石油钻采试题

1、慨论：*.地壳由固态的岩石构成，构成地壳的岩石分为三大类：（火成岩）、（沉积岩）、（变质岩）。（沉积岩）是生油、储油的主要岩石种类。*.火成岩中（很少有）石油和天然气。*.沉积岩的特点是有（层理、孔隙、裂缝、溶洞），并含有远古时代的（生物化石），沉积岩是生油、储油的主要岩石种类。*.岩层向（上）弯曲的摺曲叫背斜构造，背斜构造的特征是在一个背斜构造中，其核部的地层比外围部分的地层（老）。全世界的油气田大多产在背斜构造上。*.石油和天然气的生成学说有：（有机）生成说和（无机）生成说两种。石油和天然气是由（ 古代的生物遗体在适宜的自然环境和地质条件下）生成的。石油和天然气主要生成在（沉积岩）中。绝大

2、多数储藏在它的孔隙、裂缝和溶洞里。*.油气藏存在需具备以下四个条件：(1)（生油层）；(2)（储油层），孔隙度较大的砂岩层或缝洞发育的石灰岩都是良好的储油层；(3)（盖层），在储油层之上，能阻止石油和天然气流散和氧化的岩层，如泥岩、页岩、厚层石膏等致密的岩石层都是良好的盖层；(4)（圈闭），即能阻止油气继续向四周运移，把油气贮存起来，使之不会散失的地质构造。*.目前常用的石油勘探方法有以下几种。（地质法），（地球物理勘探法），（钻探法）。*.钻井过程中收集地下地质资料，了解井下地层及井的技术情况称为录井，地质录井有以下几种：（砂样录井）、（岩芯录井）、（钻时录井）、（泥浆录井）、（地球物理测井

3、。）*.钻井目的有：（l了解地质构造情况）；（2探矿）；（3采矿）；（4了解地质水文情况）；（5建筑施工中了解工程地质情况）；（6开发地下水）；（7开发地热等）。*.钻井工作的实质就是做好三件事：（ 破碎岩石 ）、（ 取 出 岩屑 ）、（ 固井和完井 ）。*.顿钻钻井法是在地面用机械使钻杆或钻绳产生上、下往复运动，带动井底钻头（冲击）破碎岩石，利用（捞砂筒）取出岩屑的钻井方法。*.顿钻钻井设备简单，操作容易，钻井成本低，因其不使用钻井液，油层不会遭受钻井液污染，故适合钻（浅的低压）油气层，又由于采用冲击破岩法，对钻凿（坚硬）地层更为有利。该方法的缺点是由于破岩和捞砂（交替）进行，效率低，钻头功

4、率小，钻速慢，又无泥浆平衡地层压力，故不适合钻（深的高压）油气井。*.旋转钻井法是使钻头在一定的钻压下（旋转），将岩石切削或碾压成碎屑，通过（循环钻井液）将岩屑带出地面的钻井方法。*.井下动力钻井的优点是：(1由于钻具不转动，节约了功率，减轻了钻具磨损，延长了钻具寿命和减少了钻具事故)；(2适合定向钻井)；(3减少了对套管的磨损)；(4配合高转速金刚石钻头钻深井，钻速快，成本低)。*.涡轮钻具是一种把钻井液所具有的（水力）能转变为涡轮轴上的（机械）能的水力机械。*.螺杆钻具 螺杆钻具是一种由高压钻井液驱动的（容积）式井下动力钻具。高压钻井液驱动转子(螺杆)在衬套中转动，带动装在它下端的钻头破岩

5、钻进。*.螺杆钻具的显著优点是：(1)转速与泥浆排量成(正比)，而与扭矩(无关)，可通过调节泥浆排量获得钻头所击的低转速，这是涡轮钻具所不具备的；(2螺杆钻具的转矩随(钻压)变化，而转矩的变化又反映在钻井液的(压力降)变化上，故从泵压表上即可知道转矩的变化，有利于比较准确地计算钻柱的反扭角，而且从泵压表上还可看出钻压的变化，司钻看泵压表打钻比在定向钻井中看指重表打钻准确得多。)*.井身结构指的是（下入井中套管层数、尺寸、规格和长度以及各层套管相应的钻头直径）。*.钻具是钻井工具的总称，一般指（方钻杆）、（钻杆）、（钻铤）、（钻头）、（接头）、（稳定器）、（井眼扩大器）、（减震器），以及特定钻井

6、条件下使用的其它工具，如（打捞）、（取心工具）等。*.钻井工艺过程包括：（钻前）工程，一口井开钻前要做的所有准备工作统称为钻前工程；（钻进），俗称打钻，即使用一定的破岩工具，不断地破碎井底岩石，加深井眼的过程；（固井），将钢套管下入已钻好的井中，并在套管与井壁之间的环形空间内注入水泥用以加固井壁的方法叫固井；（完井），完井是油、气井钻井工程的最后一个环节，它主要包括钻开生产层，确定井底完成方法，安装井底和井口装置以及试油等内容）。* 钻进作业包括以下几道工序：（下钻）、（ 正常钻进）、（接单根）、（起钻）、（换钻头）。*.固井的目的是：（巩固井壁，防止井漏、井塌）；（在套管上安装井口装置，防止

7、井喷）；（封隔油、气、水层，防止相互串通和干扰)；(建立油气出井通道)。*.井身结构指的是下入井中套管(层数)、(尺寸、规格)和长度以及各层套管相应的钻头(直径)。*.下入井中的管柱分为：（导管）、（表层套管）、技术套管(中间套管)、油层套管(生产套管)*.钻井工艺过程可分为：（钻前工程）、（钻进）、（固井）、（完井）四个过程。*.钻进作业包括：(下钻)、（正常钻进）、(接单根)、(起钻)、(换钻头) 等过程。构成正常钻进作业的大循环，重复不已，直至钻达预定井深。*.将钢套管下入已钻好的井中，并在（套管与井壁之间的环形空间）内注入（水泥）用以加固井壁的方法叫固井。*.固井的目的是：巩固井壁，防

