钻井机械习题集

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第一章 钻 井 概 论

一、名词解释:

1、名义钻井深度：L是钻机在标准规定的钻井绳数下，使用127mm钻杆柱可达的

最大井深。

2、名义钻深范围：Lmin?Lmax是钻机可经济利用的最小钻井深度Lmin与最大钻井

深度Lmax之间的范围。

3、最大钩载Qhmax：是钻机在标准规定的最大绳数下，下套管或进行解卡等特殊作

业时，大钩上不允许超过的最大载荷。

4、最大钻柱质量Qstmax：是钻井标准规定的钻井绳数下，正常钻进或进行起下作

业时，大钩所允许承受的最大钻柱在空气中的质量。Qstmax?qst*L

二、填空

1、目前，国内外的钻井方法主要是（旋转）钻井法。所用钻机主要是由（动力机）、

（传动机）、（工作机）及辅助设备组成。

2、钻机的三大工作机组，它主要是由（绞车）、（井架）、（天车）、（游动滑车）、（转

盘）、（大钩）、(水龙头)及（钻井泵）等组成。

3、起升系统是由（绞车）、（井架）、（天车）、（游动滑车）、(大钩和钢丝绳）等组

成。游动系统（天车、游车、钢丝绳）及大钩悬挂在井架内。

4、旋转系统是由（地面的转盘）、（水龙头）和（井下钻具）、（钻头）等组成。 5、钻井液循环系统设备主要由（钻井泵）、（地面高压管汇）、（钻井液净化设备）

和（钻井液调配装置）组成。

三、判断对错 正确（√）错误（×）

（√）1、具有起下钻具的能力、旋转钻进的能力、清洗井底的能力是旋转钻井法对

钻井机械设备应具备的三方面基本能力的要求。

（√）2、一套大型的常规综合性机组是由整套动力与传动系统、工作系统、控制系

统、辅助系统等若干系统和相应的设备所组成。

（×）3、旋转系统设备的主要功用是起下钻具、控制钻压送钻、更换钻头和下套管等。有时还要处理井下复杂情况和辅助起升重物。

（×）4、钻井液循环系统主要石油钻机底座、机泵底座及主要辅助设备底座等组成。

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四、简述题

1、钻井工艺对钻机有哪些要求？

答：（1）起下钻具的能力；为了起下钻具及处理井下事故等，要有一定的起重能力和起升速度。由钻机的起升系统承担。

（2）旋转钻进的能力；为了带动钻具、钻头旋转钻井等，要有一定的转矩和转速。

由钻机的旋转系统承担。

（3）清洗井底的能力；为了正常钻进、冲洗井底及携带岩屑等，循环钻井液要有

一定的压力和排量。由钻机的循环系统承担。

2、根据钻井工艺的要求和钻井场所的特殊性，钻机应具备什么特点？

答：（1）为了完成钻进与起下钻等钻井作业，钻机必须是一套大功率的重型联合工作机

组。

（2）钻井作业是不连续的。

（3）钻机的工作场所与一般机器不同。

3、一部完整的陆地钻机由哪些系统组成？各系统由哪些设备组成？各系统的功用是什么？

答：一部完整的陆地钻机由八大系统、设备组成。 （1）起升系统

起升系统是由绞车、井架、天车、游动滑车（游车）、大钩和钢丝绳（大绳）等组成。起升系统设备的主要功用是起下钻具、控制钻压送钻、更换钻头和下套管等。有时还要处理井下复杂情况和辅助起升重物。

（2）旋转系统

旋转系统是由地面的转盘、水龙头（动力水龙头）和井下钻具（井下动力钻具）、钻头等组成。该系统的主要功用是带动井下钻具、钻头等旋转破碎岩石（钻进）及连接起升系统和钻井液循环系统。

（3）钻井液循环系统

钻井液循环系统设备主要由钻井泵，地面高压（低压）管汇、立管、水龙带，钻井液循环、净化、处理、配置设备及井下动力钻具、钻头等组成。该系统的主要功用是通过钻井泵将钻井液送至立管、水龙带、方钻杆、井下钻柱及钻头后冲洗井底，携带岩屑从环空（即井眼与钻具之间的空间）带出地面，以利正常钻井。

（4）动力驱动设备

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钻机采用柴油机；交（直）流发电机及辅助设备。目前，深井钻机的动力驱动柴油机总功率已由几百千瓦发展到几千千瓦以上，动力机组一般由3~5台柴油机组成。

（5）传动系统

指的是动力机与工作机及中间的各种传动设备及部件。传动系统设备的主要功用不单是将动力传递给各个工作机，而且较合理的分配给三大工作机组，从而使三大工作机组能协调的正常工作。

（6）控制系统

钻机控制多以机械、电、气、液联合控制，也有专用机械控、气控、液控、电控制的。机械设备控制有手柄、踏板、操纵杆等；气动（液动）控制设备有气（液）元件、工作缸等；电控制设备有基本元件、变阻器、电阻器、继电器、微型控制等。该系统设备的功用是根据钻井的要求，使每台工作机操作时反应迅速、动作准确可靠、便于集中控制和自动记录等，使操作者能够按自己的意愿保证钻机各部件的安全或正常工作。

（7）钻机底座

钻机底座主要石油钻机底座、机泵底座及主要辅助设备底座等组成。一般采用型钢或管材焊接成简单的几何体。钻机底座的功用是便于安装固定钻机的各种设备，满足搬迁或整拖的要求，深井钻机还应有利于安装井口放喷设施以及便于操作人员操作和维修等。

（8）钻机的辅助设备

现代化的钻机还必须有大批的辅助设备，如供电，供气，供油，器材储存，放喷设备，钻井液的配置、储存、处理设施及各种仪器和自动记录仪表。在边远地区或海上钻井，还要有工作人员生活、休息设施及电话或电台等通讯设备。在寒冷地区钻井，要有采暖等其他辅助设备。一般超深井钻机为了维修方便还配有数台起重设施等。

4、目前石油钻机的分类标准是什么？

答：按钻井用途、钻井方法、钻井深度及使用动力等分述如下。 1）按用途分类

（1）石油钻探用钻机 （2）地质勘探及其它专用钻机 2）按钻井方法分类 （1）顿钻钻井钻机 （2）转盘钻井钻机 （3）井下动力钻机

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3）按钻井深度分类 （1）浅井钻机 （2）深井钻机 （3）超深井钻机 4）按使用动力分类 （1）柴油机驱动钻机

（2）电驱动钻机（直流电驱动钻机DC--DC 交流电驱动钻机AC--AC ） 5）按使用地区分类

（1）陆地用钻机 （2）海上用钻机 （海洋钻机、浅海钻机） 6）按使用的主传动副方式分类

按使用的主传动副方式分为：胶带钻机、链条钻机、齿轮钻机。 7）钻机按工作机分组分类：

按工作机分组分类有：单独驱动、统一驱动、分组驱动等 5、钻机的主要参数有哪些？

答：起升系统参数、旋转系统参数、循环系统参数、驱动系统参数 6、主参数应具备哪些特征？

答：主参数应具备特征：能最直接地反映钻机的钻井能力和主要性能；对其他参数具备

影响和决定作用；可用来标定钻机型号，并作为设计、选用钻机的主要技术依据。 7、说明钻机系列中钻机型号各代表什么的意义？ 答： ZJ口口口

ZJ—钻机代号 口—钻机级别（以100米为单位计的钻机名义钻井深度范围的上限）；口—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；自行式车装钻机为Z半拖挂车装钻机为T；口—厂家代号及改型序号（厂家代号用一个汉语拼音字母表示；改型序号用阿拉伯数字表示）Y--液压钻机；DJ--交流电动钻机；DZ--直流电动钻机；DB--交流变频电动钻机。 8、写出油田常用钻机主要设备的型号？

答：ZJ30DB；ZJ70DB；ZJ—15；ZJ—45J；大庆Ⅱ—130等 9、油田常用大庆Ⅱ—130钻机有什么特点？

答：以大庆Ⅱ—130钻机为例其特点如下：大庆Ⅱ—130钻机的动力由三台柴油机组成的机组提供，采用三角皮带并车传动，柔性联结、传动简单、安装维修方便。与大庆Ⅰ

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—130钻机相比较；绞车提升速度提高；天车取消了Ⅰ型钻机天车中间的轴承座，改剖分式轴为一根整体轴；传动方案仍然为统一驱动，但正车箱传动比有所改变；柴油机本身离合器、二号车并车离合器、钻井泵离合器由双500×125mm气离合器改为单600×125mm气离合器，直径增大但离合器厚度减小，缩短了传动距离，使其布置紧凑，钻井泵采用了3NB—800三缸单作用泵，泵压提高，便于高压喷射钻井。 10、什么是转盘钻机三大工作机组的外载荷？ 答：起升系统载荷——大钩载荷；

旋转系统载荷——转盘转矩； 钻井液循环系统的载荷——泵压

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第二章 钻机的起升系统

第一节 井架 一、名词解释

1、起重量（大钩的最大起重量）：是指在正常风载下，丝绳固定在指定位置，二层平台不存放立根的条件下，大钩所能悬持的最大起重量。

2、工作高度：是指从钻台平面到天车台面的垂直高度。井架的全高则是指井架大腿底面到天车架顶面的垂直距离。

3、二层平台高度：是指从钻台平面到指梁的垂直高度。它取决于立根或单根的长度以及井架工操作台的位置，二层台的高度增大，可减少起下钻操作的次数。目前，为了操作方便使用立根长度应高于操作台地面1.8m~2m。另外，为了适应不同长度的单根或立跟操作的需要，二层台往往具有两个或三个不同高度的安装位置。

4、上、下底尺寸：是指井架上底（大腿顶端）两大腿中心之间的水平距离，通常用长×宽来表示，即天车台面积。同样井架下底两大腿之间的水平距离表示下底尺寸，即钻台面积。

5、二层台管子容量：是指梁内能存放管子（钻柱）的数量。对于一定直径的管子，通常用总长度来表示井架管子的容量。

6、井架大门高度（仅限于闭式塔形井架）：井架大门的高度应满足钻杆单根拉上钻台的高度，以及方钻杆、鼠洞管等超长管柱也能拖上钻台。

7、井架承压面：是指整个井架外廓面积在垂直于风向的平面上的投影面积。 二、填空

1、钻机起升系统是钻机的核心，主要由（井架）、（天车）、（游车）、（大钩）、（游动系统钢丝绳）和（绞车）等设备组成。

2、井架是钻机（起升系统）的重要设备之一。

3、定期向井架旋转部位加锂基润滑脂，注油期限为每次起升前及每次下放前必须各注油（一次）。每（三）个月必须注油（一）次。 三、判断对错 正确（√）错误（×）

（√）1、对井架承载能力的要求是既能承受长期起下钻所需的钻柱载荷，还能经受住短时期内突然增加的特殊载荷。

（×）2、 对井架的工作高度与空间的要求是工作高度井架内部空间狭窄，不影响司钻

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的视野，并相应的减少了钻台的工作面积，这些都不会影响起下钻操作的速度和安全。 （√）3、井架的工作高度取决于使用钻具单根或立根的长度，以及安放在其上的有关设备的外形尺寸。立根长度愈长，要求的工作高度愈高。

