石油机械概论考试重点-承德石油高等专科学校

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1.石油是古代海洋湖泊中的生物，经过漫长的演化形成储藏在地下岩石空隙内的不可再生的天然矿藏，主要以气相、液相烃类为主并含有少量非烃类物质的混合物，具有可燃性。

2.上：石油天然气的勘探和开发，中：油气的存储与运输，下：炼油、化工、天然气加工等流程业务及加油站零售等产品配送、销售型业务。

3.地质作用：内：地壳运动、岩浆活动、变质作用、地震。

外：风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用、成岩作用
4.石油物探：地质法、地球物理勘探法（重力、地震、电法、磁法）地球化学勘探法（气测法、沥青法、水化学法、细菌法）钻井法
5.油气开发方式：利用天然油层能量的开发方式、保持和改善油层能量的开发方式、自喷井采油开发方式、机械采油的开发方式、热力采油开发方式、强化开发方式。

6.石油钻机：旋转系统设备、循环、起升、动力驱动、控制、钻机底座、辅助设备。

7.钻机分类：按钻井方法（冲击钻井、地面发动旋转钻机、井底发动钻机）按驱动钻头旋转的动力来源分类（转盘驱动旋转钻机、井底驱动旋转钻机、顶部驱动旋转钻机）按驱动设备类型分类（柴油机驱动钻机、电驱动钻机）按工作及分组分类（统一驱动钻机、单独驱动钻机、分组驱动钻机）按主传动副类型分类（V带钻机、链条钻机、齿轮钻机）按钻机深度（浅井钻机、中深井钻机、深井钻机、超深井钻机、特深井钻机）按使用地区和用途分类（陆地钻机、海洋钻机、浅海钻机、丛式井钻机、沙漠钻机、直升机吊运钻机、小井眼钻机、柔杆钻机）
8.顶驱钻井系统结构：钻井马达—水龙头总成、钻杆上下卸扣装置、导轨—导向滑车总成、平衡系统、冷却系统、控制系统和附属设备。

9.顶驱钻井系统特点：节省接单根时间、减少钻井事故、提高钻
定向井速度、减轻劳动强度、设备安全、提高取芯质量。

10.起下钻操作：1起下钻采用常规方式，顶驱装置降低了井架工的工作强度，并减少了起下钻时间。

可以使用旋转头和吊环倾斜装置使吊卡靠近井架工并且定位，以便井架工扣吊卡。

2由于钻柱的摩阻或扭矩，打开旋转锁定机构，旋转钻杆上卸扣装置使吊卡可以沿任一方向转动;吊环倾斜装置上的中停机构，可调节吊卡和二层台的距离。

3起下钻过程中如遇阻，可在井架任意高度用钻井电机将顶驱接到立柱上，立即建立循环和旋转活动钻具，使钻具通过遇阻点。

4注意在井下钻具坐在吊卡上时，不能使用手轮转动中心管。

11.起下钻操作步骤：1用吊卡扣住钻杆接头；2挂合绞车滚筒，带动钻柱起升，提出卡瓦，将井中整个钻柱起升到一个立根的高度，然后摘开离合器，刹车；3稍松刹车，下放钻柱，用卡瓦将钻柱卡在转盘上；4旋下方钻杆，将方钻杆—水龙头置于大鼠洞中；5用吊环扣住钻杆接头，挂合绞车滚筒带动钻柱起升，提出卡瓦，将井中整个钻柱起升一个高度，然后摘开离合器，刹车；6用猫头拉动大钳崩松顶部立根的下接头丝扣；7用转盘带动钻柱正转或用旋绳器将接头丝扣脱开；8将此立根拉排入钻杆盒并靠在二层台指梁中；9摘开吊卡，下放空吊卡至转盘上方刹住。

12.热机：是一种能量转变为机械能的机器，而把燃料燃烧所产生的热能变为机械能的发动机称为热机。

13.柴油机：曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给、冷却、润滑、废气涡轮增压、启动系统。

14.柴优：热效率高、功率范围广适应性好、结构紧凑质量轻尺寸小、启动快、使用操作方便运行安全；柴缺：对燃料要求高、噪声与严重污染、结构复杂加工精度要求高
15.机械刹车功用：在下钻、下套管时，需要用刹车刹慢或刹住滚筒、悬持钻具和控制钻具下放速度；在正常钻进时，控制滚筒转动，以调节钻压，送进钻具。