8、止井漏、井塌；在套管上安装井口装置，防止井喷；封隔油、气、水层，防止相互串通和干扰。建立油气出井通道。*.固井工作包括（套管柱设计）、（下套管）和（注水泥）。套管柱下部还有如下一些附加装置：（引鞋）：（套管鞋）：（ 回压阀）：（承托环）：（套管扶正器）：（ 泥饼刷）。*.完井方法都应满足以下共同要求。(1有效连通储层与井眼，使油气流入井中的阻力最小)、(2防止各油、气、水、层互窜干扰) 、(3防止井壁坍塌和油层出砂，保证油气稳定生产)、(4能进行压裂、酸化等作业和便于修井)、(5对油气层损害最少)、(6工艺简便，完井费用低)。*.现代石油钻机的三大工作机指的是：（ 转盘 ）、（ 泥浆泵 ） 、

9、（ 绞车 ） 。*.整套现代石油钻机必须具备下列各系统和设备：（旋转系统 ）、（循环系统）、 （起升系统 ） 、（ 动力系统 ） 、（ 传动系统 ）、（ 控制系统 ）、（底座 ）、 （辅助设备 ）。*. 常用的完井方法有以下几种：（射孔完成法，钻穿油气层后，将套管下至油气层底部后固井，然后将射孔器下到油气层进行射孔）、（裸眼完成法，油层套管只下达油层顶部固井对油气层采用裸眼开采的完井方法）、（贯眼完成法，在钻穿油气层后，把带孔眼的套管下入油层部位的完井法）、（衬管完成法，在生产层部位下入具有孔眼的衬管的完井方法）（砾石衬管完井法，在衬管和井壁之间充填一定尺寸的砾石，起防砂和保护生产层的作用）。

10、*.射孔完井法有以下优点：(1能较好地封隔和支持疏松易塌油气层)；(2能分隔不同压力和不同特点的油气层，因此可以采用分层测试、分层开采、分层注水(注气)和分层进行酸化压裂等工艺措施；) (3可进行多种井身结构完井(如无油管完井，多管完井等)，更合理开发各层段储量；) (4除裸眼完井法外，本法最经济)。射孔完井法的缺点：在钻开油气层和固井过程中，钻井液和水泥浆对油气层（侵害严重）。*.裸眼完井法分为（1先期裸眼完井法，当井钻到油层顶部时即下油层套管固井，然后再钻开产油气层）和（后期裸眼完井法：一直钻穿生产层后，再把套管下到油层顶部进行固井）。*.裸眼完井法的最大优点是（油气层直接与井眼相通，具有

11、最大的流通面积。油气入井阻力最小）。*.先期裸眼完井法同后期裸眼完井法相比，先期裸眼完井法的优点有：（1排除了上部地层的干扰，有利于采用不同完井液钻开生产层，减轻对生产层的损害）；(2缩短了钻井液对生产层的浸泡时间和水泥浆对生产层的损害)；(3消除了高压油气层对固井工作的影响，固井质量高。)*.造成井喷的原因有：(1对地层压力估计偏低，施工中准备不充分时突然钻开异常高压油、气、水层) 、(2泥浆比重降低，钻遇高压地层时，地层流体侵入泥浆，引起泥浆比重下降) 、(3泥浆液柱高度下降，其原因可能是起钻时未及时灌满泥浆；钻遇漏失层)、 (4起钻时的抽汲作用)。*.钻具在井内不能起出，不能下放或不能转

12、动，甚至不能循环泥浆，这种钻具在井内较长时间失去起下自由的现象叫（卡钻）。引起卡钻的原因有：（ 1.沉砂卡钻，由于用清水钻进或泥浆粘度低、切力小，悬浮岩屑能力差，稍一停泵，岩屑就下沉，造成沉砂卡钻）、（2.落石卡钻，钻遇疏松、胶结性不好的地层，发生井塌时造成卡钻）、（ 3.地层膨胀卡钻，钻遇疏松、多孔隙和膨胀性地层时，若泥浆性能不好，失水大，渗入到地层中并浸泡地层，导致地层膨胀，井径缩小造成卡钻）、（ 4.泥饼卡钻，由于泥浆性能不好，或含砂量过大而在井壁上形成一层很厚的泥饼。在泥饼表面往往粘附很多岩屑，使井径变小。当钻柱贴向一侧井壁时，钻柱受到了很大的侧向液静压力，使其紧姑泥饼，产生了巨大的摩

13、擦力，导致卡钻）。（5.键槽卡钻，在井斜角及方位角变化大的井中，由于钻柱在“狗腿”处旋转及多次起下钻，在该处井壁上拉磨出一条略大于接头直径，但小于钻头直径的细槽形如键槽，若起钻时钻头恰好落入此槽内，即遇卡），其它尚有泥包卡钻，落物卡钻等。* 影响机械钻速的因素很多，除了钻头类型、水力功率利用等因素外，主要是：（钻压，作用在钻头上的压力简称钻压。钻压大小由司钻控制钻具悬重进行调节，由安装在钻台上的指重表或其它随钻测量仪显示。一般说来，钻速随钻压增大而加快）、（转速，钻头转速，对转盘钻而言，即转盘转速n ( r/min)。机械钻速基本上随转速成比例地提高）、（排量，泥浆泵每秒钟排出泥浆的数量，以升