（√）4、塔形井架的主体是由四扇平面桁架组成，而每扇平面桁架又分为若干桁格，因此整个井架也可看作是由许多层空间桁格组成。

（√）5、井架基础应满足最大钩载对加在它上面的全部载荷而不下沉。

（√）6、 井架的主要功用是安放天车，悬吊游动滑车、大钩、吊环、吊卡、吊钳等起升设备与工具，并存放钻具。 四、简答题

1、井架的功用有哪些？

答：在钻井过程中，用于安放和悬挂游动系统、吊环、吊卡等，并承受井中钻柱重量，在起下钻作业时要存放钻杆或套管。 2、钻井工艺对井架有哪些要求？

答：应具有足够的承载能力；应具有工作高度与空间；应具有便于拆装、运移和维修及整体的稳定性；应具有抗腐蚀能力；

3、一般大型钻机井架有哪几部分组成？各组成部分有什么用途？

答：基本上都是井架主体、天车台、二层台、立管平台、工作梯等部分组成。 井架主体：由型钢材、横、斜拉筋组成的空间桁架。天车台：用来安放天车及天车架，天车架是供安装、维修天车时起吊天车之用。二层台：是由天车台和指梁组成，是起下钻作业时井架工工作场所。立管平台：是装拆水龙带的操作台。工作梯：是井架工上下井架通道。 4、现场上井架结构型号分几种？

答：目前，石油矿场上使用的井架，按结构不同一般分为塔形、前开口井架、A形井架、桅形井架等基本类型。 5、常用塔形井架的结构特点有哪些？

答：一般塔式井架是一种横截面为正方形或矩形的四棱锥体的金属空间桁架结构。

井架的主要特征是：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。整个井架由单个构件用螺栓连接而成的可拆结构。井架

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尺寸可不受运输条件限制，内部空间大，起下操作方便、安全。但单间拆装工作量大，高空作业不安全。

6、常用“A”形井架的结构特点有哪些？ 答：主要特点是：两个大腿通过天车台、二层平台及井架上部的附加件连接成A字形的空间结构，大腿可以是空间杆件结构或管柱式结构，分成3—5段。

7、常用前开口井架的结构特点有哪些？ 答：前开口井架又称K形井架其特点：（1）整个井架本体分成四五段，各段一般为焊接的整体结构，段间采用锥销定位和螺栓连接，地面或接近地面水平拆装、整体起放和分段运输。（2）因受运输尺寸限制，井架本体截面尺寸比塔形井架小。（3）井架各段两侧扇桁架结构形式相同。 8、井架的基本参数有哪些？

答：起重量（大钩的最大起重量）、工作高度、二层平台高度；上、下底尺寸、二层台管子容量、井架大门高度。 9、说明常用井架型号意义？

答：井架代号JJ225/43--K2; JJ315/44.5--K JJ□/□--□□

JJ--井架代号；□--最大钩载；以10kN为单位计；□--井架有效高度 m；□--井架形式：T-塔形井架；K--前开口井架；A--A形井架；W--桅形井架；□--改进序号； 10、井架的安装方法有哪些？说出K形井架安装过程？ 答： 撑杆法、人字架法

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人字架法

撑杆法

操作步骤:

准备工具：扳手、榔头、钢卷尺、螺丝刀、钢刷、黄油、面纱布、吊车、钢丝绳绳套等

检查、清晰销孔；全面检查清晰各部件

井架安装程序：（1）按数据要求摆好地座和人字架；（2）拼装井架前 11、井架如何维护及保养？

答：（1）井架工应每天对井架进行安全检查，内容包括检查螺栓、销子、别针等紧固件是否连接牢固，是否有损失现象，焊缝是否开裂；井架构件是否有弯曲、变形、裂纹；梯子栏杆和走台是否完好、安全，连在井架上的零件及悬挂件是否有跌落的危险等。若发现问题应及时维修。

（2）对井架缓冲装置系统中的管线、液压源等，起升和下放完井架后拆卸入库，而两只液缸固定在人字架上不拆卸，且用防护帽保护管线接口。

（3）二层台舌台、指梁架在翻转时应防止冲击，特别是在井架起升后将舌台翻下时应采用棕绳拉住，使其无冲击地放到工作位置。

（4）在操作中应防止大钩、吊环、吊卡等游动部件碰撞二层台舌台等部件。

（5）井架上的梯子一般仅供井架工操作及保养时上下井架使用，不允许两人以上同时登梯，非井架工上井架需经井队领导同意，并注意当一人上到二层台或天车台时，另一人方可开始登梯。

（6）井架在一年内必须按API---4F的检查内容由安全技术部门进行一次检查，发现问题及时修复。

12、井架安装质量标准主要有哪些要求？

答：（1）井架的立柱、横杆、斜杆不允许有弯曲变形。对于已弯曲的杆件，如遇小于120°

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的死弯，虽经校直也不得使用，应予更换。

（2）井架的立柱、横杆、斜杆、天车梁等重要受力构件的螺栓孔，不允许用氧气切割，以免降低井架的承载能力。

（3）钻井液立管应安装在井架的立柱上，不允许安装在横杆、斜杆上，以防杆件变形。 （4）为保证井架的负荷能力，井架整个立柱全长最大不直度不超过20mm。 （5）全部构件必须安装齐全，不得短缺，以防井架受力时不稳定而造成井架的变形和破坏。

（6）平台、扶梯、栏杆等附件不得有明显的扭曲、弯曲或焊缝开裂，以免发生构件变形、损坏而造成事故。

（7）井架及转盘的中心线必须在一条铅垂线上，误差不大于5mm，转盘与井口的中心误差不大于2mm。

（8）井架上的全部螺栓连接部位，不得缺少弹簧垫圈，以防井架工作中因震动而使螺母松动造成构件脱落事故。

（9）绷绳应牢固地张紧在地锚上， 地锚应承受当绷绳与地面成45°角时的拉力；绷绳应无锈蚀、断股、断丝或扭结现象，埋入的地锚金属件应当镀锌或用其他方法防腐。 （10）吊起一根直的钻铤放入转盘孔内，检查各边间隙是否一样，检查中应转动钻铤，以消除因吊环不正或钻铤不直所造成的误差，使天车、转盘和井口的中心在一条铅垂线上，最大误差不超过10mm。

（11）A形和塔形开式井架各段之间的连接销子、保险销子均应固定好，各段之间若为锥形螺纹连接，则应扭紧锥座法兰上的螺栓，以确保各段之间连接可靠、工作安全。 13、如何井架的找正？

答：井架的找正应用经纬仪校准井架的正面和侧面。

（1）井架的左、右和前、后校正靠调节支座垫片的增减实现。 （2）井架校正后拉好井架绷绳。 （3）井架的下放。

14、如何防止井架倾斜？

答：井架绷绳是保持井架稳定性的重要部分，它既可以防止井架倾倒，还可以调整井眼中心，绷绳的根数、尺寸、安装位置除应按规定安装齐全完好外，钻井过程中必须按岗位分工检查绷绳的松紧度及牢固性，还应防腐防锈。

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第二节钻机的游动系统

一、填空

1、滑轮根据作用可分（ 定滑轮和动滑轮 ）。 2、滑轮的作用不包括（省功）。

3、使用一个动滑轮,若不考虑物体间的摩擦力,可以省（ 1／2）的力。 4、钻机提升系统绳系为5×6,那么有效工作绳数为（ 10 ）股。

5、钢丝绳使用一段时间后，应从（死绳)储绳卷筒向(快绳)方向补充(新绳)，也叫倒大绳。 6、钻机的游动系统包括（天车）、游动滑车、大钩和钢丝绳。

7、 使用绳卡时,选用与钢丝规格相同的绳卡,两绳卡间距为钢丝绳直径的（ 6 ）倍。 8、游动系统大绳在某一节距内断丝超过（12）丝数时应更换。 9、挽套扣结要求棕绳交叉成（∝）形。

10、钻井所用的吊拖钢丝绳绳套一般采用（套扣结）。 二、判断对错 正确（√）错误（×）

（√）1、滑轮是工程中常用的用以改变力的方向或省力的工具。

（√）2、 定滑轮是轮只绕其轴转动，而滑轮本身不随悬吊物体运动的滑轮。

（√）3、 使用一个动滑轮可以省一半的力（不考虑物体间的摩擦力），但不能改变受力方向。

（×）4、使用定滑轮不省力，但可以改变受力的方向。 （√）5、 钻机的游动系统是由定滑轮组和动滑轮组组成的。 （×）6、 游动系统的有效绳数是定滑轮数的2倍。 （√）7、 大绳压扁或折痕严重时应更换新的。

（√）8、钻机起升系统是由绞车、井架、天车、游动滑车、大钩及钢丝绳组成。 （√）9、 起升系统的主要作用是起下钻具、控制钻压、下套管以及处理井下复杂情况和辅助起升重物。

(√)10、天车、游车和大钩等作为游动系统的重要组成部分，应具有使用可靠性、安全、方便及良好的移运性。

（√）11游动滑车的轴承应每周加注两次ZL-3

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锂基润滑脂。

（√）12、游动滑车轴承应运转正常，无任何异常噪音。轴承温升不得大于40℃,最高温度不超过70℃。

（√）13、钻井大钩的润滑定期检查机油的质量，发现有变质或浑浊等情况应立即更换，建议每6个月检查一次。

（×）14、组和式游车大钩与独立的游车和大钩比较，明显的增大了整体高度，相应的降低了对井架高度的要求。 三、简答题

1、定滑轮、动滑轮的工作特性各是什么？

答：定滑轮的工作特性；假若用一根钢丝绳绕过一个定滑轮将重物则必须在钢丝绳的另一端施加力

p2吊升到某一高度，

p1才能达到目的。

动滑轮的工作特性；钢丝绳绕过滑轮，钢丝绳的一端被固定，滑轮的B点选吊重物P 2。 2、什么叫有效绳数？对游动系统有何影响？

答：游车滑轮数的2倍，叫有效绳数。有效绳数越大越省力，但施力端移动距离也越长。

3、解释游动系统5*6、6*7所表示的含义？

答：游动系统通常用动滑轮与定滑轮数表示。5*6，即游车有5个滑轮，天车有6个滑轮，有效绳数为10.现场常用的游动系统有 4×5、5×6、6×7。 4、钻井工艺对游动系统的要求是什么？ 答：（1）起重能力 （2）起、下钻速度 （3）起升效率 （4）重量指标 5、游动系统如何命名？

答：游动系统是根据游车河天车的滑轮数目命名的 □□×□ 天车滑轮数目

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游车滑轮数目 游动系统绳数

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6、解释天车、游车、大钩的型号意义？ 答：□□--□

变型序列 产品级别

产品名称代号：TC--天车；YC--游车；

DG--大钩 7、说出天车的组成及结构特点？

答：天车主要由天车架、滑轮组和辅助滑轮等零部件组成。

结构特点：滑轮轴共轴线，且各滑轮相互平行；滑轮轴线平行，快绳滑轮在另一根轴线；滑轮轴不共轴线，且快绳滑轮偏斜。 8、如何对天车的维护保养及故障排除？

答：（1）检查各滑轮转动是否灵活，有无阻滞现象，以一个人用手能自由旋转为宜。当旋转任一滑轮时，其相邻滑轮不应随着转动。

（2）检查各螺母是否松动，防止螺丝松动用的开口销、铁丝是否装配牢固。在解卡、顿钻等重大事故后，要仔细对天车进行全面检查。 （3）检查护架、栏杆是否可靠，管座上的焊缝有无碰裂现象。 （4）要按规定时间用1、2号锂基润滑脂对各滑轮轴承进行润滑。 （5）检查各润滑轴承的温升，不得大于50°C。

