石油钻采机械期末考试东北石油大学.pdf

1 20142015 学年第 4 学期石油钻采机械课程期末考试试卷（A 卷） 注意：装订注意：装订 线左侧请不线左侧请不 要答题，请要答题，请 不要在试卷不要在试卷 上书写与考上书写与考 试无关的内试无关的内 容，否则将容，否则将 按相应管理按相应管理 规定处理。规定处理。 院系院系: 专业专业: 班级班级: 姓名姓名: 学号学号: 题号题号一一二二三三四四五五六六七七八八九九十十总总分分 得分得分 本试卷共五道大题，满分本试卷共五道大题，满分 100 分，考试时间分，考试时间 90 分钟。分钟。 一、选择题一、选择题(请把正确答案所对应的字母填在各小题前面的括号里。本大题请把正确答案所对应的字母填在各小题前面的括号里。本大题 20 分分， 每小题每小题 2 分分) ()1某一钻机钻井时使用的最大钻头直径为 510 mm，其转盘的通孔直径最小为。 A 500 mmB 510 mmC 520 mmD 530mm ()2某一钻机的型号为 ZJ120/9000DB，其最大钩载为。 A1200tB12000kNC9000kND9000t ()3钻机的单根长度为 9m，则井架的高度大概为（）m。 A27B54C46D18 ()4钻机统一驱动的总功率为。 ANNNNN 总发起发泵发辅发转 B max,NNNNNN 总发泵发辅发起发辅发转 C max,NNNNN 总发起发泵发辅发转 Dmax,NNNNN 总发泵发起发辅发转 ()5钻机游动系统结构为 45，起升时大钩速度为 V，则快绳速度为。 A4VB6VC8VD10V ()6某一钻机游动系统结构为 45，单个轮绳效率=0.98，游动系统效率游为。 A 0.975B0.951C0.901D 0.913 ()7驴头用来将游梁前端的往复圆弧运动变为抽油杆的垂直直线往复运动，为保证在一定 冲程长度下，将圆弧运动变为直线运动，圆弧面长度应为。 A max SB max 0.5SC max (1.2 1.3)SD max (2 3)S ()8某一钻机游动系统结构为 56，立根长 L=27m，绞车滚筒直径 D筒650 mm，每层缠 绳圈数 n=30，钢绳直径 d绳=28mm，绞车滚筒的容绳量为。 A345.38 mB 383.64 mC 333.9 mD 324.34 m ()9游梁式抽油机驴头悬点处于上死点，曲柄连杆的相互位置是。 A拉直共线B重叠共线C互成 90角D以上都不对 ()10将输送 20的水改为输送 80的水，该离心泵的允许安装高度应该（） A增大B减小C不变D无法判断 得分：得分： 2 二、填空题（本大题二、填空题（本大题 20 分，每空分，每空 1 分）分） 1钻机的三大工作机组分别是_、_和_。 2采油方法可分为采油法和采油法两种，气举和抽油泵采油属于采油法。 3各型水龙头主要都由_、_和_三大部分组成。 4钻井绞车的主刹车主要包括两种类型：_刹车和_刹车。 5潜油电泵系统井下机组主要由、和保护器等部分组成。 6石油钻机的钻进作业可包括下钻、_、_、_和换钻头五道工序。 7CYJ10-3-37HB 所示为常规型_平衡游梁式抽油机，悬点的最大允许载荷为_kN，悬点最大 冲程长度为_m。 三、判断对错（请在各小题前的括号里填写三、判断对错（请在各小题前的括号里填写“ ”或或“ ” 。本大题。本大题 10 分，每小题分，每小题 2 分）分） 1钻井用往复泵的有效压头几乎全部用于克服管路中的阻力。（） 2内平式钻杆接头接头内径小于钻杆加厚部分内径，钻井液流过时阻力最大，但强度最高。() 3与离心泵相比，往复泵具有流量均匀、压力平稳、调节流量方便等特点。