钻探泥浆固控系统操作技师技能考试题

钻探泥浆固控系统操作技师技能考试题一、单项选择题（本大题共40小题，每小题1分，共40分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）1.钻井液固控系统的基本工艺流程顺序通常为（）。A.振动筛→除气器→除砂器→除泥器→离心机B.振动筛→除砂器→除泥器→除气器→离心机C.振动筛→除气器→离心机→除砂器→除泥器D.除气器→振动筛→除泥器→除砂器→离心机2.根据API标准，钻井液振动筛网目的定义是指（）。A.每英寸长度上的筛孔数B.每平方英寸面积上的筛孔数C.筛孔的直径尺寸（微米）D.筛丝的直径尺寸（毫米）3.钻井液除砂器分离固相颗粒的粒度范围一般为（）。A.大于2000微米B.74至2000微米C.40至74微米D.2至40微米4.钻井液除泥器通常使用的旋流器尺寸为（）。A.2英寸至4英寸B.4英寸至6英寸C.6英寸至12英寸D.12英寸至20英寸5.除气器在固控系统中的主要作用是去除钻井液中的（）。A.大颗粒岩屑B.有毒气体和侵入气体C.胶体颗粒D.重晶石粉6.离心机在钻井液固控中的主要分离对象是（）。A.砂粒和砾石B.泥饼和钻屑C.胶体颗粒和重晶石D.气体和气泡7.钻井液振动筛激振器的运动轨迹为圆形或椭圆形，其电机轴线与筛面是（）。A.平行关系B.垂直关系C.相交45度D.无固定关系8.常规钻井液中，重晶石的密度通常为（）。A.2.5g/cm³B.3.0g/cm³C.4.2g/cm³D.5.0g/cm³9.衡量振动筛处理能力的核心指标是（）。A.筛网面积B.处理量C.运动轨迹D.振幅10.当钻井液粘度过高时，除砂器和除泥器的分离效率会（）。A.显著提高B.显著下降C.保持不变D.先升高后降低11.旋流器进料口压力过低，会导致（）。A.底流口跑浆B.分离粒度变细C.分离效率下降D.旋流器堵塞12.离心机差速器（差速比）的作用是控制（）。A.转鼓的转速B.螺旋推料器与转鼓之间的相对转速C.供浆泵的流量D.液池的深度13.钻井液固控设备中，纯机械分离设备不包括（）。A.振动筛B.旋流器C.离心机D.真空除气器14.离心机的分离因数是指物料在转鼓内受到的离心力与重力的比值，其计算公式为（）。其中R为转鼓半径，ω为角速度，n为转速。A.=B.=C.=D.=15.振动筛筛网出现“糊筛”现象，最可能的原因是（）。A.筛网目数过低B.钻井液粘度过低C.钻井液失水过大，泥饼过厚D.振幅过大16.除泥器底流口呈“绳状”排底流，说明（）。A.进料压力过低B.底流口磨损过大C.进料浓度过高或底流口调节过小D.溢流管堵塞17.钻井液加重后，为了回收重晶石，应优先使用（）。A.振动筛B.除砂器C.除泥器D.离心机18.在离心机操作中，调节溢流堰板的作用是改变（）。A.转鼓内液池的深度B.螺旋的推料速度C.分离因数的大小D.进料流量19.振动筛弹簧减震器断裂，可能导致（）。A.筛网寿命延长B.振动轨迹畸变，筛箱开裂C.振幅增加D.处理量变大20.在检查除砂器旋流器时，发现底流口无排液，可能的原因是（）。A.进料压力过大B.溢流口堵塞C.底流口堵塞D.进料流量过大21.钻井液清洁器（Desilter）通常由多个小直径旋流器组装在一个（）。A.高压储罐上B.振动筛上C.离心机上D.真空罐上22.高频振动筛的振动频率通常大于（）。A.1200rpmB.1800rpmC.2400rpmD.3000rpm23.离心机主轴承发热过高，不可能的原因是（）。A.