（6）应定期用检查滑轮槽磨损的量规对滑轮槽测量，测量滑轮槽的槽宽和深度，当滑轮槽产生偏磨或严重磨损时，应将滑轮倒转180°使用或更换滑轮。

9、常用天车、游车、大钩的型号有哪些？应用在什么型号的钻机上。

答：TC—350、YC—350、DG—350主要配备于ZJ45J和ZJ45钻机;TC---250、YC—2250主要配备于ZJ32L-1和ZJ40/2250L钻机;TC10---450、YC—450主要配备于ZJ70/4500DZ和ZJ70/4500L钻机;TC7---315、YC—315、DG—315主要配备于ZJ50/3150DZ和ZJ70/3150L钻机。

10、说出游车的组成及结构特点？

答：游车主要是由上横梁、左、右侧板组、滑轮、滑轮轴、销座、下提环、提环销和侧护罩等零部件组成。

11、游车如何使用及维护保养？

答：（1）游车在使用前级使用过程中，应经常检查，发现故障，立即排除。

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（2）在使用期间，滑轮轴承发出噪声和由于不平稳转动造成的滑轮抖动，表明轴承的间隙过大，应及时更换磨损了的轴承。

（3）滑轮槽应定期用专门样板检查，当滑轮槽半径磨损至规定的滑轮槽半径数值时，应该更换滑轮。

（4）润滑：用油枪向轴两端油杯注入1、2号锂基润滑脂，每周1次。 12、大钩的功用是什么？

答：它的功用是在正常钻进时悬挂水龙头和钻具；在起下钻或下套管时悬挂吊环和吊卡等辅助工具。可起下钻具或套管，并完成其它辅助起重工作。 13、钻井工艺对大钩有哪些要求？

答：（1）各主要部件要有一定的强度和工作的可靠性，保证安全生产。

（2）钩身锁紧装置应灵活，以便辅助上卸钻具丝扣；在正常钻进时悬挂水龙头后钩身制动可靠、确保钻井安全。

（3）应有缓冲或减震装置，以加速起下钻进程并能延长各主要部件寿命，有利于提高工作效率。

（4）钩口安全锁紧装置及侧钩闭锁装置应绝对安全可靠，确保水龙头提环及吊环在冲击震动的情况下不会自动脱出，确保正常工作顺利进行。

（5）大钩应体积小、重量轻表面应圆滑无棱角以利起下和方便操作。 14、看大钩的结构图写出零部件名称？

、 1、提环 2、提环销轴 3、提环座 4、上筒体 5、下筒体 6、钩体

7、钩杆 8、摩擦盘 9、外弹簧 10、内弹簧 11、轴承 12、制动机构 13、钩杆螺母 14、安全锁舌 15、销 轴

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15、按大钩结构特点分为几类？

答：钻井大钩按其结构可分为两类一类是独立大钩；另一类是游车大钩；按减震形式可分为:单弹簧减震大钩、单弹簧减震加液压减震和双弹簧减震加液压减震大钩。 16、说出DG—350、DG—315大钩的组成及结构特点？

答：主要由钩身、筒体、吊环座、内外弹簧、钩杆、吊环、安全锁紧装置和转动锁紧装置等组成。结构特点：DG—350、DG—315两者均属于双弹簧减震加液压减震独立大钩。 17、试述DG—350大钩安全锁紧装置作用是什么？

答：由安全销体、安全锁块、安全插销和弹簧等组成。安全销体通过销轴连接在钩身上，并可绕销轴转动，其功用闭锁水龙头提环。安全锁块通过销轴连接在安全锁体顶部，并可绕销轴转动，安全插销在弹簧作用下始终顶在安全锁块上，使安全锁块始终处于锁紧位置。 18、什么叫游车大钩？有何优点？

答：将游车和大钩连接在一起形成一个整体，完成独立的游车和大钩所担负的各项功能，称之为组和式游车大钩或游车大钩。明显的减小了整体高度，相应的降低了对井架高度的优点。

19、钻井大钩如何维护与保养？

答：（1）当水龙头提环挂入钩口后，应检查掣子是否闭锁完好。

（2）起下钻时，应注意侧钩耳环螺母是否紧固，防止耳环轴移动，致使吊环脱出。 （3）钻进中要经常检查钩口安全锁紧装置及各紧固件螺栓是否松动。在处理井下复杂事故时，若钩口安全舌闭不紧，应在挂好水龙头后用钢丝绳绑住大钩钩口和安全舌。 20、什么是钢丝绳？

答：由若干根相同丝径或不同丝径的钢丝围绕一根中心钢丝先捻搓成绳股，再由绳股围绕一根绳芯捻搓成钢丝绳。

21、常用钢丝绳的类型有哪些？

答：钻井现场多以钢丝绳的捻制方向和钢丝绳的捻制方法来分类并选用。 1）按钢丝绳的捻制方向分类

（1）右旋顺捻钢丝绳、右旋逆捻钢丝绳 （2）左旋顺捻钢丝绳、左旋逆捻钢丝绳。 2）按其结构形式可分为:普通型（D型、X型、DX型）、外粗型（T型）、填充型（C型）和异型（Y型）。

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22、钢丝绳绳芯有哪些类型？其作用？

答：绳芯有油浸麻绳芯、油浸纤维芯及软金属绳芯等。绳芯的作用是支撑绳股、储油、润滑钢丝，减少钢丝绳间的摩损，使钢丝受力均匀，延长钢丝绳的使用寿命。 23、钢丝绳使用过程应注意事项？

答：（1）钢丝绳在滚筒上要有规律排列，不得在钢丝绳缠乱情况下承受负荷。（2）钢丝绳的直径应与滑轮绳槽向匹配，滑轮绳槽半径应略大于钢丝绳半径1mm左右。（3）滑轮或滚筒直径与钢丝绳直径的比例要合理，二者的比值一般不得小于18.（4）切割钢丝绳时应先用软铁丝缠好两端，缠绕长度为绳经的2~3倍，再用氧气切割或用剁绳器切断钢丝绳。（5）上绳卡时，两绳卡间距离不应小于绳径的6倍，卡子上紧程度以钢丝绳有轻微压扁1/3为合适。

24、对钢丝绳如何进行维护、保养？

答：（1）放置钢丝绳的木滚筒要放在支架上，禁止砖瓦、石砂等赃物的污染与腐蚀。 （2）切割前用铅丝缠绕切割部位的两端，每段缠绕长度约为绳径的3倍，以防止切割后钢丝绳松散。

（3）正确选择使用绳卡，要选用与钢丝绳规格相同的绳卡，上绳卡时，使间距不小于绳径的6倍，卡子上紧程度以钢丝绳有轻微压扁为合适。 （4）定期对钢丝绳进行润滑。

（5）钢丝绳在滚筒上的排列必须整齐，尤其是没有绳槽的滚筒，应使用排绳器。 （6）防止钢丝绳受金属棱角的撞击、碰磨及挤压。 （7）发生大绳跳槽时，立即停止工作，尽快排除。 25、钢丝绳的换新标准是什么？ 答：（1）钢丝绳中有一整股被拉断。

（2）外层钢丝磨损或锈蚀程度超过原直径的40%。 （3）钢丝绳被压扁或出现严重折痕。 （4）在任意节距内断丝超过如表所示标准时

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表 钢丝绳换新的断丝标准

强度安全系数 ─ 5以下 6~7 8以上 6×19 12 14 16 在某一节矩的断丝标准 6×37 22 26 30 6×61 36 38 40 18×19 36 28 40 26、试述倒换钢丝绳的步骤。 答：倒换大绳的步骤如下： （1）将空游车大钩放置在钻台上。

（2）松开丝绳固定器卡及压板，手握制动杆（有些死绳固定器无制动杆，可通过木滚筒控制钢丝绳放出速度），放出需用的储备在木滚筒上的钢丝绳。

（3）慢合低速气开关，使滚筒轻轻的转动，将应该换上来的新钢丝绳缠绕在滚筒上。 （4）然后倒开滚筒上缠绕的钢丝绳，松开活绳头压板，剁去报废的一段，并把它从滚筒上抽出，将新的活绳头用压板固定牢固。

（5）重排滚筒的第一层钢丝绳，提起并调整游车大钩的高度。对无绳槽的滚筒，当吊卡贴近转盘面时，大型钻机约留一层半，轻型钻机不能低于六圈。 （6）最后紧固死绳头。

27、钢丝绳绳索结扣方法有几种？

答：10种；直套平结、单口结、锁扣结、套钩结、压头结、渔夫结、死扣结、套扣结、双扣结、直提圆管结。

28、穿大绳的原则是什么？

答： ⑴从滚筒到天车快绳轮，绳的变位角越小越好。 ⑵天车和游车的受力要平衡适当。

⑶为有利于穿绳，可根据钻井工艺需要中途改变有效绳数。 ⑷有利于安全和方便井架工在二层平台操作。

⑸在钻井作业过程中，承受最大静负荷时，应使井架受力合理。

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29、游动系统钢丝绳穿大绳方法如何？优缺点？答

第三节 钻井绞车

一、填空

1、JC50DB绞车为单轴绞车，主要由（滚筒轴）、（齿轮减速箱）、（转盘传动箱）、（绞顺穿法(平行穿法)：绞车滚筒车架及润滑）、气控、水冷却系统等组成。

—1—A—2—B—3—C—4—D—5—E—6—F

—死绳固定器 — 27、绞车是起升系统的重要设备，也是一部钻机的（核心）设备，是钻机的三大工作优点：穿绳方法简单，二层台吊扣卡操作比机之一。

较方便，各滑轮偏磨的可能性小；缺点：游 动滑车易于打扭，滚筒钢丝绳在下钻起空车 3、JC--50绞车主要由（绞车架）、（输入轴）、（中间轴）、（滚筒轴)、(角传动箱)、(液时容易缠乱。

压盘式刹车)、换挡机构、绞车气管道、绞车水管道及DS50电磁涡流刹车等主要部件组成。 4、钻机绞车主要由（ 支撑系统）、（传动系统）、（控制系统）、（刹车系统）、（卷扬系统）、

花穿法（交叉垂直穿法）：绞车滚筒—1—C—2—D—3—B—4—（润滑及冷却系统）等组成。 E—5—A—6—F—7—死绳固定器

5、.钻井绞车的主要功用是（ 起下钻具）和（下套管），（控制钻压），上卸钻具螺纹及

优点：游动系统运行较为平稳，滚筒钢丝绳不容易缠乱，大绳不易扭劲；缺点：穿绳方法比起吊重物和其他辅助工作。 较复杂，二层平台扣吊卡操作不如顺穿法方便， 二、判断对错 正确（√）错误（×）

游动滑车起高后钢丝绳可能出现相互碰磨，钢丝绳偏磨滑轮的现象较为严重。 （√）1、绞车的检查部位有固定螺丝、联动机定位固定；油标尺，油量、油脂。黄油嘴、

拨叉螺丝摘挂灵活；辅助刹车摘挂灵活，水管线链条、挂档结构、电磁刹车系统、防碰天车

结构。

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（√）2、绞车的保养部位有传动箱及油池；清洗润滑油泵及滤清器。油气花键滴油润滑。 （×）3、绞车应具有一定刚度的支架和底座，以保证绞车的整体运输。

（√）4、绞车不仅有悬挂静止的钻具，在钻进过程中送进钻柱、钻头，控制钻压，也有对于自升式井架钻机起放作用。

（√）5、绞车必须具有足够大的功率，有提升最重钻柱和解卡能力。 三、简答题 1、绞车的功用

1）提供几种不同的起升速度和起重量，满足起下钻具和下套管的需要。 2）悬挂静止的钻具，在钻进过程中送进钻柱、钻头，控制钻压。 3）利用绞车的猫头机构紧、卸钻具丝扣和起吊管子与重物。 4) 作为转盘的变速机构和中间传动机构。 5) 对于自升式井架钻机，用来起放井架。

6) 当绞车带捞砂滚筒时，绞车还担负着提取岩心筒、试油等项工作。 7) 安装钻台设备，完成其它辅助工作。 2、 钻井工艺对绞车提出哪些要求?

