石油鉆采機械概論答案

1、第一章 作業(yè)題：（重點了解鉆井工藝過程，明確鉆井工藝對鉆井機械及設備的要求）§1-1 石油地質知識1、石油生產有哪四個環(huán)節(jié)？ 石油勘探，石油開發(fā)，油氣儲運，石油煉制2、巖石分類，石油和天然氣生成在哪種巖石中？ 巖石依成因的不同可分三大類：火成巖、變質巖、沉積巖。 石油與天然氣儲存在沉積巖中。3、解釋滲透性的概念。 由于巖石存在孔隙，在壓力差作用下能通過油、氣、水，此稱滲透性。4、解釋各種地質構造的概念。背斜構造：是指巖層向上彎曲的褶曲，其核部地層比外圈地層老。 向斜構造：是指巖層向下彎曲的褶曲，其核部地層比外圈地層新。 單斜構造是指巖層向單一方向傾斜。斷層：巖層因地殼運動而斷裂，在斷

2、裂面兩側的巖層發(fā)生了顯著的相對位移，稱這種斷裂為斷層5、人們一般根據(jù)原油的哪些物理特性評價原油的性質。人們一般根據(jù)原油的顏色、比重、粘度、溶解性和凝固點等物理特性來評價原油 的性質。6、解釋原油重度、溶解性、凝固點的概念。原油在20C的重量與同體積的4C的純水的重量之比叫原油重度。原油流動時，分子間產生摩擦阻力，用粘度表示這種阻力的大小。 原油溶解于有機溶劑的性質稱為溶解性。 原油冷卻到失去流動性的溫度稱為凝固點。7、解釋生油層的概念及儲油構造的概念和特點。有機淤泥中的有機物質，在成巖過程中逐漸變成了石油或天然氣，此有機淤泥層 叫生油層。生油層中分散存在的石油或天然氣，當遇有適宜的地質構造條件

3、時，便發(fā)生運移 和聚集，形成有工業(yè)價值的油、氣藏。聚集油氣的構造稱儲油構造，其特點是有 不滲透的巖層把聚集的油、氣圈閉起來。8、解釋油氣田的概念。我們把同一面積范圍內的油、氣藏稱為油氣田。同一油氣田可以具備同一類型的 油、氣藏，也可以由多種類型的油、氣藏所組成。9、目前常用的找油方法有哪些？目前常用的找油方法有三種，即地質法、地球物理勘探法和鉆探法。(1) . 地質法地質法，即地面地質調查法，就是直接觀察地表的地質現(xiàn)象，看是否有露在地面 的“油氣苗”，研究巖石、地層情況，分析地下是否有儲油構造。(2) . 地球物理勘探法不同的巖石，具有不同的物理性質如密度、磁性、電性、彈性等 。在地面上利 用

4、各種精密儀器進行測量，了解地下的地質構造情況，以判斷是否有儲油構造， 此即所謂的地球物理勘探法。常用的有重力勘探、磁力勘探、電法勘探和地震勘 探四種。(3) . 鉆探法鉆探法，即鉆井法，就是在通過地質法、地球物理勘探法，初步查明的儲油構造 上鉆井，看是否有油、氣，并通過地質錄井，能取得第一手地質資料。10、何謂地質錄井工作？目前常用的方法有哪些？鉆井過程中收集地下地質資料的工作叫做地質錄井工作。通過地質錄井，可以掌 握第一手資料，搞清地下的地質情況。常用的地質錄井工作有 :(1). 砂樣錄井； (2). 巖芯錄井； (3). 鉆時錄井； (4). 泥漿錄井； (5). 地球物理測§1

5、-2 鉆井方法1、簡述轉盤旋轉鉆井法中起升系統(tǒng)的組成及功能。起升系統(tǒng)：由井架、天車、游車、大鉤及絞車組成，以懸持、提升和下放鉆柱。2、簡述轉盤旋轉鉆井法破碎巖石、取出巖屑的過程。破碎巖石：（1）工作時，動力機驅動轉盤，通過方鉆桿帶動井中鉆桿柱，從而帶 動鉆頭旋轉。（ 2）控制絞車剎把，可調節(jié)由鉆桿柱重量施加到鉆頭上的壓力（鉆 壓）大小，使鉆頭以適當壓力壓在巖石面上，連續(xù)旋轉破碎巖層。取出巖屑：在連續(xù)旋轉破碎巖石的同時，動力機驅動鉆井泵，使泥漿經由地面管 匯水龍頭鉆桿柱內腔鉆頭井底環(huán)形空間泥漿槽泥漿池，進行鉆井 液循環(huán)，以連續(xù)帶出被破碎的巖屑。3、鉆井的實質是什么？從地面鉆一孔道直達油層，即鉆井

6、。究其實質，鉆井就是：（1）破碎巖層；（2）設法取出巖屑，繼續(xù)加深鉆進。4、簡述渦輪鉆具的工作原理。渦輪鉆具是一種特殊結構的井下動力鉆具。它下接鉆頭，上接鉆桿柱。工作時， 鉆井泵將高壓鉆井液經鉆桿柱內腔泵入渦輪鉆具中，驅動轉子并通過主軸帶動鉆 頭旋轉，實現(xiàn)破巖鉆進。渦輪鉆具鉆井的地面設備同轉盤鉆。但鉆桿柱是不轉動的，故節(jié)約了功率，磨損 小，事故少，使用壽命長，特別適用于鉆定向井和叢式井。5、簡述螺桿鉆具的工作原理。螺桿鉆具是一種由高壓鉆井液驅動的容積式井下動力鉆具。原理：壓力鉆井液驅動轉子（螺桿）在襯套中轉動，帶動裝在下端的鉆頭破巖鉆 進。特點：鉆桿柱不轉動，特別適用于定向井、叢式井，且可做成

