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二、石油钻机1. 石油钻机？主要包括哪些系统和主要设备？石油钻机是用于石油天然气钻井的专业机械，是由多台设备组成的一套联合机组。包括:1、起升系统2、旋转系统3、循环系统4、动力系统5、传动系统6、控制系统7、底座8、井控系统9、辅助设备10、钻台操作设备2. 钻机的三大工作组件？驱动机组的组合形式不同，可以分为哪几种驱动？ 绞车，转盘，钻进泵三大工作机组。柴油机直接驱动、机械传动；柴油机发电机组驱动、电气传动；SCR、VFD；液压驱动、传动；复合驱动3. 钻机的机械传动主要有哪几种？各有什么特点？钻机的机械传动有：齿轮，带，链条;齿轮传动允许线速度高，体积小，结构紧凑，方向轴结构简单，紧凑，维护保养方便，互换性好；带传动时传动柔和，并车容易，制造容易，维护保养方便。链条传动：传动功率大，结构紧凑，寿命长，适合于各级井深钻机。4. 钻机的主要参数有哪些？名义钻深范围、最大钩载、绞车额定功率、单台钻井泵功率、游动系统绳数、钢丝绳直径、转盘开口直径、转盘功率，钻台高度、井架高度。5. 最大钩载？主要用于哪些工况？最大钩载：钻机在规定的最多绳数下起下套管、处理事故或进行其它特殊作业时，大钩不允许超过的载荷。是大钩允许的最大静载荷。发生工况：1、发生动载时，钩载为静动载之和；2、处理卡钻事故；3、下套管；4、下套管遇阻时，上提下放.6. 名义钻井深范围？指钻机在规定的钻井绳数下，使用规定的钻柱时，能够达到的经济钻井深度。是我国钻机主参数。依据4 1/2、5 两种钻杆柱尺寸确定。7. 钻机型号表示？钻机型号：ZJ-1-2-3 1表示钻机级别；2表示钻机特点：链条并车钻机无或为L，三角胶带并车钻机为J，齿轮传动钻机为C，电驱动钻机为D，自行或车装钻机为T。3表示厂家代号及改型序号。8.转盘的主要功能？主要结构组成、主要参数?主轴承和辅助轴承分别承受什么载荷?转盘功能：（1）旋转钻具，传递足够大的扭矩和必要的转速；（2）下套管或起下钻时，承受全部套管或钻具重量；（3）完成卸钻头、卸扣，处理事故时倒扣、等辅助工作；（4）井下动力钻具钻井时，转盘制动承受反扭矩。转盘的结构组成：（1）水平轴总成；（2）转台；（3）主、辅轴承；（4）壳体。特性参数：（1）通孔通径：转台通径一开钻头最大直径10mm；（2）最大静负荷：匹配于钻机最大钩载；（3）最大工作扭矩：最低工作转速时达到的最大工作扭矩；（4）最高转速：轻载下的最高转速，一般为300r/min。主轴承起承载和承转作用，静止时，承受最重套管柱重量；旋转时，承受主要有方转杆下滑造成的轴向载荷及锥齿轮传动形成的径向载荷；辅助轴承起径向扶正和轴向防跳作用。9. 水龙头的功能,主要结构、参数?冲管的要求和作用?主轴承和辅助轴承分别承受什么载荷?(水龙头是提升、循环、旋转三大工作机组相交汇的“关节”部件)功能：1、悬持钻杆柱，承受大部分或全部钻柱重量；2、为旋转的钻杆柱内输送高压钻井液；3、承受钻杆柱的旋转。结构：1、承载系统：包括中心管及其接头、壳体、耳轴、提环和主轴承（负荷轴承）；2、承压与密封：鹅颈管、冲管总成；3、辅助系统：上下扶正轴承、防跳轴承、机油密封盒组件。参数：最大静负荷；中心管通径；最大工作压力。冲管要求：耐高压、磨损小、寿命长、拆装方便冲管作用：高压钻井液密封，连接不旋转的鹅颈管和旋转的中心管主轴承：承载钻柱的重量辅助轴承：扶正、防跳；10. 游动系统的效率与哪些因素有关?起下钻时的效率是否相等？与滑动轴承的摩擦阻力和通过滑轮时的弯曲阻力及钢丝绳的损耗有关。不相等。11. 快绳的拉力计算？静止时：Pf = Qt/Z 起钻时：Pf = Qt/Z /t 下钻时：Pf= Qt*t/Z12. 起钻过程分为那几个阶段?简要描述分为加速（静止，启动，同步），匀速，减速。1、加速段：从0开始到完全挂合；2匀速段：完全挂合、同步驱动；3、减速段：切断动力，终点制动；其中加速段包括：静止启步同步静止段：离合器充气，主、从动件开始接触，离合器传递扭矩继续增加Mf开始增长，随着Mf上升，动力机组的负载增加，主动转速1开始下降。此时离合器处于完全打滑状态启动段：Mf继续增加，当Mf M2 时，1继续减速，2 启步并加速，此时离合器处于半打滑状态同步加速段：Mf继续增加，此时主动力矩静阻力矩主动件惯性力矩从动件惯性力矩；13.