1、12014 2015 学 年 第 4 学 期 石 油 钻 采 机 械 课 程 期 末 考 试 试 卷 （ B卷 ）注 意 ： 装 订线 左 侧 请 不要 答 题 ， 请不 要 在 试 卷上 书 写 与 考试 无 关 的 内容 ， 否 则 将按 相 应 管 理规 定 处 理 。院 系 :专 业 :班 级 :姓 名 :学 号 :题 号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总 分得 分本 次 考 试 时 间 为 90分 钟 ， 共 有 6 道 大 题 ， 满 分 100分一 、 选 择 题 （ 本 大 题 5 分 ， 每 小 题 1 分 ）1、 某 一 钻 机 游 动 系 统 结 构 为 5 6
2、， 则 有 效 绳 数 z为 。A 5 B 6 C 8 D 102、 钻 机 游 动 系 统 效 率 取 决 于 ， 其 次 与 单 轮 效 率 有 关 。A 游 动 系 统 起 重 量 B 游 动 系 统 的 结 构 C 快 绳 拉 力 D 大 钩 静 载 荷3、 是 钻 机 旋 转 系 统 、 起 升 系 统 及 循 环 系 统 连 结 的 纽 带 。A 大 钩 B 水 龙 头 C 转 盘 D 绞 车4、 单 独 驱 动 的 钻 机 总 功 率 的 表 达 式 为 。A 发 辅发 转发 泵发 起总 NNNNN B 发 辅发 转发 起发 泵总 ， NNNNN maxC 发 辅发 起发 辅发
3、转发 泵总 NNNNNN ,maxD 发 辅发 转发 泵发 起总 ， NNNNN max5、 一 往 复 泵 ， 充 满 系 数 9.01 ， 容 积 效 率 96.0容 ， 其 理 论 流 量 3Q 104.167m /h理 ， 则 实际 流 量 为 m3/h。A 80 B 90 C 104.167 D 95二 、 填 空 题 （ 本 大 题 15 分 ， 每 空 1 分 ）1、 钻 机 的 主 参 数 为 _、 _、 _和 _。2、 各 型 水 龙 头 主 要 都 由 _、 _和 _3大 部 分 组 成 。3、 目 前 ， 石 油 矿 场 用 往 复 泵 按 作 用 方 式 分 ， 可 分
4、 为 式 和 式 两 种 。4、 DG315-1表 示 最 大 钩 载 为 _kN、 第 _次 变 型 的 _。5、 ZJ70/4500DZ-2表 示 该 钻 机 所 能 钻 的 最 大 井 深 是 _m， 最 大 起 重 量 为 _kN，为 _驱 动 钻 机 。 得 分 ：得 分 ：2三 、 判 断 对 错 （ 本 大 题 10 分 ， 每 小 题 2 分 ）1 钻 井 用 往 复 泵 的 有 效 压 头 几 乎 全 部 用 于 提 高 液 体 的 比 能 。 （ ）2 电 动 潜 油 离 心 泵 的 井 下 部 分 一 般 布 置 是 潜 油 电 动 机 在 上 面 ， 保 护 器 在 中
5、 间 ， 多 级 离 心 泵 在 下 面 。 （ ）3 方 钻 杆 位 于 钻 杆 柱 最 上 端 ， 它 通 过 保 护 接 头 上 接 水 龙 头 。 （ ）4 多 台 离 心 泵 串 联 后 ， 总 流 量 等 于 各 泵 在 相 同 压 头 下 的 流 量 之 和 。 （ ）5 分 组 驱 动 的 钻 机 功 率 利 用 率 比 统 一 驱 动 高 ， 传 动 比 单 独 驱 动 简 单 。 （ ）四 、 简 答 题 （ 本 大 题 40 分 ， 每 小 题 8 分 ）1、 简 述 往 复 泵 的 工 作 原 理 。2、 简 述 A形 井 架 的 主 要 特 征 。3、 画 出 四 缸