7、小尺寸鉆具，用于 小井眼和超深井鉆井；螺桿鉆具結構簡單，工作可靠，能提供大扭矩、低轉速。6、轉盤旋轉鉆井法與井下動力鉆具旋轉鉆井法的主要區(qū)別是什么？轉盤旋轉鉆井法是通過地面動力驅動轉盤帶動鉆桿柱旋轉從而帶動井下鉆頭旋轉 破碎巖石，隨著鉆井深度的增加，鉆桿柱在井中旋轉不僅要消耗過多的功率，且 容易引起鉆桿折斷事故；而井下動力鉆具鉆井法是利用其它動力帶動井下鉆頭旋 轉破碎巖石，而鉆桿不轉動。§1-3 鉆井工藝過程1、一口井從開鉆到完鉆，實質上是要做好哪幾件事？一口井從開鉆到完鉆，實質上是要做好如下三件事：一是破碎巖石；二是取出巖屑，保護井壁；三是固井和完井，形成油流通道。2、簡述井身結構

8、的概念。井身結構指的是下入井中套管層數(shù)、尺寸、規(guī)格和長度以及各層套管相應的鉆頭 直徑。一口井的井身結構是根據(jù)已掌握的地質情況和要求的鉆井深度在開鉆前擬 定的。 ?3、簡述鉆井過程中下入導管、表層套管、技術套管和油層套管的目的或作用。導管：防止地表土層垮塌，引導鉆頭入井，并導引上返的鉆井液流入鉆井液池。導管下入的深度通常為 2040m表層套管：下入表層套管的目的在于加固上部疏松巖層的井壁和安裝防噴器，為 下一步鉆井提供良好條件，一般深度為 30100m最深可達300400m技術套管：位于表層套管以內的套管。下技術套管是為了隔絕上部的高壓油、氣、 水層或漏失層及坍塌層。 （1）深井、超深井及地質情

9、況復雜時，需下多層技術套 管。（2）在滿足鉆井工藝要求的前提下，為節(jié)省鋼材，應少下或不下技術套管。油層套管：下入井內的最后一層套管，形成堅固的井筒，使生產層的油或氣由井 底沿這層套流至井口。4、簡述鉆具組合的概念。鉆具組合，或叫鉆具配合：指根據(jù)地質條件與井身結構、鉆具來源等，決定鉆井 時用什么樣的鉆頭、鉆鋌、鉆桿和方鉆桿配合連接起來組成鉆柱。合理的鉆具配 合是確保優(yōu)質快速鉆井的重要條件。5、鉆前工程中井口準備工作都有哪些內容？鼠洞和小鼠洞的主要用途各是什么？第一平井場，打水泥基礎；第二鉆井設備的搬遷和安裝。第三井口準備工作：下導管和鉆鼠洞。第四備足鉆井所需各種器材，如鉆桿、鉆鋌、鉆頭及鉆井泵必

10、要 的配件等。鼠洞是用來在鉆井過程中存放方鉆桿。小鼠洞是用來在鉆進過程中接單根時存放 單根。6、何謂固井？固井工作包括哪些內容？在鉆成的井眼內下入一串軸心線重合的套管柱，并在套管柱與井壁的環(huán)形空間里 注入水泥進行封固，即稱固井。依井身結構不同，鉆井過程中一般需要進行多次 固井工作。整個固井工作包括套管柱設計，下套管和注水泥。7、何謂完井？常用的完井方法有哪些？固井后，油層被水泥和套管封固著，必須設法使油氣層和井筒溝通。相應的 工作稱為完井。常用的油井完成方法有： 1射孔完成法； 2裸眼完成法；3貫眼完成法；4 襯管完成法； 5堵塞器完成法。完井后還必須進行誘導油流的工作。當完成了誘導油流的工作

11、后，一口井的鉆井 工作才告結束。§1-4 鉆井中的幾種事故1、簡述井漏的原因、表現(xiàn)、及應對措施。造成井漏更具體的原因：鉆遇疏松地層，開泵過猛而蹩漏；鉆遇滲透性地層，如滲透性良好的砂巖，發(fā)生滲透性漏失；鉆遇地層斷裂帶或裂縫，如石灰?guī)r裂縫發(fā) 育地層，或右灰?guī)r大溶洞時，發(fā)生井漏。井漏會使泥漿池液面下降，井口返出泥漿量減少，甚至循環(huán)失靈。發(fā)生井漏時首先應設法提高泥漿粘度、切力，相應降低泥漿比重和泵的排量。嚴重漏失時，應在泥漿中加入堵漏物質，封堵漏失層。2、簡述井噴的原因及預防措施。當鉆遇到高壓油、氣、水層時，由于油、氣、水層的壓力大于鉆井液柱壓力，容 易造成井噴。為防止井噴，除應事前做好地質

12、預告工作外，尚應在鉆井時采取調整鉆井液性能，安裝井口設備防噴器 。3、簡述卡鉆的主要類型及其原因?？ㄣ@是井中常發(fā)生的事故，依成因不同可分為：沉砂卡鉆；落石卡鉆；地層膨脹卡鉆；泥餅卡鉆；鍵槽卡鉆；其它尚有泥包卡鉆， 落物卡鉆等。§1-5 鉆井技術1、簡述機械鉆速及其影響因素。 機械鉆速指的是純鉆進時每小時進尺數(shù)，米/ 小時。影響機械鉆速的因素很多，除了鉆頭類型、水力功率利用等因素外，主要是鉆壓、轉速、排量和鉆井液性能。一般說來，鉆速隨鉆壓增大而加快。 機械鉆速基本上隨轉速成比例地提高，在淺井軟地層更是如此。 井底巖屑未被鉆井液及時沖洗干凈之前，增大排量可使鉆速隨之提高。當排量大到己足以

13、洗凈井底、并攜帶巖屑上返地面時，再增大排量對鉆速的影響就不顯著 了。鉆井液性能 比重大，井中液柱對巖石的壓力加大，巖石被壓愈緊，愈難以破碎，機械鉆速會下降。粘度和切力大，清洗井底的能力減弱，也會使鉆速下降。此外，鉆井液中固相物質含量少，鉆井液中含少量原油15°%- 20%則能提高機械鉆速 。2、鉆井液的性能通常用哪些指標表示？鉆井液性能通常用比重、粘度和切力表示。3、簡述鉆井液在鉆井過程中的主要作用及對機械鉆速的影響。 鉆井液被稱為鉆井的血液。在鉆井過程中，它起著沖洗井底、攜帶巖屑、保護井壁、冷卻鉆頭和平衡地層壓力的作用。比重大，井中液柱對巖石的壓力加大，巖石被壓愈緊，愈難以破碎，機

