石油机械思考题答案第一部分：石油钻机1、一套钻机主要由哪八大系统组成？〈1〉起升系统〈2〉旋转系统〈3〉泥浆循环系统〈4〉动力设备〈5〉传动系统〈6〉控制系统〈7〉钻机底座〈8〉钻机的辅助设备2、钻机的起升系统有哪些设备组成？它们的主要功用是什么？为了起下钻具、下套管以及控制钻压送钻等，钻机装有一套起升机构，它主要由绞车、井架、天车、游动滑车、大钩及钢丝绳等组成。

游动系统及大钩悬挂在井架内。

另外，还有起下钻具使用的一些辅助工具及设备，如吊环、吊卡、卡瓦、吊钳及钻具运移机构等。

3、钻机的旋转系统有哪些设备组成？它们的主要功用是什么?旋转系统是由地面的转盘、水龙头〈动力水龙头〉，井下钻具〈井下动力钻具〉和钻头等组成。

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〉及连接起升系统和泥浆循环系统。

4、钻机的循环系统有哪些设备组成？它们的主要功用是什么?为了随时用钻井液清除井底岩屑以保证连续钻进，钻机配备有循环系统。

它包括钻井泵、地面管汇、泥浆池和泥浆槽、泥浆净化设备、调配泥浆设备等。

在高压喷射钻井和涡轮、螺杆钻井中，循环系统还担负着传递动力的任务。

5、试叙述一台钻机的八项主要参数的意义。

(1).可钻最大井深指的是该型钻机所具有的钻井能力和下套管能力。

(2).最大起重量指的是钻机起升系统中大钩允许的最大静载荷。

(3).额定钻柱重量指的是钻机在可钻最大井深时，所用额定尺寸的钻柱重量形成的大钩静载荷。

(4).绞车功率绞车在起升工作中，使用一定的游动系统时大钩最低速度〈I档〉能够起升的额定钻柱重量所需的功率，称为绞车功率。

(5).转盘开口直径指的是转台中心孔内径。

(6).转盘工作扭矩、转速和功率转盘钻井时，为了带动地面设备、井下钻具和钻头旋转钻进〈破岩〉，需要产生不同扭矩的转速和输入功率。

(7).泵的排量、泵压和功率泵的排量和泵压是泵在工作时使用最小缸套尺寸时的排量和允许的最高工作压力，在上述工作情况下泵输入端所需的功率称泵的功。

(8).钻机配备总功率一部钻机所需的动力总功率，依驱动方式的不同计算方法也不一样。

常用钻机驱动方式有：单独驱动、统一驱动、分组驱动等。

现代大型钻机总功率已配备到数千千瓦。

6、井架有何功用？有哪些类型？各有何特点？井架是钻采机械的重要组成部分之一。

用它来安放天车、悬吊游车、大钩、吊钳、吊环、吊卡等起升设备与工具，其主要作用是起下、悬持和存放钻具。

（1）安放天车，游动滑车，大钩及专用工具（如吊钳）等。

在钻井过程中进行起下钻具操作、下套管。

（2）起下钻过程中，用以存放立根。

能容纳立根的总长度称为立根容量。

常见的井架类型有：塔型井架、前开口井架、A型井架、桅型井架、动力井架。

7、钻机常见的驱动方式有哪些？各有何特点？柴油机直接驱动优点：1、不受地区限制，具有自持能力。

2、采用积木式组合，可以减少柴油机品种。

3、转速科技平稳调节，可以防止过载，避免出设备事故。

4、结构紧凑，体积小，重量轻，便于移动搬迁。

不足：1、扭矩特性平坦，适应系数小，过载能力有限。

2、转速调节范围窄，噪音大。

3、与电驱动相比，驱动传动效率低，燃料成本及维护费用高。

液力驱动优点：1、能随外载变化自动无级地变速变矩。

可明显地提高钻及起升功效。

2、使柴油机始终维持在经济合理的工况运行，即使外载过大也不会蹩火。

3、机组适应外载变化能力强，调速范围宽。

4、传动平稳柔和，吸收冲击振动，延长机械设备寿命。

不足：1、效率低且在较大的范围内变化；2、结构复杂，需要补偿和散热冷却装置。

电驱动优点：1、传动效率高，比机械驱动约提高16％。