答： 1）具有足够大的功率，有提升最重钻柱和解卡能力。在最低转速下钢丝绳具有足够大的快绳拉力，以保证游动系统安全可靠；

2）各提升部件具有足够的强度和刚度。滚筒、滚筒轴、轴承以及各机构、易损件具有足够长的寿命。

3）绞车滚筒具有足够的尺寸和容绳量，保证缠绳状态良好延长钢丝绳的使用寿命。 4）能适应起重量的变化，具有足够的起升档数，最好能无级调速，以便提高功率利用率，节省起下钻时间。

5）具有灵敏而耐久的刹车机构和强有力的辅助刹车，能准确地调节钻压，均匀地送进钻具，在下钻过程中能随意控制下钻速度和省力地将最重载荷刹住。

6）绞车应配备一个或两个猫头机构。以供紧、卸钻具丝扣和向钻台起吊重物。 7）绞车应具有刚度大的支架和底座，以保证绞车的整体运输。整个绞车不应超重、超长、超宽、超高，以免给运输带来困难，传动部分要有严密的防护罩，润滑充分，在结构安易损件拆修简便。

8）采用集中控制，是控制手柄、刹把、指重表等集中司钻控制台上，便于司钻操作。’ 3、现代绞车有哪几种结构方案?

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答：绞车的结构方案可分为四种类型：单轴、双轴、三轴及多轴。按滚筒数目分：有单滚筒和双滚筒绞车；按提升速度分：可分为二速、三速、四速、六速、八速绞车。 4、单、双轴绞车结构方案具有何结构特点？

答：单、双轴绞车（1）猫头直接装在滚筒两端，滚筒活装在轴上。绞车外变速，结构简单，移动方便。但猫头转速偏高，位置过低，操作不便。故把猫头单装配在另一根轴上。猫头位置及速度可不受限制，比单轴绞车方便。 5、三轴和多轴绞车结构方案具有何结构特点？

答：钻井绞车传动方案的特点是:多加了一根引入动力的传动轴，并在绞车内实现链条变速传动。取消了外带的变速箱，但绞车本身却复杂了，重达200kN，一般要拆成三轴一架四个单元运输，安装也不方便。也有的三轴绞车是内、外联合变速。 6、独立猫头轴----多轴绞车结构方案具有何结构特点？

答：一般是独立猫头轴与转盘传动装置构成一单元置于钻台上，因猫头只进行紧卸扣和辅助起重作用，功率小、结构简单、质量轻，上钻台容易；而将主滚筒连同链变速箱组成一单元置于机房底座上。这就大大改善了大功率链传动的工作条件，便于安装和移运。 7、绞车的表示方法如何？

答：JC □ □ JC---绞车代号；□--绞车级别（以100米为单位计的钻机名义钻深范围的上限）；□---绞车型式（机械驱动无号，直流电驱动用D表示，交流电驱动用DJ表示，交流变频电驱动用DB表示）；例如 JC70D；JC50DB；JC45 8、钻井绞车的结构组成？

答：钻井绞车实际上是一部重型起重机械，常见的绞车由以下几个系统组成： ⑴支撑系统：由焊接的框架式支架或密闭箱壳式底座架。 ⑵传动系统：由三根轴组成，即传动轴、猫头轴、滚筒轴。

⑶控制系统：包括牙嵌、齿式、气动离合器，司钻控制台、控制阀件等。 ⑷制动系统：即刹车系统、包括刹把、刹车带、主刹车、辅助刹车等。 ⑸卷扬系统：包括主滚筒、副滚筒、各种猫头等起升卷绳装置。 ⑹润滑及冷却系统：润滑方式有黄油、滴油、飞溅或强制润滑等几种。 9、绞车的检查部位有哪些？

答:检查绞车的固定螺丝是否齐全，并与联动机定位固定。2）检查绞车是否固定。3）检查油标尺，油量、油脂。4）检查各部位的黄油嘴是否齐全完好。拨叉螺丝齐全，摘挂灵活。并按要求及时注润滑脂，机油量辅助刹车摘挂灵活，水管线畅通无滴漏。5）

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答：坐底式钻竟平台的优点是钻井时间定牢靠、完井后搬运灵活。缺点是工作平台高度恒定不能调节；工作平台面积不能过大，否则不易拖运；工作水深较浅，一般为20~30m。

6、自升式钻井平台的特点是什么？

答：自升式钻井平台的优点是对水深适应性强、稳定性好，缺点是工作水深受桩腿的限制，不适合于深水，在拖航时易受风暴袭击而受到破坏。

7、 半潜式钻井平台特点是什么？

答：半潜式钻井平台的优点是稳定性好、移运灵活、适用水深较深，缺点是造价较高。8、步行式钻井平台特点是什么？

答：步行式钻井平台是我国自行设计、世界上独一无二的钻井平台。

9、 步行式钻井平台结构组成有哪些？答：步行式钻井平台结构组成：⑴内船体。⑵

外船体。⑶步行机械与液压控制系统。 10、

浮式钻井船的特点是什么？

答：浮式钻井船的优点是移运灵活、停泊方便、适用水深大，缺点是稳定性差、受海上气象条件影响大。

11、使用伸缩钻杆存在的那些问题？

答：⑴钻压不能调节。⑵对伸缩钻杆的要求高。⑶不利于特殊作业。

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第七、八、九章离心泵与液力传动系统 一、名词解释:

1、液体传动：以液体作为工作介质来进行动力和能量传递的传动方式称为液体传动。 2、液压传动系统就是利用这种静压传递原理来进行工作的。 3、每转流量q：液压泵主轴旋转一周所排出液体的体积。

4、理论流量Q：理论流量是指不考虑泄漏等因素的影响，液压泵在单位时间内所排出的液体体积。

5、实际流量Qr：液体泵实际输出的流量。

6、额定流量Qr：液压泵在正常工作条件下，按试验标准规定（在额定压力和额定转速下）必须保证的流量。

6、输入功率Ni：液压泵的输入功率是指作用在液压泵主轴上机械功率。

7、输出功率N。：液压泵的输出功率是指液压泵在工作过程中的实际吸、压油口间的压差△p和输出流量Q的乘积。

8、容积效率ηv：液压泵工作过程中，由于泄漏等因素的影响，实际流量Q总是小于理论流量Qt

9、液压泵的总效率：指的是液压泵的输出功率与输入功率之比。

10、压力控制：是利用液压系统工作过程中的压力变化来使执行元件按顺序先后动作。 11、时间控制：所谓时间控制，就是在一个执行元件开始动作后，经过规定的时间，另一个执行元件才开始动作

12、压力继电器：是将液压系统中的压力信号转换为电信号的转换装置。 13、蓄能器：是用来储存和释放液体压力能的装置。

14、行程控制：是利用执行元件到达一定位置时发出信号来控制执行元件的先后动作顺序。

15、气缚：泵壳内存在气体而导致吸不上液体的现象，称为气缚。

16、灌泵：为防止气缚现象的产生，离心泵启动前要用液体泵内空间灌满，这一操作称为灌泵。

17、柱塞泵：是靠柱塞在缸体中做往复运动造成密封容积的变化来实现吸油与压油的。 18、执行元件：液压缸作为执行元件，是把液体的压力能换为机械能的能量转换装置，主要

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用来驱动工作机构实现直线往复运动或摆动往复运动。

19、压力控制阀：在压力系统中，控制液体压力的阀统称压力控制阀。

20、液压基本回路：是有几种液压元件组成，用来完成某种特定功能的控制油路。 21、压力控制回路是利用压力控制阀来控制系统压力，以实现调压、稳压、减压、增压、卸荷等目的，从而满足执行元件对力或转矩的要求。 22、调速回路是用来调节执行元件工作行程速度的回路。

23:、减压阀是一种利用液流流过缝隙产生升降的原理，使出口压力低于进口的压力控制阀。 24、空化：原来溶于液体中的其他气体也可能逸出。此时，液体中有大量的小气泡形成这种现象。 二、填空：

1、液压传动系统的基本组成为；（动力元件）（执行元件）（控制元件）（辅助元件） 2、液压油的种类很多，主要可分为三大类：（矿物油型）（合成型）和（乳化型）。 3、溢流阀按其工作原理分为（直动式溢流阀）和（先导式溢流阀）两种。 4、常用的粘度有三种，即（动力粘度）（运动粘度）和（相对粘度）。 5、活塞式液压缸可分为（双出杆）液压缸和（单出杆）液压缸两种。 6、方向控制阀分为（单）向阀和（换）向阀两类。

7、几种常见的换向阀有（手动换向阀）、（机动换向阀）、（电磁换向阀）、（液动换向阀）、（电液换向阀）。

8、液压辅助装置包括：（油箱）（油管）（滤油器）（测量仪表）（密封装置）（蓄能器）等。 9、液压系统中油管种类很多，有(钢管)、(紫铜管)、(橡胶软管)、(尼龙管)、(塑料管)等。 10、钢管分为(焊接管)和(无缝钢管)。

11、滤油器主要有(机械)滤油器和(磁性)滤油器两大类。

12、机械式滤油器又分为(网式)、(线隙式)、(纸芯式)、(烧结式)等多种类型。 13、蓄能器的主要有(重锤式)(弹簧式)和(气体式)三类。 14、容积调速回路分为(开式)回路和(闭式)回路两种。

15、顺序动作回路按控制方式的不同，可分为(行程控制)、(压力控制)和 (时间控制)三种。

16、叶轮是(离心泵)的心脏部件。它分为(开式)、(半开式)与(闭式)三种。

17、叶片泵根据各密封工作容积在转子旋转1周吸、排油液次数不同，叶片泵分为(单作用)