6、 单 作 用 往 复 泵 流 量 曲 线 。4、 简 述 CYJ12 4 53HF所 表 示 的 意 义 。得 分 ：得 分 ：32014 2015 学 年 第 4 学 期 石 油 钻 采 机 械 课 程 期 末 考 试 试 卷 （ B卷 ）注 意 ： 装 订线 左 侧 请 不要 答 题 ， 请不 要 在 试 卷上 书 写 与 考试 无 关 的 内容 ， 否 则 将按 相 应 管 理规 定 处 理 。院 系 :专 业 :班 级 :姓 名 :学 号 :5、 简 述 有 杆 泵 抽 油 系 统 的 组 成 与 工 作 原 理 。五 、 计 算 题 （ 本 大 题 20 分 ， 每 小 题 10 分
7、 ）用 大 庆 130型 钻 机 ， 绞 车 本 身 效 率 绞 =0.9， 立 根 长 l =25m， 51/2in 钻 杆 q 382N/m， 钻 铤长 100m， q铤 =1607N/m， 当 用 5 6 游 动 系 统 起 升 时 ， 游 =0.9， 游 动 系 统 的 重 量 G游 =53kN，若 绞 车 各 挡 的 起 升 速 度 分 别 为 ： 1v =0.25m/s， 2v =0.4m/s, 3v =0.7m/s, 4v =1.4m/s， 速 度 系数 =1.2。试 求 ： (1) 绞 车 输 入 功 率 。(2) 各 档 所 起 立 根 数 。 得 分 ：42、 单 吸 式
8、离 心 泵 ， 比 转 数 ns=60,汽 蚀 比 转 数 C=700,汽 蚀 安 全 系 数 =1.3， 以 转 速 为 1475r/min工 作 。 将 温 度 为 70 C的 水 供 给 油 井 洗 井 ， 供 液 量 为 3160m /h ， 同 时 产 生 的 总 压 头 50mH ， 吸 入 管 总 阻 力 h吸 =1.41m(水 柱 )， 大 气 压 力10mapg (水 柱 )， 汽 化 压 力 5.18m(tpg 水 柱 ） ， 如 何 安 装 才 能 保 证 离 心 泵 正 常 工 作 ？六 、 证 明 题 （ 本 大 题 10 分 ）证 明 钻 机 下 钻 过 程 中 游
9、 动 系 统 的 效 率 为 ）（ ）（游 ZZZ 1 1 ， 其 中 Z为 有 效 工 作 绳 数 ， 为 一 个 轮 绳 的 效 率 。得 分 ：12014 2015 学 年 第 4学 期 石 油 钻 采 机 械 课 程 期 末 考 试 试 卷 (B卷 )答 案 及 评 分 标 准授 课专 业 班 级 ： 本 试 卷 共 六 道 大 题 ， 满 分 100 分 。一 、 选 择 题 （ 本 大 题 5 分 ， 每 小 题 1 分 ）1、 某 一 钻 机 游 动 系 统 结 构 为 5 6， 则 有 效 绳 数 z为 D 。A5 B6 C8 D102、 钻 机 游 动 系 统 效 率 取 决
10、 于 B ， 其 次 与 单 轮 效 率 有 关 。A 游 动 系 统 起 重 量 B 游 动 系 统 的 结 构 C 快 绳 拉 力 D 大 钩 静 载 荷3、 B 是 钻 机 旋 转 系 统 、 起 升 系 统 及 循 环 系 统 连 结 的 纽 带 。A 大 钩 B 水 龙 头 C 转 盘 D 绞 车4、 单 独 驱 动 的 钻 机 总 功 率 的 表 达 式 为 A 。A 发 辅发 转发 泵发 起总 NNNNN B 发 辅发 转发 起发 泵总 ， NNNNN maxC 发 辅发 起发 辅发 转发 泵总 NNNNNN ,maxD 发 辅发 转发 泵发 起总 ， NNNNN max5、 一
