绪论 1
0.1 石油工业在国民经济中的地位及作用 1
0.1.1 什么是石油工业 1
0.1.2 石油是重要的战略物资，影响着世界局势 1
0.1.3 石油工业是国民经济的基础产业 2
0.2 石油工业的发展现状及趋势 2
0.2.1 我国石油工业的简要回顾与发展现状 2
0.2.2 我国石油工业的发展前景 3
0.2.3 存在的主要问题 3
0.2.4 我国石油工业发展趋势 4
0.3 本课程的性质、内容、学习要求及方法 5
0.3.1 本课程的性质 5
0.3.2 本课程的学习内容 5
0.3.3 本课程的学习要求 6
0.3.4 本课程的学习方法 6
第1章 石油生产基本知识 7
1.1 地层流体的性质 7
1.1.1 石油的组成与性质 7
1.1.2 天然气的组成与性质 9
1.1.3 地层水的化学组成与分类 9
1.2 石油地质 10
1.2.1 矿物与岩石 10
1.2.2 地层及地质作用 14
1.2.3 石油与天然气的生成 16
1.2.4 油气运移及油气藏的形成 17
1.3 石油物探 20
1.3.1 油气田勘探方法 20
1.3.2 地球物理测井 22
1.4 石油钻井 24
1.4.1 钻井方法 24
1.4.2 固井与完井 25
1.5 石油开采 28
1.5.1 油田开发方式 28
1.5.2 采油方法 30
1.6 油气储运 32
1.6.1 矿场油气集输的主要任务 32
1.6.2 油气的收集与输送方式 32
1.6.3 油气分离 33
思考题 34
第2章 石油钻机总论及旋转设备 35
2.1 石油钻机 35
2.1.1 石油钻机的组成 35
2.1.2 钻机的类型及特点 38
2.1.3 钻机的基本参数 39
2.1.4 我国石油钻机标准 41
2.2 地面旋转设备 42
2.2.1 转盘 42
2.2.2 水龙头 46
2.3 顶部驱动钻井系统 49
2.3.1 顶驱钻井系统的特点 49
2.3.2 顶驱钻井系统的结构 50
2.3.3 国产顶驱钻井系统 54
2.3.4 顶驱钻井装置的操作 56
思考题 57
第3章 柴油机 58
3.1 柴油机的工作原理与基本结构 58
3.1.1 柴油机的工作原理 58
3.1.2 柴油机的基本结构 63
3.2 柴油机的特点及型号编制 69
3.2.1 柴油机的特点 69
3.2.2 柴油机的型号编制 69
3.3 柴油机拆卸及装配 70
3.3.1 拆卸时必要的专用工具和量具 70
3.3.2 柴油机的拆卸 73
3.3.3 柴油机的装配技术要求 75
3.3.4 柴油机的装配 76
3.4 柴油机装配精度的保证措施及柴油机试验 82
3.4.1 柴油机装配精度的保证措施 82
3.4.2 柴油机的试验 82
3.5 柴油机的使用、维护及保养 83
3.5.1 柴油机使用注意事项 83
3.5.2 柴油机的日常维护保养 84
思考题 85
第4章 钻机的驱动与传动 86
4.1 钻机运行基础 86
4.1.1 工作机组对驱动与传动系统的要求 86
4.1.2 典型驱动方案 87
4.1.3 钻机驱动与传动类型 88
4.2 柴油机驱动-机械传动 89
4.2.1 柴油机驱动的特点 89
4.2.2 国产Z190系列钻井柴油机 90
4.2.3 电驱钻机用柴油机 90
4.2.4 机械驱动钻机 91
4.3 电驱动钻机 95
4.3.1 电驱动钻机的发展历程 95
4.3.2 国产电驱动钻机 96
4.4 柴油机驱动-液力传动 100
4.4.1 液力传动基本工作原理 100
4.4.2 液力传动特点 100
4.4.3 液力传动基本元件 100
思考题 106
第5章 钻机的起升系统 107
5.1 起升系统工作原理 107
5.1.1 起下钻操作 107
5.1.2 游动系统中钢丝绳与滑轮的运动分析 108
5.1.3 游动系统中钢丝绳的拉力 109
5.2 钻井绞车 109
5.2.1 绞车的功用与结构组成 109
5.2.2 绞车的工作计算 112
5.2.3 绞车选用时应考虑的因素 114
5.2.4 绞车的常见故障及排除方法 115
5.3 刹车机构 115
5.3.1 机械刹车的功用与使用要求 115
5.3.2 带式刹车 116
5.3.3 盘式刹车 117
5.3.4 辅助刹车 120
5.4 井架 123
5.4.1 井架的功用与基本组成 124
5.4.2 井架的使用要求及维护保养 124
5.4.3 井架的结构类型及基本参数 125
5.5 游动系统 128
5.5.1 天车 128
5.5.2 游车 131
5.5.3 大钩 132
5.5.4 钢丝绳 135
思考题 137
第6章 往复泵与离心泵 138
6.1 往复泵工作特点 138
6.1.1 往复泵的工作原理及分类 138
6.1.2 活塞运动规律 139
6.1.3 往复泵的流量 140
6.2 往复泵工作参数 142
6.2.1 往复泵的有效压头 142
6.2.2 往复泵的功率 143
6.2.3 往复泵的效率 143
6.3 常用往复泵的典型结构 144
6.3.1 双缸双作用活塞泵 144
6.3.2 三缸双作用活塞泵 144
6.3.3 三缸单作用活塞泵 146
