17. (问答题) 八、如图所示为一修井机游动系统,大钩上升速度为V=lm/s,滑轮直径为D=250mm,请写出游动系统结构并计算快绳速度V快及滑轮3的转速n3。
答案是：游动系统结构:3×4
快绳速度V快:V快=ZV=6×1=6 m/s
滑轮3的转速n3: n₃=60（Z-3）V/rD=60×（6-3）×1/3.14×0.25=2293r/min
16. (问答题) 七、什么是往复泵的排量系数?实际排量比理论排量减少的原因是什么?(本题5.0分)
答案是：往复泵的实际排量与理论平均排量之比称为排量系数。
实际排量比理论排量减少的原因是:(1)由于排出阀和吸入阀关闭滞后。(2)由于液体被压缩和液力端膨胀而减少了排量,以及由于液缸中有气而减少了排量。(3)由于各种密封不严有漏失而减少了排量
15. (问答题) 六、分析说明修井机起升用钢丝绳快绳部位损坏最为严重的原因有哪些?(本题6.0分)
答案是：快绳在起下运动中运动速度为最高,在滚筒上缠绕的次数最多。而且在起升时这段钢丝绳受力也最大。
另外这段绳在缠绕到滚筒上时,不仅转速高,而且是一层右旋、一层左旋地沿滚筒来回缠绕。上下两层不同旋向的钢丝绳,必然出现一些交叉点,在这些交叉处的挤压、剪力和摩损最为严重。原来缠到滚筒上的不放出的第一层也被定义到快绳部位之中,因为这一层还必须承受其它各层施加于它上的载荷,而且缠绕层数越多,对它的压力越大。因此,修井机起升用钢丝绳快绳部位损坏最为严重。
解析：
14. (问答题) 五、游梁抽油机为什么要进行平衡?平衡方式有哪几种?各有何特点?(本题6.0分)
答案是：游梁抽油机的悬点载荷一般都是向下的,在上冲程时,运动方向与载荷方向相反,抽油机要克服悬点载荷而作功;在下冲程时运动方向与载荷方向相同,外载荷将对抽油机作功,这时抽油机的发动机不但不作功,而且要被外载荷带动。这对发动机、减速箱等都将带来一系列问题。为此采用平衡重,以使发动机能比较均匀的工作,在上下冲程中作功基本相等。
游梁抽油机平衡方式有:游梁平衡、曲柄平衡、复合平衡和空气平衡四种。各种平衡方式的特点如下:
游梁平衡:平衡块安装在游梁尾部,安装位置固定。
可以减小连杆、曲柄销的受力,还可以减小曲柄轴的弯曲力矩。另外从制造上看,也简化了曲柄轴的结构。但游梁式平衡调节不便,当抽油机尺寸较大时,游梁式平衡的效果不良。
曲柄平衡:平衡块安装在曲柄上,安装位置可根据平衡要求进行调节。调节方便。
复合平衡:游梁和曲柄上都装有平衡块,各占一定比例。具有上述两种平衡的特点。
空气平衡:平衡效果好,平衡调节十分方便,但因其平衡气缸的工作寿命短,可靠性较低,制造和维修费用高,应用不太广泛。
13. (问答题) 四、已知离心泵的转速n1=3000rpm时,流量Q1=180m3/h,扬程H1=250m,轴功率N1=100kW,现在用n2=1500rpm的电动机驱动,泵的实际流量、扬程、轴功率是多少?(本题6.0分)
答案是：H2=(n2/n1)2H1=(1500/3000)2×250=62.5 m
Q2=(n2/n1)Q1=(1500/3000)×180=90 m3/h
N2=(n2/n1)3N1=(1500/3000)3×100=12.5 Kw
12. (问答题) 三、活塞式压缩机理论工作循环和实际工作循环各有哪几个过程?实际工作循环和理论工作循环的主要区别有哪些?(本题6.0分)
答案是：活塞式压缩机理论工作循环和实际工作循环有吸气、压缩、排气三个过程。
实际工作循环和理论工作循环的主要区别有:
(1)实际压缩机在缸盖和处于压缩死点的活塞之间存在余隙容积V0。由于V0的存在,使得实际处理的气体有效容积总是小于气缸的行程容积。
(2)由于实际循环中存在吸排气阀的阻力损失,使得缸内的实际排气压力pd(平均)大于排气管内的名义压力p2,而实际的吸气压力ps(平均)小于吸气管内的名义压力P1。即实际压力比(ε′=pd/ps)大于理论压力比(ε=p2/p 1)。
(3)由于ε′>ε,所以在同样排气量条件下,实际压缩循环所耗功大于理论压缩循环所耗功。并且实际循环排气温度高于理论循环排气温度。
(4)由于实际情况复杂,在整个膨胀和压缩过程中,多变指数m是变化的。
11. (问答题) 二、游梁抽油机的驴头悬点载荷分几类?共有几种?作用方向如何?(本题6.0分)
答案是：游梁抽油机的驴头悬点载荷有静载荷与动载荷两类,共6种。
(1) 抽油杆自重,以P杆表示,作用方向向下。
(2) 油管内、柱塞上的油柱重,用P油表示,作用方向向下。
(3) 油管外油柱对柱塞下端的压力,用P压表示,作用方向向上。
(4) 抽油杆柱和油柱运动所产生的惯性载荷,以P杆惯和P油惯表示,作用方向与加速度方向相反。
