石油行業(yè)被廣泛應(yīng)用起來，試井絞車、測井絞車等石油設(shè)備逐漸被廣泛應(yīng)用，這里南陽科信石油簡單描述一下石油機(jī)械鉆井簡單介紹。
1、石油鉆機(jī)
指用來進(jìn)行石油與天然氣勘探、開發(fā)的成套鉆井設(shè)備。
2、通常說的常規(guī)鉆機(jī)是轉(zhuǎn)盤鉆機(jī)。
3、旋轉(zhuǎn)鉆井法
利用鉆頭旋轉(zhuǎn)破碎巖石，形成井身；利用鉆桿柱將鉆頭送到井底；利用大鉤、游車、天車、絞車起下鉆桿柱；利用轉(zhuǎn)盤或頂驅(qū)帶動(dòng)鉆頭、鉆桿柱旋轉(zhuǎn)；利用鉆井泵輸送高壓鉆井液，帶出井底巖屑。
4、旋轉(zhuǎn)鉆井法要求鉆機(jī)具備的基本能力：
（1）旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的能力（2）起下鉆具的能力（3）清洗井底的能力
另外，考慮到鉆井作業(yè)流動(dòng)性大的特點(diǎn)，鉆機(jī)設(shè)備要容易安裝、拆卸和運(yùn)輸：鉆機(jī)的使用維修工作必須簡便易行；鉆機(jī)的易損零部件應(yīng)便于更換。
5、鉆機(jī)的特點(diǎn)
（1）鉆機(jī)必須是一套大功率的重型聯(lián)合工作機(jī)組（2）鉆井作業(yè)是不連續(xù)的（3）鉆機(jī)的工作場所與一般的機(jī)器不同。
6、鉆機(jī)的組成
旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)設(shè)備 循環(huán)系統(tǒng)設(shè)備 起升系統(tǒng)設(shè)備 動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)備 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)備
控制系統(tǒng)和監(jiān)測顯示儀表 鉆機(jī)底座 輔助設(shè)備
7、鉆機(jī)類型
按鉆井方法：沖擊鉆機(jī)、旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)
按主傳動(dòng)副：膠帶鉆機(jī)、鏈條鉆機(jī)、齒輪鉆機(jī)
按鉆井深度：淺井鉆機(jī)（鉆井深度<1500M）、中深井鉆機(jī)（1500~3000M）、深井鉆機(jī)（3000~5000M）、超深井鉆機(jī)（>5000M）
8、名義鉆深 指鉆機(jī)在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的鉆井繩數(shù)下，使用127mm（5in）鉆桿柱可鉆達(dá)的最大井深。
最大鉤載 指鉆機(jī)在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的鉆井繩數(shù)下，下套管或進(jìn)行解卡等特殊作業(yè)時(shí)，大鉤上不允許超過的最大載荷。
裝機(jī)功率 鉆機(jī)總的配備功率，是驅(qū)動(dòng)絞車、轉(zhuǎn)盤、鉆井泵三大工作機(jī)和輔助設(shè)備所需的總的動(dòng)力。
八大件：井架、天車、游動(dòng)滑車、大鉤、水龍頭、絞車、轉(zhuǎn)盤、鉆井泵
二、
1、起升系統(tǒng)的組成
主要由井架、天車、游車、大鉤、游動(dòng)系統(tǒng)鋼絲繩和絞車等設(shè)備組成。
2、井架的功用
在鉆井過程中，用于安放和懸掛游動(dòng)系統(tǒng)、吊環(huán)、吊卡等，并承受井中鉆柱的重量，在起下鉆作業(yè)時(shí)要存放鉆桿或套管。
3、井架的組成
井架主體、天車臺(tái)、二層臺(tái)、立管平臺(tái)、工作梯
4、井架結(jié)構(gòu)類型及特點(diǎn)
塔形井架：拆裝繁瑣、不安全，總體穩(wěn)定性大，多用于海洋鉆機(jī)。
前開口井架（K型井架）：總體穩(wěn)定性高、拆裝方便且安全，采用較高的鉆臺(tái)，便于安裝、操作井口設(shè)備。我國電動(dòng)鉆機(jī)大多使用該種井架。
A型井架：大腿結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便、安全，運(yùn)移迅速，鉆臺(tái)寬敞、司鉆視野開闊，但總體穩(wěn)定性差，適用于中深井、深井鉆機(jī)。