14、/秒计。井底岩屑未被钻井液及时冲洗干净之前，增大排量可使钻速随之提高。当排量大到已足以洗净井底、并携带岩屑上返地面时，再增大排量对钻速的影响便不显著了） 和 （钻井液性能，钻井液性能通常用比重、粘度和切力表示。比重大，井中液柱对岩石的压力加大，岩石被压愈紧，愈难以破碎，机械钻速会下降。粘度和切力大，清洗井底的能力减弱，也会使钻速下降。此外、钻井液中固相物质含量少，钻井液中含少量原油(15%20%)，则能提高机械钻速，）。*.利用从钻头喷嘴喷出的强大钻井液射流，（充分清洗井底），避免钻头对岩屑的重复破碎，从而达到提高进尺，提高钻速，降低成本的钻井方法叫喷射式钻井。喷射钻井仍以钻头对岩石的机械破碎

15、为主，射流对岩石的水力破碎为辅。*.钻进时，保持井底压力平衡(或近平衡)可降低岩石(强度)和岩屑的(压持效应)，能大福度提高机械钻速；可有效地(保护油层)，(稳定井眼)，(防止井漏)。*.定向井即按照一定的目的和要求，(有控制地使井身)沿着设计的方向和路线钻达预定的目的层段和井下目标(靶位)的井。*.定向钻井的应用：(1在岸上打定向井，勘探开发浅滩近海地区的油田)。(2油层上方地面不宜安装钻机打井(如城市建筑、文化古迹、沼泽池等)(3油层地质条件不适宜于直井开采，采用定向钻井法打水平井、多底井，) (4)处理事故。例如钻具折断无法打捞时，可在落鱼顶部打水泥塞另钻侧井到达目的层完钻)。*.转盘钻

16、定向井时常用的造斜工具有:(变向器，常用套管焊成，下为楔形，便于插入地层)、（水力冲钻头：利用偏斜喷射流的冲刷作用使井眼产生偏斜，适用于软地层）、（射流钻头：三个水眼的尺寸不同，依靠不对称的射流冲出偏斜的井眼，软地层效果好）。从实现系统功能的角度看机械系统主要包括下列一些子系统：（动力系统）、（传动系统）、（执行系统）、（操纵和控制系统）等。旋转系统:*. 旋转钻井法包括： （ 转盘旋转钻井法 ）、（井下动力钻具旋转钻井法）、（涡轮钻具、螺杆钻具、电动钻具）、（顶部驱动旋转钻井法）。*. 转盘的功用有( 传递扭矩和转速，转动井中钻具 )、（下套管或起下套管时，承托井中全部套管柱或钻柱的重量 ）

17、、（完成卸钻头、卸扣；处理事故时倒扣、卸扣等辅助工作）；（采用井下动力钻具时，制动上部钻柱以承受反扭矩 ）。*.转盘的要求： (1转盘的主轴承有足够的强度和寿命，以保证承受最大套管柱重量，在轴向力和钻杆柱径向力作用下具有足够的寿命(3000小时以上) 、 (2转台和锥齿轮能传递钻柱所需的扭矩，能倒转及可靠地制动)、 (3密封性好，严防外界的泥浆，油水污液渗入转盘内部污染转盘润滑系统)。转盘主要由（水平轴总成）、（转台总成）、（主辅轴承）和（壳体）四部分组成。*.转盘的主轴承起承载、承转和定位的作用。起下钻时，承受（钻柱或套管柱的重量）；钻进时，承受主要（由方钻杆下滑造成的轴向载荷）及（锥齿轮传

18、动所形成的径向载荷）。*.在钻进过程中，转盘的转台主要受到（ 方钻杆在下滑时与方补心之间的摩擦力）、（ 水平轴小齿轮的驱动力 ）和（ 轴承的支反力 ）力的作用。*.水龙头的功用主要是：（ 悬持旋转着的钻柱 ） ； （ 承受大部以至全部钻柱重量，并为旋转钻柱提供上部轴承支承）、（向旋转着的钻柱导入高压钻井液）。对水龙头的要求是： (1各承载零件，如提环、壳体、中心管等和主轴承必须具有足够的强度、刚度及寿命)； (2高压钻井液密封系统必须工作可靠，寿命长，更换快速、方便)；(3机油密封良好，能自动补偿工作过程中密封元件的磨损)。*.水龙头主要由以下三部分组成：（ l.承载系统：中心管及其接头、壳体

19、、耳轴、提环和主轴承等。钻柱重量通过方钻杆、中心管、主轴承、壳体、耳轴、提环将载荷传递给大钩）、（2.钻井液系统：鹅颈管、钻井液冲管总成。高压钻井液经鹅颈管、冲管流进旋转着的中心管到达钻柱内。冲管上部和下部都设置钻井液密封装置，以防高压钻井液泄漏）、（3.辅助系统：扶正轴承、防跳轴承及机油密封装置）。*.水龙头的防跳轴承用以承受钻井过程中（由钻柱传来的冲击和振动），防止中心管的轴向窜动。*.水龙头快卸式泥浆密封装置的特点：(1浮动冲管。冲管浮动于鹅颈管过渡接头和中心管之间，工作时不转动，但允许略有轴向窜动，使其磨损均匀)、(2Y形液压自封式密封，Y形密封圈与钢制隔环交迭布置。这种密封圈可借助钻