（） 4多台离心泵并联后，总流量等于各泵在相同压头下的流量之和。（） 5游梁式抽油机的四连杆机构的 4 个杆件分别为曲柄、连杆、游梁和横梁。（） 四、简答题（本大题四、简答题（本大题 20 分，每小题分，每小题 5 分）分） 1画出三缸单作用往复泵流量曲线，并计算流量不均度。 2简述离心泵平衡盘的平衡原理？ 得分：得分： 得分：得分： 得分：得分： 3 20142015 学年第 4 学期石油钻采机械课程期末考试试卷（A 卷） 注意：装订注意：装订 线左侧请不线左侧请不 要答题，请要答题，请 不要在试卷不要在试卷 上书写与考上书写与考 试无关的内试无关的内 容，否则将容，否则将 按相应管理按相应管理 规定处理。规定处理。 院系院系: 专业专业: 班级班级: 姓名姓名: 学号学号: 3、何谓离心泵的汽蚀现象，引起汽蚀现象的主要原因有哪些。 4、简述开式塔形井架的主要特征。 五、计算题（本大题五、计算题（本大题 30 分，每小题分，每小题 10 分）分） 1ZJ45 钻机钻到最大井深，绞车本身的效率 绞 =0.95，游动系统效率 游 =0.8，游动系统运 动件重量 游 G=118kN，钻杆每米平均重量q=350N/m, 钻铤长 100m，钻铤每米长重量 铤 q=1600N/m，立根长度l=27m，若绞车各挡的起升速度分别为：v1=0.25m/s，v2=0.5m/s， v3=1.0m/s，v4=1.5m/s，速度系数=1.2。 试求：(1) 绞车的输入功率和各挡所起立根数； (2) 用四挡从最大井深一次起钻所用机动起升时间。 得分：得分： 4 院系院系: 专业专业: 班级班级: 姓名姓名: 学号学号: 2一台输水用往复泵，输入功率 ax N=80kW，转化功率 i N=75kW，泵的有效压头 H=120m，容积效率容=0.95，充 满系数 1 =1，理论平均流量Q理均=0.05m 3/s。 试求： （1）实际流量Q； （2）输出功率； （3）机械效率； （4）水力效率； （5）泵效。 3.单吸式离心泵，汽蚀比转数 C=900,汽蚀安全系数=1.4，以转速 1495r/min 工作。将温度为70 C的水供给 油井洗井，供液量为 3 100m /h，同时产生的总压头80mH ，吸入管总阻力h吸=1.5m (水柱)，大气压力 10m a p g (水柱)，汽化压力5m( t p g 水柱），如何安装才能保证离心泵正常工作？ 1 20142015 学年第4 学期石油钻采机械课程期末考试试卷(A 卷)答案及评分标准 注意：装订注意：装订 线左侧请不线左侧请不 要答题，请要答题，请 不要在试卷不要在试卷 上书写与考上书写与考 试无关的内试无关的内 容，否则将容，否则将 按相应管理按相应管理 规定处理。规定处理。 院系院系: 专业专业: 班级班级: 姓名姓名: 学号学号: 题号题号一一二二三三四四五五六六七七八八九九十十总总分分 得分得分 本试卷共四道大题，满分本试卷共四道大题，满分 100 分。分。 一一、选择题选择题(请把正确答案所对应的字母填在各小题前面的括号里本大题请把正确答案所对应的字母填在各小题前面的括号里本大题 20 分分，每每 小题小题 2 分分) ( C )1某一钻机钻井时使用的最大钻头直径为 510 mm，其转盘的通孔直径最小为。 A 500 mmB 510 mmC 520 mmD 530mm ( C ) 2某一钻机的型号为 ZJ120/9000DB，其最大钩载为。 A1200tB12000kNC9000kND9000t ( C )3钻机的单根长度为 9m，则井架的高度大概为（）m。 A27B54C46D18 ( B )4钻机统一驱动的总功率为。 