桅型井架：結(jié)構(gòu)簡單、輕便，但承載能力小，只用于車裝輕便鉆機(jī)和修井機(jī)。
5、游動(dòng)系統(tǒng)的組成
主要由天車、游車、大鉤和鋼絲繩等設(shè)備組成。
6、游動(dòng)系統(tǒng)鋼絲繩與滑輪力學(xué)分析的結(jié)論
（1）游動(dòng)系統(tǒng)的效率主要取決于游動(dòng)系統(tǒng)的有效繩數(shù)，有效繩數(shù)越多，效率越低；
（2）起鉆時(shí)快繩端拉力最大；
（3）下鉆時(shí)死繩端拉力最大；
（4）鋼絲繩使用一定時(shí)間后，應(yīng)倒大繩。
7、天車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、分類、各自的穿繩方法
基本結(jié)構(gòu)形式：滑輪軸共軸線，且各滑輪相互平行（交叉法穿繩）；滑輪軸線平行，快繩滑輪在另一根軸上（順穿法、交叉法穿繩）；滑輪軸不共軸線，且快繩滑輪偏斜（順穿法）。
8、游車的組成
主要由橫梁、左、右側(cè)板組、滑輪、滑輪軸、銷座（鋼板）、下提環(huán)（吊環(huán)）、護(hù)罩等組成。
9、大鉤的各部分的作用
安全鎖緊裝置：閉鎖水龍頭提環(huán)。
安全定位裝置：限制鉤身轉(zhuǎn)動(dòng)。
緩沖減震裝置：使大鉤具有較好的液力緩沖性能。
10、鋼絲繩的繩芯作用
支撐繩股、儲(chǔ)油、潤滑鋼絲、減少鋼絲間磨損、使鋼絲受力均勻。
11、絞車的功用
（1）在鉆進(jìn)過程中，懸掛鉆具，送進(jìn)鉆柱、鉆頭，控制鉆壓。
（2）在起下作業(yè)中，起下鉆具和下套管。
（3）利用絞車的貓頭機(jī)構(gòu)緊、卸鉆具和吊起重物。
（4）作為轉(zhuǎn)盤的變速機(jī)構(gòu)和中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
（5）對(duì)于自升式井架鉆機(jī)，用來起放井架。
（6）利用絞車的撈砂滾筒，進(jìn)行提取巖心筒、試油等工作。
12、絞車的結(jié)構(gòu)方案
單、雙軸絞車 三軸和多軸絞車 獨(dú)立貓頭軸-多軸絞車 電驅(qū)動(dòng)絞車
13、液壓盤式剎車的類型及工作原理
液壓盤式剎車可分為常開型杠桿鉗液壓加壓式、常閉型杠桿鉗彈簧加壓式、常開型固定鉗液壓加壓式、常閉型固定鉗彈簧加壓式等四類。
SY型盤式剎車的剎車系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)五個(gè)方面剎車：（1）工作剎車由開式鉗承擔(dān)（2）駐剎車由閉式鉗承擔(dān)（3）緊急剎車由開式鉗與閉式鉗共同承擔(dān)（4）防碰天車剎車由閉式鉗承擔(dān)（5）蓄能器在系統(tǒng)失電情況下，分別向開式鉗和閉式鉗提供剎車壓力軸，可分別進(jìn)行5~8次剎車。
14、開式鉗的工作原理： 當(dāng)向鉗缸供給壓力油時(shí)，液壓力推動(dòng)活塞左移動(dòng)，由于鉗缸的浮式放置，活塞與缸體通過上銷分別推動(dòng)左右鉗臂的上段向外運(yùn)動(dòng)，減少了左右下銷間的距離，帶動(dòng)剎車塊向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，從而將剎車塊以一定的正壓力壓在旋轉(zhuǎn)中的剎車盤上，在剎車盤與剎車塊之間產(chǎn)生摩擦力，對(duì)剎車盤實(shí)施制動(dòng)。
閉式鉗的工作原理：當(dāng)向鉗缸供給壓力油時(shí)，液壓力推動(dòng)活塞右移壓縮碟簧，同時(shí)拉動(dòng)左右鉗臂的上端向內(nèi)運(yùn)動(dòng)加大了左右下銷之間的距離，帶動(dòng)剎車塊向外移動(dòng)，剎車塊與剎車盤脫離接觸，剎車鉗松剎。當(dāng)鉗缸泄油時(shí)，碟簧反彈推動(dòng)活塞左移，左右鉗臂上端向外運(yùn)動(dòng)，減少了左右下銷之間的距離，使剎車塊與剎車盤接觸。此時(shí)，剎車塊作用在剎車盤上的力為碟簧力，該力形成的摩擦力實(shí)施剎車。
15、電磁渦流剎車的工作原理