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叶片泵和(双作用)叶片泵。

18、柱塞泵按柱塞的排列方式的不同，可分为(径向)柱塞泵和(轴向)柱塞泵两大类。 19、液压马达的基本参数包括(流量)(转矩)(液压马达的功率)和(效率)(液压马达的转速)。 20、常用的压力控制阀有(溢流阀)、(减压阀)、(顺序阀)和(压力继电器)等。 21、流量控制阀主要有(节流阀)、(调速阀)、(溢流节流阀)和(分流阀)等类型。 四、简述题：

1、溢流筏的作用是什么？

答：是调节与稳定系统的最大工作压力并溢出多余的油液。液体中的静压力，主要是由液体自重和液体表面受外力作用而产生的。

2、液压传动与机械传动、电传动和气压传动等相比较，具有什么优点？

答：⑴在功率相同的情况下，液压传动装置的体积小、质量轻、结构紧凑，如液压马达的质量只有同功率电动机质量的10%~20%。高压时，更容易获得很大的力或力矩。⑵液压系统执行机构的运动比较平稳，能在低速下稳定运动⑶液压传动可在大范围内实现无级调速，调速比一般可达100以上，最大可达2000以上，并且可在液压装置运行的过程中进行调速。⑷液压传动容易实现自动化，因为它可对液体的压力、流量和流动方向进行控制或调节，操纵方便。⑸液压装置易于实现过载保护且液压件能自动润滑，因此使用寿命较长。⑹由于液压元件已实现了标准化、系列化和通用化，所以液压系统的设计、制造和使用都比较方便。液压传动系统中，工作压力的大小取决于负载。 液体的密度随温度的升高而下降，随压力的增加而增大。 3、对液压油有什么要求？

答：⑴粘温性好。⑵润滑性能好。⑶化学稳定性好。⑷质地纯净，抗泡沫性好。⑸闪点要高，凝固点要低。

4、组成容积式液压泵有几个个条件？

答：⑴必须具有密封容积V。⑵V能由小变大（吸油过程），由大变小（排油过程）。⑶吸油口与排油口不能相通（靠配流机构分开）。 5、液压泵有什么优点？

答：是结构简单紧凑、工作可靠、制造容易、价格低廉、自吸性能好、维护容易以及对工作介质污染不敏感等。缺点是流量和压力脉动大，噪声也较大。此外，容积效率低、径向不平衡力大，限制了其工作压力的提高。 6、叶片泵有什么优缺点？

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答：优点：叶片泵的结构较齿轮泵复杂，但其工作压力较高，且流量脉动小，工作平稳，噪声较小，寿命较长。

缺点：其结构复杂，吸油特性不太好，对油液的污染也比较敏感。 7、柱塞泵有什么优点？

答：柱塞泵的优点：第一，构成密封容积的零件为圆柱形的柱塞和缸孔，加工方便，可得到较高的配合精度，密封性能好，在高压在工作仍有较高的容积效率。第二，只需改变柱塞的工作行程就能改变流量。第三，柱塞泵主要零件均受压应力，材料强度性能可得以充分利用。

8、叶片式液压马达特点是什么？

答：叶片式液压马达体积小、转动惯量小、动作灵敏，可适用于换向频率较高的场合，但泄漏量较大，低速工作时不稳定。叶片式液压马达一般用于转速高、转矩小和动作要求灵敏场合。

9、液压传动系统对液压控制阀的基本要求是什么？

答：⑴动作灵敏，工作可靠，工作时冲击和振动小，使用寿命长。 ⑵油液通过时压力损失小。

⑶密封性能好，内泄漏小，无外泄漏。

⑷结构紧凑，安装、调试、维护方便，通用性好。 10、方向控制阀的作用是什么？

答：方向控制阀的作用是控制液压系统中的液流方向。 11、方向控制阀工作原理是什么？

答：利用阀芯和阀体间相对位置的改变，实现油路间的接通或断开，以满足系统对油路提出的各种要求。

12、压力控制阀的共同特点是什么?

答：利用作用于阀芯上的液体压力和弹簧力相平衡的原理进行工作。 13、流量控制阀特点作用？

答：是靠改变控制口的大小来改变液阻，从而调节通过阀口的流量，达到改变执行元件运动速度的目的。流量控制阀主要有节流阀、调速阀、溢流节流阀和分流阀等类型。其中，节流阀是最基本的流量控制阀。 14、液动换向阀的优点？

答：液动换向阀的优点是结构简单，动作可靠、平稳，由于液压驱动力大，故可用于流

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检查绞车链条有无损伤与润滑状况。6）摘挂档结构是否灵活好用。电磁刹车系统是否正常。8）防碰天车结构是否正常。 10、绞车的保养部位有哪些？

答：1）按保养规定要求定点、定时加入润滑脂。2）传动箱及油池按规定加足润滑油。3）按规定定期清洗润滑油泵及滤清器。4）定期对油气花键滴油润滑。5）每班检查一次绞车的紧固定位及防护罩螺丝。6）经常擦洗绞车的外表面，保持卫生清洁。 11、 绞车的检查技术要求注意事项有哪些？

答：检查绞车；1）绞车的固定螺丝应齐全紧固，绞车与联动机之间用顶杠顶紧。2）绞车所有润滑部位的黄油嘴应畅通，并按要求及时注润滑脂，机油量按油标尺为准，机油无明显变质。3）拨叉螺丝齐全，摘挂灵活。4）辅助刹车摘挂灵活，水管线畅通无滴漏。5）绞车链条无严重磨损短销、掉片及轴套破裂，润滑油路应畅通并定期加油。6）绞车护罩应完好并保持清洁。7）检查绞车时，应摘掉绞车动力，并有专人看守气开关。 12、、绞车的保养技术要求注意事项有哪些？

保养绞车：维护保养绞车时，应摘掉绞车动力，并有专人看守气开关。2）保养时应按规定的油品、油量加注，并填好保养记录，注明保养时间，不得超保漏保。3）各类的绞车保养周期应按规定执行。4）紧固螺丝时，应握紧扳手以防止打滑伤人。5）擦洗绞车时，应防止滑落；应避免清洗剂和水流入刹车系统，以防止造成刹车失灵。6）维护保养完毕挂合绞车动力时，亲自查看绞车内及其周围有无人或手工具。护罩应装好，以防止发生人身机械事故。

第四节 绞车的刹车机构 一、名词解释

1、平衡间隙：平衡梁端部与轴承座平面的间隙。要求最佳间隙为7mm。

2、刹带包角：刹车时，刹车片语刹车鼓接触，接触部分所对应的圆心角。通常为330° 二、 填空

1、绞车的刹车机构包括（主刹车）机构和（辅助刹车）机构。 2、带刹车的传动部分（刹带轴）、（刹把轴）、（曲拐）、（连杆）组成。 3、带刹车制动部分（刹带）、（刹带块）、（刹带吊耳）、机械换挡机构组成。

4、刹车机构的润滑点主要集中在（平衡梁）下面主要左、右（两块）润滑孔板上，用锂基润滑脂每天注油（1）次。

5、缠在滚筒上的钢丝绳如果第一层为（左）旋，则第二层必为（右）旋。

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三、判断对错 正确（√）错误（×） （√）1、伊顿刹车是WCB系列水冷盘式刹车。

（√）2、通常下完一根立根，游车在最下面位置时，滚筒上还应保留一层钢丝绳。 （√）3、当刹车块磨损量达到其厚度的一半时，必须更换。

（√）4、更换刹带时，检查新刹带不圆度和缺陷，若失圆，应对刹带整圆再安装。 （×）5、刹把与钻台面的角度在35°为最合适。

（√）6、更换时，最好是单边交叉更换，若新刹车块贴合度差，那么就容易刹不住车。 四、简答题

1、钻井绞车的刹车结构包括哪些？钻井工艺对刹车机构有何要求？

答：钻井绞车的刹车结构包括主刹车和辅助刹车，其中主刹车一般是机械式的，称机械刹车或带（盘）式刹车。辅助刹车包括电磁刹车和水刹车。（1）灵活省力；（2）安全可靠；（3）平稳送钻，寿命长。 2、钻井绞车的刹车作用有哪些？

答：主刹车用于各种刹车制动，辅助刹车仅用于下钻时将钻柱刹慢，吸收下钻能量，使钻柱匀速下放。

3、钻井绞车的刹车结构存在问题有哪些？

答：（1）辅助刹车的刹车能力不够；（2）刹车杠杆增力倍数小；（3）刹车块质量不过关，摩擦系数小，耐磨性差。

4、绞车的主刹车（带刹车）结构及作用？

答：绞车主刹车结构主要由控制部分（刹把）、传动部分（刹带轴、刹把轴、曲拐、连杆）、制动部分（两根刹带、刹带块、刹带吊耳及机械换挡机构）、平衡梁和气刹车等组成。其作用是下钻或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，控制滚筒的转速，以控制钻具送进速度而调节钻压；起钻时，悬持钻具控制游动系统的起升位置。 5、绞车的主刹车（带刹车）工作原理？

答：当司钻对刹把施加压力时，刹把轴上的主动拐通过连杆带动被动拐一起转动，通过双杠杆作用将施加压力变大，作用在两根刹带的活端，是两刹带紧紧围抱在刹车毂上，此时，刹车块与刹车毂之间因摩擦产生力矩而刹住转动的滚筒。 6、简述检查维护钻井绞车主刹车系统 检查维护钻井绞车主刹车系统操作如下 工具准备：手工具、黄油枪、润滑脂。

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操作步骤：（1）检查刹带调节螺丝要好用；刹带包角应合适（JC--45绞车为278°，JC--14.5绞车为330°）。（2）检查刹带情况要磨损均匀，磨损厚度不超过16mm；刹带片及固定螺钉要齐全、规格。刹带圈大小销子、垫圈、开口销等固定配件齐全、规格。（3）刹车曲轴、平衡梁等主要部件要灵活、好用；并按规定进行润滑脂保养。（4）气刹车手把要灵活，气压表应灵活、准确，气管线畅通、不漏气，各气开关灵活好用不漏气；刹把要活动自如，高低位置合适。

技术要求：（1）检查维护刹车系统时，要将钻具坐于井口，防止发生事故。（2）在 检查维护的过程中要防止挤手、挤脚；绞车下面不得有人走动，防止落物伤人。（3）刹车块剩余厚度不得小于18mm，刹车块与刹车毂四周的间隙均应在4~6mm之间；刹车压力表在

0.44~0.78兆帕以内，刹带刹紧时刹把与水平面夹角在40°~50°之间。 7、什么是绞车刹带？

答：绞车刹带一般为6mm厚的圆形钢带。钢带的两端分别铆接活端吊耳，钢带的内壁衬有用石棉改性树脂材料压制而成的刹车块，刹车块用沉头铜螺钉固定在钢带上。一般沉头螺钉沉入深度为16mm，因此，当刹车块磨损16mm时，必须更换。 8、绞车刹带的如何更换？

答：更换刹带时，先卸下刹带拉簧、托轮和刹带吊耳，然后将刹带向内移到滚筒上，再往下将其取出。决不能用猫头绳硬将其拉出，以免造成刹带失圆。若刹带失圆或新刹带不满足圆度要求时，应对刹带进行整圆。 9、绞车刹带如何整圆？