(5) 抽油杆柱和油柱运动所产生的振动负荷,以P振表示,其方向与大小都是变化的。
(6) 柱塞与泵筒、抽油杆与油管内壁的摩擦力,以及抽油杆与油柱、油流与油管内壁等液体摩擦力,作用方向与相对运动方向相反。
10. (问答题) 装有曲柄连杆机构的往复泵瞬时排量是___________的。(本题6.0分)
答案是：波动(变化)
9. (问答题) 选择计算修井机游动系统滑轮轴承时,应以_______侧的滑轮转速为依据。(本题6.0分)
答案是：快绳
8. (问答题) 多级压缩机各级压缩比合理分配的原则是________________________。(本题6.0分)
答案是：保证压缩机的功耗最少
7. (问答题) 两台性能相同的离心泵串联在管路中工作,此时单泵的流量为Q,扬程为H,则系统的流量为Q串=________,扬程H串=________。(本题6.0分)
答案是：Q,2H
6. (问答题) 往复泵排出空气包作用过程是:当Q瞬>Q理均时,空气包中_________液体;当Q瞬
答案是：储存,排出
5. (问答题) 压缩机中的气体压缩过程有___________、____________、____________三种形式。(本题6.0分)
答案是：等温压缩,绝热压缩,多变压缩
4. (问答题) 表征往复泵排量不均匀程度的参数是____________,其表达式是___________________。(本题6.0分)
答案是：标准答案：
排量不均度,δQ=(Q_max-Q_min)/Q理均
3. (问答题) _往复泵的机械效率表示_________________部分的完善程度,示功效率表示______________部分的完善程度。(本题6.0分)
答案是：标准答案：
动力端(机械传动),液力端
2. (问答题) 抽油杆的失效原因有_______________、___________、____________等。(本题6.0分)
答案是：标准答案：
疲劳破坏,磨损,腐蚀
1. (问答题) 离心泵比转数越大,则泵的叶轮流道越_______,流量越_______,扬程越______。(本题6.0分)
答案是：标准答案：
窄,小,高
23. (问答题) 八、活塞式压缩机理论工作循环和实际工作循环各有哪几个过程?实际工作循环和理论工作循环的主要区别有哪些?(本题4.0分)
答案是：标准答案：
活塞式压缩机理论工作循环有吸气、压缩、排气三个过程,实际工作循环有吸气、压缩、排气、膨胀四个过程。
实际工作循环和理论工作循环的主要区别有:
(1)实际压缩机在缸盖和处于压缩死点的活塞之间存在余隙容积V0。由于V0的存在,使得实际处理的气体有效容积总是小于气缸的行程容积。
(2)由于实际循环中存在吸排气阀的阻力损失,使得缸内的实际排气压力pd(平均)大于排气管内的名义压力p2,而实际的吸气压力ps(平均)小于吸气管内的名义压力P1。即实际压力比(ε′=pd/ps)大于理论压力比(ε=p2/p 1)。
(3)由于ε′>ε,所以在同样排气量条件下,实际压缩循环所耗功大于理论压缩循环所耗功。并且实际循环排气温度高于理论循环排气温度。
(4)由于实际情况复杂,在整个膨胀和压缩过程中,多变指数m是变化的。
22. (问答题) 七、修井设备与钻井设备相比有哪些特点?(本题4.0分)
答案是：标准答案：
(1) 钻机的三个工作机组之间的关系十分紧密,缺一不可。而修井设备的三个工作机组之间的联系却很松散。
(2) 机动性能好。修井设备的三个工作机组一般都是装在汽车,拖拉机或拖车上,这是因为修井作业比钻井作业的周期短得多,修井工作中运输时间占修井工作周期的50%左右,因此缩短修井设备的运移,安装和拆卸的时间具有非常重要的意义。高性能的装载车辆已成为修井设备不可缺少的组成部分。
(3) 修井设备的最大钻井深度仅为最大修井深度的1/3左右。这是因为钻杆和钻铤的重量比油管和抽油杆要重得多。
21. (问答题) 六、《SY/T5609—1999的石油钻机基本参数》标准中,石油钻机的“名义钻深范围”是什么意思?定性说明ZJ40/2250钻机能否打4500米深的井。为什么?(本题4.0分)
答案是：标准答案：
名义钻深范围是指在规定的钻绳数下,使用114mm钻杆时所推荐的井深范围。
ZJ40/2250钻机能够打4500m的井。因为钻机的最大井深是由最大钩载限定的,而钩载取决于钻柱重量,ZJ40/2250钻机在使用114mm钻杆时的最大井深是4000m,如果使用直径小于114mm的钻杆,单位长度重量减小,钻柱长度就可加长,钻井深度就能提高。
20. (问答题) 五、钻机三大工作机组对驱动与传动的基本是什么?钻机三大工作机组对驱动与传动的具体要求各是什么?(本题4.0分)