20、井液压力自行封紧。它的唇部在钻井液压力作用下始终贴住冲管外壁，工作过程中，即使在密封圈不断磨损情况下，仍能靠液压涨开唇部而形成密封)、(3密封圈数目少(34个)。可通过密封盒进行黄油润滑，减小了摩擦和磨损)。(4冲管的径向定位由密封盒保证。密封盒与中心管用定位止口，圆柱面配合定位。这样可提高加工及配合精度，保证冲管与中心管有很好的同心性，不易产生偏离，延长了冲管与密封圈的寿命)。(5快卸结构，只需将上、下密封盒压帽旋出，就可取出冲管总成，更换密封圈或冲管。快速拆装，更换方便。)。*. 顶驱装置主要由以下几部分组成：（水龙头钻井马达总成）、（导向滑车总成）和（钻杆上卸扣装置）三部分组成。循环系统

21、：*.泥浆循环路线为：（钻井泵）、（地面管汇）、（立管）、（水龙带）、（水龙头）、(方钻杆)、（钻柱）、（钻头）、（环形空间）、（泥浆槽）、（振动筛）、（除气器）、(除砂器)、（除泥器）、（离心机）以及（泥浆池）等组成。*. 钻井泥浆的作用主要有：（ 冲洗井底）、（携带出岩屑）、（ 平衡地层压力）、（保护井壁）、（ 冷却钻具 ）、（泥浆录井）和（ 为井底动力钻具提供动力液 ）。*. 钻井泵由( 动力端 ) 和 ( 液力端 ） 两大部分组成。*.钻井泵动力端由（传动轴）、（主轴(曲轴)）、（人字齿轮副）、（曲柄）、（连杆）、（十字头）和（壳体(底座)）等组成。*.钻井泵液水端由（泵体(阀箱)）、

22、（缸套）、（活塞）、（活塞杆）、（活塞杆密封）、（进排水阀）、（空气包）和（安全阀）等组成。*.钻井泵的易损件有 （ 泵阀和阀座 ）、（ 活塞和缸套 ） 。*.钻井泵水力部分的功用是改变能量形式，将驱动部分传来的（机械能经活塞、泵缸转化为液体能），并输送液体。*.钻井泵的压力取决于（负载），与流量（无关）；钻井泵的流量取决于（活塞直径）、（冲程：曲柄长度）、（缸数）和（冲数：转速），基本与压力（无关）。*.钻井泵供给液体的能量全部用于（克服管路中的阻力）。*.往复泵的排量不均匀度以单缸单作用的（Q3.14最大）、 三缸单作用（Q0.141最小）、双缸双作用的（Q0.325(旧书151页Q0.3

23、14)居中）*.为了改善泵的吸入性能，特别是提高泵的自吸能力，一般可采取如下措施：（1降低泵的安较高度ZO）、（2减小h阻。具体措施有：缩短吸入管线长度；适当增大吸入管直径；尽量少采用弯头和阀门等特殊管件）、（3在靠近吸入阀处安装吸入空气包，以降吸入空气包至吸入池间管中的惯性水头）、（4提高吸入池液面高度）、(5降低泵的冲次，以减小K阻和K惯值)、（6采用罐吸或用离心泵进行灌注）、（7)采用有效通流截面较大的通孔阀，以减小h阻和h惯）。*.空气包利用气体的压缩和膨胀特性来（贮存或释放）液体，使多缸往复泵吸入总管或排出总管内的液流（趋于均匀），惯性力减小，降低（压力波动），同时还可以防止或延缓泵

24、在较高冲次下产生水击现象等。*.在往复泵的设计和使用过程中，一般受到两种条件的限制。一是（泵的冲次n不能超过额定值）、二是受泵的活塞杆、曲柄连杆机构等传动零件的强度限制。在这种情况下，主要是（限制活塞的面积和泵压的乘积PA不超过某常数）。*.更换钻井泵的缸套后，安全阀必须更换相应压力的（安全销 ）。*. 调节钻井泵流量的常用方法有：（ 更换不同直径的缸套 ） 、（ 调节泵的冲次 ）、 （ 减少泵的工作室 ） 、（ 旁路调节 ） 。*.钻井泵并联工作时，总流量等于（ 各泵流量之和 ）、 当各泵的管路特性相同时，各泵的工作压力（ 相同 ），并联后各泵的泵压（ 高于 ）各泵单独工作时的泵压。*.更换

25、钻井泵的缸套后，必须更换相应压力的（ 安全销 ）。*.混在泥浆中的钻屑带来以下危害：（1降低钻井液携带岩屑的能力和钻头的工作效率。如果井底岩屑不能及时排出或钻井液中含有害固相颗粒，将便岩屑重复破碎从而降低机械钻速，减小钻头进量。而且使泥浆携带岩屑的能力下降，有可能导致卡钻等事故发生）；（2增加钻井液的比重和粘度，加大钻井泵的压力和动力消耗）；（3固相颗粒加剧机械设备磨损、寿命缩短、维修工作量增大）。*.常用的固控方法有：（冲稀法），（替换法），（自然沉降法），（化学沉降法）及（机械清除法）。*.常用钻井液固控系统中的关键设备有 （ 振动筛 ）、（ 除砂器 ） 、（ 除泥器 ） 、（ 泥浆清洁器

26、 ） 、（ 离心机 ） 及 （ 除气器 ）。*.气侵使泥浆的危害：（比重急剧降低，使井筒中泥浆的静水压力减小，可能导致井喷）、（泥浆的粘度增高，加大泵送设备的负荷）、（减小了钻井泵的泥浆吸入量）、（引起气蚀和震动）。除气的基本原理有：（冲击振荡）、（降低表面压力）、（静置）、（摊开变薄增大表面积）。5、当3NB1000泥浆泵的缸套直径D缸150mm；冲程254mm；冲次140冲/分；排量系数0.9；排出压力P出27.9Mpa；泵的效率泵0.85。求：（1）、泵的实际排量Q实？；泵的输入功率Np？解：Q理均i（F s n/60）3×（×1.52/4×2.54