通電后，線圈周圍產(chǎn)生固定磁場，轉(zhuǎn)子切割磁力線，在轉(zhuǎn)子表面產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，即渦流。轉(zhuǎn)子成為帶渦流感應(yīng)電流的導(dǎo)體，帶渦流感應(yīng)電流的轉(zhuǎn)子在原來的固定磁場中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，此旋轉(zhuǎn)磁場在轉(zhuǎn)子的不同半徑上產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的電磁力，即對(duì)旋轉(zhuǎn)軸的電磁制動(dòng)力矩。
16、伊頓剎車的工作原理
（1）氣缸充氣（2）推動(dòng)活塞左移（3）推動(dòng)壓緊盤克服彈簧力左移（4）將動(dòng)摩擦盤壓緊（5）產(chǎn)生制動(dòng)力剎車
三、
1、鉆井工藝對(duì)轉(zhuǎn)盤的要求
（1）具有足夠大的扭矩和一定的轉(zhuǎn)速（2）具有抗震、抗沖擊、抗腐蝕的能力（3）能正反轉(zhuǎn)，且具有可靠的制動(dòng)機(jī)構(gòu)（4）具有良好的密封、潤滑性能
2、轉(zhuǎn)盤的結(jié)構(gòu)組成、功用
水平軸總成 轉(zhuǎn)臺(tái)總成 轉(zhuǎn)盤的制動(dòng)機(jī)構(gòu) 殼體
轉(zhuǎn)盤的主要作用是把發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過方瓦傳給方鉆桿、鉆桿、鉆鋌和鉆頭，驅(qū)動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)，鉆出井眼。
3、轉(zhuǎn)盤的工作原理及對(duì)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)的邀請(qǐng)
（1）水平軸接受外來動(dòng)力轉(zhuǎn)動(dòng)（2）小錐形齒輪帶動(dòng)大錐形齒輪（3）大錐形齒輪帶動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)在主軸承上轉(zhuǎn)動(dòng)（4）轉(zhuǎn)臺(tái)通過大方瓦上的制動(dòng)銷帶動(dòng)大方瓦（5）大方瓦通過制動(dòng)銷帶動(dòng)方補(bǔ)心（6）方補(bǔ)心帶動(dòng)方鉆桿和鉆桿旋轉(zhuǎn)（7）實(shí)現(xiàn)鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)，破碎地層。
4、鉆井工藝對(duì)水龍頭的工藝要求
（1）水龍頭主軸承應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和壽命，其承載力應(yīng)不小于鉆機(jī)的最大鉤載；
（2）有可靠的高壓鉆井液密封系統(tǒng)，壽命長，拆卸迅速、方便；
（3）上端與水龍帶連接處能適合水龍帶在鉆進(jìn)過程中的伸縮彎曲；
（4）各承載件要有足夠的強(qiáng)度和剛度，并且要求連接可靠，能承受高壓。
5、水龍頭的組成、功用
（1）固定部分：提環(huán)、外殼、上蓋、鵝頸管、下蓋
（2）旋轉(zhuǎn)部分：中心管、主、輔軸承
（3）密封部分：上、下鉆井液沖管盤根盒組件和上、下機(jī)油盤根盒組件
功用：循環(huán)鉆井液，承受井中鉆具的重量。
6、頂驅(qū)的組成、優(yōu)點(diǎn)
主要由鉆井馬達(dá)-水龍頭總成、鉆桿上、卸扣裝置、導(dǎo)軌-導(dǎo)向滑車總成、平衡系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和附屬設(shè)備組成。
節(jié)省接單根時(shí)間 減少鉆井事故 提高安全性 提高鉆定向井速度 減少勞動(dòng)強(qiáng)度 提高取心質(zhì)量
7、轉(zhuǎn)盤、頂驅(qū)起下鉆、接單根操作
四、
1、往復(fù)泵的工作原理
活塞自左向右移動(dòng)時(shí)，泵缸內(nèi)形成負(fù)壓，則貯槽內(nèi)液體經(jīng)吸入電動(dòng)往復(fù)泵閥進(jìn)入泵缸內(nèi)。當(dāng)活塞自右向左移動(dòng)時(shí)，缸內(nèi)液體受擠壓，壓力]增大，由排出閥排出。 活塞往復(fù)一次，各吸入和排出一次液體，稱為一個(gè)工作循環(huán)；這種泵稱為單動(dòng)泵。 若活塞往返一次，各吸入和排出兩次液體，稱為雙動(dòng)泵。 活塞由一端移至另一端，稱為一個(gè)沖程。