ANNNNN 总发起发泵发辅发转 B max,NNNNNN 总发泵发辅发起发辅发转 C max,NNNNN 总发起发泵发辅发转 D max,NNNNN 总发泵发起发辅发转 ( C )5. 钻机游动系统结构为 45，起升时大钩速度为 V，则快绳速度为。 A4VB6VC8VD10V ( D )6. 某一钻机游动系统结构为 45，单个轮绳效率=0.98，游动系统效率游为。 A 0.975B0.951C0.901D 0.913 ( C )7. 驴头用来将游梁前端的往复运动变为抽油杆的垂直直线往复运动，为保证在一定冲程长 度下，将圆弧运动变为直线运动，圆弧面长度应为。 A max SB max 0.5SC max (1.2 1.3)SD max (2 3)S ( C ) 8某一钻机游动系统结构为 56，立根长 L=27m，绞车滚筒直径 D筒650 mm，每层 缠绳圈数 n=30，钢绳直径 d绳=28mm，绞车滚筒的容绳量为。 A345.38 mB 383.64 mC 333.9 mD 324.34 m ( B )9游梁式抽油机驴头悬点处于上死点，曲柄连杆的相互位置是。 A拉直共线B重叠共线C互成 90角D以上都不对 ( B ) 10将输送 20的水改为输送 80的水，该离心泵的允许安装高度应该（） A增大B减小C不变D无法判断 2 二、填空题（本大题二、填空题（本大题 30 分，每小题分，每小题 1 分）分） 1钻机的三大工作机组分别是 起升系统设备 、 旋转系统设备 和 循环系统设备 。 2采油方法可分为自喷采油法和机械采油法两种，气举和抽油泵采油属于 机械采油法。 3各型水龙头主要都由_固定部分_、_ 旋转部分_和_密封部分_三大部分组成。 4钻井绞车的主刹车主要包括两种类型： 带式 刹车和 盘式 刹车。 5潜油电泵系统井下机组主要由 多级离心泵 、 潜油电动机 、分离器 和保护器等部分组成。 6石油钻机的钻进作业可包括下钻、正常钻进、接单根、起钻和换钻头五道工序。 7CYJ10-3-37HB 所示为常规型曲柄平衡游梁式抽油机，悬点的最大允许载荷为100kN，悬点最大冲程 长度为3m。 三、判断对错（请在各小题前的括号里填写三、判断对错（请在各小题前的括号里填写“ ”或或“ ” 。本大题。本大题 10 分，每小题分，每小题 2 分）分） 1钻井用往复泵的有效压头几乎全部用于克服管路中的阻力。（） 2内平式钻杆接头接头内径小于钻杆加厚部分内径，钻井液流过时阻力最大，但强度最高。（） 3与离心泵相比，往复泵具有流量均匀、压力平稳、调节流量方便等特点。（） 4多台离心泵并联后，总流量等于各泵在相同压头下的流量之和。（） 5游梁式抽油机的四连杆机构的 4 个杆件分别为曲柄、连杆、游梁和横梁。（） 四、简答题（本大题四、简答题（本大题 10 分，每小题分，每小题 5 分）分） 1画出三缸单作用往复泵流量曲线，并计算流量不均度。 答： 2简述离心泵平衡盘的平衡原理？ 由图可知，极大值 60 max nFS Q ，极小值 602 3 min nFS Q ， 而 其 理 论 平 均 流 量 为 60 3 nFS ， 故 流 量 不 均 度 为 14. 0 3 ) 2 3 1 ( 60 3 602 3 60 FSn FSnFSn Q 答： 其轴向力大小为 0 PAPP 出吸 。 平衡盘的平衡力为 1 F=A PP 2 。 当轴向力小于平衡力时， 叶轮向右移动，使平衡盘的轴 向间隙 2 增大，其阻力减小，泄漏量增加， 1 P下降，平衡 盘的平衡力F减小，最后达到与轴向力平衡，即P=F。 当轴向力大于平衡力时， 叶轮向左移动，使平衡盘的轴 向间隙 2 减小，其阻力增大，泄漏量减小， 1 P增大，平衡 盘的平衡力增加。