润滑脂不足或变质B.轴承损坏C.皮带过紧D.进料浓度过低24.钻井液固控设备中，能够分离钻井液中极细固相颗粒（小于2微米）的设备是（）。A.振动筛B.高速离心机C.除泥器D.清洁器25.对于高密度钻井液（密度大于2.0g/cm³），使用离心机时应（）。A.提高进料流量，增加排砂量B.降低进料流量，减小排砂口C.关闭离心机，仅用振动筛D.增加差速比，加快推料26.振动筛电机运转方向的要求是（）。A.始终顺时针旋转B.始终逆时针旋转C.两个电机的旋转方向相反，产生直线运动D.根据筛网倾角任意调整27.离心机供液泵最好采用（）。A.离心泵B.螺杆泵C.柱塞泵D.齿轮泵28.旋流器内壁出现严重磨损沟槽，主要原因是（）。A.钻井液碱性过高B.钻井液中含有高硬度磨砺性固相（如石英砂）C.钻井液油相比例过高D.旋流器材质为不锈钢29.离心机停机时的正确操作顺序是（）。A.停止进料→停止转鼓→注入清洗水清洗B.停止进料→注入清洗水清洗→待清洗干净后停止转鼓C.停止转鼓→停止进料→注入清洗水D.停止进料→停止清洗水→停止转鼓30.钻井液除气器真空罐内的真空度通常调节在（）。A.0.01MPa~0.02MPaB.0.03MPa~0.05MPaC.0.1MPa~0.2MPaD.0.5MPa~0.8MPa31.在固控设备布置中，除气器必须安装在（）。A.振动筛之后，除砂器之前B.除砂器之后，除泥器之前C.离心机之后D.任何位置均可32.钻井液振动筛筛网目数选择的原则是（）。A.越大越好B.越小越好C.在保证处理量的前提下，尽量使用高目数筛网D.根据井深固定不变33.平动椭圆振动筛的运动轨迹特点是（）。A.筛箱上各点运动轨迹为相同的圆B.筛箱进料端为椭圆，出料端为圆C.筛箱上各点运动轨迹为相同形状的椭圆，长轴方向平行D.筛箱上各点运动轨迹为直线34.钻井液固相含量对钻井液密度的影响规律是（）。A.固相含量越高，密度越小B.固相含量越高，密度越大C.固相含量与密度无关D.固相含量降低，密度增大35.离心机的转鼓转速越高，则（）。A.分离因数越小，分离粒度越粗B.分离因数越大，分离粒度越细C.处理量越大D.差速比越大36.测定钻井液固相含量常用的仪器是（）。A.漏斗粘度计B.固相含量测定仪（蒸馏瓶）C.密度计D.滤失量测定仪37.除砂器正常工作时，底流口排出的固相应呈（）。A.连续的液柱状B.伞状喷射C.完全无液体的干砂D.断续的泥团38.固控系统配电箱内交流接触器发出异常嗡嗡声，主要原因是（）。A.电压过高B.短路环断裂或铁芯接触面有污垢C.负载过轻D.频率过高39.振动筛筛网的张紧程度不够，会导致（）。A.处理量增加B.筛网寿命缩短，产生二次振动C.筛网目数变大D.振动轨迹变好40.离心机螺旋推料器的叶片磨损后，最直接的后果是（）。A.分离因数下降B.溢流跑料C.转鼓内积砂，推料困难，扭矩增大D.液池变深二、多项选择题（本大题共15小题，每小题2分，共30分。每小题备选选项中，有两个或两个以上符合题意，错选、多选、少选均不得分）41.影响振动筛处理量的因素包括（）。A.筛网目数B.钻井液粘度C.振动频率和振幅D.固相颗粒大小及浓度E.环境温度42.属于钻井液无用固相的有（）。A.增粘剂B.钻屑C.劣质土D.重晶石E.砂粒43.旋流器的工作原理基于（）。A.重力分离B.离心沉降C.过滤分离D.静电吸附E.气浮选44.离心机在停机过程中需要清洗的原因是（）。A.防止转鼓内固相干固结块B.防止螺旋推料器卡死C.防止轴承生锈D.防止平衡被破坏引起剧烈振动E.