石油钻采机械习题集

TOC\o"1-2"\h\z\u第一 钻机绪 第一 钻机概 第二 钻机的基本参 第二 起下钻工作和游动系 第一 起下钻操作和游动系统工作分 第三 钻井井架与钻井绞 第一 井架概 第二 井架承载分 第三 钻机绞车概 第四 典型绞车的结 第五 刹车机构的分析计 第四 旋转系统设 第一 转盘与水龙 第二 钻 第五 钻井井口起下钻操作设 第六 钻井的控制系 第七 井口操作机械化习 第八 钻机的动力与传动系 第一 钻机绪第一 钻机概第二 钻机的基本参N、NN4×5ZJ45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？某一钻机在钻井过程使用钻头为851/2，钻井液密度为4000m，钻杆为5q314Nm5×6G98kNQ（Q1）？v1=0.25，求其起升功率W？（大钩功P。27m 试计算ZJ45J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Z10根，单滑轮的平均效率为η0.87，试求游动系统和柴油机到大钩的传动效率。【η 0.581 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D8100mmm挡速度和相应的大钩起升速度v该钻机的额定钻柱重量Q=160G10KN1.1 【 v0.47m/s。N=1810HP。 200HP ZJ45JZJ45J3HB—900泵两台，每台输入功率为900马力。最大泵压 315kgcm20.75

（Qmax16lmin

欲产生Q550吨的机械传动钻机。有两台B2-300柴油机驱动。 1300rpm240×2=4805”杆。壁厚δ=9.19mmq=31.3kg/m7”钻铤。内径d75mm1Lmax大钩最大载荷Qmax大钩最低起升速度vNN大钩最大起升速度vkI—130P38Ⅰ，Ⅰ

及Ⅰ，Ⅰ号柴油机并车时的

【游系结构为5×6Ⅰ F320—3DH（实习教材P58（两台柴油5×6。2400ZJ-20第二 起下钻工作和游动系第一 起下钻操作和游动系统工作分DG2—130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？K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？5×64×50.96，求游动系统的效率η0.251300kN，求大钩起升速度为v5×6，则快绳的速度是多少？与快绳3000m55×6G118kN，游动系统一个0.98P？6×70.98v3=0.7m/sv4=1.4m/sZJ456×7G游=147kNv1=0.25m/sv2=0.5m/sv3=0.75m/sv4=1m/s​图为游系结构v=2m/s,试求：vv轮6vv，如滚n=？n发=14主动部分GD2100kg-㎡滚筒

（821kg-㎡（2610kg-㎡（383kg-㎡用一辆绞车提升钻柱，大钩低挡速度v1=0.5m/s10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890×20.556，游系结构为5×6,若大钩各挡起升速度和功率贮备系数分别为：v1=0.5v2=0.73v3=1.14v4=2.3m/sk1=1.1k2=1.3k3=1.6k4=1.810T41/2q=32kg/m100=164kgm大钩各挡实际起重量可钻井及所需立根数；（Lmax=350mS=140根=130Tv3=0.7v4=1.4m/s1.5T2.2T，10根钢丝悬重1.2TL=27m0.930.98。试确定：最大井深和总立根数；（3346米，124根各挡起重量各挡自起立根数4个挡一次起钻所用机动起升时间；（310分3个挡一次起钻用机动起升时间；（不用v43分在最大井深时的快绳拉力4LD-150D（164吨功率贮备系数

=1.1，

=0.58L=27m51/2钻杆（q100m7钻铤q=164kg/m各挡起重量各挡自起立根5个挡机动起升时间；（314分，24秒

200m（=39kg/m其余用41/2，钻杆（q=32kg/m5×6速度分别为v1=0.226v2=0.362v3=0.628v4=1.26m/s1.5T，游2.2T1.2T0.5T178mm各挡理论起重量各挡理论自起立根数只用三个挡起钻的时间T（320分××（XiI-130钻机游系有效绳数为10根，滚筒直径650mm，钢绳直径为28mm,1180mmD2=728mm0.97，其他参数参最大钩载（1130T3012kg-上述条件下刹车鼓上可能的最大制动力和制动力矩。（1020kg，60240.85，绞车配用1200mm水刹车，其特性为N=1.185104n（？？？8第三 钻井井架与钻井绞第一 井架概“钻井越深，井架越高”第二 井架承载分井架静强度分析，通常有几种力学简化模型？各有什么方法ZJ32钻机，用51/2

=314Nm100mq

=1607N/m5×60.98G=118kNKJJ90/39—K3.6kN22kN，求上题的井架最大垂直载荷（α1α215。杆盒里时，求其对井架的水平分力为多少？（β15）0.3m0.4m；立根起过接头的高度0.2m。当死绳固定在如下三个位置时，试分析井架顶部的受载,123 a c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： H- H-共计 5钻杆每米重量 指梁高度 立根盒高度 与垂线倾斜角度 45kg/m2，按图八井架，试计算风载，并分配到相应节点，图 图TJ-41型井架的总体稳定性。已知Q=170TQ=130T3.8T2×2m8×8m2.1T。150×150×14角钢和41/2钻杆组成，150×150×14截面面积最小惯性矩J1J3I2许用应力井架大腿（AB之间不联接A125T，200T1050×2000（mm）的矩形横截面，节间高度1700mm，大腿弦杆采用ϕ140×3无缝钢管，斜杆、横杆均为ϕ170×6钢管。 A第三 钻机绞车概试从“教材”4—1I—130钻机和美国国家供应公司55钢绳直径d=25mmDL5×6的游动系统结构，立根长度l=27mD=650mm，每层排数=415d=28mm，求滚筒上的容绳量MenM ZJ20钻机的共同直径为450mm850mm，钢绳直径为25.4mmφ=0.94×525mrpm,（rpm）n1（rpm）n1