2、往復(fù)泵的流量
單位時(shí)間內(nèi)泵排出液體的量稱為往復(fù)泵的流量。
Q=iFSn
3、往復(fù)泵的性能參數(shù)
往復(fù)泵的揚(yáng)程指的是單位質(zhì)量的液體經(jīng)過泵后增加的能量。
泵的有效揚(yáng)程等于排出罐液面與吸入罐液面液體的能量差，加上吸入、排出管路中的水頭損失。
往復(fù)泵的功率 N=ρgQH/1000
往復(fù)泵在工作過程中會(huì)產(chǎn)生機(jī)械損失、容積損失、水力損失。
4、往復(fù)泵的特點(diǎn)
（1）往復(fù)泵的瞬時(shí)流量不均勻 （2）往復(fù)泵具有自吸能力
（3）往復(fù)泵的排出壓力與結(jié)構(gòu)尺寸和轉(zhuǎn)速無關(guān)
（4）往復(fù)泵的泵閥運(yùn)動(dòng)滯后于活塞運(yùn)動(dòng)（5）往復(fù)泵適用于高壓、小流量和高粘度的液體
5、為什么要換缸套？
沖次過高，不僅會(huì)加速活塞好缸套的磨損，還會(huì)使泵閥產(chǎn)生嚴(yán)重的沖擊，縮短泵閥壽命。
由臨界特性曲線看出，為了提高工作效率，應(yīng)按照井深變化，合理的選用和更換缸套。
6、分析往復(fù)泵的臨界特性（詳見課本P77）
7、往復(fù)泵的性能調(diào)節(jié)
流量調(diào)節(jié)：更好不同直井的缸套 調(diào)節(jié)泵的沖次 減少泵的工作室 旁路調(diào)節(jié) 調(diào)節(jié)泵的沖程 （往復(fù)泵的并聯(lián)運(yùn)行P79）
8、往復(fù)泵的易損件
活塞、缸套、柱塞、密封、泵閥、安全閥、空氣包
9、空氣包的工作原理
吸入空氣包位于往復(fù)泵吸入管線上，在往復(fù)泵工作時(shí)由活塞運(yùn)動(dòng)規(guī)律知，在吸入過程前半段，由于活塞處于加速運(yùn)動(dòng)過程，吸入管內(nèi)液流速度增加，管線阻力隨著增大，同時(shí)液體的慣性阻礙液體做加速運(yùn)動(dòng)，使缸內(nèi)壓力下降，當(dāng)液缸內(nèi)壓力小于空氣包氣室內(nèi)壓力時(shí)，吸入空氣包內(nèi)氣體就膨脹，擠壓其下部氣體使一部分液體進(jìn)入液缸，保持自吸入池到空氣包段液體以比較均勻的速度流動(dòng)，使壓力和排量比較穩(wěn)定。在吸入過程后半段，由于活塞減速，液缸內(nèi)吸入的液體量減少，阻力降低，而液體的慣性變?yōu)橥苿?dòng)力的一部分，使液缸內(nèi)壓力增加。當(dāng)大于空氣包氣室內(nèi)壓力時(shí)，氣體被壓縮，空氣包內(nèi)貯存一部分來自于吸入池內(nèi)的液體，使吸入管中的液體以比較均勻的速度流動(dòng)，使排量和壓力保持比較穩(wěn)定。
隨著吸入過程的不斷重復(fù)進(jìn)行，吸入空氣包也不斷交替的擠出和存儲(chǔ)一部分液體，自動(dòng)調(diào)節(jié)吸入管中的液流速度，從而起著平衡管路中排量和壓力的作用。
排出空氣包安裝在排出管線上靠近排出閥處，其工作情況與吸入吸入空氣包相似。在排出過程前半段，空氣包存儲(chǔ)一部分來自液缸多余平均排量的液體;后半段，空氣包排出原儲(chǔ)存的部分液體，補(bǔ)充來自液缸的不足，從而保持空氣包以后的排出管線內(nèi)液體壓力和排量比較均勻。
10、鉆井液凈化設(shè)備的組成，各自的工作原理
鉆井液振動(dòng)篩、旋流除砂器、旋流除泥器、離心分離機(jī)、除氣器
五、
1、工作機(jī)組對(duì)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)的要求
絞車對(duì)動(dòng)力傳動(dòng)的要求：具有恒功率調(diào)節(jié)、能無級(jí)變速并且具有良好啟動(dòng)性能的柔性驅(qū)動(dòng)。
轉(zhuǎn)盤對(duì)動(dòng)力傳動(dòng)的要求：具有恒功率調(diào)節(jié)、無級(jí)變速的柔性驅(qū)動(dòng)、能充分利用功率，有限制扭矩的裝置。
