石油钻采机械概论考试习题

第一篇：石油钻采机械概论考试习题

①在常规钻机中我们通常把（钢丝绳）（天车）（游车）和（大钩）通称为钻机的游动系统。把（游车）与（天车轮数）的组合叫游系结构 ②往复泵内存在的损失有（机械损失）（容积损失）（水力损失）

③往复泵的胶囊式排出空气包是利用包内气体的可压缩性工作的当泵排出管的瞬时流量（增加）时使排出压力（加大）空气包胶囊内的（气体）被压缩空气包（压缩）液体反之相反从而使排出管内的流量趋于（均匀）压力趋于（稳定）

④离心泵性能的调节方法有（出口节流）调节（旁路）调节（吸入管路）调节（转速）调节（叶轮直径）调节 ①钻机的基本参数

是反映钻机基本工作性能的一组技术指标。②离心泵的气蚀

离心泵的吸入真空度高于一定值，使液体汽化的现象叫气穴，气穴在高压区爆破对金属表面产生的综合破坏作用叫气蚀。③最大钩载

在标准规定的最大绳系下特殊作业时，大钩上不允许超过的最大载荷叫最大钩载。④比转数

标准单级，单吸离心泵，使H=1m水柱，Q=0.075m/s，功率=0.735Kw时的转速叫比转。⑤泥浆泵的流量不均度

泥浆泵最大瞬时流量和最小瞬时流量的差值与理论平均流量的比值叫流量不均度 ①泥浆泵是怎样工作的？

动力驱动泥浆泵，通过其曲柄连杆机构带动活塞往复运动，液缸内的密闭容积发生变化：容积变大时，形成真空度，打开吸入阀吸入液体；容积变小时，缸内液体压力升高，推开排出阀排出液体。

②钻机用发电机功能是什么？

一是给钻机绞车，转盘，钻井泵等三大工作机组提供电力。二是为泥浆净化设备，油水泵等钻井辅助设备以及井场照明和生活用电提供电力。

③钻机装备了液压盘式刹车后，为何还要在滚筒轴安装电磁刹车、电磁刹车起什么作用？ 滚筒轴带动处于固定磁场中的转子旋转时，感生电动势。引发涡电流，产生转动磁场，转动磁场与切割固定磁场的相互作用形成阻力矩，使旋转的滚筒降低转速。④离心泵是如何工作的？

主轴带动泵轮转动时，泵轮中心的液体在离心力的作用下，被甩向边缘而形成真空，外部液体在大气压作用下进入泵轮，被甩到边缘的液体，经泵壳集流而因压力增加被排出。从而使离心泵源源不断的吸入和排出液体。

①泥浆泵内有哪些损失，是什么原因造成的如何度量？

机械损失，泥浆泵运动件摩擦造成的功率损失，用机械效率度量。容积损失，泥浆泵高压液体漏失造成的损失，用容积效率度量。

水力损失，液体在泥浆泵内流动的阻力造成的功率损失，用水力效率度量 泥浆泵的损失是机械，容积和水力损失的总和，用泥浆泵效率度量。②钻井过程中，为何要经常跟换更小一级直径的缸套？

由泥浆泵临界特性知：管路损失随井眼加深，沿泵的特性曲线P-Q上升，大于功率特性曲线N-Q所限定的临界值时，泵超载无法工作。更换小一级直径的缸套，使管路流量Q减小，管路特性曲线上的压力损失下降到临界点以下，才能使泵得以正常工作。

第二篇：石油钻采机械复习资料

石油钻采机械试题

一、石油工程 1.地层流体？

答：地层中的油气水称为地层流体。2.天然气的主要成分？那种成分最多？ 答：主要组成：甲烷（CH4）、乙烷（C2H4）、丙烷（C3H8）、丁烷（C4H10）。甲烷含量最多。3.石油的主要成分？那种最多？ 答：烃类（碳氢化合物）：包括碳、氢、氧、硫、氮等元素，占80％；非烃类：包括氧、硫、氮等元素。4.有杆泵和无杆泵采油的工艺原理有什么主要区别？代表的设备有哪些？

答：无杆采油不需要用抽油杆传递地面动力，而是用电缆或高压液体将地面的能量传输到井下带动井下机组把原油抽到地面。无杆抽油设备：水力活塞泵，电动潜油离心泵，电动螺杆泵。有杆采油主要是动力机通过减速箱，曲柄连杆机构和游梁等，将高速旋转运动变为往复运动，通过悬绳器，光杆和抽油杆带动有游动阀的柱塞，在深井泵筒中往复运动完成抽油。主要设备：抽油机，抽油泵，抽油杆。5.油井清蜡技术常用的油哪些？

答：机械清蜡，热载体循环清蜡，电热清蜡，化学清蜡。6.油井防砂技术有哪些？

答：滤砂管防砂，防砂卡泵防砂，绕丝筛管砾石充填防砂，小直径气砂锚防砂，化学防砂。7.提高钻进速度的主要技术措施有哪些？（影响因素）答：“钻速”——通常指机械钻速，即在纯钻进周期内每小时钻进的米数。影响钻速的因素很多，除了组织因素和人的因素之外，主要有：地层特性、钻机性能、泥浆性能、钻头类型、钻压、转速以及水力因素。8.环空返速是不是越大越好？ 答：“小排量、低返速” 可以降低循环管路压力降，提高钻头压力降；但是，携带岩屑能力差；反之，环空返速大，则循环管路压力损失大，而且对井壁冲刷严重，可能引起井壁不稳定。所以环空返速的控制，要依据地层的复杂性、钻井液的性能和钻机能力。