答：方法如下：以刹带半圆为半径在钻台上画圆，将卸下的刹带与该圆比较，用大锤对刹带不圆处敲击整圆，直到刹带与所画半圆一致为止。调节或更换刹带后，都应调节刹带上方的拉簧，以及后面和下面的托轮位置。 10、更换刹车块？

答：当刹车块磨损量达到其厚度的一半时，就要更换刹车块。更换时，最好单边交叉更换，以免由于新刹车块贴合度差而刹不住车。 11、在刹车上刹把的如何调节？

答：在钻井过程中随着刹车块磨损量的增加，刹把终刹位置逐渐降低，当刹把终刹位置与钻台面夹角小于30°时，操作不便，因此，必须对刹带进行调节。调节时，先用平衡梁上的专用扳手松开锁紧螺母，调节拉杆的长度，直到刹紧刹车毂时，刹把与钻台面的夹角为45°时为止，然后拧紧锁紧螺母。

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12、钻井绞车的辅助刹车的功用？

答：帮助主刹车进行下钻，在下钻时通过制动滚筒轴来制动下钻载荷。 13、电磁涡流刹车分类？

答：感应式电磁刹车和磁粉式电磁刹车。 14、电磁涡流刹车的代号意义？

答：DS □ □ DS---涡流刹车代号；□--冷却形式：无标记为水冷型，加F为风冷型；□--涡流刹车级别：以100mm为单位计的名义钻深范围的上限。 15、电磁涡流刹车的组成及工作原理？

答：它主要由左、右定子和转子组成。定子中嵌有激磁线圈、冷却水入口和出口。转子与滚筒轴连接在一起旋转，转子在固定磁场中旋转受到制动，在转子有效层内产生涡流，通过冷却水将热量带走，可以通过调节激磁电流来改变电磁刹车的转速，电磁刹车的额定制动转矩主要取决于其转子尺寸，制动转矩最大可达Mb=157kN·m。 16、 简述检查维护电磁刹车操作 检查维护电磁刹车系统操作如下 工具准备：手工具、黄油枪、润滑脂。

操作步骤：（1）检查进、排管线是否畅通、规格。（2）检查调整电磁刹车的进出水量及水质，确保刹车运转时排水温度低于72°C，进水温度不高于42°C,且水量充足、水质要符合要求。（3）对电磁涡流刹车要经常测量气隙值是否正常。（4）按规定对轴承注润滑脂。 技术要求：（1）电磁刹车进水排量推荐值：DS32不低于190L/min，DS45不低于285L/min，DS60不低于560L/min，DS80不低于600L/min。（2）电磁刹车在使用中要经常观察司钻台上的指示灯；通过接水漏斗看冷却水是否中断；通过溢流口看冷却水是否过量；并检查电磁刹车的温度升高情况。（3）空车起升时，要松开司钻开关让其复位。（4）电磁涡流刹车的正常气隙值为1~1.27mm。若气隙值增大到2.5~3.2mm时刹车要进行大修；测量气隙值前要除去锈蚀层和水垢层。（5）要时刻牢记电磁刹车是一种辅助刹车，不能取代主刹车。在最后制动时必须使用刹把进行刹车。 五、计算题

1、某钻机绞车滚筒直径D。=650mm，游动系统为5×6，钢丝绳直径d=28．575mm,起钻时钢丝绳在滚筒上由第二层缠至第五层，绳径修正系数φ=0．9，试计算滚筒缠绳的平均工作直径。

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解由公式求得滚筒缠绳的平均工作直径 Dm=

D2?De=D0?d?e?d=0．65+0．028575+5×0．9 x0．028575 2 =0．81（m）

2、某钻机绞车滚筒直径D。=650mm，游动系统为5×6，钢丝绳直径d=28．575mm,起钻时钢丝绳在滚筒上由第二层缠至第五层，绳径修正系数φ=0．9，若滚筒每层可缠绳29圈，立根长度为25m，问滚筒的缠绳总长为若千?

解： L=29 x π（0.65+0.028575）+10 x25=311.8（m）

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第三章 钻机的旋转系统

第一节 转 盘 一、填空

1、检查转盘油位的高低,必须以停转（5 min）后检查的结果为准。

2、 转盘的防跳轴承和锁紧装置上的锁要（每周）用黄油枪注入ZL-2号锂润滑脂或钙钙基

润滑脂保养一次。

3、转盘油位的高低,（每班）检查一次。 4、转盘的所有齿轮和轴承都用（机油）润滑。 5、转盘壳体温度不能过高,不能超过（ 70℃ ）。 二、判断对错 正确（√）错误（×）

（√）1、转盘是一个八字轮的减速器，它将发动机传来的水平旋转运动变为垂直旋转运动。 （√）2、启动处于制动状态的转盘，可能会使转盘内零件产生严重的损坏。

（√）3、转盘日常维护检查项目有油位、油温、油质是否正常，转盘运转的声音及振动是否有异常等。

（×）4、转盘发热的现象是齿轮发热造成的，原因是转盘中心和井架中心不对中。 （√）5、转盘钻井中，传递扭矩、带动钻具旋转。

（√）6、校正转盘，转盘中心、井口中心、天车中心处于同一直线。（√）7、钻机的旋转系统包括转盘、水龙头和顶驱钻井系统三大部分组成。

（√）8、旋转系统的功用是旋转钻柱、钻头、破碎岩石，形成井眼。 三、简述题

1、转盘的功用有哪些?

答：是把发动机的动力通过方瓦传给方钻杆、钻杆、钻铤和钻头，驱动钻头旋转，钻出井眼。 2、钻井工艺对转盘有哪些要求?

答：（1）具有足够大的扭矩好一定的转速，以转动钻柱带动钻头破碎岩石，并能满足打捞、对扣、倒扣、造扣或磨洗等作业的要求。

（2）具有抗震、抗冲击和抗腐蚀的能力，尤其是主轴承应有足够的强度和寿命，并要求其承载能力不小于钻机的最大钩载。 （3）能正反转，且具有可靠的制动机构。

（4）具有良好的密封、润滑性能，以防止外界的泥浆、污物进入转盘内部损坏主辅轴承。

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3、油田常用的转盘有哪几种型号？其主要性能参数有哪些? 答：ZP175 适用于ZJ20K钻机、ZP275适用于ZJ50／315L或 ZJ40／2250CJD钻机、ZP205适用于ZJ45J钻机、ZP375适用于

ZJ70／4500DZ或ZJ50／315DB－１钻机。其参数包括通孔直径、转速、最大静负荷、齿轮传动比，主、辅轴承。 4、转盘由哪些主要部件组成?

答：ZP275转盘应用于深井钻机，主要由水平轴总成、转台体总成、主辅轴承、密封及壳体等部分组成。

5、ZP275转盘零件有哪些？

答：主要由底座、转台、负荷轴承、防跳轴承、大小伞齿轮、水平轴总成、锁紧装置组成。 6、防跳轴承的作用是什么?

答：起止推作用，承受来自井底向上跳动而引起的载荷。 7、水平轴总成的组成及作用?

答：动力输入链轮（链条驱动）或连接法兰（万向轴驱动）水平轴、小锥齿轮、轴承套和底座上的小油池组成。主要承受径向力和不大的轴向力。 8、怎样调整转盘主轴承轴向间隙和辅助轴承轴向间隙?

答：转盘大小圆锥齿轮是调整一对圆锥齿轮副的啮合间隙，在主轴承下圈和壳体之间的调节垫片来调节的。辅助轴承的轴向间隙是通过辅轴承下圈和下座圈之间的垫片来调整的。 9、转台总成主、副轴承作用？

答：主轴承主要承受方钻杆下滑造成的轴向力和锥齿轮副啮合所产生的径向力。起、下钻时，承受最大静载荷，故主轴承的承载力应大于额定钩载。辅助轴承的作用是一方面承受钻头、钻柱传来的径向载荷，另一方面防止钻台摆动，起扶正钻台的作用。 10、怎样使ZP一275型转盘制动?

答:当制动转台时，搬动操纵杆则将左右掣于之一插入转台26个槽位中的任意一个槽位，实现转盘转动。

11、如何进行使用前的准备与检查转盘的使用、维护和保养?

答：（1）新启用的转盘应先在油池内加入L-CKC150闭式工业齿轮油，油面应达到游标尺最高位置。

（2）对锁紧装置上的销轴注入润滑脂。

（3）检查锁紧装置上的操纵杆或手柄位置。在转盘开动前应在不锁紧位置。因为锁紧

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着的转盘在启动时会使转盘内的零部件产生严重的损坏。 （4）检查转台与方瓦，方瓦和补心是否锁紧。 （5）检查快速轴上的弹簧密封圈密封是否可靠。

（6）检查链轮足否有轴向位移，如果有则用螺栓固紧轴端压板。然后装上转盘链条护罩或方向轴护罩，未装上护罩前不得使其运转·

（7）使转盘平稳启动，慢慢合上气阀手柄或转盘离合器，检查转台是否跳动；并检查圆锥齿轮的啮合情况。声音是否正常，应无咬卡和撞击现象。 12、如何进行工作中的检查转盘的使用、维护和保养? （1）定期检查转盘的固定情况，检查是否平，正、稳和紧固。

（2）检查转盘运转的声音及振动是否有异常。动力输入轴端的弹簧密封圈密封是否可靠。 （3）每班检查油池内油面足否符合要求（看油标尺）。油位的高低必须以停车5min后检查的结果为准。检查油的清洁情况，如油脏要及时换油。油池和轴承温度是否过高，若相反查原因。

（4）严禁使用转盘崩扣和上扣，防止损坏齿轮牙齿。

（5）钻进和起下钻过程中应避免猛蹩，猛顿，以防由此而损坏零件。 （6）转台和转盘面要保持清洁。油标尺和黄油嘴要上紧。

（7）方朴心不能高下大方瓦面3mm，大方瓦面吁转台面要齐平· （8） 转盘在承受较大冲击载荷后（如卡钻、顿钻）应注意检查运转声音有无异常。 （9）定期检查输入轴端的万向轴连接法兰（或链轮）是否有轴向窜动，若有应拧紧轴端雅板螺钉。

（10）定期检查下座圈的连接螺栓。 13、转盘如何润滑？

答：转盘的锥齿轮副、轴承均采用飞溅润滑，每两个月更换一次，每周检查1次油的清洁情况，检查油的清洁情况，如油脏要及时换油。

转台锁紧装置的销轴为脂润滑，使用2号锂基润滑脂，每周润滑一次。

14、转盘常见故障及其排除

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15、安装校正转盘技术要求？

答：（1）安装转盘时钻台下面不得站人或有人员走动。（2）转盘固定时用的螺丝要涂抹螺纹脂。（3）转盘安装后必须达到“正、平、稳、牢”的为标准。

16、转盘安装时，达到“正、平、稳、牢”的标准指什么？

答：“正”是以转盘中心、井口中心、天车中心处于同一直线，井架底座左右两侧的大梁中点、转盘外壳两边中点要在同一直线上；“平”是要以转台面为基准，用水平尺测量，水平误差不得大于2mm（不平时要用钢板垫平）；“稳”是安装稳定；“牢”是固定要牢固。

