钻井机械考试重点总结
1.石油钻机?主要包括哪些系统和主要设备？
答：是属于重型矿业机械，有多种机械设备组成、具有多种功能的联合工作机组。主要包括：旋转设备、循环系统设备、起升系统设备、动力驱动系统设备、传动系统设备、控制系统和监测显示仪表、钻机底座、辅助设备
2.钻机的三大工作机组？驱动机组的的组合形式不同，可以分为哪几种驱动？
答：三大机组：旋转设备、循环系统设备、起升系统设备。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.钻机机械传动主要有哪几种?各有什么特点？答：齿轮钻机传动允许线速度高，体积小，结构紧凑；万向轴结构简单、紧凑、维护保养方便，互换性好。胶带钻机是传动柔和、并车容易、制造简单、维护保养方便。链条钻机结构紧凑、寿命长，适用于各级井深钻机，尤其是深井、超深井钻机。4.钻机主要参数有哪些？
答：名义钻深范围、绞车额定功率、游动系统绳数、转盘开口直径、钻台高度最大钩载、单台钻井泵功率、钢丝绳直径、转盘功率、井架高度5.最大钩载？主要用于哪些工况？
答：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名义钻深范围指钻机在规定的钻井绳数下，使规定的钻柱时，能够达到的经济钻井深度。是我国钻机主参数。依据41/2″、5″两种钻杆柱尺寸确定.7.钻机型号表示？
答：ZJ+钻机级别（100m）+钻机特点（链条并车L、三角胶带并车J、齿轮传动C、电驱动D、自行式车装Z、半拖挂车装T）+厂家代号及改进型号。
8.转盘主要功能？主要结构组成？主要参数？主轴承.辅助轴承分别承受什么载荷？
答：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。转盘结构组成：转盘结构非常成熟，国内外结构型式基本一样，其变化和发展主要是转盘大小和能力的变化。其主要组成包括一下四部分。水平轴总成；转台；主、辅轴承；壳体。参数：通孔通径：转台通径＝一开钻头最大直径＋10mm；最大静负荷：匹配于钻机最大钩载；最大工作扭矩：最低工作转速时达到的最大工作扭矩；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。辅助轴承起径向扶正和轴向防跳的作用。
9.水龙头的主要功能？结构组成？主要参数？冲管的作用和要求？主轴承.辅助轴承分别承受什么载荷？
答：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。结构组成：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.钻井液系统：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。主要参数：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10.刹车装置的类型有哪几种？各有什么作用？答：主刹车：带式、盘式。作用：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，控制滚筒转动，以调节钻压，送进钻具。辅助刹车：水刹车、电磁涡流刹车。作用：用于钻井绞车上作为减速机构刹车。
11.游动系统的效率与哪些因素有关？起升和下钻时的效率是否相等？
答：主要与天车、游车、大钩有关，不等12.快绳的拉力计算？
13.起钻过程分为哪几个阶段？简要叙述。
答：分为加速，匀速，减速。过程包括1.上提钻具全露方钻杆，应卡瓦将钻柱座在转盘上。2.旋下方钻杆，将方钻杆-水龙头置于大鼠洞中。3.用吊环扣住钻杆接头。4.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立根高度，然后摘开离合器，刹车。5.稍松刹车，下放钻柱，用卡瓦将钻柱卡在转盘上，或扣劳下卡瓦坐在转盘上。6.用大钳和猫头或上卸扣汽缸，拉大钳崩松顶部立根接头丝扣。7.用转盘带动钻柱正转或用旋绳器卸扣。8.移立根入钻杆盒并靠在二层台指梁中，摘开吊卡。9.下放孔吊卡至转盘上方刹住。