钻机设计时绞车档位是否越多越好？绞车档位与绞车形式的关系？一般为几档？由档数越多功率利用率越高，但是绞车结构越复杂。由max=e/（e + 1）可知档位越高利用率变化也不明显所以不是越多越好；一般实用的档数少于6个。14.起下钻过程中，天车各个滑轮的转速是否一样？实际中应该注意些什么？不同，起钻时，快绳侧的滑轮转速要比死绳侧的高数倍，磨损最严重；需要经常检修、倒换让寿命均衡15.为什么游动系统中快绳侧的钢丝绳会提前疲劳？以及注意事项起钻时，快绳侧的滑轮转速要比死绳侧的高数倍；2、快绳侧的钢丝绳的弯曲次数要比死绳侧钢丝绳多出数倍；注意事项：需要经常检查、及时补充新绳。16.起下钻运动学公式M1-M2=Jdw/dt，试解释各项含义。M1主动力矩 M 2负载产生的阻力矩 Jdw/dt是惯性力矩J工作件折算的转动惯量 w转轴角速度 其中Jmr2 （m旋转部件的质量 r 旋转半径）17.在选择柴油机功率时，绞车和钻井泵分别按什么工况标定功率？为什么？绞车使用12h功率，因为每提升一根立根的受载时间不长，即是间歇受载。功率在0100%内周期性变化，考虑其动力性经济性及使用寿命的平衡，故采用12H功率。柴油机使用持续功率，因为驱动泵和转盘作业时柴油机在接近或满负荷工况持续运行，功率可以定低些，取持续功率转速取该机的经济转速。18柴油机的12h功率和持续功率那个大？12H功率大于持续功率19柴油机的外特性主要表示什么特性？表明哪些参数与柴油机的转速有关？主要表明随即变化特征（即时特征）；外特性：供油量最大时，性能参数Ne、Me、ge、GT随n变化的规律性。20钻机常用的传动类型有哪些？并车、倒车、减速与变速、转换方向、带辅助调速的传动方案；21为什么柴油机作为钻机动力比较合适，试简述？1、具有自持能力，不受地区限制；2、系列化，“积木式”组合，可以满足不同功率的需要；3、驱动平稳，有一定的过载性能；4、移运性好，适于野外流动作业。22.偶合器和变矩器的不同点？结构上偶合器只有泵轮和涡轮，变矩器还具有导轮功能上由于导轮的作用使变矩器不仅能传递转矩，并能在泵轮转矩不变的情况下，随着涡轮转速的不同（反映工作机械运行时的阻力），而改变涡论输出力矩；22. 为什么链传动并车钻机要求动力配备耦合器或变矩器？传动具有柔性，可吸收震动和冲击；涡轮轴可随外在变化而自动变速，可防止工作机过载，即使外载增加导致涡轮制动，动力机仍可以某一转速工作而不熄火；24电驱动钻机中，直流电动机的励磁方式更希望采用并励还是串励，为什么？并励；串励虽调速特性好，但是低载时容易出现超速，有“飞车”的危险而且串励调速特性不适应钻井泵工况。它励电机容易实现反转，控制调节简单，配置一定的机械变速能够很好地适应绞车工况。25直流电机人为特性是针对那种励磁方式的直流电机而言？钻机驱动的直流电机人为特性是通过那些参数实现调速的？并励。1.降低电枢电压调速，理想空载转速随U下降而降低。2.电枢串电阻调速，保持电枢电压不变，Ra增大转速n下降。3.减弱磁通调速，保持电枢电压恒定值，调节串入励磁电路中的可调电阻Rr，磁通减弱，机械特性曲线上移磁通减小。26. 电驱动钻机的优点（与机械驱动比较）？1. 具有传动效率高 2. 对负载的适应能力强 3. 安装运移性好 4. 处理事故能力及对机具的保护能力极强 5. 易于实现对转矩、速度、加减速度及位置的控制 6. 易于实现钻井的自动化和智能化；27.绞车高位安装和低位安装有什么优缺点？电驱动一般是高位安装还是低位安装？为什么？低位安装:绞车位于钻台之下,绞车位于钻机后台之上，刹把和司钻控制台位于钻台上，动力经爬坡传动上钻台驱动转盘;优：绞车振动小稳定，安装方便；缺：司钻不能直接看到绞车内情况，同时快绳端缆绳从绞车到天车的距离长，缆绳晃动幅度大。高位安装:绞车位于钻台之上,动力爬坡上钻台驱动绞车。优：钻工保养操作方便，司钻也可以直接看到绞车内缆绳的状况。缺：安装不方便，同时动力爬坡上钻台驱动绞车，效率不高；电驱动绞车：高位安装；其无后台机械驱动传动装置，无需动力动力爬坡，效率高，同时方便查看；28. 绞车为什么要设计调速？动力调速性能对绞车调速有什么影响？大钩的起升速度直接影响着起下钻的机动时间，起升速度范围越宽，功率利用率越高，为了满足宽的调速范围，所以绞车需要设计调速；绞车的调速范围R ：大钩的调速范围=绞车的调速范围*动力机的调速范围（R钩=R绞*R动）。