第二节 水龙头 一、填空

1、水龙头是由（固定）、（旋转）、（密封）三大部分组成。

2、水龙头是旋转钻机中（提升）、（旋转）、（循环）三大工作机中相交汇的关键。 3、普通水龙头的结构主要由（三管）、（三轴承）、（四轴承） 4、“三管”指（鹅颈管）、（冲管）、（中心管）；

5、“三轴承”指（主轴承）、（上扶正轴承）、（下扶正轴承）。四密封指上、下钻井液密封和上、下机油密封。

6、水龙头的固定部分是由（外壳）、（提环）、（上盖）、（鹅颈管）、（下盖）组成；旋转部

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分是由（中心管），（主、辅轴承）；密封部分由钻井液冲管盘根盒和上、下机油盘根盒组件。 7、在一部钻机中即可属于旋转系统设备,又是循环系统中的一个部件是（水龙头） 8、 在钻井过程中,游车、水龙带都是不能旋转的,而转盘要驱动钻柱旋转,从不旋转到旋转是通过（水龙头）将它们连接起来的。 二、判断对错 正确（√）错误（×）

（√）1、水龙头是钻机的旋转系统设备，又起循环钻井液的作用。 （√）2、水龙头它悬挂于大钩之下，上接水龙头，下接方钻杆。

（√）3、在钻进过程中。游动滑车、大钩和水龙带都是不能旋转的，而转盘要驱动钻柱旋转。从不旋转到旋转正是通过水龙头将它们连接起来的。

（√）4、水龙头与水龙带连接。这样就使来自泥浆泵的高压泥浆经高压管汇、水龙带、水龙头。钻柱和钻头到达井底，以便保证钻进的正常钻进。

（√）5、水龙头下端有反扣的钻具丝扣以便与方钻杆上端反扣连接；并且要求连接可靠，能承受高压，接、卸扣方便。

（√）6、水龙头的易损零件如冲管、冲管盘根、机油盘根等耐磨寿命应较高。且易于检查和检修，更换方便。

（×）7、在转盘旋转钻机中，水龙头也是一台关键设备，水龙头坏了，钻进工作就要仍然进行。

（×）8、中心管不承受钻柱的全部重量和内部的泥浆压力。

（√）9、水龙头固定部分的外壳是构成润滑和冷却水龙头主轴承和扶正轴承的密闭壳体和油池。

（√）10、盘根装置的上下分别与鹅颈管和中心管连接，它们形成了泥浆通道。 （√）11、中心管下部配合接头为反扣，以确保旋转时中心管与方钻杆之间不松扣。 （√）12、在内接头与鹅颈管之间、鹅颈管与盘根装置之间、盘根装置与中心管之间、中心管与接头之间，以及外壳与下盖之间均装有。“O”型密封圈，以保证密封。

（√）13、新水龙头在使用前必须试压，按高于钻进中最大工作压力1～2MPa，试压15分钟。压力不降为合格；否则需重装盘根盒。

（√）14、水龙头在使用过程中，满200~700小时后必须更换润滑油。 三、简答题

1、水龙头的功用是什么?

答：（1）悬挂钻具，承受井内钻柱的全部重量。

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（2）改变运动方式。 （3）循环泥浆的通道。 2、钻井工艺对水龙头的要求什么？

答：（1）水龙头主轴承应具有足够的强度和寿命，其承载力应不小于钻机的最大钩载。（2）有可靠的高压钻井液密封系统，寿命长，拆卸迅速、方便。能自动补偿工作中密封件的磨损。（3）上端与水龙带连接处能适合水龙带在钻进过程中伸缩弯曲。（4）各承载件要有足够的强度和刚度，并且要求连接可靠，能承受高压。

3、水龙头的代号意义？

答：SL □ SL---水龙头代号；□---最大静载荷1/10，kN 4、油田常用的水龙头有哪几种型号?

答：SL-135型水龙头、SL-250型水龙头和SL-450型水龙头在我国石油天然气钻井中应用广泛。

5、常用水龙头高低压密封装置功用有哪些？

答：由冲管总成和油封组成。油封和橡胶伞的作用都是防止泥浆等脏物进入壳体内部，并防止内部机油溢出，这是低压密封部分；冲管下部与中心管相接处是不转与转动的过渡，这样就由冲管盘根盒与冲管盘根组成了高压密封，其作用是通过多层盘根进行高压密封防止钻井液从该处刺漏，另外还要起到润滑冲管的外壁，减轻冲管磨损的作用，它构成了旋转与固定部分可快速装卸的密封装置，是水龙头中重要而又薄弱的环节。

6、水龙头在使用前要注意哪些问题?

（1）水龙头在搬运、运输过程中必须带护丝。

（2）按油池的油足标记加够润滑油。冲管盘根盒和上、下机油盘根盒应加润滑脂。 （3）检查中心管转动情况：中心管一人用914mm链钳转动自如，无阻卡方可使用。 （4）检查上、下盘根盒压盖，连接内接头的螺母是否拧紧；拧下接头。涂抹丝扣油，并用吊钳拧紧。

（5）起动新水龙头或长期停用的水龙头必须先慢后快，用转盘I档起动；并操纵转盘离合器，待转动灵活后再提高转速，使钻柱接触井底。

（6）用I档起动后还应循环泥浆冲一下，以保证水眼和水龙带畅通，特别是冬季起动尚需防止因冻结而发生的阻塞。

（7）新水龙头在使用前必须试压，按高于钻进中最大工作压力1～2MPa，试压15分钟。压力不降为合格；否则需重装盘根盒。

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7、水龙头在使用中如何进行维护检查?

（1）每班应检查一次油位，不得低于油标尺的最低刻度线。

（2）每两个月更换一次润滑油。对新的水龙头或修理过第一次使用的水龙头，在使用满200~700小时后应更换润滑油。换油时先将脏油排净，用冲洗油洗掉全部沉淀物，再注入干净的90号硫磷型极压工业齿轮油。

（3）每班用黄油枪给各黄油杯注一次2号锂基脂，当润滑盘根装黄油杯时·应在没有泵压情况下进行。以便使润滑脂能挤入各个盘根，更好地润滑冲管和各个盘根。 （4）检查冲管上、下密封盘根盒处是否刺漏泥浆。 （5）上、下机油盘根处是否溢出或下漏机油。

（6）水龙头壳体是否温度过高，油温不得超过70℃。

（7）鹅颈管法兰连接螺栓是否牢固，鹅颈管与水龙带连接由壬是否刺漏。一般在此处都栓一保险绳，把水龙带与水龙头上盖联起来。 （8）冲管上、下丝扣压帽是否上紧。

（9）中心管保护接头或保护接头与方钻杆连接丝扣是否上紧。有无刺漏，有无摆动。 （10）接单根前或起钻前应检查冲管盘根磨损情况及盘根压帽的松紧程度。快速钻进或严重跳钻时应梭轰鹅颈管法兰连接螺栓的固定情况。 8、顶部驱动钻井系统的功用？

答：常规水龙头和钻井马达相结合。配备一种结构新颖的钻杆上卸扣装置，从井架空间上部直接旋转钻柱并沿井架内专用导轨向下送进的钻井系统，可完成旋转钻进、循环钻井液、接钻杆和上卸钻柱各种钻井操作。 9、顶部驱动钻井系统的特点?

答：（1）节约接单根时间。(2)减少钻井事故。(3)通过安全性。(4)提高钻定向井速度。(5)减少劳动强度。(6)提高取心质量。 10、顶部驱动钻井系统的结构组成？

答：主要由钻井马达--水龙头总成、钻杆上卸扣装置、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组成。

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第四章 钻机循环系统 一、名词解释:

1、流量：泵的排量是单位时间内泵所排出的液体数量。

2、体积流量：流量通常用单位时间内，所输送的液体体积来表示。用Q表示，单位L/s、m/min、m/h等。

3、质量流量：以单位时间内，所输送的液体质量来表示往复泵的流量。用Qm表示，单位kg/s、t/h等。

4、理论平均流量：往复泵在单位时间内，理论上应输送的液体体积。也就是理论上等于活塞工作面在吸入行程中，单位时间内在液缸中扫过的体积。 5、实际平均流量：往复泵在实际工作时，所发生液体的流量。 6、瞬时流量：活塞在非匀速运动时，泵流量在每时刻的变化。

7、流量不均度：理论瞬时流量的最大值与理论瞬时流量的最小值的之差与平均流量的比值。

8、泵压：泵排出口处的液体压力。

9、冲数：是指活塞在缸内每分钟的往复次数，实际上就是曲柄每分钟内的转数。每一冲数活塞完成两个冲程。

10、往复泵的扬程：单位质量的液体经过泵后增加的能量。

11、有效扬程：等于排出罐液面与吸入罐液面液体的能量差，加上吸入、排出管路中的水头损失。

12、机械损失：它是指克服泵内齿轮、轴承、活塞、密封和十字头等机械摩擦所消耗的功率。

13、性能调节：往复泵与一定的管路系统组成统一的装置后，其工况点一般也是确定的。有时为了工作需要，希望人为地调节泵的流量，以改变工况。 二、填空：

1、目前钻井泵都是（往复式）的压力泵；人们习惯上称往复泵。

2、容积损失往复泵工作时有一部分高压液体会从(活塞与缸套间的间隙)、(缸套密封)、(阀盖密封)及(拉杆密封)等处漏失，使泵实际输送液体的体积总要比理论输出的体积小。 3、钻机循环系统包括（钻井泵）、（钻井液池）、（钻井液槽）、（地面管汇），以及钻井液净化和钻井液调配设备。

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4、钻井泵组成部件有钻井泵由（动力端）和（液力端）两大部分组成。由（泵缸）、（活塞）、（吸入阀）、（排出阀）、（吸入管）和（排出管）等组成液力端；由（曲柄）、（连杆）、（十字头）等组成泵的动力端。

5、反映钻井泵工作性能指标有（流量）、（压头）、（功率）、（效率）、（冲次）和（泵压）。 6、空气包有排出和吸入之分，一般为（预压式）。空气包气囊内一般充以（惰性气体），如（氮气）或（空气），充气预压由泵的工作压力而定。充气压力一般为（4~7Mpa）。 7、水力旋流器分为（除砂器）和（除泥器）两种。 8、常用的泵阀三种（球阀）（平板阀）（盘状锥阀）。 三、判断对错 正确（√）错误（×）

（√）1、往复泵的流量是以曲柄转角为横坐标，流量为纵坐标，就可以作出泵的瞬时流量随曲柄转角变化关系的曲线。

（√）2、钻井泵在吸入过程中，由于活塞在液缸内抽吸，使其压力低于吸入池液面的压力，液体在压力差的作用下进入液缸。

（√）3、钻井泵在排出过程中，活塞挤压液缸内液体，使压力升高以克服液体在排出管中的阻力损失与通过排出阀时的阻力损失。

（√）4、水力旋流器分离出固相颗粒的粒径越小，则分离能力越大，它与旋流器的尺寸、进浆压力、钻井液粘度及固相颗粒的分布等有关。（√）5、水力旋流器是利用钻井液中固、液相各颗粒所受的离心力大小进行分离。 四、简述题：