二、石油钻机

1.石油钻机？主要包括哪些系统和主要设备？

答：石油钻机是用于石油天然气钻井的专业机械，是由多台设备组成的一套联合机组。包括：十大部分

1、起升系统－

2、旋转系统－

3、循环系统－

4、动力系统－

5、传动系统－

6、控制系统－

7、底

座－

8、井控系统－

9、辅助设备－

10、钻台操作设备

2.钻机的三大工作组件？驱动机组的组合形式不同，可以分为哪几种驱动？

答：绞车，转盘，钻进泵三大工作机组。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.钻机的机械传动主要有哪几种？各有什么特点？ 答：钻机的机械传动有：齿轮，胶带，链条：

齿轮传动允许线速度高，体积小，结构紧凑，方向轴结构简单，紧凑，维护保养方便，互换性好；胶带传动时传动柔和，并车容易，制造容易，维护保养方便。链条传动：传动功率大，结构紧凑，寿命长，适合于各级井深钻机.4.钻机的主要参数有哪些？

答：名义钻深范围，最大钩载，绞车额定功率，单台钻井泵功率，游动系统绳数。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.名义钻井深范围？

答：名义钻深范围：指钻机在规定的钻井绳数下，使用规定的钻柱时，能够达到的经济钻井 深度。是我国钻机主参数。依据4 1/2″、5 ″两种钻杆柱尺寸确定。7.钻机型号表示？

答：钻机型号：ZJ-1-2-3

1表示钻机级别

；2表示钻机特点：链条并车钻机无或为L，三角胶带并车钻机为J，齿轮传动钻机为C，电驱动钻机为D，自行或车装钻机为T。3表示厂家代号及改型序号。

三、转盘的主要功能？主要结构组成、主要参数?主轴承和辅助轴承分别承受什么载荷? 答：转盘功能：

（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。转盘的结构组成：（1）水平轴总成；（2）转台；（3）主、辅轴承；（4）壳体。特性参数：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作用。

四、刹车装置的类型有哪些?个有什么作用？

答：主刹车：盘式刹车，带式刹车。作用：下钻、下套管作业时：刹慢或刹住滚筒；控制下放速度；悬持钻柱。正常钻井时：控制滚筒转速，调节钻压，送进钻具。

辅助刹车：水刹车，电磁涡流刹车，作用:控制下钻速度.五、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：与滑动轴承的摩擦阻力和通过滑轮时的弯曲阻力及钢丝绳的损耗有关。不相等。12.快绳的拉力计算？

答：起钻时：Pf

= Qt/Z /ηt

下钻时：Pf

= Qt*ηt/Z 13.起钻过程分为那几个阶段? 答：加速，匀速，减速。

14.钻机设计时绞车档位是否越多越好？绞车档位与绞车形式的关系？一般为几档？

答：由档数越多功率利用率越高，但是绞车结构越复杂。由φmax=e/（e + 1）可知档位越高利用率变化也不明显所以不是越多越好，一般实用的档数少于6个。

15.起下钻过程中，天车个滑轮的转速是否一样？实际中应该注意些什么？ 答：钢丝绳速度由快绳侧至死绳侧依次为：

v ' = v '1 = 6 v = zv v ' 2 = v '3 = 4 v v ' 4 = v '5 = 2 v v ' n = v ' z = v d

= 0天车滑轮的切向速度V″和转速 n 依次为： v“1 = zv, v”2 = 4v,v"3 = 2v

1、起钻时，快绳侧的滑轮转速要比死绳侧的高数倍；

2、快绳侧的钢丝绳的弯曲次数要比死绳侧钢丝绳多出数倍； 注意事项：检修、倒换——寿命均衡，设计依据——快绳工况；快绳侧钢丝绳提前疲劳——检查、补充新绳。16.为什么游动系统中快绳侧的钢丝绳会提前疲劳？ 答：同上题的后两点。17.无

18.起下钻运动学公式M1-M2=Jｄｗ／ｄｔ，试解释各项的含义？

答：M1——主动力矩，M2——负载产生的阻力矩，J——工作件折算的转动惯量 ω——转轴角速度，Jｄｗ／ｄｔ——惯性力矩。１９．无

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：

1、典型工况

1）起升作业时驱动绞车功率在0－100％范围内周期性变化。每提升一立根负载时间不长，工作是断续的即间歇受载。2）钻进时驱动钻井泵，或同时驱动钻井泵和转盘。接近或达到满功率运行，速度不变或变化很小。持续工作，每次可达10小时以上。

2、功率标定

1）起升功率Ｎ与转速ｎ起升时驱动绞车。Ｎ取国际规定的12ｈ功率值，ｎ取额定转速； 2）钻进功率Ｎ与转速ｎＮ和ｎ取国标规定的持续功率，ｎ取经济转速。２１．柴油机的１２人功率和持续功率那个大？ 答：１２人功率大》

22．柴油机的外特性主要表示什么特性？表明哪些参数与柴油机的转速有关？

答：外特性：供油量最大时，性能参数Ne、Me、ge、GT随n变化的规律性。1）指明不同转速下的N、M、g。2）指明相应的经济转速、适应系数K和合理的工作转速范围。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．为什么柴油机作为钻机动力比较合适，试简述？ 答：柴油机驱动特点

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。25．电驱动钻机中，直流电动机的励磁方式有哪几种？ 答：有：并励，串励，它励，复励。

26．电驱动钻机中，直流电动机的励磁方式更希望采用并励还是串励，为什么？

答：并励，因为1.串励调速性好，但是低载时容易出现超速，而且串励调速特性不适应钻井泵工况2.它励电机容易实现反转，控制掉接容易，配置一定的机械变速能够很好地适应绞车工况。