14.钻机设计时，绞车档数是否越多越好？试述绞车档数与绞车型式的关系？一般钻机绞车的档数考虑在多少比较合适？
答：对于有限档数的钻机，合理分配各档速度，可以达到的最大起升功率利用率：max=e/(e+1)，e档数可见，档数愈多，对起升功率利用率的提高影响愈不显著，但使得变速机构复杂化，一般实用的档数少于6
15.起下钻的过程中，天车各滑轮的转速是否一样？实际使用中应该注意什么？
答：不同，快绳端的滑轮转速快，死绳端转速慢，快绳比丝绳磨损严重，为延长使用寿命，使用一段时间后应互换快绳与丝绳
16.为什么游动系统中快绳侧的钢丝绳会提前疲劳？答：由于快绳侧的钢绳弯曲次数比丝绳侧多出数倍，所以..解决：放新取旧绳
18.起下钻运动学公式M1-M2=Jdw/dt，试解释各项含义。答：1主动力矩M2负载产生的阻力矩J工作件折算的转动惯量转轴角速度J＝m2m旋转部件的质量旋转半径（=后面是惯性力矩）
20.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？
答：绞车使用12h功率，因为没提升一根立根的受载时间不长，既是间歇受载。功率在0~100%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。21.柴油机的12H功率>(大于)持续功率
22.柴油机的外特性主要表明什么特性？表明哪些参数与柴油机的转速有关？
答：主要表明随即变化特征（即时特征）Ne、Me、ge、Gr；均与转速有关。外特性：供油量最大时，性能参数Ne、Me、ge、Gr随n变化的规律性。23.钻机常用的传动类型有哪些？
答：并车、倒车、减速与变速、转换方向、带辅助调速的传动方案
24.为什么用柴油机作为钻机动力比较合适？试简述。
答1.具有自持能力，不受地区限制；2.系列化，"积木式"组合，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。不足：K、R值小、噪音大。
25.电驱动钻机中，直流电动机的励磁方式有哪几种？
答：它励，并励，串励
26.电传动钻机中，直流电机的励磁方式更希望采用并励还是串励，为什么？
答：更希望是并励钻机，串励载荷越小速度越高，不稳定，易飞车。并励具有硬性磁通基本不变，使调速
范围宽，超载能力强，可提高钻井效率。
27.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调节哪些参数实现调速的？
答：是并励。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，保持电源电业不变，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。
28.试列举三种以上井架类型？当前陆上钻机中使用最多的井架是哪种？
答：塔形井架、A形井架、前开口井架、伸缩井架、桅杆井架、直立套装井架；陆上常用前开口井架29.井架的有效高度？
指钻台面（转盘上平面）至天车梁底面的垂直高度。井架高度：1）塔形井架：高度是指井架大腿底板到天车梁底面的垂直高度；2）前开口（包括A形井架、直立套装井架):高度是指井架下底角销孔中心到天车梁底面的垂直高度；3）桅形井架：是指橇座或车轮与底面接触点到天车梁底面的垂直高度。30.双升式底座与旋升式底座有哪些区别？
深井.超深井钻机更多应用哪一种底座？答：双升式底座的井架安装在平台上，随平台一起起升。悬升式底座的井架安装在底座上，只对绞车及其它装置进行升降，井架与绞车等分开。深井超深钻机要多应用于旋升式底座。
31.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。
答：块装结构（底座结构复杂、内部空间狭小、拆装工作量大、不适合高钻台）、箱式结构（稳定性好、空间便于充分利用、拆装工作量大，使用于海上）、双升式结构（结构分块少、低位安装、整体起升、移运性好、底座空间大、通透、安全性好；但是底座起升负荷大、稳定性相对较差。适用于中深井、深井）、旋升式结构（低位安装、稳定性好、结构分块少、低位安装、整体起升、移运性好、底座空间大、通透、安全性好；但是需要两次起升到位，劳动强度大、结构较复杂、重量大；适用于深井、超深井）、直立起升式结构（结构简单、操作方便）。