1、钻井泵有什么作用？

答：一般用于在高压下向井底输送高粘度、答相对密度和含沙量较高的钻井液，以便冷却钻头和携带岩屑等，同时也是井底动力钻具的动力液。 2、简述钻井泵的工作原理？

答：当活塞自左死点a向右运动时，缸内容积逐渐增大,压力降低，形成真空，在大气压力与缸内压力的压差作用下，液体自吸入池推开吸入（排出阀关闭）进入液缸。这一过程称为吸入过程。从左死点a 到右死点b 完成吸入。

曲柄继续转动，活塞从右死点b向左运动，缸内容积逐渐减少，液体受到挤压，由于液体不可压缩，故压力升高，当压力大于排出管压力时，液体克服排出阀的重量和弹簧弹力而推开排出阀（吸入阀关闭）进入排出管，由b→a 的这一过程称为排出过程。活塞达到死点a时排出结束。

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当曲柄继续转动，活塞又重复由a——b和由b——a时排出结束。

3、钻井泵是怎样分类的？

答： （1）按缸数分 单缸泵、双缸泵、三缸泵、四缸泵等。 （2）按工作件的式样分 活塞泵、柱塞泵 （3）按作用方式分 单作用泵、双作用泵 （4）按泵缸的位置分立式泵、卧室泵

（5）按传动或驱动方式分机械传动泵、蒸汽驱动泵、液压驱动泵、手动泵 4、钻井泵的流量、泵压、冲数含义是什么？常用什么单位表示？

答：流量是单位时间内泵所排出的液体数量。是泵的流量通常有体积流量和重量流量。体积流量用Q表示，其单位为米/小时、米/秒或升/秒。重量流量用G表示，其单位为吨/小时、吨/秒或公斤/秒。体积流量和重量流量的关系是：G=γQ 泵压：泵排出口处的液体压力，单位为“N／ｍ（pa）”，“MPa”

冲数：是指活塞在缸内每分钟的往复次数，实际上就是曲柄每分钟内的转数，以n表示。每一冲数活塞完成两个冲程。

5、流量不均度的含义是什么？流量不均度与泵的缸数的关系？

答：理论瞬时流量的最大值与最小值之差与平均流量的比值。称为往复泵的不均度。 从使用的角度来看，流量不均度越小越好。因为流量约均匀，管线中液流越接近稳定流。压力波动也越小，这有助于减小管线振动，是泵工作平稳。如果缸数越多，泵的结构就越复杂，造价就高、维修困难。目前使用最多是三缸单作用泵。 6、往复泵流量不均匀的危害？

答：由于瞬时流量的脉动，引起吸入和排出管路内液体的不均匀流动，从而产生了加速

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轴并车驱动绞车、转盘和钻井泵。优点：齿轮传动允许线速高，其体积小、结构紧凑；万向轴结构简单、紧凑、维护保养方便、互换性好。缺点：大功率螺旋齿轮制造困难、质量不容易保证、成本高、现场不能修理和更换。目前应用在ZJ20B7采用齿轮钻机。 11、什么是链条钻机？

答：链条钻机采用链条为主传动副，2~4台柴油机加密变矩器驱动机组，用多排小节距套筒滚子链条并车，统一驱动咯工作组，用V带传动驱动钻井泵。目前使用是ZJ40/2250L采用柴油机—液力驱动链条钻机。

12、电驱动钻机与传统的机械驱动相比有什么不同？

答:（1）具有传动效率高；（2）安装运移性好；（3）处理事故能力及对机具的保护能力强；（4）易于实现对转矩、速度、加减速度及位置的控制；（5）易于实现钻井的自动化和智能化等诸多优越性。

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第六章 钻机气控制系统

一、名词解释:

1、供气设备:气控系统的动力源，它提供清洁、干燥且具有一定压力和流量的压缩空气，以满足不用条件的使用场合对压缩空气质量的要求。 2、压缩空气机：是将机械能转换为气体压力能的装置。 3、气缸是输出往复直线运动或摆动运动的执行元件。 4、气动马达是输出旋转运动机械能的执行元件 二、填空：

1、气动控制系统的组成包括（供气设备）（执行元件）（控制元件）（辅助元件） 2、钻机控制方式包括（机械控制）（液压控制）（气压控制）（电控制）。

3、供气设备一般包括产生压缩空气的气压发生装置（空气压缩机）、（储气罐）和（压缩空气）的净化装置三部分。

4、空气压缩机是将机械能转换为气体压力能的装置，按工作原理的不用分为（容积式）和（速度式）两大类。

5、冷却器按冷却方式不同分（水冷式）和（风冷式）两种。

6、过滤器一般由（壳体）和（滤芯）组成。7、储气罐一般采用焊接结构，其形式有（立式）和（卧式）两种。

7、气缸按作用方式分，有（单作用式）和（双作用式）。按结构形式分，有（活塞式）、（柱塞式）、（叶片式）、（薄膜式）。按功能分，有（普通气缸)和(特殊气缸)。

8、气动马达按工作原理可分为（容积式)和(涡轮式)。按结构可分为(齿轮式)(叶片式)、(活塞式)(螺杆式)和(膜片式)。

9、气控制元件按功能可分为（压力控制阀）（流量控制阀）（方向控制阀）。 三、判断对错 正确（√）错误（×）

（√）1、钻机的控制系统是整套钻机必不可少的组成，是钻机的中枢神经系统。 （√）2、气动控制系统有供气设备、执行元件、控制元件、辅助元件组成。 （×）3、执行元件是获取压缩空气的装置。

（×）4、供气设备是以压缩空气为工作介质产生机械运动，并将气体的压力能变为机械能的能量转换装置。 四、简述题：

1、钻机工艺对控制系统有什么要求？

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答：（1）控制要迅速、柔和、准确级安全可靠；（2）操作要灵活方便、省力，维修以及更换元件容易；（3）操作协调，便于记忆。 2、钻机控制系统的作用是什么？

答：（1）对于整体起升的井架，如A型井架和前开口Π型井架，在起升时缓冲的控制，放落时推开井架的控制。（2）对动力机的启动、调速、并车、停车的控制。（3）对钻井绞车、钻井泵、转盘等启动与停车的控制。（4）对钻井绞车滚筒和转盘的转速计旋转方向的控制。（5）对钻井绞车滚筒制动与放松的控制。（6）对绞车猫头摘挂的控制。（7）对辅助装置的控制。

3、钻机气控制系统的有什么特点？

答：⑴经济可靠。⑵空气的粘度小，管内流动压力损失小，适用于远距离传输和集中供气，系统简单。⑶压缩空气在管路内流速快，可直接用气压信号实现系统的自动控制，完成各种复杂的动作。⑷易于实现快速的直线往复运动、摆动和旋转运动，调速方便。⑸元件结构简单，容易实现标准化、系统化，制造容易。⑹对工作环境适应性好，在寒冷的条件下，仍能保证正常工作。⑺空气有可压缩性，因而在载荷变化时，传递运动不够平稳、均匀。⑻工作压力不能太高，传动效率低，不易获得较大的力和力矩。⑼排气时噪声较大。 4、钻机气动控制系统有哪几部分组成？

答：气动控制系统的组成⑴供气设备⑵执行元件⑶控制元件⑷辅助元件。 5、气动控制系统各部件有哪些作用？

⑴供气设备：是获取压缩空气的装置。主体是空气压缩机（包括储气罐、空气净化装置）。它将原动机（电动机、内燃机等）的机械能转变为气体的压力能。

⑵执行元件：是以压缩空气为工作介质产生机械运动，并将气体的压力能变为机械能的能量转换装置。

⑶控制元件：用来控制压缩空气的压力、流量和流动方向，以便使执行机构完成预定运动规律的元件。

⑷辅助元件使压缩空气净化，消声及元件间连接等所需要的装置。

6、空气净化装置包括哪些？

答：空气净化装置包括、空气过滤器、空气干燥器、除油器和分水排水器、油雾器。 7、冷却器的作用是什么？

答：冷却器的作用是将空气压缩机排出的气体由140~170℃降至40~50℃，使压缩空气中的油雾和水汽迅速达到饱和，大部分析出并凝结水滴和油滴，以便经油水分离器排出。

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8、空气过滤器的作用是什么？

答：空气过滤器的作用是滤除压缩空气中所含的液态水滴、油滴、固体粉尘颗粒及其杂质。

9、空气干燥器的作用是什么？

答：空气干燥器的作用是降低空气的湿度，为系统提高所需要的干燥压缩空气。 10、除油器和分水排水器的作用是什么？

答：除油器和分水排水器的作用是滤除压缩空气中的油分和水分，并及时排出。 11、油雾器的作用是什么？

答:油雾器的作用是将润滑油雾化后喷入压缩空气管道的空气流中，随空气进入系统中润滑相对运动零件的表面。 12、储气罐的作用是什么？

答：储气罐的作用是储存空压机排出的压缩空气，减小压力波动；调节压缩机的输出气量与用户耗气量之间的不平衡状况，保证连续、稳定的流量输出；进一步沉淀分离压缩空气中的水分、油分和其他杂质颗粒。 13、气控制元件的作用是什么？

答：气控制元件的作用是调节压缩空气的压力、流量、方向以及发送信号，以保证气动执行元件按规定的程序正常动作。

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第七章 海洋钻机

一、名词解释:

1、海洋石油钻井平台（海上基地）：安装钻机的各个系统、配套相应器材、提供物资存放和人员作业及生活的场所的海上基地。

2、固定式钻井平台：在海上安装定位后不能移动的平台。是从海底架起的一个高出水面的构筑物，上面铺设平台，用以放置钻井机械设备。 3、移动式钻井平台：完成钻井作业后可以移走的平台。

4、钻井水下装置：海上钻井时，钻井平台在海面之上，而井口在海底，为了实现正常钻井，需要在海底井口与平台之间装设一套隔绝海水、适应平台摇摆、控制井口的装置，这套装置就是钻井水下装置。 二、填空：

1、船体定位问题，目前主要有（锚泊定位）和（动力定位）。

2、移动式钻井平台包括（坐底式钻竟平台）（自升式钻井平台）（半潜式钻井平台）（步行式钻井平台）（浮式钻井船）

3、钻井水下装置包括（钻井导向装置）（套管头组）（防喷器组）（隔水管柱）(连接装置)等。 4、隔水管柱有(隔水管接箍)(隔水管节)(挠性接头)(伸缩隔水管)(张紧器)。 三、简述题：

1、海洋石油钻井平台的有哪些组成？

答：动力设备、钻井设备、固定设备、试油设备、起重与锚泊设备、平台与船体结构、其他设备。

2、 动力设备包括哪些？

答：用动力设备主要包括：⑴钻井用动力设备⑵船用航行动力设备⑶浮船定位用动力设备⑷桩脚升降用动力设备⑸其他辅助工作动力设备。 3、海洋石油钻井平台特殊设备？

答：特殊设备主要有：⑴升沉补偿装置⑵钻井水下设备⑶钻杆排放装置。 4、导管架平台的特点是什么？

答：其优点是：稳定性好、海面气象条件对钻井作业影响小。缺点是：不能移运、造价高，适用于水深有限的情况下，其成本将随水深而急剧增加。

5、坐底式钻竟平台的特点是什么？

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