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那些参数实现调速的？

答：从安全考虑，石油钻机中普遍应用并励（它励）电动机，为了实现并励电动机调速，就 必须采用人为特性（调速）。有三个方面的调节可以调速

1、电枢串电阻；

2、供电电压；

3、减弱磁通． 28．试列举三种以上井架类型？当前陆地上钻机使用最多的井架是哪种？

答：塔型井架，前开口井架，A型井架，直立套装井架。最多的是前开口井架 29.井架的有效高度？

答：指钻台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，超深井更要选择哪种？

答：双升式结构井架底座由上船、下船、四连杆等主要件组成。旋升式结构井架底座分为前台和后台，后台与双升式结构类似，结构为上船、下船、连杆、销轴连接。不同的是，井架大腿底板置于后台下船顶面。低位安装，首先起升井架，然后利用绞车将后台底座起升到位，最后起升前台底座。旋升式底座广泛应用于深井和超深井钻机、固定式海洋平台钻机。如7000m、9000m和2000m钻机。

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：

1、块装结构井架底座：块装结构井架底座是有多个片状结构通过销轴拼装而成。底座结构复杂、内部空间狭小；底座拆装工作量大；不适应于高钻台底座。

2、箱式结构井架底座：是有多个箱体结构搭接而成。箱式结构底座稳定性好，箱体内部可以容纳设备和工具，充分利用空间；拆装工作量大，尤其是高钻台底座拆装困难；适应于海上平台钻机（钻机搬家少，稳定性要求高）。

3、双升式结构井架底座：双升式结构井架底座由上船、下船、四连杆等主要件组成。

优点：底座结构分块少，低位安装，整体起升，销轴连接，移运性好；底座内空间大、通透，安全性好；适应于任意高度设计、制造。

缺点：

1、先起升井架，后起升底座，底座起升负荷大；

2、自升式底座稳定性较其它结构底座差；

3、井架大腿置于底座上船顶平面（钻台平面），井架稳定性差。应用：自升式结构井架底座适应于中深井、深井钻机。当前，我国4000m、5000m钻机和部分7000m钻机，尤其是电驱动钻机普遍使用该型结构底座。

4、旋升式结构井架底座：优点：

1、井架大腿低位安装，整体稳定性好；

2、底座结构分块少，低位安装，整体起升，销轴连接，移运性好；

3、底座内空间大、通透，安全性好；

4、适应于任意高度设计、制造。

缺点：

1、底座分前后台面，需要两次起升到位，起升井架、后台、前台需要两次倒换钢丝绳，操作劳动强度大于自升式底座；

2、底座结构较自升式复杂，重量也大些。33.螺旋沉降式离心机的排杂原理？

答：离心机分离的核心部件由转鼓和螺旋输送器组成，转鼓和螺旋输送器之间存有少量间

隙，采用行星差速器驱动，使得二者之间维持一定的转速差，泥浆经空心轴经入转鼓，转鼓高速旋转，形成离心力场，使得泥浆实现固液分离，固相在螺旋输送器的作用下推向固相排出口，液相在压力作用下从液相排出口排出。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:底座高度：底座上平面与地面之间的高度。底座净空高度：底座下平面与平面之间的高度。因为要保证井口设备安装空间。

35.机械采油设备可以分为哪几类？答：分为有杆抽油设备和无杆抽油设备。36.有杆采油和无杆才油的动力传动方式有什么不一样？

答：无杆采油不需要用抽油杆传递地面动力，而是用电缆或高压液体将地面的能量传输到井下带动井下机组把原油抽到地面。有杆采油主要是动力机通过减速箱，曲柄连杆机构和游梁等，将高速旋转运动变为往复运动，通过悬绳器，光杆和抽油杆带动有游动阀的柱塞，在深井泵筒中往复运动完成抽油。

37.有杆采油装置中的“三抽”指的是？答:抽油机、抽油杆及抽油泵（三抽）。38.游梁式抽油机通常分为几类？个有什么优缺点？ 答：

1、常规型游梁式抽油机；

2、前置型游梁式抽油机；

3、异相型游梁式抽油机

4、双驴头型游梁式抽油机。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。异相曲柄型游梁式抽油机：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。

39.额定悬点载荷？答：额定悬点载荷：悬绳器悬挂光杆处承受的光杆拉力的额定值。KW 40.光杆最大冲程？答：光杆最大冲程是光杆能获得的最大位移。M 41.减速器额定扭矩？答：减速器额定扭矩：减速器允许输出的最大扭矩，kN.m； 42.游梁式抽油机的平衡方式通常有哪几种？标准中的代号是什么？ 答：B－曲柄平衡，Q－气平衡，Y－游梁平衡，F－复合平衡

43.游梁式抽油机悬点运动规律是近似为那两种机构分别得出的其运动方程？

答：

1、简化为简谐运动时悬点运动规律：A点的位移sA为：s A =as B/b =ar(1 − cos ωt)/b，A点的速度为：v =ds A/dt=aωr sin ωt/b，A点的加速度为：a A =dv A/dt=awwr cos ωt/b；

2、简化为曲柄滑块机构时悬点运动规律：

45.上冲程和下冲程时液柱载荷对旋点载荷的影响？

答：上冲程中，游动阀关闭，作用在柱塞上的液柱引起的悬点载荷为：Wl =(f p − f r)Lρl g

f p －柱塞截面积

在下冲程时，由于游动阀打开，固定阀关闭，液柱载荷通过固定阀作用在油管上，而不作用在悬点上。46.有杆采油系统中，冲程损失指的是什么？为什么会产生冲程损失？试解释上下冲程中冲程损失的原因？