2、具有无级调速的钻井特性，可提高钻井效率。

3、柴油发电机组的柴油机始终在最佳状态下运转，能降低油耗18－20％；延长大修期80％。

4、简化传动和控制系统，易安装调节，有利于安全生产。

不足：初投资比机械钻机高。

8、顶驱钻机有何优点？（1）、系统直接以立根钻进，减少2／3钻具连接时间。

（2）、省去转盘、方钻杆等。

避免了转盘钻井接单根时的频繁常规操作，节省时间，减轻工人劳动强度，减少人身事故。

（3）、减少测量次数，节省时间。

（4）、起下钻时，可在任意高度立即循环钻井液，减少卡钻事故。

（5）、系统可以连续取芯27米，改善取芯条件，提高岩心质量。

（6）、系统具有内部防喷器的功能，起钻时如有井喷事故发生，可由司钻遥控钻杆上卸扣装置，迅速实现水龙头与钻杆柱的连接，循环钻井液，避免事故发生。

第二部分：钻井工艺基础1、沉积岩分为哪些种类？各有何特点？沉积岩分：〈1〉砂岩：普通的砂粒由泥质或石灰质胶结而成，砂岩具有孔隙，可以储存流体〈油、气、水〉。

〈2〉泥岩：普通的泥土〈颗粒直径小于0.01毫米〉经成岩作用而形成。

呈块状的称泥岩。

呈薄片层状的泥岩称为页岩。

富含石油质的页岩称油页岩，可以提炼石油。

〈3〉石灰岩：俗称石灰石，主要成份为碳酸钙，呈块状，致密而坚硬。

由于地壳运动的作用和地下水的侵蚀，常有裂缝和溶洞，石油与天然气即储存其中。

2、解释原油的重度、粘度，溶解性，凝固点的意义。

原油在20℃的重量与同体积的4℃的纯水的重量之比叫原油重度。

原油流动时，分子间产生摩擦阻力，用粘度表示这种阻力的大小。

原油溶解于有机溶剂的性质称为溶解性。

原油冷却到失去流动性的温度称为凝固点。

3、常见的储油构造有哪些？常见的有背斜储油构造，断层遮挡储油构造，岩性圈闭储油构造，地层超覆储油构造及地层遮挡储油构造。

4、什么叫构造油气藏？什么叫地层油气藏？背斜储油构造和断层遮挡储油构造所圈闭的油、气聚集统称为构造油气藏。

岩性圈闭储油构造、地层超覆储油构造及地层遮挡储油构造所圈闭的油、气聚集称地层油气藏。

5、常用的石油勘探方法有哪些？目前常用的找油方法有三种，即地质法、地球物理勘探法和钻探法。

(1).地质法地质法，即地面地质调查法，就是直接观察地表的地质现象，看是否有露在地面的“油气苗”，研究岩石、地层情况，分析地下是否有储油构造。

(2).地球物理勘探法不同的岩石，具有不同的物理性质〈如密度、磁性、电性、弹性等〉。

在地面上利用各种精密仪器进行测量，了解地下的地质构造情况，以判断是否有储油构造，此即所谓的地球物理勘探法。

常用的有重力勘探、磁力勘探、电法勘探和地震勘探四种。

(3).钻探法钻探法，即钻井法，就是在通过地质法、地球物理勘探法，初步查明的储油构造上钻井，看是否有油、气，并通过地质录井，能取得第一手地质资料。

6、钻井中常用的地质录井工作有哪些？钻井过程中收集地下地质资料的工作叫做地质录井工作。

通过地质录井，可以掌握第一手资料，搞清地下的地质情况。

常用的地质录井工作有:(1).砂样录井(2).岩芯录井(3).钻时录井(4).泥浆录井(5).地球物理测井7、常用的井下动力钻具有哪几种？常用的井下动力钻具有三种，即涡轮钻具，螺杆钻具和电动钻具。

8、什么叫井深结构？什么叫钻具组合？井身结构指的是下入井中套管层数、尺寸、规格和长度以及各层套管相应的钻头直径。

钻具组合，或叫钻具配合，是指根据地质条件与井身结构、钻具来源等决定钻井时用什么样的钻头、钻铤和钻杆、方钻杆配合意接起来组成钻具。

合理的钻具配合是确保优质快速钻井的重要条件9、什么叫固井？什么叫完井？在钻成的井眼内下入一串轴心线重合的套管柱，并在套管柱与井壁的环形空间里注入水泥进行封固，即称固井。

