柱轴承，滚子大头直径为 61mm ，小头直径为 36.433mm ，滚子数目 Z=20 个，滚子有效工作长度为 98mm ，额定寿命为 3000 小时，动载比例系数 f =174 ， =80 c20. 若大庆 I-130 钻机钻 3200m 。

40、水龙头主轴承选 0069456 型推力对称球面滚 子轴承，转盘主轴承用了( 76mm )球 26 个 45 接触角推力向心球轴承(D=760mm , f =79.7 )试核算其载荷和寿命，若把它们用到ZJ45J钻c机上，能行吗？第二节 钻具1. 钻具由哪些部件组成？2. 在钻井过程中钻具是如何工作的？3. 常见的方钻杆有几种规格？4. 方钻杆在钻井过程中的作用是什么？5. 钻杆的作用是什么？6. 钻杆接头的作用及分类？7. 钻杆的表示式？8. 钻铤的作用？9. 衡量钻头工作质量和寿命的指标是什么？10. 机械钻速的定义是什么？11. 钻头总进尺的定义是什么？12. 钻头的类型有哪些？第五章 钻

41、井井口起下钻操作设备1. 常用的钻井地面专用工具有哪些？2. 井口操作机械化设备有哪些？第六章 钻井的控制系统1. 钻机控制系统的作用是什么？2. 钻井工艺对钻机控制系统的要求是什么？3. 钻机控制方式有哪些？4. 机械控制组成？5. 电控制控制哪些动作？6. 液压控制控制哪些操作设备？7. 气控制的优点是什么？8. 钻机气控制的组成是什么？9. 供气机构由哪些部件组成？10. 供气机械的气控元件的组成？11. 执行机构的气控元件的组成？12. 离合器的定义及其作用是什么？13. 气动离合器的种类有哪些？14. 气胎离合器的组成及工作原理是什么？15. 气囊盘式离合器的组成及工作原理是什么？1

42、6. 与液控比气控制有哪些特点？为什么常用的气控制压力要比液控压力低？17. 气控系统主要由哪几部分组成？什么叫“基本回路” ，什么叫“单元回路”18. 掌握汽缸（单双向）的工作原理及设计方法。19. 了解风动马达的工作原理及特点。20. 了解继气器的工作原理，工作状态，它在气控流程中的作用是什么？21. 了解一些气控阀的工作原理，会作一些如单向阀，双向阀的基本回路设计。22. 如何确定储气罐的容积？23. 会阅读分析大庆 I-130 钻机的气控流程图。24. 机械离合器的类型有哪些？25. 试论述单向离合器的工作原理？26. 电磁离合器的类型有哪些？27. 电磁离合器的优缺点是什么？28.

43、试论述电磁转差式离合器的工作原理？29. 试论述磁粉离合器的工作原理？30. 辅助刹车的类型有哪些？31. 试论述电涡流刹车的工作原理及特点？32. 试论述磁粉刹车的工作原理及特点？33. 水刹车的工作原理及结构？34. 有一水刹车，其结构为 D外=1000mm , D内=500mm，下钻时滚筒轴的转速n =75 r/min ,! =0.7，求水刹车的刹动力矩？2 =0.6 时，求水刹车的刹动功率？35. 大庆 I-130 钻机气控系统中， 如汽缸容积是 1 m3 试计算此汽缸容量能持续起多少立根？如果用于下钻，能持续下多少立根？已知：滚筒气胎离合器(1070X200 )容积 w =0.030

44、 m3，告诉离 合器(700 X200 ) v2 =0.017 m3 ,Pmax=9 kg/cm2 ,爲山=6.5 kg/cm2，刹车汽缸容积 v刹=0.419 m3, ( 175 X140 )压风机生产率Y=3 m3/min忽略气管子中。(参考图10 2)36. 图示一个倒管简易机械手按图示要求重复动作，你能为它设计一个气控，气动系统吗?1000kg第七章 井口操作机械化习题1. 井口操作机械化主要包括哪几类设备，它们的共同任务是什么？2. 过大或过小的切径比T/N，对动力大钳钳口夹紧有什么影响？切径比的大小 受哪些因素的影响？如何确定切径比？3. 动力大钳钳口制动方案有几种？钳口制动的作用

45、是什么？4. 卡瓦卡紧管柱的条件是什么？卡瓦锥角在什么条件下才合理？5. 如果拧上53/16钻杆接头丝扣需要扭矩M =2000 kg-m，试计算吊钳销轴尺寸，销轴为合金钢，b =7000 kg/cm 2，( ) =1200 kg/cm2。吊钳受力简图6. 管钳（如图所示）有活钳头1，钳身3和螺母2组成，手搬钳子的作用力过D点，且与钳身轴线垂直，其余尺寸如图，当管钳卡紧 11/2管子时（B=0 ） 切向力T求钳牙和管子接触点A，B的切径比（f切向力）的变化范围。径向力N1 活钳头；2 螺母；3 钳身7. 下图为希尔曼凯累动力管钳的背钳示意图， 活钳头1和钳身5用销连接，背 钳通过套管筒6与上钳连

46、接，A、B为钳牙，7为背卡紧的油管，试分析此 背钳的卡紧原理，钳牙 A、B的切径比（作图法）希尔曼凯累动力油管钳示意图1、活钳头 2、钳牙A 3、1钳牙B 4、钳子 5、背钳钳身 6、套筒 7、油管8. 已知YQ 10000型液动大钳所能传递的最大扭矩 M =10000 kg-m，试根 据其结构及工作原理要求1）颚板所受的力Ma，Ta（ A点所受的正压力和切向力）NB，TB（ B点所 受的正压力和切向力），& （坡板滚子的反力）2）浮动体所受的力P0 （颚板和浮动体的结构见图4及5）。提示：a）设在接近打滑时，每个可作用的管子上切向作用力 T与正压力N的比值相等，取为T/N = tg =tg26 0.488，颚板上A、B处的合力应汇交于一点。b）浮动体上的力矩是通过三个销子传给的，由于变形的 影响，应按右边一个销子受力来考虑，即在0处受P。的力。9. 玉门四型电动油管钳，推钳的结构如图 6所示，已知力Pk=1080公斤：1）试分析