6.3.4 柱塞泵 148
6.4 往复泵的易损件及配件 148
6.4.1 活塞-缸套总成 148
6.4.2 柱塞-密封总成 149
6.4.3 介杆-密封总成 150
6.4.4 泵阀结构 151
6.4.5 空气包 153
6.4.6 安全阀 153
6.5 钻井液净化设备 155
6.5.1 钻井液净化系统 155
6.5.2 钻井液振动筛 155
6.5.3 水力旋流器 158
6.5.4 离心分离机 159
6.6 离心泵 160
6.6.1 离心泵的工作原理及类型 160
6.6.2 离心泵的整体结构及主要零部件 163
6.6.3 离心泵的密封 165
思考题 166
第7章 压缩机 167
7.1 压缩机的类型及应用 167
7.1.1 压缩机的型号及分类 167
7.1.2 压缩机在油田中的应用 170
7.2 活塞式压缩机 171
7.2.1 活塞式压缩机的构造及工作原理 171
7.2.2 活塞式压缩机的功率与效率 173
7.2.3 活塞式压缩机的操作与调节 174
7.3 透平式压缩机 175
7.3.1 径流式压缩机 175
7.3.2 轴流式压缩机 176
7.3.3 透平式压缩机的主要性能参数 177
7.3.4 透平式压缩机的调节 178
7.4 回转式压缩机 178
7.4.1 螺杆式压缩机 178
7.4.2 滑片压缩机 180
7.5 压缩机的选择 181
7.5.1 选择原则 181
7.5.2 活塞式压缩机的选择方法和步骤 182
思考题 182
第8章 钻机气控制系统 184
8.1 概述 184
8.1.1 钻井工艺对控制系统的要求 184
8.1.2 钻机控制系统的作用 184
8.1.3 钻机气控制系统的特点 184
8.1.4 气动控制系统的组成 185
8.2 气源装置 185
8.2.1 空气压缩机 185
8.2.2 空气处理装置 187
8.2.3 储气罐 187
8.3 执行元件 187
8.3.1 气缸 187
8.3.2 气动马达 188
8.3.3 离合器 189
8.4 气控制元件 191
8.4.1 压力控制阀 191
8.4.2 流量控制阀 193
8.4.3 方向控制阀 194
8.5 辅助元件 198
8.5.1 导气龙头 198
8.5.2 酒精防凝器 199
8.5.3 甘油防凝器 199
8.6 钻机气控制系统的维护保养 200
8.6.1 钻机气控制系统的常规维护保养 200
8.6.2 钻机高、低速气路的检查及处理措施 201
8.6.3 转盘离合器气路故障的判断及排除 202
8.6.4 液气大钳气路系统常见故障的判断及排除 203
思考题 205
第9章 海洋石油钻井设备 206
9.1 海洋石油钻井平台 206
9.1.1 海洋石油钻井平台的组成 206
9.1.2 海洋石油钻井的特殊问题 207
9.1.3 海洋钻井平台分类 208
9.1.4 海洋钻井平台的结构及特点 208
9.1.5 海洋钻井平台意外事故与应急部署 211
9.2 海上钻井井口装置与升沉补偿 212
9.2.1 海上钻井井口装置 212
9.2.2 升沉补偿 215
思考题 221
第10章 机械采油设备 222
10.1 机械采油设备及分类 222
10.1.1 机械采油设备的分类 222
10.1.2 抽油泵采油装置 222
10.2 游梁式抽油机 224
10.2.1 游梁式抽油机的结构形式 224
10.2.2 游梁式抽油机的结构组成 227
10.2.3 游梁式抽油机的基本参数与系列 231
10.2.4 游梁式抽油机驴头的悬点载荷 233
10.2.5 游梁式抽油机的维护保养 234
10.3 无游梁式抽油机 234
10.3.1 链条式抽油机 235
10.3.2 宽带型滚筒抽油机 235
10.3.3 曲柄连杆式抽油机 236
10.3.4 液压无游梁抽油机 237
10.3.5 新型无游梁式抽油机简介 238
10.4 抽油泵 240
10.4.1 有杆抽油泵的用途及种类 240
10.4.2 其他类型的抽油泵 243
10.4.3 抽油泵的结构形式及表达方法 245
10.4.4 抽油泵的选择与使用 246
10.4.5 抽油泵的排量 247
10.4.6 抽油泵常见故障及其检修 248
10.5 抽油杆及辅助抽油装置 249
10.5.1 抽油杆柱 249
10.5.2 抽油机悬绳器 253
10.5.3 抽油井光杆密封器 253
10.5.4 抽油井井口装置 254
10.5.5 其他抽油辅助设备及工具 254
10.6 无杆泵采油设备 255
10.6.1 水力活塞泵 255
10.6.2 潜油电动离心泵 260
10.6.3 其他无杆泵采油设备简介 264
思考题 265
第11章 其他常用钻采工具 266
11.1 钻具与石油管材 266
11.1.1 钻具 266
11.1.2 套管 273
11.2 井口、井下工具及井控设备 275
11.2.1 井口工具 275
11.2.2 井口机械化设备 278
11.2.3 井下打捞工具 281
11.2.4 防喷器 285
思考题 291
参考文献 293