降低转鼓温度45.振动筛激振器轴承发热的常见原因有（）。A.润滑脂过多或过少B.轴承径向游隙过小C.振动筛倾角过大D.轴承磨损或损坏E.油封过紧46.钻井液真空除气器的主要组成部件包括（）。A.真空泵B.真空罐C.浮子开关D.射流泵E.振动电机47.影响除泥器分离效率的因素有（）。A.进料压力B.旋流器直径C.钻井液塑性粘度D.底流口直径E.旋流器材质48.离心机液池深度的调节可以通过（）实现。A.更换溢流堰板B.调节进料流量C.调节溢流管高度D.调节差速器档位E.调节主电机转速49.固控设备日常巡检的主要内容应包括（）。A.设备的振动和噪音情况B.各轴承及润滑点的温度C.管线及阀门有无泄漏D.篮网或旋流器的完好情况E.电动机的运行电流50.提高钻井液固控效率的综合措施包括（）。A.合理匹配固控设备级数B.加强对低密度固相的清除C.尽量降低筛网目数以增加处理量D.保持设备处于良好工作状态E.定期对泥浆池进行清理51.离心机差速器的作用是（）。A.提供转鼓的驱动力B.实现螺旋与转鼓之间的差速C.保护主电机过载D.调节溢流粒度E.将电机的高转速降低到推料所需转速52.振动筛电机烧毁的常见原因有（）。A.缺相运行B.电压严重偏低C.筛网堵塞导致负载过大D.润滑脂干涸E.环境温度过低53.离心机在分离加重钻井液时，下列操作正确的是（）。A.进料密度尽量保持稳定B.加大切屑液稀释比例C.适当提高差速，加快排渣D.经常检查固相底流含液量E.严禁紧急停机54.钻井液固控系统中，泥浆枪的作用是（）。A.搅拌泥浆池底部的沉积固相B.防止泥浆池死角产生沉淀C.将固相颗粒打碎D.配合除砂器工作E.维持钻井液性能均匀55.钻井液清洁器的优点是（）。A.能回收重晶石B.处理量大C.结构简单，无运动部件D.分离粒度极细（小于2微米）E.能够去除部分气体三、填空题（本大题共20小题，每小题1分，共20分。请将答案直接填在横线上）56.钻井液固相按其作用分为__________固相和__________固相。57.振动筛的振幅是指筛箱运动轨迹的__________，通常在3mm至6mm之间。58.旋流器的分离粒度与旋流器的直径成__________比（填“正”或“反”）。59.钻井液除气器按工作原理可分为__________式除气器和__________式除气器。60.离心机按分离因数大小可分为常速离心机、__________速离心机和超速离心机。61.固控系统中的除砂器主要用于分离粒径在__________微米以上的钻屑颗粒。62.振动筛筛网的编织方法主要有平纹编织和__________编织。63.离心机停机后，应继续保持转鼓__________运转一段时间，直至转鼓内清洗干净。64.旋流器底流出现“绳状”排液时，说明进料固相浓度过高或底流口调节过__________。65.真空除气器是利用__________原理使钻井液中的气体膨胀分离。66.钻井液中的固相颗粒粒径小于__________微米时，常规固控设备难以分离，通常采用化学絮凝配合高速离心机处理。67.离心机的分离因数计算公式为=__________。68.振动筛减振弹簧如果刚度不一致，会导致筛箱产生__________运动，进而损坏设备。69.钻井液固控设备中，__________是承担全井段钻井液清除大颗粒钻屑的第一级设备。70.离心机的溢流是指从__________口排出的含细颗粒的液相。71.除泥器底流口的排液状态应为__________状，即固液两相混合的伞状喷射。72.