14、械鉆速會 下降。粘度和切力大，清洗井底的能力減弱，也會使鉆速下降。此外，鉆井液中固相物質含量少，鉆井液中含少量原油15°%- 20%則能提高機械鉆速 。4、鉆頭水眼處流出的噴射流可以用哪些參數(shù)表征？ 鉆頭水眼處流出的噴射流，可以用噴射速度、沖擊力和水功率三個參數(shù)來表征。5、噴射式鉆井主要有哪些工作方式？ 三種工作方式：最大噴射速度、最大沖擊力、最大鉆頭水功率。6、簡述滿眼鉆井原理。 滿眼鉆井法，又叫剛性配合法，這是我國在石油礦場廣泛采用的快速鉆直井的重要措施。鉆具下部的鉆鋌，在鉆壓作用下會產生彎曲，使鉆具在井內不居中，導致產生井斜。通過在鉆鋌彎曲處加上扶正器用硬質合金塊焊成增加受壓部

15、分剛度，使鉆具居于井眼中心，防止井斜，此即滿眼鉆井原理 。§1-6 定向鉆井與叢式鉆井1、何謂定向鉆井？何謂叢式鉆井？采用專門的造斜工具，配合一定的工藝措施，使井眼按照預定方向偏斜的鉆井方 法叫定向鉆井。運用定向鉆井技術，采用叢式鉆機在同一井場鉆多口井，叫叢式 鉆井。定向鉆井的應用：(1) 在岸上打定向井，勘探開發(fā)淺灘近海地區(qū)的油田。(2) 油層上方地面不宜安裝鉆機打井如城市建筑、文化古跡、沼澤地等 。(3) 油層地質條件不適宜于直井開采，采用定向鉆井法打水平井、多底井。(4) 處理事故。例如鉆具折斷無法打撈時，可在落魚頂部打水泥塞另鉆側井達目的 層完成鉆井。叢式鉆井的應用：(1)

16、海洋叢式鉆井：在一座固定式鉆井平臺上采用定向鉆井法可鉆 24 口以上的叢 式井，大大提高了鉆井平臺和設備的利用率，降低了鉆井成本。(2) 陸上叢式鉆井：近年來陸上叢式鉆井發(fā)展很快，在同一井場可鉆 40 口井，在 沼澤、沙漠等地面條件惡劣地區(qū)打叢式井，能滿足勘探開發(fā)新油田的需要。在森 林、農業(yè)地區(qū)打叢式井可大大節(jié)約占地面積，減少鉆井設備搬遷安裝時間和鉆前 工程量。叢式井采油可減少集輸計量站、集輸管線和油建工程量，便于實現(xiàn)自動 化管理。2、簡述定向井剖面組成。 定向井剖面是由直井段，增斜、穩(wěn)斜、降斜井段依用途采取不同的組合而成。第二章作業(yè)題：(重點了解鉆機的結構組成、類型、特點，驅動類型，傳動方式

17、，基本參數(shù)及我國石油礦場正在使用的幾種石油鉆機，并了解幾種機械驅動和電驅動鉆機的特點和技術性能)1、一套鉆機主要由哪八大系統(tǒng)組成？一套鉆機主要由：起升系統(tǒng)、旋轉系統(tǒng)、泥漿循環(huán)系統(tǒng)、動力設備、傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、鉆機底座、鉆機的輔助設備等八大系統(tǒng)組成。2、試敘述一臺鉆機的八項主要參數(shù)的意義。(1) . 可鉆最大井深指的是該型鉆機所具有的鉆井能力和下套管能力。(2) . 最大起重量指的是鉆機起升系統(tǒng)中大鉤允許的最大靜載荷。(3) . 額定鉆柱重量指的是鉆機在可鉆最大井深時，所用額定尺寸的鉆柱重量形成的大鉤靜載荷。(4) . 絞車功率絞車在起升工作中， 使用一定的游動系統(tǒng)時大鉤最低速度 I 檔能夠起

18、升的額定鉆柱重量所需的功率，稱為絞車功率。(5) . 轉盤開口直徑指的是轉臺中心孔內徑。(6) . 轉盤工作扭矩、轉速和功率轉盤鉆井時，為了帶動地面設備、井下鉆具和鉆頭旋轉鉆進破巖 ，需要產生不 同扭矩的轉速和輸入功率（7）. 泵的排量、泵壓和功率 泵的排量和泵壓是泵在工作時使用最小缸套尺寸時的排量和允許的最高工作壓 力，在上述工作情況下泵輸入端所需的功率稱泵的功。（8）. 鉆機配備總功率一部鉆機所需的動力總功率，依驅動方式的不同計算方法也不一樣。常用鉆機驅 動方式有：單獨驅動、統(tǒng)一驅動、分組驅動等?，F(xiàn)代大型鉆機總功率已配備到數(shù) 千千瓦。作業(yè)題：（重點了解鉆機井架的功能、鉆井工藝對井架的要求、

19、鉆機井架的類型和 特點）§3-1 鉆井井架1、鉆機井架的功能有哪些？井架是鉆采機械的重要組成部分之一。用它來安放天車、懸吊游車、大鉤、吊鉗、吊環(huán)、吊卡等起升設備與工具，其主要作用是起下、懸持和存放鉆具。（ 1）安放天車，游動滑車，大鉤及專用工具（如吊鉗）等。在鉆井過程中進行起下鉆具操作、下套管。2）起下鉆過程中，用以存放立根。能容納立根的總長度稱為立根容量2、鉆井工藝對井架有哪些要求？（ 1）足夠的承載能力：保證能起下一定深度的鉆桿柱和下放一定深度的套管柱； 其中足夠意即，與鉆機大鉤公稱起重量（最大鉆桿柱重量）及大鉤最大起重量相 適應；（ 2）足夠的工作高度和空間、足夠的鉆臺面積：工