16.刹车使用要求：要求刹车安全可靠，灵活省力，具有较长的使用寿命。

17.辅助刹车功用：帮助主刹车下钻，在下钻过程中通过制动滚筒轴来制动下钻载荷。

18.井架的要求：必须具有足够的承载能力、足够的强度、刚度和整体稳定性。

1.井架的功用：1安放天车，悬挂游动滑车、大钩、吊环、吊钳、各种绳索等提升设备和专用工具。

2在钻井作业中，支持游动系统并承受井内管柱的全部重量，进行起下钻具、下套管等作业。

3在钻进和起下钻时，用以存放钻杆单根、立根、方钻杆或其他钻具。

4遮挡落物，保护工人安全生产。

5方便工人高空
操作和维修设备。

2.游动系统：天车、游车、大钩、钢丝绳。

3.天车三种基本类型：滑轮组共轴线，且各滑轮相互平行；滑轮轴线平行，快绳滑轮在另一根轴上；滑轮轴不共线，且快绳滑轮偏斜。

4.钻井液净化系统：从井底返回地面的钻井液中含有大量的岩屑和砂粒，有的还含有气体，属于多相流体，经过泥浆池和沉淀池后，杂质会有所减少，但继续使用，会有少量杂质经钻井泵送进井底，造成泵、钻头寿命的缩短和钻速的降低，甚至造成钻杆遇卡事故。

5.压缩机：容积式压缩机[往复式（轴驱动、自由活塞、其他类型）回转式（单轴、双轴或多轴）]动力式压缩机[透平式（轴流、径流、其他类型）引射器]
6.压缩机作用：把机械能转换为气体的动能和压能的流体机械。

7.压缩机选用原则：1选用的压缩机要满足生产工艺要求。

2通过进行压缩机选型比较最合适的型号。

8.钻机气控系统组成：1气源装置2执行元件3控制元件4辅助元件。

9.使用要求：1控制要柔和、准确及安全可靠2操作要灵活方便，便于记忆；3维修更换零件容易。

10.作用：1对柴油机、钻井绞车、转盘的启动、调速、停车的控制；2对钻井绞车和钻盘的旋转方向的控制;3对钻井泵、气动小绞车、滚筒刹车、猫头的控制；4对气动大钳、气动瓦片、气动旋扣器的控制；
5对空气压缩机、发电机防碰天车、井口防喷的控制。

11.海洋石油钻井平台：动力设备、钻井机械设备、测井与石油设备、起重与锚泊设备、平台与船体结构、器材物资、安全消防和防污染设备、供水供电供气设备、通信联络设备和直升机降落台、各种工作房和生活设施、其他特殊设施。

12.平台分类：桩基式、坐底式、自升式、半潜式、浮式、其他钻井平台。

13.海平台问题：平台定位、升沉运动补偿、海上井口装置、防腐问题。

14.钻井过程中补偿：伸缩钻杆补偿、死绳恒张力补偿、天车恒张力补偿、硬、软联系大钩恒张力补偿。

15.抽油设备：有杆抽油设备[抽油机（游梁式、无游梁式）抽油泵、抽油杆]无杆抽油设备（水力活塞泵、电动潜油离心泵、射流泵、螺杆泵）
16.游梁式组成：驴头、游梁、横梁、连杆、曲柄和平衡块、刹车装置、支架、底座、电动机。

