石油大学石油钻采机械复习题

1.钻机组成：旋转、循环、起升、动力、传

动系统、控制系统、钻机底座、辅助设备。

2. 三大工作机组：(1)旋转系统--旋转钻具不断破碎岩石。组成：转盘、水龙头、方钻杆、钻杆、钻铤、钻头等。

(2)循环系统--清除、携带井底已碎岩屑，润滑井壁，冷却转头。组成：钻井泵、地面管汇、钻井液池、钻井液槽、钻井液净化设备，调配钻井液设备。

(3)起升系统--起下钻具、更换钻头、控制钻头送进、完井时下套管等. 组成：主绞车、辅助绞车、辅助刹车、游动系统、井架、吊环、吊卡、卡瓦、大钳、立根.

3.钻机八大件：绞车、转盘、水龙头、天车、游车、大钩、井架、底座.

4.钻机驱动方式

(1)单独驱动：传动简单、安装容易，但功率利用率低、设备总重量大。

N总=N发起+N发泵+N发转+ N发辅

(2)统一驱动：统一驱动的钻机功率高，发动机有故障时可相互调剂，但它的传动复杂,安装调整费事，传动效率低。N总=max{N发起,N发泵+N 发转}+

N发辅（3）分组驱动：效率利用率比单独驱动者高，传动比统一驱动简单，还可以将两组工作机安装在不同高度和分散场地上。a.转盘与绞车一组，钻井泵单独: N总= N发泵+ max{ N发起，N发转}+ N发辅

b.转盘单独，泥浆泵与绞车一组: N总= max{N发起，N发泵}+N发转+ N发辅

5.钻机的主参数(1)名义钻井深度L max：指钻机在规定钻井绳数下用114mm钻杆所能钻达的最大井深。名义钻深范围是指该级钻机能够经济利用的最小井深至最大井深。(2)最大钩载Q max：指钻机在规定的最大绳数下，在解卡和下套管等非常规作业时不允许超过的载荷极限值，包括动载荷在内。(3)钻机总功率N总：为三大工作机组、辅助设备总共配备的功率。

7.转盘的开口直径D盘:指转盘取出大方补心后转台内的通孔直径。D盘=D钻max+10mm。消耗功率：带动钻头破岩及克服钻头与井底摩擦所消耗的功率 ;旋转钻杆柱所消耗的功率；旋转地面设备所消耗的功率.

8.泵压：循环管路压力降和钻头喷嘴压力降。即P泵=P管+P头；P管=P杆+P铤+P环+P汇。式中：P泵—泵压;P管—循环管路压降；P杆—钻杆(包括接头)内的压力降；P铤—钻铤内的压力降;P环—环形空间的压力降；P汇—地面管汇压力降； P头—钻头水眼的压力降；单位MPa。

最大泵压出现在钻井达最大井深时，此时泵使用的是最小直径缸套，为满足喷射钻井的需要必须保证：P头=(1/2 ~ 2/3)P max 和P管=(1/3 ~ 1/2) P max，即P max =(2 ~ 3)P管。

前者适用于超深井，后者适用于中深井。

9.钻机型号

10．现代钻机表征：交流变频驱动、液压盘式刹车、顶部驱动装置、自动送钻系统

1.井架的类型(1)塔形井架（海洋钻井），深井钻机。特点：横截面为正方形或矩形的四棱截锥体的空间结构。有闭式和开式两种。闭式：井架前扇有大门，整个井架主体是一个封闭的整体结构。总体稳定性好，承载能力大。单件拆卸和运移，内部空间大，起下钻方便安全。开式（K形）：前扇有开口，整个井架本体由数段(一般为三段)构架组成，各段均为焊接结构，段与段之间采用螺栓联结。特点：水平分段拆装，整体起放和分段运输，拆装方便、迅速、安全。

(2)A形井架 :两个大腿通过天车台、二层台及附加杆件连成“A”字形，大腿的前面或后面接有一对撑杆。特点：工作载荷分布均匀，材料利用合理，承载能力和稳定性都较好，但其总体稳定性尚不够理想。水平分段拆装、整体起放和分段运输的方法，拆装方便，迅速、安全。钻台宽敞，视野良好。

(3)桅形井架 ( 车装钻机、修井机、作业机):横截面为矩形或三角形的空间杆件结构。整个井架是个整体的焊接结构，或是由二三段焊接结构所组成的半可拆结构。井架向井口方向前倾，绷绳为基本支撑。结构形式分为单柱式和双柱式，有的井架还可做成伸缩式或折叠式。特点：承载能力小；固定在汽车、拖车上，整体运输；安装运输方便。

2.井架高度 :指井架的有效高度(从钻台大梁顶面到天车梁底面的垂直高度),由安装设备和立根决定。

3.井架承受垂直载荷:(1)固定载荷：它是不随时间而变动的载荷。包括有：天车重量及井架的自重；绷绳拉力在垂直方向的分力。

(2)变动载荷：随游动系统的有效绳数、死绳的固定位置、屈绳与死绳和井架中心垂直线所成的夹角以及钻井的工作条件各种影响因素而变的载荷。包括：大钩上静载荷、大钩上附加动载荷，快绳与死绳的垂直分力。

水平载荷：风作用在井架上的载荷、靠在指梁上的立根自重的水平分力、风作用在立根排面上的压力、井架绷绳的水平分力。4.起升功率影响因素Ψ=φ×η/K：⑴驱动设备软特性ψ高。⑵传动系统的繁简。单独驱动直接传动的ψ高。⑶起升速度设计合理、挡数较多者ψ高。⑷司钻在起钻操作时及时换挡可提高ψ。⑸起升离合器储备能力较强，柴油机调速操作配合得好，启动加速快，则λ值低、ψ高。

6.液压盘式刹车4种功能：⑴工作制动--用开式工作钳在下钻过程中控制速度,转化能量。⑵驻车制动--用闭式安全钳短时悬停管柱的载荷。⑶紧急制动--开式钳和闭式钳联合工作,在紧急情况下刹停绞车及管柱。

⑷防碰制动--根据绞车与游车位置给出的信号,游车运行到上、下限位前闭式钳刹车,以保证游车不上碰下砸。

7.液压盘式刹车优点：(1)制动效能稳定，热稳定性和水稳定性均好。(2)刹车灵敏度高，操作轻便，调整、维修方便。(3)散热性能好，受力状态尤佳，比压均匀。(4)结构紧凑，刹车力矩容量大，安全性和可靠性大大提高。

1.水龙头的功用：(1)钻进时悬挂并承受井内钻柱的全部重量。(2)改变运动方式。(3)作为循环钻井液的通道。

2.顶驱功能：旋转钻进、循环钻井液、起吊钻具、上卸钻柱。结构：水龙头—电机总成、滑动架和导轨、管子处理器、液压和气压控制系统、动力系统和控制系统.

3.顶驱优点：①节省接单根时间②倒划眼防止卡钻③下钻划眼④人员安全⑤井下安全⑥设备安全⑦便于维修⑧节约泥浆