20、作高度越高，起下的立根長度 越長，可以節(jié)省時間；（3）拆裝方便、安全，移運迅速。3、鉆機井架有哪些類型？各有何特點？常見的井架類型有：塔型井架、前開口井架、 A 型井架、桅型井架、動力井架。前開口井架：結構簡單，拆裝安全、方便，移運迅速，整體穩(wěn)定性優(yōu)于A 形井架；A形井架：拆裝方便、安全，移運迅速，鉆臺寬敞，司鉆視野幵闊；塔型井架：制造容易，整體穩(wěn)定性好，承載能力大，井架內部空間大，司鉆視野 較好。§3-2 天車、游車、大鉤和鋼絲繩1、鉆機游動系統(tǒng)由哪些部分組成？其特點是什么？天車、 游車、鋼絲繩和大鉤，通常稱為游動系統(tǒng)。天車、游動滑車用鋼絲繩聯(lián)系起來組成復滑輪系統(tǒng) 它可以大大降低快

21、繩拉力，從而大為減輕鉆機絞車在鉆井各個作業(yè)（起下鉆、下套管、鉆進、懸持鉆具）中的負荷和起升機組發(fā)動機應配備的功率。2、鉆井作業(yè)對大鉤的功能有哪些要求？鉆井工作對大鉤的要求：應具有足夠的強度和工作可靠性；鉤身能靈活轉動，以 便上、卸扣；大鉤彈簧行程應足以補償上、卸鉆桿扣時的距離；鉤口和側鉤的閉 鎖裝置應絕對可靠、啟閉方便；大鉤應有緩沖減震功能，減小拆卸立根時的沖擊§3-3 鉆井絞車1、鉆機絞車由哪些主要部件組成？（ 1）滾筒、滾筒軸總成，這是絞車的核心部件；（ 2）制動機構，包括機械剎車和水剎車（電磁剎車） ；（3）貓頭和貓頭軸總成，用以緊卸絲扣、起吊重物；重型鉆機絞車上還包括撈砂滾筒

22、，用以提取巖心筒；（ 4）傳動系統(tǒng)， 引入并分配動力和傳遞運動， 對于內變速絞車除傳動軸及滾筒軸、貓頭軸外，還包括鏈條、齒輪、軸系零件及轉盤中間傳動軸等；5）控制系統(tǒng)，包括牙嵌、齒式、氣動離合器、司鉆控制臺，控制閥件等，屬于鉆機控制系統(tǒng)的組成部分； （6）潤滑系統(tǒng)，包括黃油潤滑、滴油潤滑和密封傳動、飛濺或強制潤滑；（ 7）支撐系統(tǒng)，有焊接的框架式支架或密閉箱殼式座架。2、鉆機絞車的功用有哪些？（1）起下鉆具、下套管；（ 2）鉆進過程中控制鉆壓、送進鉆具；（3）借助貓頭，上、卸鉆具絲扣，起吊重物及進行其他輔助工作；（ 4）充當轉盤的變速機構或中間傳動機構；（ 5）整體起放井架。3、如何選用鉆機絞

23、車？一臺鉆機采用何種結構類型的絞車與多種因素有關，主要有：（ 1）功率大小，主滾筒是否上鉆臺，如何安裝移運；（ 2）變速方式，絞車內還是絞車外變速，這與整機傳動方案有關，需統(tǒng)一考慮：輕中型多為絞車外變速；重型、超重型鉆井絞車多采用絞車內變速；（ 3）倒車方式（絞車外還是絞車內倒車） ；（4）貓頭種類和數(shù)量；貓頭軸是否慣性剎車；離合器數(shù)量及布置；5）是否充當傳動盤的中間結構、變速結構；（6）潤滑方式，黃油、滴油、飛濺或是強制潤滑；（ 7）控制方式（一般采用集中氣控制、氣排擋） ；（ 8）驅動類型。第四章作業(yè)題：（了解鉆井工藝對轉盤、水龍頭及泥漿凈化系統(tǒng)的基本要求及相關設備的結構特點）§

24、4-1 轉盤1、鉆機轉盤要完成的主要工作有哪些？鉆井過程中，轉盤要完成如下工作：（ 1）轉動井中鉆具，傳遞足夠大的扭矩和必要的轉速；（ 2）下套管或起下鉆時，承托井中全部套管柱或鉆桿柱重量；（ 3）完成卸鉆頭、卸扣，處理事故時倒扣、進扣等輔助工作；（4）渦輪鉆井時，轉盤制動上部鉆桿柱，以承受反扭矩。2、鉆井作業(yè)對鉆盤的基本要求有哪些？ 為保證轉盤能實現(xiàn)上述職能，要求：（ 1）轉盤的主軸承有足夠的強度和壽命；（2）轉臺和錐齒輪能傳遞足夠大的扭矩，能倒轉，能可靠地制動；（3）密封性好，嚴防外界的泥漿、油水污液滲入轉盤內部，減緩齒輪和軸承的磨 損。3、鉆機轉盤的主要特性參數(shù)有哪些？（ 1）通孔直徑轉

25、盤通孔直徑是轉盤的主要幾何參數(shù)，比第一次開鉆時最大號鉆頭直徑至少大 10mm；（ 2）最大靜載荷轉盤上能承受的最大重量，應與鉆機的最大鉤載相匹配；該載荷經轉臺作用到主 軸承上，因此決定著主軸承的規(guī)格；（ 3）最大工作扭矩轉盤在最低工作轉速時應達到的最大工作扭矩，決定著轉盤的輸入功率及傳動零 件的尺寸；（ 4）最高轉速轉盤在輕載荷下允許使用的最高轉速；5）中心矩轉臺中心至水平軸鏈輪第一排輪齒中心的距離§4-2 水龍頭1、鉆機水龍頭要完成的主要工作有哪些？水龍頭通過提環(huán)掛在大鉤上，可隨大鉤運行而上提下放；下部接方鉆桿，連接下井鉆具；上部通過鵝頸管與水龍袋相連。水龍頭是提升、旋轉、循環(huán)三大