n2n2

试求各挡大钩的起升速度v2及快绳速度v快iZJ—7575T105Tβ=1.023）B25kg，猫头绳在猫头上共缠四圈，其间的摩擦系数μ=0.2B型吊钳上的拉力角α=270°b=170mm3.5mmσ=3200kg/cm2，试

=31.5mm，绞车传动系数

=0.9（不包括缠绳效率24mD=700mmL=1120mmD1370mmb刹=250mm，滚筒材料30号钢，σ=2800kg/cm2，刹带包角α=3π，μ=0.45，试计算： 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=23cmWσ=1.15103cm3W=2.36103kg-cm

=4.46103kgcm，M=6.9×103cm3

=2，σ=600kg/cm2，τ=3500kg/cm2 σ=4200kg/cm2，τ=2200kg/cm2q=0.54q=0.6。k=3.24k β

=0.05，截面上最小与最大扭矩之比为0.69，钻井曲线为1010y5Xmax=27ymax=13310年，每台钻机每年=23cm改为d=20cm第四 典型绞车的结JG—145第五 刹车机构的分析计ZJ15D

=0.97MmaxI—130D

=650mmd

6

1300mm50mm，刹把与水平线夹30°，γ与l的夹角β=15°0.95300°，摩擦系RP。y-5g绞车刹车杠杆力臂之比αD=1180mm=650mm=14.5T270°，刹带宽度b=220mmF=25kg。上应加多少力？（2，α=30°，β=15°）650mm28mm1180mmQ

=500kg

=0.9270°，刹带块与刹车鼓间的摩擦系数ψ=0.4 =60 =60TZJ130D=1180mm

=200mm，

=28mmv钩下=1.14m/s，刹带两端拉力T=1120kg，下钻安全系数为

=50kg/cm2sec第四 旋转系统设第一 转盘与水龙100T2.125T/每时钻头，泥浆比重

=1.17，用8 1、dα=90°c=fc 3/4α≠90°,c=f(cosα)0.7x2、α=90°，c=3.647 2/3c=3.457fc 2/3c f'l7/9z3/4d29/c=5zd2c0=5zdc0=10c0=10zldZ—d—N—牛顿l=滚子长度（接触有效长度D—ff'— fZJ-4519954锥面推动滚98mm3000

αI-1303200m0069456型推力对称球面滚子轴承，转盘主轴承用了（76mm）2645接触角推力向心球轴承（D

=79.7）ZJ45J第二 钻第五 钻井井口起下钻操作设第六 钻井的控制系掌握汽缸（单双向）I-130D=1000mmD=500mm，下钻时滚筒轴的转速I-1301m3试计算此汽缸容量能持续起×200）容积v=0.030m3，告诉离合器（700×200）v=0.017m3，

=6.5kg/cm2，刹车汽缸容积

=0.419m3（175×140）机生产率Y=3m3/min（10—45度30第七 井口操作机械化习如果拧上53/16钻杆接头丝扣需要扭矩M=2000kg-m（τ）=1200管钳（如图所示）132组成，手搬钳子的作用力过（θ=0A，B的切径比（

切向力T）的变化范围。I57-241—活钳头；2—螺母；3—6与上钳连接，A、B为钳牙，7为背卡紧的油管，试分析此A、B的切径比（作图法1、活钳 2、钳牙 3、1钳牙 4、钳 5、背钳钳 6、套 7、油YQ—10000型液动大钳所能传递的最大扭矩M=10000kg-m，试根据其颚板所受的力MATA（A点所受的正压力和切向力）NBTB（B点所受的正压力和切向力Pk（坡板滚子的反力）5提示：a)T与正压N的比值相等，取为TNtgα=tg26°=0.488A、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0P0的力。6Pk=1080A提示：a)A、B、CAB几乎不能咬入管子。因此可认为B、O处与管子的接触均属滑动摩擦，去摩擦系数=0.1。b)B7P=5000A提示：a)钳子与销孔间的摩擦不考虑；b)设在接近打滑时，两个钳牙作用在管子上的切向力TN的比值相等。取为T/Ntgα=tg23°。 8M=200kg-m。图中箭头所示的方向为旋扣方向，试校核牙块的强度。已知牙块（9所示）上与K=1.25，求：考虑如何求危险截面？ =0~200转，齿轮齿数是Za=24Zb=60Zc 61、活钳 2、方 3、销 4、垫 5、死钳图 B型吊1、扣合 2、固定扣合 3、长 4、钳 5、扣台 6、短 7、销 8、钳图 旋扣1、壳 2、油马 3、销 4、齿 5、牙 6、开口齿 7、挡 8、钳第八 钻机的动力与传动系机械传动