答：冲程损失时抽油机的冲程与泵的有效冲程之差S损=Smax-S油泵；由于液体载荷的转移造成的油杆，抽油杆弹性变形长度。上冲程开始时，活塞以上液体载荷转移到抽油杆上，造成油管受力减小而缩短和抽油杆柱受力增加而伸长的长度。下冲程开始时，液体重量转移到油管上造成的抽油杆受力减小而缩短和油管受力增加而伸长的长度。47.游梁式抽油机平衡和不平衡时减速器的扭矩特征？

答：平衡和不平衡时减速器的扭矩特征：平衡时，上下冲程的载荷几乎相等，工作循环中的最大扭矩比为平衡时大大减小，电动机基本上做正功。

48.游梁式抽油机为什么要做平衡设计，平衡的基本条件是什么？

答：原因：上、下冲程中电动机承受的载荷相差很大，上冲程电动机承受全部载荷；下冲程电动机处于发电状态；悬点运动速度和加速度的变化。结果：抽油机必须采取平衡措施，尽可能消除负功，使得电动机在上、下冲程过程中负载接近相等。

平衡的基本条件：上、下冲程时，电动机都做正功，且做功相等。

49机械平衡（复合平衡）游梁式抽油机种哪些件事在下冲程过程中可以储能？ 答：游梁平衡重，曲柄平衡重，游梁自重，曲柄自重。

50链条抽油机的悬点运动规律与游梁式抽油机的运动规律是否相同？使用速度和转角的关系做简要说明？ 答：V=dsa/dt=a*wrsinwt/b 51有杆抽油机系统中，基本型抽油泵有哪几种？我国常用的是那一种？ 答：管式泵，杆式泵，套管泵。常用的是管式泵。52杆式泵和管式泵各有什么优缺点？

答;管式泵优点：泵筒和柱塞直径大，可以获得较大的产液量，缺点：检修工作量大，需要起出抽油杆和泵筒。

杆式泵优点：只要提起抽油杆，就可以提起内工作筒及其内的柱塞和游动阀、固定阀等全套抽油装置，检修方便。方便于过油管作业，缺点：泵径小，产量小。53.杆式抽油泵可以分为哪两种？ 答：分为定筒杆式泵和动筒杆式泵。

第三篇：石油钻采机 复习资料 试卷

石油钻采机械考试试题

一． 石油工程 1.地层流体？

2.天然气的主要成分？哪种成分最多？ 3.石油的主要成分？哪种最多？

4.有杆泵和无杆泵采油的工艺原理有什么主要区别？代表性的设备有哪些？ 5.油井清蜡技术常用的有哪些？ 6.油井防砂的技术有哪些？

7.提高钻井进度的主要技术措施有哪些？（影响因素）8.环空返速数否越大越好？ 9.井身结构 二． 石油钻机

1.石油钻机?主要包括哪些系统和主要设备？

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？ 3.钻机机械传动主要有哪几种?各有什么特点？ 4.钻机的主要参数有哪些？

5.最大钩载？主要用于哪些工况？ 6.名义钻井深范围？ 7.钻机型号表示？

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？ 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？

10.刹车装置的类型有哪几种？各有什么作用？

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？ 12.快绳的拉力计算？

13.起钻过程分为哪几个阶段？简要叙述。

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？

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？ 16.为什么游动系统中快绳侧的钢丝绳会提前疲劳？ 17.18.起下钻运动学公式M1-M2=Jdw/dt，试解释各项的含义。19.20.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？ 21.柴油机的12人功率和持续功率，哪个功率大？

22.柴油机的外特性主要表明什么特性？表明哪些参数育才有机的转速有关？ 23.钻机常用的传动类型有哪些？

24.为什么用柴油机作为钻机动力比较合适？试简述 25.电驱动钻机中，直流电动机的励磁方式有哪几种？

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？

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？

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？ 29.井架的有效高度？ 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？ 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。32.除砂器的离心力场与离心机的离心力场有什么不同？ 33.螺旋沉降式离心机的排杂原理？

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？ 35.机械采油设备可以分为哪几类？

36.有杆采油与无杆才有的动力传动方式有什么不一样？ 37.有感才有装置中通常说的“三抽”指的是什么？ 38.游梁式抽油机通常分为哪几类？各有什么优缺点？ 39.额定悬点载荷？ 40.光杆最大冲程？ 41.减速器额定扭矩？

42.游梁式抽油机的平衡方式通常有哪几种？标准中的代号是多少？

43.游梁式抽油机悬点运动规律是近似为哪两种机构分别得出的其运动方程？ 44.45.上冲程和下冲程时液柱载荷对选点载荷的影响？

46.有杆采油系统中，冲程损失指的是什么？为什么会产生冲程损失？试解释上下冲程中冲程损失的原因。

47.游梁式抽油机平衡和不平衡时减速器的扭矩特征？

48.游梁抽油机为什么要做平衡设计，平衡的基本条件是什么？

49.机械平衡（复合平衡）游梁式抽油机中哪些件事在下冲程过程中可以储能？

50.天条抽油机的选点运动规律与游梁式抽油机的运动规律是否相同？使用速度和转角的关系做出简要说明。

51.有杆抽油机系统中，基本型抽油泵有哪几种？我国常用的是哪一种？ 52.杆式抽油泵和管式抽油泵各有什么优缺点？ 53.杆式抽油泵可分为哪两种？ 三． 计算题

1.ZJ40L型钻机游动系统绳系为5*6，绞车滚筒直径φ640mm（开槽滚筒，取第二层为平均直径），刹车鼓直径φ1800mm，钢丝绳直径为32mm，滚筒效率0.97，游动系统重量54KN，试计算下钻时游动系统静负荷为1200KN时，滚筒的静力矩.最大制动力矩和最大制动力（制动时动载系数为2.0）