26、工作機組相匯交的“關鍵”部件2、鉆井作業(yè)對水龍頭的基本要求有哪些？對水龍頭的要求：（1）水龍頭的主軸承必須具有足夠的強度和壽命（因為水龍頭的主軸承幾乎是在全部鉆具重量下振動、旋轉，工作條件十分惡劣） ；（ 2）高壓鉆井液密封系統(tǒng)（或稱沖管總成）必須工作可靠，壽命長，更換快速、 方便；（ 3）機油密封良好，能制動補償工作過程中密封元件的磨損；（4）各承載零件，如提環(huán)、殼體、中心管等，應具有足夠的強度和剛性。3、鉆機水龍頭的主要特性參數(shù)有哪些？（1）最大靜載荷：水龍頭的主要受力件，如主軸承、提環(huán)等，所能承受的最大載SL-450荷，它應等于或大于鉆機的最大鉤載。水龍頭常以最大靜載荷定型號，如 （ t

27、f ）等。（ 2）中心管通孔直徑：國產水龍頭中心管、沖管直徑均為75mm。（ 3）最高轉速：水龍頭許用最高轉速，應與轉盤的最高轉速相一致；（ 4）最大工作壓力： 水龍頭最大工作壓力應與鉆井泵、 高壓管匯、 水龍帶相匹配；（ 5）中心管接頭下端螺紋規(guī)格、軸承型號和尺寸等。4、水龍頭的功用有哪些？（1）懸持旋轉著的鉆桿柱，承受大部分乃至全部鉆具重量；（ 2）向轉動著的鉆桿柱內引輸高壓鉆井液；§4-3 頂驅鉆井系統(tǒng)1、頂驅鉆機有何主要優(yōu)點？和轉盤方鉆桿旋轉鉆井法相比，頂驅鉆井系統(tǒng)旋轉鉆井法具有下述主要特點：（1系統(tǒng)直接采用立根（28m）鉆進，減少了 2/3鉆柱連接時間；（2）起下鉆時，頂驅

28、鉆井系統(tǒng)可在任意高度立即循環(huán)鉆井液，實行倒劃眼起鉆和 劃眼下鉆，大大減少了卡鉆事故；（3）系統(tǒng)具有遙控內部防噴器（IBOP），鉆進或起鉆如有井涌跡象，可即時實施井控，大大提高了在復雜地層、鉆井事故地區(qū)鉆井的安全性。（4）頂驅系統(tǒng)以28m立根鉆定向井、叢式井、斜井時，不僅減少了鉆柱連接時間， 還減少了測量次數(shù)，容易控制井底馬達的造斜方位，節(jié)省了定向鉆井時間，提高 了鉆井效率；（ 5）頂驅系統(tǒng)配備了鉆桿上卸扣裝置， 實現(xiàn)了鉆桿上卸扣操作機械化， 快捷便捷、 安全可靠。不用轉盤、方鉆桿，避免了接單根鉆進的頻繁常規(guī)操作，不僅節(jié)省了 時間，且大大減輕了鉆井工人的體力勞動強度，降低發(fā)生人身事故的機率。（6

29、）系統(tǒng)可連續(xù)取芯28m改善了取芯條件，提高了取芯質量；2、交流變頻頂驅系統(tǒng)有何優(yōu)點？AC變頻頂驅系統(tǒng)的主要優(yōu)點（相對于 AC-SCR-D（直流電機驅動）（1）AC電動機效率可高達 96 %97%，經濟性好；（2）AC電動機沒有電刷，工作時不會產生火花，防爆，鉆井安全；經久耐用，維 護保養(yǎng)簡單；質量輕、體積小、占用空間少；（3）AC變頻驅動，可精確調節(jié)工作轉速與輸出扭矩，具有更好的調節(jié)性能。（4） AC變頻驅動零轉速時具有全制動扭矩，可保證鉆井安全，過載能力強，1min 內可承受額定載荷 150%過載載荷。§4-4 泥漿凈化裝置1、泥漿凈化系統(tǒng)一般有哪些主要部分組成？泥漿凈化裝置是鉆井

30、液循環(huán)系統(tǒng)中的重要組成部分，其基本作用是減少或控制泥 漿中固體顆粒的含量，以便改善鉆井泵和其它設備的工作條件，提高鉆井效果。鉆井過程中，從井底返回地面的泥漿中含有大量的巖屑和砂粒，經過泥漿池和沉 淀池的自然沉降，其中的固相顆粒只能稍稍減少，繼續(xù)使用這種泥漿，必然會有 相當一部分巖屑和砂粒隨泥漿進入鉆井泵，并被再次送入井底，造成鉆井泵易損 件和鉆頭壽命大大縮短，鉆頭進尺減少，鉆速顯著降低，甚至會造成鉆井過程中 鉆桿遇卡事故。采用合適的泥漿凈化（或固相控制）系統(tǒng)，設法控制和盡可能降低泥漿中的固相 含量，使泥漿凈化，對于改善鉆井泵、鉆頭和鉆具的工作條件、鉆井時改善渦輪 鉆具的工作條件、減少磨損等，都

31、具有十分重要的意義。泥漿振動篩是固控系統(tǒng)中的關鍵設備，自井筒中返回的泥漿首先進入篩中，清除 掉較大的固體顆粒。水力旋流器離心分離機主要用于回收加重泥漿中的重晶石，及非加重泥漿中的液體或化學藥 劑，清除08um左右的細粉砂。泥漿除氣器 離心分離機第五章 作業(yè)題：(了解鉆機驅動設備的類型及工作特點)1、什么叫動力機的外特性曲線所謂動力機的外特性，指的是扭矩 M隨轉速n而變化的規(guī)律性，即M=f (n),常用 曲線描述，稱為外特性曲線。2、柴油機用作鉆井設備動力的主要特點是什么？( 1)不受地區(qū)限制，具有自持能力(只要自帶燃料都可工作)。( 2)產品系列化后，不同級別鉆機，可采用所謂“積木式”，即增加