由此可见，动力机的调速范围越宽，绞车要求的调速范围越窄，变速档位越少，绞车结构越简单。29. 绞车通常设计成单轴，双轴，三轴，多轴形式，为什么？用以适用绞车的不同的传动方案，单轴绞车和双轴绞车：适用于绞车外面设置变速箱形式。当电机调速要求低一些，可以三轴绞车，多轴绞车，起自身有一定调速能力，同时多轴绞车可以满足的猫头轴不参加变速传动的要求；30.绞车刹车系统分为哪两类？各有什么作用？分类：主刹车和辅助刹车两类；作用：主刹车：下钻、下套管时，刹慢或刹住滚筒，控制下放速度，悬持钻具；正常钻进时，控制滚筒传动以调节钻压，送进钻具；辅助刹车：下钻时刹慢滚筒，保持钻具以安全的速度匀速下放；31.盘式、带式刹车优缺点？带式刹车优点：1、包角可达到270或330，制动力矩随包角增大而增大；2、采用双杠杆刹车机构，省力安全；3、机构简单、便于维修；4、制造成本低。缺点：1刹车时滚筒轴受一定的弯曲力；2、只能单向制动，反方向制动力矩要小e倍；3、活动端和固定端的刹车块磨损不均匀；盘式刹车优点：1、刹车盘散热面积大，散热性能好，摩擦系数稳定，制动平稳；2、盘和块间比压大，以及离心力作用，盘和块间不易存水和油污等物；3.刹车盘热变形小，寿命长；4、比压分布均匀，摩擦副寿命长；5、正反向刹车力矩相等；6、液压控制操作，操作省力；7、更换刹车块数量少，方便快捷。缺点：1、刹车盘和块间比压大，摩擦表面温度高，对摩擦块材料要求高；2、增加了液压系统，维护要求高；3、制造和配套成本高；4、关键液压元件必须进口配套32 试列举井架类型？使用最多的是？塔型井架，前开口井架，A型井架，直立套装井架。最多的是前开口井架33.井架的有效高度和井架高度？井架的有效高度：钻台面（转盘上平面）至天车梁底面的垂直高度。井架高度：指钻台顶平面至天车台底平面的垂直高度。34. 双升式底座与旋升式底座有哪些区别？深井，超深井更要选择哪种？(深井超深钻机要多应用于旋升式底座)双升式底座的井架:安装在平台上，随平台一起起升底座起升负荷大,井架大腿置于底座上船顶平面（钻台平面），井架稳定性差。悬升式底座的井架:分为前台和后台，后台与双升式结构类似,井架安装在底座上,低位安装，整体稳定性好，只对绞车及其它装置进行升降，井架与绞车等分开,井架大腿底板置于后台下船顶面。35. 底座的结构类型主要有哪几种？至少列举三种，分别叙述其优缺点？ 块装结构井架底座：块装结构井架底座是有多个片状结构通过销轴拼装而成。底座结构复杂、内部空间狭小；底座拆装 工作量大；不适应于高钻台底座。箱式结构井架底座：是有多个箱体结构搭接而成。优：箱式结构底座稳定性好，箱体内部可以容纳设备和工具，充分利用空间；缺：拆装工作量大，尤其是高钻台底座拆装困难；适应于海上平台钻机（钻机搬家少，稳定性要求高）。双升式结构井架底座：双升式结构井架底座由上船、下船、四连杆等主要件组成。优：底座结构分块少，低位安装，整体起升，销轴连接，移运性好；底座内空间大、通透，安全性好；适应于任意高度设计、制造。缺：1、先起升井架，后起升底座，底座起升负荷大；2、自升式底座稳定性较其它结构底座差；3、井架大腿置于底座上船顶平面（钻台平面），井架稳定性差。旋升式结构井架底座优：1、井架大腿低位安装，整体稳定性好；2、底座结构分块少，低位安装，整体起升，销轴连接，移运性好；3、底座内空间大、通透，安全性好；4、适应于任意高度设计、制造。缺：1、底座分前后台面，需要两次起升到位，起升井架、后台、前台需要两次倒换钢丝绳，操作劳动强度大于自升式底座； 2、底座结构较自升式复杂，重量也大些。36. 各级固控分离固相粒度范围？固相粒度砾石：直径2mm粗砂0.22mm、细砂20200m泥220m胶体2m主要固相分离设备1）振动筛；几微米到大于20mm 筛分范围20325目2）水力旋流器（除砂器分离粒径4060、除泥器分离粒径2040）3）泥浆清洁器；振动筛的目数：120200目4）离心机 51237. 振动筛的轨迹有哪几种？现常用轨迹？不平衡椭圆振动筛;平动圆轨迹振动筛;直线轨迹振动筛(最常用)；平衡椭圆轨迹振动筛；双轨迹振动筛；38. 为什么用电机作为振动源？（与曲轴相比）振动轨迹稳定性更好，维修方便，且不宜损坏、保养方便 ；39.除砂器的离心力场与离心机的离心力场有什么不同?除砂器没有运动部件是靠自身重