27、5;140）÷60 =31.42 升/秒Q实×Q理均0.9×31.4228.28升/秒泵的输出功率NP出×Q实×10328.28×27.9×103788.96 KW泵的输入功率 NpN÷泵788.96÷0.85928.18 KW1262.33 马力某双缸双作用钻井泵的缸套直径127毫米，活塞杆直径56毫米，活塞行程305毫米、转速50转/分，测出它的实际排量400升/分，问：该泵工作是否正常？解：Q理i（2Ff）SN（升/分） F·0.1272/4=0.012668 M2。 f·0.0

28、562/40.002463 M2。Q理2×（2×0.0126680.002463）×0.305×50 0.69763M3/分697.63升/分。 排量系数Q实÷Q理均400÷697.630.573<<0.85该泵工作不正常。某3NB1300型钻井泵冲程长度S254毫米，额定冲次n140次/分，最大缸径D大180毫米，最小缸径D小120毫米，泵的输入功率N轴956KW（1300马力），泵的总效率总0.8。求：该泵的最大理论排量Q大理和使用最小缸套时允许的最高压力Pmax。解：Q理max3Fsn/603×（÷

29、;4）×0.182×0.254×140）÷602.7146m3/60=0.04524 m3/s45.24 l/sQ实maxQ理max×45.24 l/s×0.940.718L/s。Q理min3Fsn/603×（÷4）×0.122×0.254×140）÷601.2065m3/60=0.0201 m3/s20.1 l/sQ实minQ理min×20.1 L/s ×0.918.09 L/sPmaxN/Q小理N轴×总/Q小理956×103

30、5;0.8/0.018 MPa42.5 MPa起升系统*.最大钩载Q max定义为：（在标准规定的最大绳数下，在下套管或解卡等其它特殊作业时指重表不允许超过的载荷极限值）。它是起升部件的主参数，起升系统各部件及转盘水龙头皆按Qmax设计。*.最大钻柱重量Q柱定义为（在标准规定的钻井绳数下，正常钻井或进行起下作业时，大钩所允许承受的最大钻柱在空气中的重量(质量)）。1.游动系统由（天车 ）、（游车 ）、（钢丝绳 ）和（大钩 ）组成。它实质上是用钢丝绳把大车和游动滑车联系起来组成的动滑轮系统。它可以大大降低快绳拉力，从而大为减小钻井绞车上的载荷。2.游动系统结构为5×6，表明它有（ 6

31、）个天车轮、（ 5 ）个游车轮、（ 10 ）根有效绳。3.下钻时，游动系统钢丝绳中的拉力从快绳端到死绳端逐渐（ 增大 ）、滑轮的转速从快绳端到死绳端逐渐（ 减小 ）。4.起钻时，游动系统钢丝绳中的拉力从快绳端到死绳端逐渐 （ 减少 ）、滑轮的转速从快绳端到死绳端逐渐 （减少）。*.从游动系统的运动特点出发，为均衡其滑轮及轴承的寿命，在对天车、游车进行检修时应（把靠近死绳侧的滑轮及轴承与靠近快绳侧的滑轮及轴承的位置进行对换）。*.由于天车轮和游车轮的转速从快绳端到死绳端逐渐变（ 慢 ），为了均衡滑轮的寿命，在检修天车和游车时，应把靠近死绳侧的滑轮及轴承与靠近快绳侧的滑轮及轴承的位置进行（对换）。

32、*.在钻井时，如果快绳端第一个天车轮轴承损坏，为了不耽误生产，可采用（把天车掉头，即把把靠近死绳侧的一端换到靠近快绳端）的临时处理方法。当钢丝绳一个螺距上断丝数达到绳中全部钢丝数的（ 10 ）%，或钢绳断芯致使钢绳直径小于原始直径的（ 75 ）%时，应将此段钢绳报废。*.在起升开始阶段，起升系统不仅要承受钻柱的静载荷，还将承受（惯性载荷）、（冲击载荷）和（振动载荷）。钻柱的起升分为三个阶段：（加速段）、（匀速段）和（减速段）。滚筒离合器挂合后，滚筒轴的启动过程分成三个阶段：滚筒尚未开始旋转时的静止段，此时离合器处于（完全打滑状态），此时离合器传递的扭矩（小于）游动系统作用在滚筒轴上的静力矩；滚

33、筒开始旋转的启动段，此时离合器处于（半打滑段），此时离合器传递的扭矩用于增加（摩擦损失、游动系统的势能、滚筒和游动系统的动能）；滚筒与离合器同步加速段BC，此时离合器处于（无打滑状态）此时离合器传递的扭矩用于增加（游动系统的势能、滚筒和游动系统的动能），随后进入匀速段。3.挂合绞车离合器时，主动离合器和被动离合器之间的转速要经历 （全打滑 ）、（ 半打滑 ） 和 （ 同步旋转 ） 阶段。 而绞车装置的辅助刹车的制动用于（吸收和转化钻柱下放时释放的位能）。控制下钻速度，保证下钻安全。钻井绞车由以下几部分组成：(1滚筒、滚筒轴总成，这是绞车的核心工作部件。)；(2主刹车机构及辅助刹车，使其能准确地