32、相同類型機 組數(shù)目的辦法，以增加總裝機功率，從而減少柴油機品種。( 3)在性能上，轉速可平穩(wěn)調節(jié)，能防止工作機過載，避免出設備事故。裝上全 制式調速器，油門手柄處于不同位置時，即可得到不同的穩(wěn)定工作轉速。當外載 增加超過Mma曲寸，柴油機便越過外特性上穩(wěn)定工作點而滅火，不致造成傳動機構 或工作機因過載而損壞。( 4)結構緊湊，體積小，重量輕，便于搬遷移運，適于野外流動作業(yè)。(5) 不足：扭矩曲線較平坦，適應性系數(shù)小( 1.051.15 )，過載能力有限；轉速 調節(jié)范圍窄( 1.31.8 )；噪音大，影響工人健康；與電驅動比較，驅動傳動效率 低，燃料成本高等。第六章 作業(yè)題：（了解往復泵的分類、

33、了解往復泵的瞬時流量和平均流量及流量不均度的概念，掌握往復泵的工作原理、結構特點以及流量、壓力、功率、效率的計算方 法，了解往復泵空氣包的作用及原理）1、往復泵按用途可分為哪些類型？按用途的不同，石油礦場用往復泵往往被冠以相應的名稱，例如：在鉆進過程中，為了攜帶井底的巖屑和供給井底動力鉆具的動力，用于向井底輸送和循環(huán)鉆井液的往復泵，稱鉆井泵或泥漿泵；為了固化井壁，向井底注入高壓水泥漿的往復泵，稱固井泵；為了造成油層的人工裂縫，提高原油產量和采收率，用于向井內注入含有大量固體顆粒的液體或酸堿液體的往復泵，稱壓裂泵；向井內油層注入高壓水驅油的往復泵，稱注水泵；在采油過程中，用于在井內抽汲原油的往復

34、泵，稱抽油泵。2、什么叫往復泵的瞬時流量？平均流量？往復泵在單位時間內理論上應輸送的液體體積，稱作泵的理論平均流量，它與泵 的活塞截面積F、活塞沖程長度S,以及活塞每分鐘在缸套中往復的次數(shù)，即泵的 沖次 n 有關。由于往復泵的活塞運動速度是變化的，故每個液缸和泵的流量也是變量。往復泵 在某一旋轉角度時所輸送的液體體積，稱作泵的瞬時流量。3、什么叫往復泵的流量不均度？理論瞬時流量的最大差值與平均流量的比值，稱作往復泵的流量不均勻度4、說明往復泵的工作原理。往復式泵主要由液缸、活塞、吸入閥、排出閥、閥室、曲柄或曲軸、連桿、十字 頭、活塞桿，以及齒輪、皮帶輪和傳動軸等零部件組成。當動力機通過皮帶、齒

35、輪等傳動件帶動曲軸或曲柄以角速度3按某方向，從左邊水平位置開始旋轉時，活塞向右邊即泵的動力端移動，液缸內形成一定的真空度， 吸入池中的液體在液面壓力的作用下，推開吸入閥，進入液缸，直到活塞移到右 死點為止，為液缸的吸入過程。曲柄繼續(xù)轉動，活塞開始向左即液力端移動，缸 套內液體受擠壓，壓力升高，吸入閥關閉，排出閥被推開，液體經排出閥和排出 管進入排出池，直到活塞移到左死點時為止，為液缸的排出過程。曲柄連續(xù)旋轉， 每一周（03600）內活塞往復運動一次，單作用泵的液缸完成一次吸入和排出過 程。5、說明往復泵空氣包的作用及原理。曲柄連桿機構傳動往復泵工作時， 每個液缸在一個沖程中排出或吸入的瞬時流量

36、， 都近似地按正弦規(guī)律變化，即使有幾個液缸交替工作，總的流量也達不到均勻程 度。而總流量的不均勻，必然導致壓力波動，進而引起吸入和排出管線振動，吸 入條件惡化，破壞管線和機件，甚至使泵不能正常工作。為了消除流量不均勻和 壓力波動，往復泵通常都安裝有各種減振裝置?？諝獍且环N常見、有效的減振 裝置。當液缸排出瞬時流量增加，液體壓力加大時，膠囊內氣體受壓縮，空氣包儲存來 自液缸內的一部分液體；當液缸排出的瞬時流量減少，液體壓力減小時，膠囊內 氣體膨脹，空氣包放出一部分液體；始終使進入排出管內的液體變化不大，從而 保持排出管內壓力趨于均勻。吸入空氣包的作用是使吸入管中的液體流量趨于均勻，保持吸入壓力

37、穩(wěn)定。第七章 作業(yè)題：（掌握離心泵的工作原理、結構特點以及流量、壓力、功率、效率、比轉數(shù)的計算方法，了解平衡離心泵的工況調節(jié)、軸向力的平衡方法、離心泵的特性曲線及其變化規(guī)律、離心泵的選擇方法）1、簡述離心泵的工作原理？離心泵 由葉輪、泵軸、 、蝸殼等組成。當動力機通過聯(lián)軸器和泵軸帶動葉輪旋轉時，葉片就帶動葉片間流道中的液體作 圓周運動；在離心力的作用下，液體以較大的速度和較高的壓力，沿著葉片形成 的流道，自中心向外緣運動，并通過蝸殼和擴散管流向排出管。由于液體不斷被 排出，在泵殼內葉輪中心和吸入管內形成真空，吸入池中的液體在大氣壓或液罐 內壓力的作用下，源源不斷地流進吸入管或葉輪；蝸殼則收集從

38、葉輪中高速流出 并具有一定壓力的液體，并引向擴散管和排出管；擴散管的過流面積是逐漸增大 的，起著降低流速和進一步增加液體壓力的作用，從而使泵形成連續(xù)的吸入和排 出過程，不斷地排出高能量的液體。2、簡述離心泵與往復泵的異同？各有何特點？離心泵是最典型的葉片式機械，在石油礦場上應用廣泛，主要用于輸送原油、向 井底注水、油井采油，以及作為往復泵的灌注泵和生活供水泵等。離心泵的工作原理和結構與往復泵完全不同：往復泵主要通過改變工作腔的容積，將機械能主要轉變?yōu)橐后w的壓力能；而離心泵則主要靠改變工作腔內液體的運動速度，將機械能轉變?yōu)橐后w的動能和 壓能。3、平衡離心泵軸向推力的方法有哪些？離心泵工作時，由于