2.某厂生产的机械驱动撬装钻机，其参数如下：最大额定钻柱重量为1350KN用4（1/2）钻杆（公称重量约为30Kg/m）打井，立根长度为25m，井下9根钻铤长57m（公称重量：291kg/m），绞车有2*2四个档，各档速度分别：V1=0.2m/s;V2=0.37m/s;V3=0.76m/s;V4=1.32m/s.绞车本身效率为η绞=0.9，游动系统效率η游=0.9，吊环，吊卡，大钩，绞车及钢丝绳的总重量G游=78KN试计算：1>绞车的输入功率；2>最大钻井深度；3>各档自起立根数。

第四篇：在线考试——石油工程概论

中国石油大学（北京）远程教育学院

期 末 考 核 《石油工程概论》

一、综述题（共3小题，每小题20分，共60分）（综述题请根据知识点提示结合课件组织答案，每道题目不少于500字。照抄知识点提示不得分。）1.阐述井身结构的主要内容，说出各内容所包括的具体知识，并画出基本的井深结构图。（20分）知识点提示：井深结构的主要内容包括套管的层次、各层套管下入深度、相应的钻头直径、套管外水泥返高等，请详细列出各内容所包含的具体内容，并画出简单的井深结构图

2.分别阐述有杆抽油泵在上冲程和下冲程的工作原理，并画出示意图。（20分）知识点提示：

有杆抽油泵在上冲程的工作原理，并画出示意图。有杆抽油泵在下冲程的工作原理，并画出示意图。

3.请列举一个现场实例，分析井喷的原因、危害、处理措施。（20分）

知识点提示：案例可以是近几年国内外发生的井喷事故，也可以是自己熟悉的钻井平台发生的井喷。先列举实例，然后分析事故发生的原因、造成的危害以及采取的应对措施。

青海英东油田“4·19”井喷事故

2013年4月19日7时15分，西部钻探工程有限公司青海钻井公司40520钻井队在处置青海油田分公司英东油田英9-4-A5井井漏过程中，发生井喷事故，4月19日20时05分关井成功，险情得到控制，历时12小时50分钟。事故未造成人员伤亡和设备损毁。

二、事故经过

（一）事故发生前工作情况

英9-4-A5井是西部钻探青海钻井公司40520队承钻的一口总包井，是该队今年承钻的第三口井。青海钻井公司英东项目组负责本区块钻井现场的协调管理。青海钻井公司监督监理公司派驻1名驻井HSE监督，青海油田监督监理公司派有1名巡井钻井监督。英东一体化项目部在油田现场驻有工作组。

该井于4月11日4时一开，4月12日22时钻至井深355米，下入表层。一开至二开共用时79小时。其中，处理井漏2次，用时22小时，在14.86米处井漏失返，注水泥堵漏；在326米处发生井漏，用桥浆堵漏。钻进用时 20小时，下套管（Φ244.5mm×354.06m）、固井、装井口和试压用时37小时。4月14日 11时二开，采用带螺杆的复合钻具，Φ216mm钻头钻至井深360米发生井漏失返，钻井液密度1.06 g/cm，粘度42s，漏失量为80m，替入密度1.06 g/cm堵漏浆40m堵漏成功。钻至404.5米时再次发生漏失，抢钻至井深452.19米采用水泥浆封堵2次，恢复正常。

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3月19日0时，钻至井深1450米时发生井漏，漏速3m/h；至1时20分继续钻进至1461米时井口失返，停钻，漏失钻井液50m（密度1.14g/cm，粘度42s）。事故发生经过

第一阶段：无观察、无预防情况下发生溢流井喷 4月19日1时20分，钻进至1461米时井口失返，停钻，值班干部宣建良（技术员）到距井场100多米外的驻井场值班房向队长张小军汇报。队长张小军电话请示青海钻井公司英东项目组负责人秦立坚。秦立坚决定：起钻换钻具，进行挤水泥堵漏。

钻井队在起钻前配密度1.12～1.14g/cm 的堵漏浆30m，从环空灌入堵漏浆18m，环空未见液面。1时50分开始起钻，起钻过程中每起三柱钻杆或每起一柱钻铤，用钻井泵灌浆一次，共灌入钻井液5.91m。此时，技术员宣建良在钻台，司钻郑文邦在操作刹把，副司钻李连祥和内钳工吴生龙在井口，井架工张生虎和外钳工哈得禄轮换在二层台操作，起到钻铤时，两人同时到二层台拉钻铤，泥浆工宗平生在循环罐坐岗。

7时15分，起钻至井内剩余最后一柱钻铤时，司钻郑文邦下放游车，钻台上副司钻李连祥和内钳工吴生龙接钻铤提升短节，司钻郑文邦下放游车至钻台5～6米处刹停等提升短节紧扣。副司钻李连祥和内钳工吴生龙用液压大钳上扣时，发现钳牙打滑，用高速旋紧扣后，副司钻李连祥和内钳工吴生龙更换钳牙，技术员宣建良协助。司钻郑文邦继续下放游车准备挂吊卡，这时从提升短节内溢出泥浆，接着立即从环空喷出一股泥浆，高2～3米；接连又喷出泥浆，喷高接近二层台，发生井喷。前期喷出物是泥浆，逐渐转变为油气混合物。