34、调节钻压，均匀送进钻具，在下钻过程中随意控制下钻速度和省力地将最重钻柱载荷刹住；)(3猫头和猫头轴总成，用于大钳上卸扣和其它辅助起重的需要。有的猫头轴上还装有捞砂滚筒，用以提取岩心筒；)(4传动变速系统，引入并分配动力和传递运动，提供足够的档速)；(5控制系统，包括牙嵌、齿式、气动离合器)；(6润滑系统，包括黄油润滑、滴油润滑和密封、飞溅或强制润滑)；(7支撑系统，用于安装绞车零部件，有焊接的框架式支架或密闭箱壳式座架)。*.带刹车机构主要由制动部分(刹带)、（刹车鼓)、(刹把)、(传动杠杆或称刹车曲轴)、(平衡梁)、（调整螺钉)、（气刹车）等组成。*.平衡梁的作用是：（均衡左右两刹带的松紧程

35、度），以保证它们受力均匀。*.钻机绞车上的带式刹车只能用于（单）向制动。*.钻机盘式刹车通常由（刹车盘）、（刹车钳）和（液压系统）三大部件组成，*.钻机绞车的功用有： （ 起下钻具、下套管 ） ；（控制钻压、送进钻具 ） ； （ 借助猫头上、卸钻具丝扣 ） ；（ 起吊重物及进行其它辅助工作 ）（作 为转盘变速机构 ）；（或中间传动机构 ）；（整体起放井架 ）；2.钻机绞车上的机械刹车的作用是刹慢或刹住被钻柱重量所带动的滚筒，从而达到控制滚筒转动：（调节钻压）、（送进钻具 ）、（ 控制下钻速度）、（或悬持钻具）的目的。16.常见的井架类型有：（ 塔型井架 ）、（ 前开口井架 ）、（ A型井架 ）

36、 、（ 桅型井架 ）。钻机井架上承受的载荷有：（恒载）、（大钩载荷）、（工作绳载荷）、（风载）、（立根载荷）、（绷绳载荷）、（动力载荷）。钻机井架上所承受恒载指的是：（那些长期作用在井架上的不变载荷，它包括井架本身的重量），（天车）、（游系设备）、（吊钳）。*.石油矿场上使用的各种井架，主要由以下几部分组成：(1主体，多为型材组成的空间桁架结构)；(2天车台，供安放天车和天车架之用)；(3天车架，用于安装和维修天车)；(4二层台，为井架工作进行起下操作的工作场所，它包括井架工的操作台和存靠立根的指梁 )；(5立管平台，为装折水龙带的操作台)；(6工作梯)；*.塔形井架主要特点为：(1井架主体部

37、分为封闭结构，整体稳定性好，承载能力大)。(2整个井架由许多单一构件用螺栓联接而成，制造简单，运输方便)。(3井架内部空间大，起下操作方便，安全)。(4拆装工作量大，高空作业不安全，搬迁不方便)。*.塔形井架适用于（较少搬迁而要求承载能力大，稳定性好）的钻机，如海洋钻机、超深井钻机。*.水刹车工作原理的实质就是（通过叶片和液流的相互作用，把叶片旋转的能量转变为液体的热能），从而大大减轻机械刹车的负担。起升系统问答题：比较与带刹车相比，盘式刹车具有以下优点：1)盘式刹车平稳、性能稳定、热衰退性较小。2)整体刹车盘，内部有水冷内腔，可把连续刹车产生的热量很快带到刹车盘外面，不使刹车盘过热，具有较好

38、的刹车性能、摩擦系数稳定、使用寿命较长。3)采用高合金钢制造刹车盘，刹车盘表面具有较高的硬度，耐磨性能好，使用寿命长，更换易损件次数较少。4)钻井实践表明：盘式刹车具有充足的储备刹车力矩，特别是在水刹车或电磁涡流刹车出现故障时，也能刹住最大载荷。司钻的刹把控制力较小，具有灵敏的操作手感。5)液压系统工作压力为6.85MPa，最大压力为=13.7Mpa，实际使用只需要四分之一的设计压力就可以刹住最大钻柱载荷，使用安全可靠。6)盘式刹车容易控制和掌握，刹车时没有噪音，对环境污染较少，工人劳动条件得到改善。7)更换刹车钳最多不超过15分钟，此外，由于刹车块寿命长，更换次数也大大减少。8)盘式刹车与自

39、动送钻装置相结合，可实现优良的自动送钻功能。这种一体化技术，具有优良的钻井性能和钻井质量，还具有较好的各种技术经济指标。9)液压控制系统还可实现遥控盘式刹车，这一优点对于井口存在着危险的井进行钻井是非常重要的，可以确保操作人员的安全。10) 采用微机监控盘式刹车，如果钻机提升系统出现超速、超载荷或超位以及钻机功率不足时，盘式刹车可以自动刹车，确保安全作业。*.已知ZJ45钻机下钻至最大井深时，其Q柱160吨、G012吨、游动系统工作绳数Z8根、游动系统效率游0.81、滚筒效率筒0.95、滚筒缠上2层钢绳后其直径D2710mm、刹车鼓直径D鼓1200mm、刹车带的摩擦系数0.45、刹带包角280

40、°，动载系数2、刹车杠杆的增力倍数I35。求：司钻刹住滚筒时加在刹把上的力。解：由 Q游0.7×10（Q柱G0）0.7×10×（16012）1204（KN）又 e e0.45*280/1809.017由t Q游D2游筒/（e1）ZD毂得 t（2×1204×0.71×0.81×0.95）÷（9.017-1）×8×1.2 17.09 KN由 it/p 得 pt/i17.09÷350.488 （KN）*.已知刹住滚筒时刹带所需总拉力t1400公斤，刹车杠杆的刹把长l1300毫米，曲