32.除砂器的离心力场与离心机的离心力场有什么不同？
答：除砂是离心力场后是重力场33.螺旋沉降式离心机的排杂原理？
答：加重泥浆通过空心轴中间的一根固定输入管、输送器上的进浆孔，进入由锥形滚筒和输送器形叶片所形成的分离室，并被加速到与输送器或滚筒大致相同的转速，在滚筒内形成一个液层。有离心力的作用，重石甩向内壁排出，液体有溢流孔排出。
34.解释底座高度与底座净空高度，为什么要求底座净空高度？
答：是指钻井平台距底座底面的有效高度，因为在进口处要安装井口防喷器为了保证防喷器顺利方便安装，所以要求
35机械采油设备可以分为哪几类？
答：分为有杆和无杆采油两种，有杆包括：游梁式抽油机、无游梁式抽油机、抽油杆抽油泵。无杆：水力活塞泵、电动潜油离心泵、电动螺杆泵、其它无杆抽油设备
36.有杆采油与无杆才有的动力传动方式有什么不一样？有杆采油装置中通常说的“三抽”指的是什么？答：有杆动力通过减速箱、曲柄连杆机构和游梁等将高速旋转运动变为抽油机驴头的低速上下往复运动。无杆大多采用液力和电力驱动。三抽是指抽油机、抽油杆、抽油泵
38.游梁式抽油机通常分为哪几类？各有什么优缺点？
答：常规型游梁式抽油机、前置型游梁式抽油机，特点：1.平衡效果好。实际静扭矩始终为正值，减速齿轮无反向载荷；2.光杆最大载荷减小。曲柄上冲程转角大于下冲程转角（195°/165°），上冲程惯性载荷小3.节能效果好。异相型游梁式抽油机，特点：1.减速箱静扭矩减小（40％～60％），扭矩峰值变化幅度小。连杆与游梁间的夹角几乎始终垂直；2.光杆最大载荷减小。与前置式相似，由于存在曲柄偏移角，使得上冲程转角大于下冲程转角（192°/168°）；3.井口操作范围大。曲柄远离井口；安全4.容易实现常规抽油机改造。异相曲柄抽油机在结构形式上与常规型抽油机相类似。缺点：1.底座长。由于减速箱后移；2.左右曲柄不能互换，制造工作量大；3.只能在规定的方向单向旋转；4.曲柄臂短，销孔间距不易保证。双驴头型游梁式抽油机。游梁缺点：重量大，振动载荷难以完全避免，长冲程条件下突出。39.额定悬点载荷？
答：悬绳器悬挂光杆处承受的光杆拉力额定值，KN40.光杆最大冲程？光杆能获得的最大位移（m）41.减速器额定扭矩？减速器允许输出的最大扭矩（KN*m）钻头周期：指从钻台下井到钻头磨损被起出的一段时间。全井周期：指从开始钻井到完钻的全过程。转盘载荷：指钻井过程中转盘驱动钻具旋转时承受的扭转振动载荷。固井：在井眼内下入一层套管，并在套管与井壁的环形空间里灌注水泥浆进行封固。
扩展阅读：钻井工程期末考试试卷总结重点
1、喷射钻井中的射流是（D）。
A、自由射流B、非淹没射流C、淹没射流D、淹没非自由射流2刮刀钻头在D地层钻进时效率大大降低。
A、软B、松软及高塑性C、高塑性D、较硬和硬质结核、硬夹层的3、射流冲到井底以后产生两种净化井底的作用，其一是射流对岩屑的冲击作用，其二是漫流对岩屑的（B）作用。
A、悬浮B、横推C、破碎D、压持
4、喷射钻进要求射流的喷射速度大于（D）m/s。A、70B、80C、90D、100
5评价钻头选型是否合理恰当，应与所钻地层的岩性相适合，特别是要以（B）来衡量。
A、纯钻进时间B、钻头成本C、钻头价格D、钻头进尺6一般情况下，满眼钻具组合的稳定器最少是（C）个。A、1B、2C、3D、4
7“直增稳降直”的定向井剖面类型属于（C）剖面。A、二次抛物线B、三段制C、五段制D、四段制8在造斜井段测量井斜，两测点间的长度不大于（C）m。A、10B、20C、30D、40
9定向井分为常规定向井、大斜度定向井和（A）三种类型。A、水平井B、丛式井C、多底井D、大位移井10石油颜色的不同主要是原油中的A含量的不同所致。A、胶质B、蜡C、油质D、碳质11死绳在死绳固定器绳轮上缠绕圈数为C。A、2B、3C、4D、512岩石的强度是指岩石抵抗A的能力。