振动筛电机偏心块的作用是产生__________。73.离心机转鼓的长径比越大，其__________能力越强。74.除砂器进料口压力的常规要求为__________MPa到0.3MPa之间。75.在处理含大量气体的钻井液时，必须在除砂器之前先进行__________处理。四、判断题（本大题共20小题，每小题1分，共20分。正确的打“√”，错误的打“×”）76.钻井液中的重晶石属于有用固相，不需要被清除。（）77.振动筛的筛网目数越大，表示筛孔越大。（）78.除气器安装在振动筛之前可以直接处理从井口返出的含气钻井液。（）79.离心机在运转过程中可以通过调节供浆泵的流量来改变分离效果。（）80.旋流器的溢流管直径越小，其分离粒度越粗。（）81.当除砂器底流口跑漏大量钻井液时，可以通过调节底流口直径使其减小。（）82.离心机停机时，应先停止进料，待转鼓内无物料排出时再切断主电机电源，并注入清洗水。（）83.钻井液塑性粘度过高会降低振动筛的透网率，导致跑浆。（）84.振动筛的G力（振动加速度）越大，对设备的破坏越小，处理量越大。（）85.振动筛筛网破损后若不影响处理量，可以暂时不更换。（）86.除砂器底流口出现“干砂”排放时，说明分离效果最好，固相回收率最高。（）87.钻井液固控系统中的离心泵主要用于为旋流器提供高压进料。（）88.离心机的差速比是指转鼓转速与螺旋推料器转速的比值。（）89.平动椭圆振动筛的轨迹长轴平行于筛箱的振动方向。（）90.离心机主轴承若采用脂润滑，加注润滑脂越多越有利于散热。（）91.钻井液清洁器可以去除钻井液中的细小钻屑，同时能够回收部分重晶石。（）92.除泥器如果发生底流口堵塞，可以通过调节溢流管高度来疏通。（）93.真空除气器不需要消耗任何动力即可去除钻井液中的气体。（）94.离心机在分离高密度钻井液时，如果差速过小，容易导致转鼓内积砂和扭矩报警停机。（）95.振动筛筛箱的侧板出现裂纹后，可以通过焊接修复后继续长期使用。（）五、简答题（本大题共6小题，每小题5分，共30分）96.简述钻井液固控系统的基本原理及各级设备（振动筛、除砂器、除泥器、离心机）的分离对象及粒径范围。97.简述离心机启动前的检查准备工作有哪些？98.振动筛在运行过程中出现“跑浆”（钻井液流失或不透网）现象，请分析其可能的原因及相应的解决措施。99.简述水力旋流器（除砂器/除泥器）底流口排出状态的三种表现形式，并说明每种状态代表的工况及调整方法。100.简述真空除气器的工作原理及主要操作注意事项。101.论述低密度固相对钻井工程的危害，以及固控系统在维持钻井液性能方面的重要作用。六、计算题（本大题共3小题，每小题10分，共30分。需要写出计算公式及计算过程，结果保留两位小数）102.某离心机转鼓直径为D=450mm，转速n=1800r/min103.现有一体积为=1.5的原浆，其密度为=1.20g/c。现需使用密度为=4.2g/c104.某除砂器水力旋流器的设计处理量为Q=120/h。已知钻井液的入口压力P=0.25MPa。现场测得除砂器的底流流量为=5/h，溢流流量为七、综合应用与故障分析题（本大题共2小题，每小题15分，共30分。要求条理清晰，分析透彻）105.某井队正在使用高频线性振动筛，在钻进至深部硬岩地层时，发现振动筛出现剧烈跳动和异响，且筛网破损频繁，寿命不足24小时。同时，钻井液大量漫过筛网流失到沉砂池，造成跑浆。已知条件：（1）该振动筛配置为双振动电机，设计振次为1800r/min。（2）近期井队为提高机械钻速，排量增大至65L/s，钻井液粘度较高，切力较大。