17.钻具是方钻杆、钻杆、钻铤、转换接头、钻柱稳定器等几种主要入井工具的总称。

一、石油钻机八大系统？
1、旋转系统设备。

为了旋转钻具破碎岩石，钻机必须配备钻盘、水龙头等地面旋转设备，以及方钻杆、钻杆、钻铤、钻头等井下旋转设备。

2、循环系统设备。

为了随时清除井底已破碎的岩屑和正常连续钻进，钻机必须配备有全套井液的循环设备。

3、起升系统设备。

为了起下钻具、更换钻头、控制钻头送井、下套等，钻机还必须一套起升系统设备。

4、动力驱动系统设备。

为了使工作机获得足够动力进行运转，必须配备动力设备及其辅助设备。

5、传动系统设备。

连接发动机与前三个工作机组，把发动机的能量传递并分配给各工作机。

6、控制系统设备。

为了指挥各机组协调进行工作，在整套钻机中还装备各种控制设备。

7、钻机底座。

为了钻机的安装、运移方便，重型钻机多采用整体安装托运底座。

8、铺助设备。

成套钻机还必须具备供气设备、供水设备、井口防喷设备等。

二、海洋石油钻井平台的特殊问题？
1、平台定位问题。

当使用钻井船、半潜式钻井平台时，由于平台受风浪影响，有可能出现漂移。

若漂移过大，会导致船体井口和井底井口不对正，怎会造成设备损坏，因此应采取措施防止漂移。

2、升沉运动补偿问题。

平台在风浪作用下，周期的上下沉浮将引起钻柱周期的上下移动，导致无法正常钻进，损坏钻柱无法测井深等问题。

3、海上井口装置问题。

海上井口装置除了与陆地相同的共性外，还要将钻台井口和井底井口连接起来，将导钻具进入井眼并隔绝海水在钻柱外形成环形空间，以便在钻进时循环钻井液。

4、防腐问题。

海洋钻井平台大多数采用钢铁结构，由于海水是一种极为复杂的电解质体系，含有大量的氯
化钠，所以腐蚀是非常严重的。

三、抽油泵工作原理？
在泵工作时过程中，活塞是主动件，作用是通过改变泵内的压力。

泵阀是从动件，仅当满足阀球下方的压力大于其上方压力时才打开，让液体通过阀座孔向上流，否则阀关闭阻止液体向下流。

上冲程抽油杆带着活塞向上运动，活塞上的游动阀受阀球自重和管内压力作用关闭。

泵内容积增大压力降低，固定阀在环形空间液柱压力（沉没压力）与泵内压力差的作用下被打开，原油进泵，同时井口排出液体。

下冲程抽油杆带着活塞向下运动，固定阀关闭，活塞挤压泵中液体使泵内压力升高到高于活塞上方压力时，游动阀被顶开，泵中液体排到活塞上方的油管中同时由于光杆进入井筒，在井口挤出相当于光杆体积的液体。

四、柴油机的工作原理
1、二冲程柴油机的工作原理：通过活塞的两个冲程完成一个工作循环的柴油机称为二冲程柴油机，油机完成一个工作循环曲轴只转一圈，与四冲程柴油机相比，它提高了作功能力，在具体结构及工作原理方面也存在较大差异。

二冲程柴油机与四冲程柴油机基本结构相同，主要差异在配气机构方面。

二冲程柴油机没有进气阀，有的连排气阀也没有，而是在气缸下部开设扫气口及排气口；或设扫气口与排气阀机构。

并专门设置一个由运动件带动的扫气泵及贮存压力空气的扫气箱，利用活塞与气口的配合完成配气，从而简化了柴油机结构。

扫气泵附设在柴油机的一侧，它的转子由柴油机带动。

空气从泵的吸入吸入，经压缩后排出，储存在具有较大容积的扫气箱中，并在其中保持一定的压力。

2、四冲程柴油机的工作原理
柴油机的工作是由进气、压缩、燃烧膨胀和排气这四个过程来完成的，这四个过程构成了一个工作循环。

活塞走四个过程才能完成一个工作循环的柴油机称为四冲程柴油机。

一. 进气冲程第一冲程——进气，它的任务是使气缸内充满新鲜空气。

当进气冲程开始时，活塞位于上止点，气缸内的燃烧室中还留有一些废气。

当曲轴旋转肘，连杆使活塞由上止点向下止点移动，同时，利用与曲轴相联的传动机构使进气阀打开。

随着活塞的向下运动，气缸内活塞上面的容积逐渐增大：造成气缸内的空气压力低于进气管内的压力，因此外面空气就不断地充入气缸。

第二冲程——压缩。

压缩时活塞从下止点间上止点运动，这个冲程的功用有二，一是提高空气的温度，为燃料自行发火作准备：二是为气体膨胀作功创造条件。

当活塞上行，进气阀关闭以后，气缸内的空气受到压缩，随着容积的不断细小，空气的压力和温度也就不断升高，压缩终点的压力和湿度与空气的压缩程度有关，三. 燃烧膨胀冲程第三冲程——燃烧膨胀。

在这个冲程开始时，大部分喷入燃烧室内的燃料都燃烧了。

燃烧时放出大量的热量，因此气体的压力和温度便急剧升高，活塞在高温高压气体作用下向下运动，并通过连秆使曲轴转动，对外作功。

所以这一冲程又叫作功或工作冲程。

随着活塞的
下行，气缸的容积增大，气体的压力下降，工作冲程在活塞行至下止点，排气阀打开时结束。

四. 排气冲程第四冲程——排气。

排气冲程的功用是把膨胀后的废气排出去，以便充填新鲜空气，为下一个循环的进气作准备。

当工作冲程活塞运动到下止点附近时，排气阀开起，活塞在曲轴和连杆的带动下，由下止点向上止点运动，并把废气排出气缸外。