固井后，油层被水泥和套管封固着，必须设法使油〈气〉层和井筒沟通。

相应的工作称为完井。

10、常用的油井完成方法有哪几种？常用的油井完成方法有：〈1〉射孔完成法〈2〉裸眼完成法〈3〉贯眼完成法〈4〉衬管完成法〈5〉堵塞器完成法。

完井后还必须进行诱导油流的工作。

当完成了诱导油流的工作后，一口井的钻井工作才告结束。

11、常见的钻井事故有哪些？常见的钻井事故有：井塌井漏、井喷、卡钻等。

卡钻分为沉砂卡钻、落石卡钻、地层膨胀卡钻、泥饼卡钻、键槽卡钻、泥包卡钻和落物卡钻等。

12、定向钻井和丛式钻井有何应用？采用专门的造斜工具，配合一定的工艺措施，使井眼按照预定方向偏斜的钻井方法叫定向钻井。

运用定向钻井技术，采用丛式钻机在同一井场钻多口井，叫丛式钻井。

定向钻井的应用：(1)在岸上打定向井，勘探开发浅滩近海地区的油田。

(2)油层上方地面不宜安装钻机打井〈如城市建筑、文化古迹、沼泽地等〉。

(3)油层地质条件不适宜于直井开采，采用定向钻井法打水平井、多底井。

(4)处理事故。

例如钻具折断无法打捞时，可在落鱼顶部打水泥塞另钻侧井达目的层完成钻井。

丛式钻井的应用：(1)海洋丛式钻井：在一座固定式钻井平台上采用定向钻井法可钻24口以上的丛式井，大大提高了钻井平台和设备的利用率，降低了钻井成本。

(2)陆上丛式钻井：近年来陆上丛式钻井发展很快，在同一井场可钻40口井，在沼泽、沙漠等地面条件恶劣地区打丛式井，能满足勘探开发新油田的需要。

在森林、农业地区打丛式井可大大节约占地面积，减少钻井设备搬迁安装时间和钻前工程量。

丛式井采油可减少集输计量站、集输管线和油建工程量，便于实现自动化管理。

第三部分：采油工艺及设备1、常见的开采原油的方法有哪些？按照油层内部的天然能量、油层渗透性能和原油性质等，开采原油的方法有：自喷井采油法和机械采油法两大类型。

自喷井采油法是利用地层本身的能量由井底向地面举升原油，工艺和设备比较简单机械采油法用于不能自喷的油井，主要用机械的方法，提高井下原油的能量，并将其举升到地面，故又称作人工举升法采油，工艺和设备都复杂得多。

2、采油工程的目标、任务及特点是什么？采油工程是油田开采过程中根据开发目标通过生产井和注入井对油藏采取的各项工程技术措施的总称。

任务：是通过一系列可作用于油藏的工程技术措施，使油、气畅流入井，并高效率地将其举升到地面进行分离和计量；目标：是经济有效地提高油井产量和油藏的采收率；特点：是涉及面广，各项技术措施间具有相对独立性。

3、什么叫油井流入动态曲线？其物理意义是什么？油井流入动态是指油井产量与井底流动压力的关系，它反映了油藏向该油井供液的能力。

表示产量与流压关系的曲线称为流入动态曲线IPR曲线表示了油层工作特性，因而它既是确定油井合理工作方式的依据，也是分析油井动态的基础。

单相流动时的IPR曲线为直线，其斜率的负倒数是采油指数；在纵坐标上的截距为油层静压。

产液指数是指单位生产压差下的日产液量。

4、什么是采油指数？其物理意义是什么？根据达西定律，在单相流动条件下，油层物性及流体性质基本不随压力变化，产量公式可写成：q0=J(pr-pwf)J为采油指数，它是一个反映油层性质、厚度、流体参数、完井条件及泄油面积等与产量之间的关系的综合指标。

其数值等于油井在单位生产压差下的日产油量，它反映了油井的生产能力。

一般是用系统试井资料来求得采油指数。

5、油井中的气液两相流动的特点是什么？常见的流型有哪些？当自喷井的井底压力低于饱和压力时，则整个油管内部都是气一液两相流动。