井喷发生时，环空喷出泥浆经井口安全卡瓦折射打到司钻郑文邦身上，司钻郑文邦站稳后发出长鸣警报，继续下放游车，副

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3司钻李连祥和内钳工吴生龙抢挂吊卡，因喷势过猛，抢挂吊卡未成功。这时，喷势越来越大，将井口一片大方瓦喷出，井内钻铤上顶，安全卡瓦挂在游车盖板上（钻具未落井）。副司钻李连祥和技术员宣建良跑下钻台去远控台关井，副司钻李连祥随后跑到驻井场值班房向队长张小军汇报。

井架二层台上作业的井架工张生虎和外钳工哈得禄听到长鸣警报后，发现喷高已接近二层台，迅速从井架扶梯下撤到地面。钻台上的内钳工吴生龙见抢挂吊卡无望，随即撤离钻台到紧急集合点。司钻郑文邦见喷势渐猛，刹住刹把并用铁链固定后，最后一个撤离钻台到集合点。

司钻郑文邦在撤离前冷静处置，固定刹把，防止了游车落到钻台上，避免了事故复杂化。生井喷时，井内剩余钻具组合为：Φ215.9mmPDC+Φ172mm ×1°螺杆+ Φ214mm螺扶+Φ158.8mm无磁钻铤 1根+Φ158.8mm钻铤1根（共长27.55米），井喷时在岗人员所处位置及撤离路线示意图如下：

第二阶段：有效防控下的井喷 4月19日7时30分，清点现场人员无伤亡，布置警戒线。10时15分至11时48分，组织救护车、吊车、消防车、水罐车、固井车和拖拉机等应急车辆到井，组织将井场外围的房子和驻井场值班房搬走。

至12时40分，抢接压井管线，通过压井管线向井内注入清水，实施井口降温、防爆燃措施，防止事故扩大和发生次生事故。

17时10分至20时05分，消防车向井口喷水掩护，同时固井车通过压井管汇向井内打水，用拖拉机拖拉绞车快绳起出井内钻具，当钻头提离全封闸板端面时，立即关闭全封闸板防喷器，井口得到有效控制。

第三阶段：压井处置

4月20日1时35分，开始平推法压井作业，至4时45分，分8次共向井内注入密度1.80 g/cm的重钻井液56m，注压4～5 MPa；套压由4MPa降至2.8 MPa后维持不变，判断表层套管鞋处井漏。

20日9时至21日15时，向井内注入1.25～1.30 g/cm堵漏钻井液51m，套压由2.2 MPa降至1.5MPa。堵漏不成功。

21日15时40分至16时30分，向井内注入水泥浆22m，密度1.86g/cm，替入密度1.25～1.30g/cm 钻井液10m，预计在250～450米形成水泥塞。

22日7时05分，从节流管汇处泄压，无任何溢出物，套压为零，险情解除，井喷应急抢险工作结束。

三、事故原因分析

本次调查是在工程技术分公司前期调查的基础上，重点开展了人员访谈。主要对青海油田分公司工程技术处、开发处、英东一体化项目部、监督监理公司、钻采工艺研究院，以及西部钻探公司的井控管理中心、青海钻井公司、英东项目组、40520钻井队、同地区其他8支钻井队等单位共42人进行了访谈。调阅了其它10

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3余口井的地质和工程设计和其它10余口井的一开、二开及钻开油气层前的验收资料。经过事故调查组调查认为，本起事故是由于对井控管理工作不重视，现场管理不严格，钻井队在井漏处置过程中违章作业而导致的一起责任事故。

（一）直接原因

钻井队在发生井漏和随后起钻的处置中，措施不当，致使环空液柱压力小于地层压力，使已经打开油气层的地层流体进入井筒，发生井喷。

（二）间接原因

1.处理井漏时，已经揭开了多套油气层。该井地质设计中，926～1620米为油气层段。同平台相邻的英9-4-A6井电测解释显示，345.5米进入油层，在1461米以上井段共解释储层196层，其中55层为油层、13层为油气同层、21层为油水同层。当环空液柱压力降低失衡后，这些油气就会进入井筒，导致溢流井喷。

2.灌浆不到位，溢流发现不及时。该井在钻进至井深1461米前的钻进和接单根工况中，井内压力正常，证明1.14 g/cm的钻井液静液柱压力可以平衡地层压力。在发生失返井漏后，环空液柱压力降低，可能引发井筒压力不平衡。按照以往二开后漏失的堵漏经验，本地区经常发生井漏的井段为360～500米，当液面在这个井段时，井筒的液柱压力计算如下：

液面在360米时：P1=1.14×(1461-360)/100=12.55MPa 液面在500米时：P1=1.14×(1461-500)/100=10.96MPa 而在地质设计中，邻井英试8-1井在井深1451米处实测静压13.21MPa。可见该井钻进到1461米时，发生失返井漏，井筒静液柱压力难以平衡地层压力。

同时，该井在起钻过程中，采取起三柱钻杆或起一柱钻铤后，按照起出的钻柱体积灌一次泥浆。灌浆量只相当于起出钻具体积，3在井漏的情况下没有考虑漏失损失，使得灌入泥浆量明显不足，导致井内液面下降，液柱压力不能平衡地层压力。另外，在井漏失返后，井筒上部存在空井段，地层流体侵入井内后，先形成环空溢流。在溢流初期，地面难以观察到溢流显示。当溢流沿环空上升接近井口时，一些流体从振动筛返出，坐岗人员没有及时发现，失去了及时采取关井措施的机会，随后井内流体快速上升到转盘面，发生井喷。