39、葉輪受力的非對稱性而產生的軸向力，只靠軸向止推軸承難 以完全承受，必須安裝有平衡軸向力的裝置。常用的平衡離心泵軸向推力的方法有：（ 1）利用葉輪的對稱性平衡軸向力2）改造葉輪結構平衡軸向力。包括：平衡孔法；平衡管法；在葉輪背面加平衡葉片法 （3）安裝專用的平衡裝置。包括：自動平衡盤平衡軸向力；平衡鼓平衡軸向力； 平衡盤與平衡鼓組合裝置平衡軸向力4、什么叫離心泵的特性曲線？其變化規(guī)律如何？H- Q特離心泵的特性曲線是指一定轉速 n下的H Q Na Q等關系曲線，主要是 性曲線。特性曲線是選擇和使用離心泵的基本依據(jù)。變化規(guī)律略。第八章作業(yè)題：（了解原油的開采方法及特點、常用的機械采油裝置的種類、結

40、構組成及 特點，了解油田修井、注水、壓裂、酸化作業(yè)以及油氣集輸?shù)闹饕O備及工作內 容）§8-1 自噴井采油及設備1、原油的開采方法有哪兩類？各有何特點？按照油層內部的天然能量、油層滲透性能和原油性質等，原油開采的方法有自噴 井采油法和機械采油法兩大類型。自噴井采油法是利用地層本身的能量，由井底向地面舉升原油；機械采油法用于不能自噴的油井，主要用機械的方法，提高井下原油的能量，并 將其舉升到地面，故又稱人工舉升法采油。2、常用的油井誘噴方法有哪些？鉆井作業(yè)完成后，原油和天然氣還不能自動噴到地面上來，因為這時井眼內還充 滿著泥漿，液柱作用于井底的壓力大于油層壓力，油氣不能流入井筒內；同時

41、，鉆井和射孔過程中，油層會被泥漿污染，堵塞部分孔隙，也阻礙油氣流入 井筒內。因此，采油之前應設法降低井筒內液柱壓力，清除堵塞油層的污物，使油氣能暢 流到地面。這種作業(yè)過程叫做誘噴或誘流。通常采用的誘噴方法有：替噴法；抽汲法；氣舉法；提撈法；3、自噴過程中油氣沿井筒內流動的流態(tài)有哪幾種？變化的原因是什么？ 自噴過程中，油氣在井筒內的流態(tài)是動態(tài)變化的，分為純油流、泡流、段塞流、 環(huán)流和霧狀流等。這主要是因為井筒內不同井段的壓力發(fā)生變化的緣故。4、自噴井的采油井口裝置主要由哪幾部分組成？采油（氣）井口裝置是引導和控制油、氣混合物的流動方向、流量大小和進行油、 氣生產的重要地面設備，主要由套管頭、油管

42、頭和采油樹三部分組成。5、常用的油井清蠟方式有哪幾種？ 在原油開采過程中，無論蠟在油層內還是在油管、集輸管道內析出，都會增加油 流阻力，甚至堵死油流通道，嚴重影響生產。因此，開采過程中，除采取一定的防蠟措施外，還應有一定的清蠟措施。 常用的清蠟方法有三種：機械清蠟、熱力清蠟和化學清蠟。我國油田主要采用機 械和熱力清蠟。§8-2 機械采油及設備1、什么叫機械采油法？機械采油裝置有哪些種類？當自噴油井處于開采晚期，油層壓力降低到某種程度，油層流到井底的油氣所具有的剩余能量已不足以使油液噴出地面時，或油田開發(fā)之初，油層的原始壓力很低，油液難以噴出地面時，通常向井底下入專用的設備抽油泵裝置，

43、將油井中 的油液舉升到地面，保持井底和油層之間油液流動的壓力差，保證油氣源源不斷 地流向井底。這種采油方式，稱作機械采油法或人工舉升法。按動力傳動方式，抽油泵裝置可分為有桿抽油泵裝置和無桿抽油泵裝置有桿泵（如抽油機抽油泵裝置）的動力，由地面通過抽油機、抽油桿傳動油井 下的泵裝置，實現(xiàn)舉升油液的運動。無桿泵裝置（如水力活塞泵、電動潛油離心泵等） ，其動力源由液體、電等傳到井 底，使井下泵實現(xiàn)舉升油液運動。此外，利用地面壓氣機，向井內注入高壓氣體，使油液升到地面，即所謂氣舉法 采油，也是一種機械采油方法。2、什么叫“三抽”設備？抽油機抽油泵裝置包括三部分：地面部分抽油機，井下部分抽油泵，抽油 機與

44、抽油泵連接部分抽油桿，習慣上稱作“三抽”設備。3、游梁式抽油機的主要組成部分有哪些？其作用是什么？游梁式抽油機抽油泵裝置，其動力一般由電動機（或柴油機、天然氣發(fā)動機等） 發(fā)出，通過減速箱、曲柄連桿機構和游梁等，將高速旋轉運動變?yōu)槌橛蜋C驢頭的低速上下往復運動。驢頭的往復運動通過懸繩器、光桿和抽油桿帶動裝有游動閥 的活塞，在深井泵筒中作上下往復運動，實現(xiàn)抽油。 常規(guī)型游梁式抽油機，由動力機、齒輪減速箱、曲柄、平衡塊、連桿、游梁、支 架和驢頭等組成。作用：略。4、抽油機型號是如何標注的？5、游梁式抽油機的機械平衡方式有哪些？ 抽油機的平衡采用機械平衡和氣動平衡兩種方式。 機械平衡：根據(jù)平衡重裝設的位

45、置，可以分為： 游梁平衡（平衡重裝在游梁尾端） 曲柄平衡（平衡重在裝在曲柄上）復合平衡（游梁平衡和曲柄平衡同時采用） 改變平衡重位置或重量，可以調節(jié)平衡的效果6、柱塞式抽油泵分為哪些種？各有何特點？ 抽油泵主要有三類：管式泵（油管泵） 、桿式泵（插入泵） 、套管泵（大尺寸插入泵）。它們都是由工作筒、柱塞、固定（吸入）閥、游動（排出）閥組成。有桿式抽油機的抽油泵主要由工作筒外筒和襯套 、柱塞及游動閥 （排出閥 ）和固 定閥（ 吸入閥組成。按照抽油泵在油管中的固定方式，抽油泵可分為管式泵、桿 式泵和套管泵。管式泵的特點是：把外筒和襯套在地面組裝好并接在油管下部先下入井內，然后投入固定閥，最后把柱塞