11、 往 复 泵 ， 充 满 系 数 9.01 ， 容 积 效 率 96.0容 ， 其 理 论 流 量 3Q 104.167m /h理 ， 则 实际 流 量 为 B m3/h。A80 B90 C104.167 D95二 、 填 空 题 （ 本 大 题 15 分 ， 每 空 1 分 ）1、 钻 机 的 主 参 数 为 _名 义 钻 深 范 围 _、 _最 大 钩 载 _、 _额 定 钻 柱 重 量 _和 _钻 机 总 功 率 。2、 各 型 水 龙 头 主 要 都 由 _固 定 _、 _旋 转 _和 _密 封 _3大 部 分 组 成 。3、 目 前 ， 石 油 矿 场 用 往 复 泵 按 作 用 方
12、 式 分 ， 可 分 为 单 作 用 式 和 双 作 用 式 两 种 。4、 DG315-1表 示 最 大 钩 载 为 _3150_kN、 第 _1_次 变 型 的 _大 钩 _。5、 ZJ70/4500DZ-2表 示 该 钻 机 所 能 钻 的 最 大 井 深 是 _7000_m， 最 大 起 重 量 为 _4500_kN，为 _直 流 电 _驱 动 钻 机 。2三 、 判 断 对 错 （ 本 大 题 10 分 ， 每 小 题 2 分 ）1 钻 井 用 往 复 泵 的 有 效 压 头 几 乎 全 部 用 于 提 高 液 体 的 比 能 。 （ ）2 电 动 潜 油 离 心 泵 的 井 下 部
13、 分 一 般 布 置 是 潜 油 电 动 机 在 上 面 ， 保 护 器 在 中 间 ， 多 级 离 心 泵 在 下 面 。 （ ）3 方 钻 杆 位 于 钻 杆 柱 最 上 端 ， 它 通 过 保 护 接 头 上 接 水 龙 头 。 （ ）4 多 台 离 心 泵 串 联 后 ， 总 流 量 等 于 各 泵 在 相 同 压 头 下 的 流 量 之 和 。 （ ）5 分 组 驱 动 的 钻 机 功 率 利 用 率 比 统 一 驱 动 高 ， 传 动 比 单 独 驱 动 简 单 。 （ ）三 、 简 答 题 （ 本 大 题 40 分 ， 每 小 题 8 分 ）1、 简 述 往 复 泵 的 工 作
14、原 理 。答 ： 往 复 泵 的 工 作 原 理 为 ： 发 动 机 通 过 皮 带 、 齿 轮 等 传 动 部 件 带 动 泵 的 主 轴 旋 转 ， 当 曲 柄 以 一 定 的 角 速 度 从 水平 位 置 按 一 定 的 方 向 开 始 旋 转 时 ， 活 塞 向 一 侧 移 动 ， 缸 内 形 成 负 压 ， 吸 液 池 中 的 液 体 在 液 面 大 气 压 力 的 作用 下 ， 挤 开 吸 入 阀 ， 进 入 缸 内 ， 直 到 活 塞 运 动 到 该 侧 极 限 位 置 为 止 。 这 一 工 作 过 程 ， 称 为 泵 的 吸 入 过 程 。当 活 塞 运 动 到 该 侧 极
15、限 位 置 （ 即 曲 柄 转 过 180 ） 后 ， 活 塞 开 始 向 另 一 侧 移 动 ， 液 缸 内 液 体 受 挤 压 ， 压 力 升高 ， 因 而 吸 入 阀 关 闭 ， 排 出 阀 被 挤 开 ， 液 体 被 活 塞 推 出 ， 经 排 出 阀 和 排 出 管 进 入 排 液 池 。 该 工 作 过 程 ， 称为 泵 的 排 出 过 程 。2、 简 述 A形 井 架 的 主 要 特 征 。答 ： 从 总 体 结 构 形 式 上 看 ， 整 个 井 架 是 两 个 等 截 面 的 空 间 杆 件 结 构 或 柱 壳 结 构 的 大 腿 靠 天 车 台 与 井 架 上 部 的 附加
16、 杆 件 和 二 层 台 连 接 成 “ A” 字 形 的 空 间 结 构 ， 在 大 腿 的 前 面 或 后 面 接 有 一 对 撑 杆 。 杆 件 结 构 大 腿 的 截 面 依井 架 的 使 用 要 求 、 受 力 状 态 及 其 制 造 工 艺 的 不 同 可 选 取 不 同 的 截 面 形 式 ， 如 矩 形 、 等 边 三 角 形 和 直 角 三 角形 等 。这 种 井 架 主 要 是 靠 两 个 大 腿 承 载 ， 工 作 载 荷 在 大 腿 中 的 分 布 更 均 匀 ， 材 料 的 利 用 更 加 合 理 ， 加 上 大 腿 是 封闭 的 整 体 结 构 ， 所 以 其 承