A、外力破坏B、压缩变形C、拉伸扭曲D、弯曲折断13钻井液的初切力是钻井液静止A后所测得的切力。A、1minB、3minC、5minD、10min
14钻井液的API滤失量是在B压力和常温下测定的滤失量。A、10KpaB、30KpaC、686KpaD、1034Kpa15一般钻井液的PH值控制在C。
A、7～8.5B、8.5～9.5C、9～10D、6～7
16按钻头的A不同，可分为刮刀钻头、牙轮钻头、金刚钻头、PDC钻头等。A、结构B、功能C、碳岩形式D、切削原件17进尺工作时间不包括（A）。
A、循环钻井液洗井时间B、纯钻进时间，起下钻时间C、划眼和打眼时间D、换钻头时间，接单根时间18平衡钻井技术的应用要以（B）评价为基准。
A、地层压力B、井控技术C、油气保护D、经济效益19井斜测井能够测量（C）。
A、井斜角B、方位角C、井斜角及方位角D、井眼曲率20为保护油气层，固井时要尽可能使用（B）水泥浆。A、高密度B、低密度C、速凝D、缓凝21钻井泵、空气包的作用是（C）A、增大排量B、增大压力
C、减小排量与压力的波动D、减小排量22.钻井液的功用？答：（1）携岩；（2）冷却和润滑钻头及钻柱；（3）造壁，维持井壁稳定；（4）控制地层压力；
（5）悬浮钻屑和加重材料，防止下沉；（6）获得地层和油气资料；（7）传递水功率。
23钻井液的性能包括哪些？
答：密度、粘度、切力、滤失量、滤饼、滤饼的摩擦系数、含砂量、PH值和固相含量等。
24.钻井液的类型有哪些？
答：分散体系，不分散体系，钙处理体系，聚合物体系，低固相体系，饱和盐水体系，完井修井液体系，油基钻井液体系，空气、雾、泡沫和气体体系。
25什么是岩石的可钻性？答：
岩石的可钻性是岩石抗破碎的能力。即一定钻头规格、类型及钻井工艺条件下岩石抵抗钻头破碎的能力。
26.什么叫有效应力、有效上覆岩层压力、各向压缩效应？答：在“各向压缩效应”试验中，如果岩石孔隙中含有流体且具有一定的孔隙压力，这种孔隙压力的作用降低了岩石的各向压缩效应，这样，把岩石所受外压与内压之差称为有效应力。
上覆岩层压力和岩石内孔隙流体压力的差称为有效上覆岩层压力。
在三轴应力试验中，如果岩石是干的或者不渗透的，或孔隙度小且孔隙中不存在液体或者气体时，增大围压则一方面增大岩石的强度，另一方面也增大岩石的塑性，这两方面的作用统称为“各向压缩效应”。27简述地下各种压力的基本概念答：地下压力包括静液压力
Ph、上覆岩层压力Po、地层压力Pp和基岩应力等。
静液压力是由液柱自身的重力所引起的压力，它的大小与液体的密度、液柱的垂直高度或深度有关。地层某处的上覆岩层压力是指该处以上地层岩石基质和空隙中流体的总重力所产生的压力。基岩应力是指由岩石颗粒之间相互接触来支撑的那部分上覆岩层压力，也称有效上覆岩层压力或颗粒间压力，这部分压力是不被孔隙水所承担的。
28钻机有哪几系统组成？答：提升系统，循环系统，旋转系统，传动系统，控制系统，动力装置，钻机底座，辅助系统
29.简述地层沉积欠压实产生异常高压的机理。答：
沉积物的压缩过程是由上覆沉积层的重力所引起的。随着地层的沉降，上覆沉积物重复地增加，下覆岩层就逐渐被压实。如果沉积速度较慢，沉积层内的岩石颗粒就有足够的时间重新排列，并使孔隙度减小，空隙中的过剩流体被挤出。如果是“开放”的地质环境，被挤出的流体就沿着阻力小的方向，或向着低压高渗的方向流动，于是便建立了正常的静液压力环境。这种正常沉积压实的地层，随着地层埋藏深度的增加，岩石越致密，密度越大，孔隙度越小。
在稳定沉积过程中，若保持平衡的任意条件受到影响，正常的沉积平衡就被破坏。如果沉积速度很快，岩石颗粒就没有足够的时间去排列，孔隙内流体的排出受到限制，基岩无法增加它的颗粒与颗粒之间的压力。由于上覆岩层继续沉积，负荷增加，而下面基岩的支撑能力没有增加，孔隙中的流体必然开始部分地支撑本来应由岩石颗粒所支撑的那部分上覆岩层压力，从而导致了异常高压。30.岩石的硬度与抗压强度有何区别？答：
硬度只是固体表面的局部对另一物体压入或侵入时的阻力，而抗压强度则是固体抵抗固体整体破坏时的能力。
31井眼轨迹的基本参数有哪些？为什么将它们称为基本参数？答：