46、接在抽油桿柱下端下入泵內。管式泵的結構簡單、成本低，在相同油管直徑下允許下入的泵徑較桿式泵大，因而排量大。但檢泵時必須 起出油管，修井工作量大，故適用于下泵深度不很大、產量較高的油井。桿式泵的特點是將整個泵在地面組裝好并接在抽油桿柱的下端，整體通過油管下 入井內，然后由預先裝在油管預定深度 （下泵深度 ） 上的卡簧固定在油管上，檢泵 時不需要起油管。桿式泵檢泵方便，但結構復雜，制造成本高，在相同油管直徑 下允許下入的泵徑比管式泵小。桿式泵適用于下泵深度大、產量較小的油井。套管泵的特點是用套管代替油管出油時所用的抽油泵，都屬于套管泵，它實際上是一種較大型的桿式泵，與一般桿式泵的安裝及操作方式基本

47、相同。套管泵用抽油桿下入井中，并在泵筒的底部或頂部裝有封隔器，以便在泵筒和套管之間建立 液體密封。套管泵排量大，適用于淺井特別是高產井。7、水力活塞泵裝置由哪些部分組成？各起什么作用？水力活塞泵裝置是通過高壓動力液向井底傳遞動力并實現(xiàn)抽汲井液的一種無桿抽油設備，由地面部分、井下部分和聯(lián)系地面井下的中間部分所組成；實際上相當于將液壓抽油機的驅動油缸及換向閥移動到井下，直接與抽油泵相連，從而取消 了抽油桿的一種抽油設備。井下部分是主要機組， 由液動機（亦即井下馬達） 、活塞泵和控制滑閥三部分組成， 統(tǒng)稱作水力活塞泵。水力活塞泵下到井中液面以下，起著抽汲原油并向地面輸送 的作用。地面部分包括地面泵組

48、、井口裝置、加熱裝置、沉析罐、分離器及控制閥等，起 著向井下水力活塞泵供給高壓動力液及處理動力液的作用。地面和井下的中間聯(lián)系部分包括各種專用管道及油管，起著將地面動力液輸送到 井下水力活塞泵以及將抽出的原油和工作過的廢動力液排回地面的作用。8、電動潛油離心泵裝置由哪些部分組成？各起什么作用？電潛泵系統(tǒng)包括電動機、保護器、吸入口（或氣體分離器） 、多級沉沒離心泵、電 纜、控制屏和變壓器等；附屬件有將電纜固定到油管上的電纜卡子、油管掛（井 口裝置）、檢測井底壓力和溫度的儀表、單流閥、卸油閥及電纜滾筒等。通常情況下，統(tǒng)稱泵、電機和保護器等井下機組為“電泵”。電泵接在油管上， 用油管柱下入井中，沉沒在

49、井液下面抽油。它可適用于垂直井，彎曲井和定向井。電潛泵的井下機組下入到射孔之上的某一位置，進入井筒的地層液經過電機向上 流動，將電機產生的熱量帶走，使電機冷卻。井下機組中，保護器起著電機平衡室的作用，即電機工作時，電動機油受熱膨脹， 一部分電機油進入保護器；當電機停轉時，電機油冷卻收縮，由保護器向電機內 充油。保護器使得井液和電機油的壓力相連通，并且密封電機殼體的動力端，使 井液不能進入電機。油氣分離型吸入口或油氣分離器，是用于分離井液中的游離氣體，并使游離氣進 入油、套管環(huán)形空間。§8-3 油田注水、壓裂、酸化及其設備1、為什么要進行油田注水作業(yè)？原油所以能流到井底，并自噴到地面，

50、主要是靠地層的彈性壓力、氣頂區(qū)氣體的 壓力、邊水或底水的壓力以及溶解氣的驅動力等的推動。當原油所受驅動力大于油氣層孔隙阻力、井筒內液柱重量及井壁摩擦力時，油井 可以實現(xiàn)自噴；當原油所受的驅動力只能克服孔隙阻力時，就要靠抽油的方法采油；如果驅動力不能克服孔隙阻力，油井就將枯竭。一般說來，油田開發(fā)初期，原油所受的驅動力較大，即地層壓力較高。但隨著原 油不斷地被采出，壓力會不斷地降低。為了保持或提高油層的壓力，進而保證油田長期穩(wěn)產高產，并提高最終采收率， 從油田開發(fā)早期起，除了鉆采油井外，還鉆有一批注水井，專門用于從地面向油 層注入高壓水，以補充采油過程中不斷消耗的天然能量。這種作業(yè)過程，稱作油 田

51、注水。2、油田注水作業(yè)流程包括哪些？油田注水全部流程包括：水源凈化系統(tǒng)、注水站、配水間及注水井等。3、為什么要進行油層水力壓裂？油層水力壓裂是利用液體的傳壓作用，在油層中擴大或造成裂縫，提高油層的滲透性，主要目的是改造油層，提高油氣產量；對于注水井，則是為了提高注水井 的吸水性，增加注水效果。4、壓裂施工中的主要設備有哪些？ 主要設備包括：井口裝置、壓裂車、混砂車、供油罐（車） 、拉砂車及高低壓管匯（或管匯車）等。此外，還配有平衡車、儀表車、消防車以及作業(yè)機等。平衡車是用來平衡上封隔器的壓力。作業(yè)機用來進行必要的起升作業(yè)等 在這些設備中，壓裂車和混砂車是壓裂施工中的關鍵設備。5、為什么要進行油田酸化作業(yè)？ 油層酸化處理是利用酸液能溶解巖層中所含鹽類的特性，提高近井地帶油層的滲 透率，改善油、氣流動狀況，以增加油、氣產量。根據(jù)酸液在地層中的作用，酸化一般可分為兩類。 一類是注酸壓力低于油、氣層破裂壓力的常規(guī)酸化，主要是靠酸液的化學腐蝕作 用，擴大與之接觸的巖石的孔