17、载 能 力 和 稳 定 性 都 较 好 ， 但 其 总 体 稳 定 性 尚 不 够 理 想 。从 构 件 连 接 方 式 上 看 ， 两 个 大 腿 都 是 由 3 5段 焊 接 结 构 用 螺 栓 连 接 的 整 体 结 构 。 整 个 井 架 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 而 安 全 。 另 外 ， 由 于 井 架 可 拆 开 成 两 个 大 腿 分 段 运 输 ，井 架 的 外 形 尺 寸 就 可 不 受 运 输 条 件 的 限 制 ， 而 且 钻 台 宽 敞 ， 视 野 良 好 ， 操 作 方 便
18、而 安 全 。3、 画 出 四 缸 单 作 用 往 复 泵 流 量 曲 线 。答 ：4、 简 述 CYJ12 4 53HF所 表 示 的 意 义 。答 ： 抽 油 机 型 号 中 各 项 的 意 义 依 次 为 ： 常 规 型 游 梁 式 抽 油 机 ， 悬 点 最 大 载 荷 为 120kN， 悬 点 最 大 冲 程 长 度 为 4m，减 速 箱 曲 柄 轴 最 大 允 许 扭 矩 为 53kN m， 点 啮 合 双 圆 弧 齿 轮 传 动 ， 复 合 平 衡 。32014 2015 学 年 第 4学 期 石 油 钻 采 机 械 课 程 期 末 考 试 试 卷 (B卷 )答 案 及 评 分
19、标 准授 课专 业 班 级 ： 5、 简 述 有 杆 泵 抽 油 系 统 的 组 成 与 工 作 原 理 。答 ： 有 杆 泵 抽 油 系 统 由 三 部 分 组 成 ： 一 是 地 面 部 分 游 梁 式 抽 油 机 ， 它 由 电 动 机 、 减 速 箱和 四 连 杆 机 构 组 成 ： 二 是 井 下 部 分 抽 油 泵 ， 它 悬 挂 在 套 管 中 油 管 的 下 端 ， 三 是 联 系 地 面 和 井下 的 中 间 部 分 抽 油 杆 柱 ， 它 由 一 种 或 几 种 直 径 的 抽 油 杆 和 接 箍 组 成 。 电 动 机 通 过 三 角 皮 带 传动 带 动 减 速 箱 。
20、 减 速 箱 减 速 后 ， 由 四 连 杆 机 构 把 减 速 箱 输 出 轴 的 旋 转 运 动 变 为 游 梁 驴 头 的 往 复运 动 。 用 驴 头 带 动 光 杆 和 抽 油 杆 作 上 下 往 复 的 直 线 运 动 。 通 过 抽 油 杆 再 将 这 个 运 动 传 给 井 下 抽油 泵 中 的 柱 塞 。 在 抽 油 泵 泵 筒 的 下 部 装 有 固 定 阀 (吸 入 阀 )， 而 在 柱 塞 上 装 有 游 动 阀 (排 出 阀 )。 当抽 油 杆 向 上 运 动 ， 柱 塞 作 上 冲 程 时 ， 固 定 阀 打 开 ， 泵 从 井 中 吸 入 原 油 。 同 时 ，
21、由 于 游 动 阀 关 闭 ，柱 塞 将 它 上 面 油 管 中 的 原 油 上 举 到 井 口 。 这 就 是 抽 油 泵 的 吸 入 过 程 。 当 抽 油 杆 向 下 运 动 ， 柱 塞作 下 冲 程 时 ， 固 定 阀 关 闭 而 游 动 阀 打 开 ， 柱 塞 下 面 的 油 通 过 游 动 阀 排 到 它 的 上 面 。 这 就 是 抽 油泵 的 排 出 过 程 。评 分 标 准 ： 只 要 回 答 出 主 要 要 点 即 可 得 满 分 ； 若 回 答 的 要 点 不 全 面 ， 根 据 情 况 酌 情 扣 分 。四 、 计 算 题 （ 本 大 题 20 分 ， 每 小 题 10