井眼轨迹基本参数包括：井深、井斜角、井斜方位角。这三个参数足够表明井眼中一个测点的具体位置。
32狗腿角、狗腿度、狗腿严重度三者的概念有何不同？答：
狗腿角是指测段上、下二测点处的井眼方向线之间的夹角（注意是在空间的夹角）。狗腿严重度是指井眼曲率，是井眼轨迹曲线的曲率。33在钻井中,确定钻井液密度的主要依据是什么?其重要意义是什么?答：
确定钻井液密度的主要依据是地层孔隙压力和地层破裂压力。
在实际钻井中，钻井液密度应不小于地层孔隙压力当量密度，以避免地层流体侵入井眼，造成溢流，发生井喷；钻井液密度应不大于地层破裂压力当量密度，以避免压漏地层，造成井漏。
34欠平衡压力钻井的方式有哪些？（1）空气钻井（2）雾化钻井（3）泡沫钻井（4）充气钻井（5）边喷边钻
35简述地层流体侵入井眼的征兆。答：
地层液体侵入井眼的征兆有：（1）钻时加快；
（2）钻井液池液面增高；（3）钻井液返出流量增加；
（4）返出钻井液温度增高；（5）返出钻井液密度变低；（6）返出钻井液电导率变化；（7）返出钻井液粘度变化；（8）循环压力下降；（9）地面油气显示；
（10）大钩负荷（HookLoad）增大。36影响钻进速度的主要因素有哪些，哪些为可控制的因素？简要分析这些可控因素对钻进速度的影响。
答：
影响因素：地质条件、岩层性质和钻井深度等客观因素；钻头类型、钻井液性能、水力参数、钻压、转速等可控变量。
钻头类型：因不同的钻头类型适用于不同的地层，选择好钻头可获得高的机械钻速。
钻井液性能：密度增加会降低机械钻速；粘度增加会降低机械钻速，固相含量增加会降低机械钻速，钻井液的分散性增加钻速降低。
钻压：增加钻压，提高机械钻速。
转速：增加转速，一般机械钻速提高，但当钻头齿的接触时间小于破碎岩石
的接触时间时，钻速降低。
37各种钻头适用的地层？答：刮刀钻头：松软-软地层牙轮钻头：软到坚硬的各种地层
Pdc钻头：软到中硬的大段均质地层，不适合钻软硬交错的地层和砾石层。38岩石的各种强度之间的关系（抗拉强度＜抗弯强度≤抗剪强度＜抗压强度））39钻井液密度窗口范围是【max(ρp，ρt)，ρf】40牙轮钻头的破岩机理有哪些？（1）冲击、压碎作用，纵向振动产生的冲击力和静压力（钻压）一起使牙齿对地层产生冲击、压碎作用，形成体积破碎坑。（2）滑动剪切作用，牙轮牙齿的径向滑动和切向滑动对井底地层产生剪切作用，破碎齿间岩石。（3）射流的冲蚀作用，由喷嘴喷出的高速射流对井底岩石产生冲蚀作用，辅助破碎岩石。41钻柱的作用有哪些？答：（1）提供钻井液流动通道；（2）给钻头提供钻压；（3）传递扭距；（4）起下钻头；（5）计量井深；（6）观察和了解井下情况（钻头工况、井眼状况、地层情况）；（7）进行其它特殊作业（取芯、挤水泥、打捞等）；（8）钻杆测试(Drill-StemTesting)，又称中途测试。
42中性点的概念及工程意义是什么？概念：钻柱上轴向力等于零的点。中性点的工程意义：（1）设计钻柱时要确保中性点始终落在钻铤上。（2）指导松扣、造扣等特殊作业。（3）中性点附近钻柱受交变应力作用，易疲劳破坏，疲劳防护43常规钻井时钻井液的流动路径？
答(开始)钻井液池(泥浆池)→钻井泵→地面高压管汇→立管→水龙带→水龙头→方钻杆→钻杆→钻铤→钻头→环空→套管头→地面低压管汇→振动筛除砂器/除泥器→钻井液池(泥浆池)。
44钻井液密度调整钻井液密度的方法：提高密度（加重），加重晶石、石灰石、可溶性无机盐；降低密度，降低固相含量，加水稀释，混油，充气。45钻进参数的含义？
答：表征钻进过程中的可控因素所包含的设备、工具、钻井液以及操作条件的重要性质的量。如钻头类型、钻井液性能参数、钻压、转速、泵压、排量、钻头喷嘴直径、钻头水功率等。
46.影响钻头寿命的主要因素（1）钻压对牙齿磨损速度的影响
牙齿磨损速度随钻压的增大而增大。当钻压增大到某一极限值时，牙齿磨损速度趋于无穷大。
（2）增大转速，牙齿磨损速度加快。
（3）牙齿磨损量增大，其工作面积增大，磨损速度减小
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