41、拐臂长r50毫米，45°，15°，杆0.95。求刹住滚筒时需加在刹把上的力和刹车机构的增力倍数。it/pl/r*杆*cos/sin(+)i1.3×0.95×cos45°÷0.05÷sin（45°15°）i1.3×0.95×0.707÷0.05÷0.866i20.165t/p20.165pt÷20.1651400÷20.16569.42公斤3、已知作用在绞车滚筒轴上的力矩为57820牛顿米，刹车鼓直径为1180毫米，刹车带的摩擦系数0·4

42、5，刹车带的包角1.5弧度，刹车杠杆的刹把长1300毫米，曲拐臂长50毫米，45°，15°，杆0.95,求刹住滚筒时需加在刹把上的力为多少？解： M=F制×D鼓/2 F制2M/ D鼓又 F制Ttt（e1） tF制÷（e1）2M/ D鼓÷（e1） t2×57820÷1.18·（e1）（e1）e0.45×1.518.33593-17.33593 t2×57820÷1.18÷7.3359313358.9=13359（N）。 Pt·r·Sin（+）÷（L

43、·Cos）·0.9513359×0.05×Sin（45+15）÷（1.3·Cos45）·0.95662.4（N）已知某钻机的游动系统的总重量为Q游135吨，滚筒第二层缠绳直径D2728毫米，刹车鼓直径D鼓1180毫米，游动系统5×6，动载系数K动2，游0.9,绞0.9，e8.34。求：下钻时刹住滚筒所需的最大制动力矩、刹带的最大制动力和刹带活端的拉力各为多少？解：Mmax（K动×Q游×D2×游×绞）÷（2×Z）(2×0.7×135000

44、×0.728×0.9×0.95)÷（2×10）5882公斤·米Fmax（2×Mmax）÷D鼓2×5882÷1.189970公斤由 （ Tt）F制， T/te Tt×e得：（ Tt）（t×e）tt （e1）F制，tF制÷（e1）9970÷（8.341）1358公斤驱动和传动：*. 绞车对动力驱动与传动系统的要求为：(1能无级变速，以充分利用功率)；(2速度调节范围，R=510)；(3具有短时过载能力，以适应启动动载、振动冲击及克服轻度卡钻的需要)；(4启动性

45、能好，有灵敏可靠的控制与离合装置)。*.转盘对动力驱动与传动系统的要求为：(1转盘要求动力系统的力矩及转速调节范围是510)。(2在处理事故时，要求能细微调转速，又能倒转)。(3当钻具遇卡时，为了防止扭断钻杆，需要设置限制力矩装置，达到限定力矩值时能自动停止旋转)。*.钻井泵对动力驱动与传动系统的要求为: (1调速范围，R1.31.5)、（2为了克服钻井过程中可能出现的蹩泵，要求具有短时过载能力）。*.石油钻机传动系统的基本组成和所承担的任务是：（并车）、（减速增矩）、（变速变矩）、（转换方向）、（倒车）。如（多台柴油机并车）、（泥浆泵减速增矩）、（绞车变速变矩）、（转盘有水平旋转变为垂直旋转

46、转换方向）、（转盘倒车）。*.钻机用链条并车与用皮带并车相比，链传动在密封箱中采用油泵强制润滑，寿命较皮带（长）；在现场检修拆换链条比拆换皮带（方便）；链传动效率较皮带传动（高）。*.柴油机直接驱动的钻机采用皮带并车的原因：主要是因为皮带传动（结构简单），允许一定的（传动打滑）和具有（超载时自动打滑）的特性，起到了安全保护作用。缺点是常规V型皮带大功率传动时（根数较多），（结构不紧凑），（寿命不长）。柴油机变矩器驱动特点：(1)随外载变化能自动无级地变速变矩。驱动绞车时，可明显提高钻机起升工效。(2)使柴油机始终维持在经济合理的工况下运行，即使外载增大导致涡轮轴处于制动状态时，柴油机也不会被蹩

47、熄火。(3)K值大，使机组适应外载变化的能力大大增强，例如，在高效区范围内K2(柴油机本身K=1.01.15)。在重载时可高达3.54，使钻机解除事故，负载启动能力强，操作平稳。(4)调速范围R增大，在高效工作区内，RnT2/nT12.0，在重载，轻载区仍可以工作，只是效率较低。为了提高效率，一般只需4个机械挡，这既简化了传动，又方便了操作。(5)传动平稳柔和，吸收冲击振动，延长了机械设备寿命。(6)链条并车较皮带并车传动效率提高3%，减少了并车损失。柴油机变矩器驱动主要不足之处是效率偏低，变矩器最高效率一般为8591%，且随涡轮轴转速变化其效率还要降低。纯钻进驱动泵时工效明显低于机械传动。此

48、外，变矩器结构比较复杂，还需要一套补偿和散热冷却系统。*.液力变矩器的水力元件有：（ 泵轮 ）、 （ 涡轮 ） 、（ 导轮 ）。当变矩器处于稳定状态时，作用在循环圆中的液体上的外力矩M泵、M涡和M导之间存在如下关系：（ M涡 M泵M导 ） 。*.变矩器的主要优点是（ 随着外载的变化能自动无级地变矩变速 ）；主要缺点是（ 效率偏低 ）。*.钻机的并车方式主要有（ 链条并车 ）、（ 皮带并车 ）和（ 电动机并车 ）等形式。控制系统*. 钻机气控制系统由 （ 气源装置） 、（ 执行元件） 、（控制元件） 、（ 辅助元件）组成。*. 当防碰天车的顶杆阀起作用后，同时有三方面的情况发生：（刹车汽缸进气而