鉆井泵對(duì)動(dòng)力傳動(dòng)的要求：速度調(diào)節(jié)范圍R=1.3~1.5，以充分利用功率；允許短期過載，以克服可能出現(xiàn)的憋泵。
2、典型驅(qū)動(dòng)方案及優(yōu)缺點(diǎn)
（1）單獨(dú)驅(qū)動(dòng)方案：轉(zhuǎn)盤、絞車、鉆井泵三大工作機(jī)組，各由不同的動(dòng)力機(jī)一對(duì)一或二對(duì)一地進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。 單獨(dú)驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)系統(tǒng)簡單、效率高、安裝方便；工作機(jī)之間無機(jī)械形式的聯(lián)系，總體布置靈活性大，但裝機(jī)功率低，動(dòng)力機(jī)組間動(dòng)力不能互濟(jì)。
（2）統(tǒng)一驅(qū)動(dòng)方案：轉(zhuǎn)盤、絞車、鉆井泵三大工作機(jī)由2~4臺(tái)動(dòng)力機(jī)并車統(tǒng)一驅(qū)動(dòng)。
裝機(jī)效率高、安全可靠性強(qiáng)但傳動(dòng)系統(tǒng)復(fù)雜、路線長、傳動(dòng)效率低，工作機(jī)組間的干擾大，安裝找正困難。
（3）分組驅(qū)動(dòng)方案：將三臺(tái)工作機(jī)分成兩組，絞車、轉(zhuǎn)盤兩個(gè)工作機(jī)由同一動(dòng)力機(jī)組驅(qū)動(dòng)，鉆井泵由領(lǐng)一動(dòng)力機(jī)組驅(qū)動(dòng)，也稱為二分組驅(qū)動(dòng)。 傳動(dòng)簡單、安裝方便、功率利用率高。
3、柴油機(jī)的特點(diǎn)
（1）不受地區(qū)限制，具有自持能力（2）可采用增加相同類型機(jī)組數(shù)目的方法，增加總裝機(jī)功率（3）在性能上，轉(zhuǎn)速可平穩(wěn)調(diào)節(jié)，能防治工作機(jī)過載，避免出現(xiàn)設(shè)備事故（4）結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、便于搬遷運(yùn)移，適于野外流動(dòng)作業(yè)（5）作為鉆機(jī)動(dòng)力機(jī)，其不足之處是，適應(yīng)系數(shù)小、過載能力有限、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍窄，驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)效率低、燃料成本高等。
4、各種機(jī)械傳動(dòng)鉆機(jī)的特點(diǎn)、適應(yīng)井型
V帶鉆機(jī)：傳動(dòng)柔和、并車容易、制造簡單、維護(hù)保養(yǎng)方便但傳動(dòng)效率低、燃油消耗高、結(jié)構(gòu)笨重、運(yùn)移性差、安全性能低。（適用于淺井和中深井鉆機(jī)）
齒輪鉆機(jī)：齒輪傳動(dòng)允許線速度高，其體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，萬向軸結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、維護(hù)保養(yǎng)方便、互換性好，但大功率螺旋齒圓錐齒輪制造困難、質(zhì)量不易保證、成本高、現(xiàn)場不能修理、更換。（適用于小型鉆機(jī)和修井機(jī)）
鏈條鉆機(jī)：結(jié)構(gòu)緊湊、壽命長（適用于深井鉆機(jī)）
七、
1、海洋石油鉆井平臺(tái)的組成
動(dòng)力設(shè)備 鉆井設(shè)備 固井設(shè)備 試油設(shè)備 起重與輜泊設(shè)備 平臺(tái)與船體結(jié)構(gòu) 其他設(shè)備
2、海洋石油鉆井設(shè)備的特殊問題
船體定位問題 升沉運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償問題 裝設(shè)水下設(shè)備問題 防腐問題
3、海洋鉆井平臺(tái)的分類
固定式鉆井平臺(tái) 移動(dòng)式鉆井平臺(tái)