答案是：标准答案：
工作机对动力和传动的基本要求是:
⑴足够的功率,以满足快速钻井和强化钻井工艺的需要;
⑵能适应载荷速度的变化;
⑶保证钻井工艺参数的相对稳定性和可调;
⑷功率利用要充分,传动效率高;
⑸使用可靠、维修简便、操作灵敏、重量轻、运移方便。
钻井绞车的要求
⑴能连续的变矩变速(高度的柔特性),载荷适应性系数K、调速范围R要大。一般要求K=4~6,R=8~10。
⑵具有短期的过载能力,以适应起升钻具时的动载和克服一般卡钻的要求。
⑶起动性能好,操作灵敏可靠。
转盘的要求
⑴调速范围大,一般R=5~10;
⑵具有微调转速、倒转及限扭的性能。
钻井泵的要求
⑴一定的调速范围,以充分利用功率,一般R=1.3~1.5 。
⑵有一定短期过载能力,以克服可能出现的蹩泵。
18. (问答题) 三、往复泵的正常吸入条件是什么?改善吸入条件的措施有哪些?(本题4.0分)
答案是：标准答案：
往复泵正常吸入条件是:液缸内的最小吸入压力大于液体的汽化压力。
改善往复泵吸入条件的措施有:
1)提高吸入池钻井液液面;
2)冷却钻井液以降低汽化压力;
3)降低钻井泵的转速;
4)缩短吸入管长度;
5)加大吸入管直径;
6)加吸入空气包以改善泵的工作状况;
加灌注泵。
16. (问答题) 下钻时最大制动力矩发生在________________________时,最小制动力矩发生在__________________________时。(本题4.5分)
答案是：刹死钻柱,松开刹把
15. (问答题) 两台性能相同的离心泵并联在管路中工作,此时单泵的流量为Q,扬程为H,则系统的流量为Q并为_______,扬程H并为________。(本题4.5分)
答案是：2Q,H
14. (问答题) 离心泵内的功率损失有____________、_____________、______________。(本题4.5分)
答案是：机械损失,容积损失,水力损失
13. (问答题) 往复泵的机械效率表示_________________部分的完善程度,示功效率表示_________________部分的完善程度。(本题4.5分)
答案是：动力端,液力端
12. (问答题) 往复泵的排量不均度随λ值的增大而______________。(本题4.5分)
答案是：增大
11. (问答题) 表明动力机适应外载变化能力的参数是______________________。(本题4.5分)
答案是：适应性系数K
10. (问答题) 钻机离合器主要包括____________________、___________________、___________________等。(本题4.5分)
答案是：气动摩擦离合器,电磁离合器,单向离合器
9. (问答题) 水刹车的制动力矩是通过调节_____________来实现的。随着转速的升高,水刹车的制动力矩______。(本题4.5分)
答案是：充水量,越大
8. (问答题) 压缩机中的气体压缩过程有___________、____________、____________三种形式。(本题4.5分)
答案是：等温压缩,绝热压缩,多变压缩
7. (问答题) 提高起升功率利用率的目的______________________,起升档数越多,功率利用率越________。(本题4.5分)
答案是：加速起钻,高
6. (问答题) 选择绞车离合器和核算滚筒轴强度时,以________________为依据。(本题4.5分)
答案是：起升时滚筒轴最大力矩Mmax
5. (问答题) 钻机工作过程中,_________时快绳拉力最大。(本题4.5分)
答案是：起升
4. (问答题) 钻机的载荷储备系数是_______________________________。(本题4.5分)
答案是：最大钩载Qmax/最大钻柱重量Q柱
3. (问答题) 根据《SY/T5609—1999的石油钻机基本参数》标准,我国的钻机系列是以__________________________和______________作为主参数进行分级的。(本题4.5分)
答案是：名义钻深范围上限,最大钩载
2. (问答题) 5×6的游动系统结构的有效工作绳数为___________。(本题4.5分)
答案是：10
1. (问答题) 修井作业一般可归纳为三大类:_______________、_______________和___________________。(本题4.5分)
答案是：起下作业,循环作业,旋转钻进作业
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