49、刹住滚筒 ）、（ 摘开滚筒离合器 ）、（摘开总离合器 ）。*. 钻机上常用的气离合器有：（普通型气胎离合器 ）、（ 盘式离合器 ）、（通风型气胎离合器 ）。钻头：常用的钻头类型有：（刮刀钻头）、（牙轮钻头）、（金刚石钻头）。离心泵*.调节离心泵排量的措施有 （ 改变管路特性 ） 、（ 改变泵轴转速 ） 、（ 车削叶轮外径 ）、（ 调节吸入阀门） 。*.两台相同的离心泵串联工作时，总扬程等于 （ 各泵在该流量下的扬程之和 ） 、 各泵的流量 （ 相同 ）；*.两台相同的离心泵并联工作时，各泵的扬程 （ 相同）、总流量为两泵在相同压头时的流量之 （ 和 ）。*. 两台离心泵相比，允许的吸上真空度越

50、高的泵，其泵的抗汽蚀性能越（越好）。*.多级离心泵的轴向力平衡装置通常采用（ 叶轮对称 ）和（ 平衡盘 ）等形式。1、 比较气胎离合器和盘式离合器的特点和优缺点。1、为调节离心泵的排量，可采取哪些措施？答：调节离心泵排量的措施有： 改变管路特性 、 改变泵轴转速 、车削叶轮外径 、调节吸入阀门 。2、液力变矩器由哪几种水力元件组成？液力变矩器有何优越性？答：组成液力变矩器的水力元件有：泵轮、涡轮和导轮。液力变矩器的优越性表现在：（1）、随载荷变化自动无级变矩变速。（可提高绞车功率利用率）。（2）、使柴油机始终维持在经济合理的工况下运行，即使外载增大导致涡轮轴处于制动状态时，柴油机也不会被蹩熄火

51、。（3）、K值大，使机组适应外载变化的能力大大增强。使钻机解除事故、负载启动能力强、操作平稳。（4）调速范围R增大，在高效工作区内R2，在重载、轻载区仍可以工作，只是效率较低。故一般只需4个机械挡，简化了传动，方便操作（5）传动平稳柔和、吸收冲击振动、延长了机械设备寿命。（6）、链条并车较皮带并车传动效率提供3，减少了并车损失。4、顶驱钻井法同转盘钻井法比较，顶驱钻井法有何优点？为什么？答：（1）、降低钻井辅助时间：用立根钻进，省去了方钻杆、大鼠洞，简化了接单根时的操作，节约三分之二联接钻柱时间；（2）、可避免、减少或易于排除卡钻、埋钻、井漏、井喷等事故。提高钻井安全。（3）、特别适合钻定向井

52、、水平井。（能倒划眼起钻）。4）、提高取芯质量：可连续取芯27米。（5）、有理想长度的过钻短节，进一步节约辅助时间和增加施工的安全性。转盘钻井接单根时需提高钻柱9米以上，顶驱钻井系统因有过钻短节（如2米）。加接立根时钻柱只需提高3米，故节约了三分之二的提放钻柱时间、又因钻柱提离井底距离小，减少了井壁坍塌的可能性，使施工更加安全。（6）、转台上无传动部件，操作更加安全，减轻工人劳动强度，增加操作安全。2、 钻井井架上承受有哪些载荷？答：（1）、恒载。（2）、大钩载荷。（3）、工作绳载荷。（4）、风载。（5）、立根载荷。（6）、绷绳载荷。（7）动力载荷。电驱动钻机有哪些特点？通常采用何种方式进行调

53、速?直流电动机调速方式：(1)电枢串电阻调速(2)降低电枢电压调速3)减弱磁通调速：保持电枢电压为恒定值而使励磁电流If减小则磁通减弱。交流电动机调速方式：交流电机的调速方法按调速原理可分为二大类：(1)在电机同步转速no不变的情况下调节转差率S；A、调压调速；B、转子串电阻调速；C、串级调速。它们或是改变定子磁场，或是改变转子磁场以达到改变转差率S而改变异步电动机的机械特性。当转差率S增大时，电动机机械特性变软，从而达到使其输出速度随负载变化而变化的目的。（2）调节电机旋转磁场的同步转速no。调节电动机同步转速的方法有两种：A、变极调速； B、变频调速。1、简述转盘的功用。（1）转动井中钻具

54、，传递足够大的扭矩和必要的转速。（2）下套管或起下钻时，承托井中全部套管柱或钻柱的重量。（3）完成卸钻头、卸扣；处理事故时倒扣、造扣等辅助工作； 采用井下动力钻具时，转盘制动上部钻杆柱，以承受反扭矩。2、简述钻井绞车的功用。钻井绞车不仅是起升系统的执行部件，而且也是整个钻机的核心部件，是钻机三大工作机之一。它的主要功用如下：（1）用以起下钻具，下套管；（2）钻进过程中控制钻压，送进钻具；（3）借助猫头上、卸钻具丝扣，起吊重物及进行其它辅助工作；（4）作为转盘的变速机构或中间传动机构；（5）整体起放井架。1、 简述钻井井架所承受的载荷。1.恒载井架的恒载是指那些长期作用在井架上的不变载荷，它包括井架本身的重量以及安放在它上面的各种设备和工具，如天车，游系设备和吊钳等的重量。2大钩载荷 作用在井架上的大钩实际载荷是变化的，而井架上计算大钩载荷按其最大值，即Qmax确定。3工作绳载荷 大钩载荷在快绳和死绳上产生的拉力之合力为工作绳对井架的作用力。4风载 井架在空中成为风在运动过程中的障碍物，运动着的空气的部分动能转变为对井架承风面积的压力。压力的强度取决于风速，空气的质量密度及井架结构的形状和风向。5立根载荷 存放于井架上的立根对井架的水平方向作用力称为立根载荷及立根所受风载，它通过二层台指梁按水平方向作用到井架上。6绷绳载荷