3.应急处置不力，未能控制井口。在井喷初期喷出物为泥浆的情况下，班组人员没能成功用吊卡强行起出井口最后一柱钻铤，或抢接防喷单根，实施关井，失去了控制井喷的最后机会。

（三）管理原因

1.钻井地质、工程设计风险提示不具体，措施针对性不强（1）钻井地质设计对井控相关风险提示不具体

英9-4-A5井钻井地质设计章节设置及主要内容均符合股份公司《开发井钻井设计编制规范》要求，但该井地质设计中对可能油气层的提示中，没有说明邻井英9-4-A6 井测井解释的13个油气同层段所处的具体井段（实际在645.5-913.1米，为本井非目的层段）；对油气层段的描述也未从926米（本井设计油气层的开始层位）开始，而仅是从本井设计的主要目的层1442米开始描述。

（2）钻井工程设计未对井漏风险进行提示，部分措施针对性不强

统计英东油田完成的107口井，一开后井漏53口井、83井次，二开后井漏24口井、35井次，二开后井漏段集中在350～500米之间；同平台的英9-4-A6在二开后也发生3次井漏。钻井工程设计中没有对邻井的井漏复杂进行任何描述，没有对可能发生的井漏、漏转喷的风险进行提示，没有提出针对性预防和处理措施。

本次调查中，查阅英东地区10口井的钻井工程设计发现，对一开、二开、井下复杂情况的预防及处理（井漏、井塌）以及井控技术要求等内容均一致，没有针对单井具体地质情况进行个性化设计，措施针对性差。

2.表层套管没有封住全部易漏层

英9-4-A5井位于英东油田的地表海拔较高部位，地表高差100米左右；该地区上部地层复杂，破碎带发育，漏失严重。英东油田的当前表套设计井深均为350米，由于断层的影响，山上的井在二开后漏失发生频次高，失返性漏失多。同平台邻井英9-4-A6井二开后钻进至450米、479米和1665米时发生失返性漏失，漏失位置均在350～500米，通过注水泥方式堵漏成功。同平台的事故井在二开后，漏失3次，漏失位置在350～500米。由此可见，当前设计的350米表层套管没有封住全部易漏层，造成该区域的部分井在二开后发生失返性井漏，既加大了井控风险，也降低了钻井速度。针对此情况，青海油田监督监理公司和英东一体化项目部在2013年3月29日向青海油田工程技术处递交了《关于英东油田表层套管下深变更的请示》，要求将表层下深从350米调整为500米。至事故发生时，工程技术处还没有形成套管下深的研究结论。

3.井漏处置不科学、不规范

英9-4-A5井钻至井深1450米时发生井漏，漏速3m/h，钻井队没有停钻堵漏，却继续钻进至1461米，导致井漏失返。井漏失返出现后，没有先进行堵漏，而是采取了直接起钻，再下光钻杆挤水泥堵漏的方案；虽然在起钻前从环空灌入堵漏泥浆18m，但井口未见到液面，根本没有起到堵漏效果。在油气层已钻开的情况下，起钻前没有按照井控实施细则的规定进行短程起下钻，检测井筒是否平稳；起钻中没有执行工程设计进行连续灌浆的要求，而是按照习惯性做法，起三柱钻杆灌一次泥浆。在间断灌浆中，33灌入泥浆量不足，使环空液面下降，导致环空液柱压力小于地层压力。在起钻到表层套管内时，没有进行静止观察是否有油气上窜，而是一次起完钻具，导致井喷。

4.漏喷转换的风险认识不足

从2010年开始，英东油田已完井120多口，面对钻开油气层后高频次的井漏，从建设方到施工方，均认为本地区地层压力低，没有发生过溢流，不可能发生井喷事故。在指导思想和技术措施上，只是从处理工程复杂出发，进行井漏处理，没有意识到井漏后，井筒压力失衡所产生的井控风险。针对这种多次发生的规律性的井漏问题，没有组织进行风险评估分析，没有制定针对性的起钻堵漏措施来预防井控风险，最终导致了井喷事故发生。

5.开钻和钻开油气层验收流于形式

开钻和钻开油气层验收分别由青海钻井公司安全科组织自检和由英东一体化项目部委托的青海监督监理公司组织验收。但由于由各自主管单位自行组织，各自主管单位检查结果无沟通交流、相互无备案留底，难于促进现场工作。

从调阅的一、二开资料和对若干井队技术员访谈中，可以认定，在实际验收过程中，由于制度不落实，出现检查不严肃、填写随意、事后补签等现象。该井液面监测报警仪已坏，验收检查表显示合格；未安装司控台，检查表显示司控台正常；《钻开油气层检查验收书》无检查日期落款；未参加检查的甲方钻井监督事后补签名。验收走形式，未达到督促安全生产作用。

6.现场监督工作不到位

40520钻井队现场驻有甲方巡井钻井监督李林峰和西部钻探HSE监督王角旦，在日常监督中，两人工作责任心不强，职责履行不到位，没有发挥应有的作用。

一是监督管理存在薄弱环节。甲方钻井监督在4月8日报到后，青海油田监督监理公司作了面对面的个人经历和资质的询问，将油田监督管理的资料包拷贝给监督，没有做任何培训，就将监督派到现场开展工作。西部钻探公司HSE监督没有认真学习本公司的监督管理办法，对自己在现场的权利义务不够清楚，监管弱化，没有发挥应有的作用。