22、 分 ）1、 用 大 庆 130型 钻 机 ， 绞 车 本 身 效 率 绞 =0.9， 立 根 长 l =25m， 51/2in 钻 杆 q 382N/m，钻 铤 长 100m， q铤 =1607N/m， 当 用 5 6 游 动 系 统 起 升 时 ， 游 =0.9， 游 动 系 统 的 重 量 G游 =53kN，若 绞 车 各 挡 的 起 升 速 度 分 别 为 ： 1v =0.25m/s， 2v =0.4m/s, 3v =0.7m/s, 4v =1.4m/s， 速 度 系数 =1.2。试 求 ： (1) 绞 车 输 入 功 率 。(2) 各 档 所 起 立 根 数 。解 ： （ 1） G铤
23、 0=100 （ 1607-382） 10-3=122.5（ kN）G0=G游 +G铤 0=53+122.5=175.5（ kN） = 绞 游 =0.9 0.9=0.81Q1=Q柱 +G游 =130 9.8+53=1327（ kN）N=Q1 V1 / =1327 0.25/0.81=410（ kW ） 4 分（ 2） 3 11 110 ( )i i iNS ql V V 常 数 = 3 3410 0.8110 10 34.8382 25Nql 2分1 1 134.8 ( ) 520.25 0.4S 根 1分2 1 134.8 ( ) 370.4 0.7S 根 1分3 1 134.8 ( ) 2
24、50.7 1.4S 根 1分404 41 1 17550034.8 34.8 61.4 382 25GS V ql 根 1分2、 单 吸 式 离 心 泵 ， 比 转 数 ns=60,汽 蚀 比 转 数 C=700,汽 蚀 安 全 系 数 =1.3， 以 转 速 为 1475r/min工 作 。 将 温 度 为 70 C的 水 供 给 油 井 洗 井 ， 供 液 量 为 3160m /h ， 同 时 产 生 的 总 压 头 50mH ， 吸 入 管 总 阻 力 h吸 =1.41m(水 柱 )， 大 气 压 力10mapg (水 柱 )， 汽 化 压 力 5.18m(tpg 水 柱 ） ， 如 何
25、 安 装 才 能 保 证 离 心 泵 正 常 工 作 ？解 ： 4 43 31601475 360010( ) 10( ) 3.39m700n Qh c 4分1.3 3.39 4.41mh h 许max 10 5.18 4.41 1.41 1ma tP PZ h hg 吸 吸许 4分最 大 允 许 安 装 高 度 为 -1米 ， 采 用 倒 灌 ， 将 吸 水 池 安 装 在 比 叶 轮 中 心 高 1m 以 上 的 位 置 ，离 心 泵 才 能 正 常 工 作 。 2分评 分 标 准 ： 各 步 骤 若 公 式 错 误 不 得 分 ， 若 公 式 正 确 而 结 果 错 误 ， 扣 1分 。
26、 其 余 情 况 酌 情 扣 分 。五 、 证 明 题 （ 本 大 题 10 分 ）证 明 钻 机 下 钻 过 程 中 游 动 系 统 的 效 率 为 ）（ ）（游 ZZZ 1 1 ， 其 中 Z为 有 效 工 作 绳 数 ， 为 一 个 轮 绳 的 效 率 。证 明 ： 当 下 钻 时 ， 各 绳 拉 力 关 系 如 下 zz PPPPP 121zzPPPP 221即 zz PPPPPP / 221 ， 2分因 1 2 21 1 1 1( ) (1 )zz z zQ P P P P P 游 2分则 (1 )1z zP Q 游 2分由 于 QP z 游 游 2分所 以 下 放 时 的 游 动 系 统 效 率 (1 )1 zzz 游 2分