最后达到与轴向力平衡，即P=F。 在工作过程中， 泵的叶轮处在不停的平衡与不平衡之间 运动，所以，泵轴是左右浮动的，从而实现自动平衡。 3 20142015 学年第4 学期石油钻采机械课程期末考试试卷(A 卷)答案及评分标准 注意：装订注意：装订 线左侧请不线左侧请不 要答题，请要答题，请 不要在试卷不要在试卷 上书写与考上书写与考 试无关的内试无关的内 容，否则将容，否则将 按相应管理按相应管理 规定处理。规定处理。 院系院系: 专业专业: 班级班级: 姓名姓名: 学号学号: 3、何谓离心泵的汽蚀现象，引起汽蚀现象的主要原因有哪些。 答：当叶轮进口处某点的压力降低到该输送温度下液体的汽化压力 t p时，就有一部分 液体汽化，形成气泡。在凝结过程中，气泡周围的液体就以很高的速度，向气泡中心运动， 从而产生严重的水击现象。由于氧的析出和伴随气泡凝结过程所产生的高温高压，使零件 表面受到化学腐蚀。这种液体的汽化、凝结、水击和腐蚀的综合作用就称为汽蚀现象。 原因：汽蚀主要是由于叶轮进口处的压力低于液体在该温度下的汽化压力引起的。叶 轮进口处压力过分降低的原因可能是以下几方面： 1. 吸入高度太高； 2. 所输送的液体温度太高； 3. 气压太低（如泵在海拔较高处使用）； 4.泵内流道设计不完善而引起液流速度过高。 4、简述开式塔形井架的主要特征。 答：整个井架本体由数段(一般为三段)构架组成，各段均为焊接结构，段与段之间采用 螺栓联结。这种井架一般都可采用水平分段拆装，整体起放和分段运输的方法，拆装方便、 迅速、安全。为了适应分段拆装和运输的需要，整个井架的截面尺寸不能太大，所以井架 内部空间比较狭窄，为了便于游车和大钩等起升设备的上下运行和放置立根，往往不得不 将井架做成前面敞开的非整体结构，从而降低了它的承载能力和整体稳定性。 五、计算题（本大题五、计算题（本大题 40 分，每小题分，每小题 10 分）分） 1ZJ45 钻机钻到最大井深(最大井深为 4500m)。绞车本身的效率 绞 =0.95，游动系统效率 游 =0.8，游动系统运动件重量 游 G=118kN，钻杆每米平均重量q=350N/m, 钻铤长 100m， 钻铤每米长重量 铤 q=1600N/m， 立根长度l=27m， 若绞车各挡的起升速度分别为： v1=0.25m/s， v2=0.5m/s，v3=1.0m/s，v4=1.5m/s，速度系数=1.2。 试求：(1) 绞车的输入功率和各挡所起立根数； （2) 用四挡从最大井深一次起钻所用机动起升时间。 解： 0 100(1600350)125G 铤 kN 00 125118243GGG 铤游 kN 0.950.80.76 绞游 ； 1 (44003501001600) /10001181818Q kN 11 18180.25 598 0.76 Q V N kW4分 3 1 11 10 () i ii N S qlVV ； 4 院系院系: 专业专业: 班级班级: 姓名姓名: 学号学号: 常数= 33 598 0.76 101048.1 350 27 N ql 则 1 11 48.1 ()96 0.250.5 S 根 2 1 48.1 (1)48 0.5 S 根 3 1 48.1 (1)16 1.5 S 根 30 4 4 11243000 1048.16 1.5350 27 GN S qlVql 根4分 3124 1234 9648166 ()1.2 27()16221.6s4.506h 0.250.51.01.5 SSSS Tl VVVV 起 2分 2一台输水用往复泵，输入功率 ax N=80kW，转化功率 i