二是责任心不强。甲方钻井监督4月10日上岗在现场开展工作，对所监督井的情况了解不深，没有发挥有效的监督作用。在本井的一开和二开前，甲方钻井监督下达的一开和二开监督指令，是他在其它油田任监督时的文本，没有针对本井实际情况增加针对性要求，对该井的指导性差。甲方钻井监督同时负责两口井的巡监，居住在该队的驻井场值班房内。该井从4月11日开钻到4月19日井喷，甲方监督只参加过2次班前班后会，职责履行不到位。西部钻探公司HSE监督4月12日的检查记录中，在液面报警仪损坏的情况下，却将检查结果填写为合格。

三是关键环节监督职责未履行到位。甲方钻井监督和西部钻探公司HSE监督在本井发生井漏后起钻这样一个特殊作业中，均没有在现场进行旁站监督，使得井漏后起钻的高风险作业的双重监督功能无一起作用。

7.管理流程不顺畅，管理职能交叉弱化

青海钻井公司井控管理流程存在缺陷。西部钻探井控管理职能在工程技术与市场处，而青海钻井公司的井控管理职责由安全总监负责，井控管理办公室设在公司安全科。安全科主要对应的西部钻探管理部门为安全环保处，这样造成井控管理职能上下协调不够顺畅，不利于井控管理工作落实。

8.钻井队管理较差，执行力有待进一步提高

40520队的指重表自动记录仪损坏、泥浆液面监测报警仪已失效，长期没有得到修复，专用泥浆灌浆罐长期废置未用。现场施工中还存在没有认真执行井控实施细则及设计的现象：一是未落实《青海油田石油天然气钻井井控实施细则》第五十条“钻开油气层后发生井漏的处理”的系列措施、第十六条有关地层承压试验、低泵冲试验和短程起下钻的要求。二是未执行工程设计中“起钻时做好连续灌浆”的要求。由此反映出，该队的管理水平、业务素质较低，执行力较差。

9.井控意识不强，管理不到位

自2010年该区块投入勘探开发以来，虽然上部地层频繁发生井漏，但通过采取适当堵漏措施均能够成功完钻，没有发生过溢流险情。无论是建设方还是施工方、管理者还是操作者均认为，该地区仅仅是单纯井漏，不会发生井喷事故，忽略了钻开油气层后“漏喷转换”诱发的井喷风险。同时由于生产任务重，组织运行节奏快（当前该地区动用钻机19部，今年预计共钻新井225口，新建产能30万吨），也是本起事故的一个因素。

因此，相关企业各级管理人员井控意识不强，普遍存在着思想上麻痹，管理上松懈，企业相关管理部门没有认真开展井漏风险辨识和井控风险评估，适当调整新区部分油气井风险级别；没有组织研究“井漏失返”和“漏喷转换”的风险控制措施；没有建立处理井下复杂情况的刚性操作程序，完全靠现场人员的个人能力处理复杂，随意性强；也不重视一、二开验收和钻开油气层检查制度，很多验收走形式；现场监督责任心不强，对关键环节没有起到旁站监督作用，关键环节监督职责履行不到位；未建立起有效的甲乙方监管约束机制，甲方监管力度不够，乙方井控制度落实不严，整体存在井控管理制度落实不到位的问题。

二、论述题（40分）结合自己所学专业，谈谈你对石油工程的认识，字数不少于800字。

第五篇：关于对大庆海兴石油科技发展有限公司石油钻采配件加工

你单位上报的《石油钻采配件加工项目环境影响报告表》（以大庆市海兴石油科技发展有限公司: 下简称报告表）收悉，经我局研究，批复如下：

一、大庆市海兴石油科技发展有限公司石油钻采配件加工项目位于大庆市让胡路区喇嘛甸镇宏伟村，占地面积620㎡，总投资220万元，环保投资6.11万元，车间安装车床等设备10台套，年产钻采配件2700余套，具体建设内容及主要生产设备以报告表核定为准。在严格落实《报告表》提出的污染防治措施的前提下，同意该项目建设。

二、该项目在建设和生产中要重点作好并达到以下要求：

1、项目冬季供暖依托庆伟盛石油机械制造有限公司生物质锅炉提供，无生产废气产生。

2、该项目废水全部为生活污水，污水须经污水管网排入防渗旱厕定期清掏，用于农田。

3、主要噪声源设备均安装在密闭的厂房内，要采取基座减振降噪、厂房墙体隔音等措施，确保运营期厂界噪声达到《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348-2008）1类标准限制要求。

4、运营期固体废物有金属边角料、废切削液、废机油和生活垃圾等。废切削液、废机油属于危险废物，应按照《危险废物贮存污染控制标准》（GB18597-2001）中规定的方式进行贮存，—1—

企业要设有危险废物暂存设施，须委托有资质单位处理；金属边角料应集中收集，出售给回收站回收利用；生活垃圾定期清运，委托环卫部门定期清运，无害化处理。

三、待项目环保竣工验收后，须在厂区门口显要位置设立标识板，依据项目竣工验收报告，载明环境保护设施、措施的运行和实施情况；污染物排放情况；突发环境事件应急预案；相关责任人信息。

四、本项目必须严格执行环境保护设施与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用的环境保护“三同时”制度。项目建成后，可以进行试生产，在试生产期内（一般为三个月）向我局申请环境保护竣工验收，经验收合格后，方可正式投入运营。

五、本项目建设内容如发生变更（与环评内容不符的情形），必须在变更前，向我局审批部门提出变更申请，经许可后方可施工建设。未经变更许可先行施工建设的，将予以处罚。

六、本项目由局环境监测站（6330239）负责竣工验收；由环境监察办负责项目施工期、运营期的环境监察和日常监督管理。

大庆市让胡路区环境保护局 二〇一七年二月二十三日

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