（3）现场操作人员为防止跑浆，将筛网目数从80目降到了40目。（4）拆卸检查发现：一侧振动电机偏心块角度与另一侧不一致；筛网张紧装置松动；橡胶减振弹簧其中两个已产生明显永久变形。请根据以上信息，综合分析：（1）振动筛剧烈跳动和异响的根本机械原因是什么？应如何处理？（2）分析跑浆的流体力学及设备操作原因，并给出合理的工艺调整建议。（3）评价操作人员将筛网降至40目的做法是否合理？为什么？应如何正确选择筛网？106.某井队使用卧螺离心机处理加重钻井液（密度1.80g/cm³），离心机在运行约2小时后，主控制柜扭矩报警，随后设备自动停机。现场操作人员尝试重新启动离心机，主电机启动困难，转鼓转动迟缓，伴随沉闷摩擦声。已知条件：（1）离心机进料管线上安装有螺杆泵，但未安装流量计，操作人员凭经验手动调节进料阀门开度。（2）离心机差速器为机械齿轮式，主电机采用变频控制。（3）拆卸检查发现：转鼓内部固相已严重板结，螺旋叶片边缘有严重的摩擦发亮痕迹；主轴承温度较高；底部排渣口有少量干结的泥块掉出。请根据以上情况综合分析：（1）导致离心机扭矩报警停机的直接原因是什么？（2）从操作工艺、设备保护、钻井液特性三个维度深入分析造成此次故障的深层原因。（3）针对此类情况，制定该离心机正确的操作规范和维护保养措施，以防止再次发生类似故障。参考答案及评分标准一、单项选择题（每小题1分，共40分）1.A2.A3.C4.A5.B6.C7.B8.C9.B10.B11.C12.B13.D14.A15.C16.C17.D18.A19.B20.C21.B22.C23.D24.B25.B26.C27.B28.B29.B30.B31.A32.C33.C34.B35.B36.B37.B38.B39.B40.C二、多项选择题（每小题2分，共30分。错选、多选、少选均不得分）41.ABCDE42.BCE43.AB44.ABD45.ABDE46.ABCD47.ABCD48.AC49.ABCDE50.ABDE51.BCE52.ABC53.ACD54.ABE55.ABC三、填空题（每小题1分，共20分）56.有用；无用57.半幅（或最大位移）58.反59.真空；常压（或离心）60.高61.74（或40-74之间均可视为对，标准答74）62.斜纹63.低速64.小65.真空减压66.267.（或）68.扭转69.振动筛70.溢流71.伞72.激振力73.分离（或澄清）74.0.275.除气四、判断题（每小题1分，共20分）76.√77.×78.×79.√80.×81.×82.√83.√84.×85.×86.×87.√88.√89.√90.×91.√92.×93.×94.√95.×五、简答题（每小题5分，共30分）96.答：钻井液固控系统的基本原理是利用机械物理方法（如重力、离心力、振动筛分等）将钻井液中的无用固相（钻屑、砂粒等）分离出来，保留有用固相（如膨润土、重晶石）和液相，以维持钻井液性能稳定。（1分）各级设备分离对象及粒径范围：（1）振动筛：分离大于74微米的大颗粒钻屑及砂粒。（1分）（2）除砂器：分离74至2000微米的中等颗粒砂粒。（1分）（3）除泥器：分离10至74微米的细小颗粒泥砂。（1分）（4）离心机：分离2至10微米的极细颗粒胶体及粘土，加重泥浆中也可回收重晶石。（1分）97.答：（1）检查转鼓及螺旋推料器有无卡阻，手动盘车应转动灵活无干涉。（1分）（2）检查各润滑点（主轴承、差速器）油位或润滑脂是否充足，油质是否良好。（1分）（3）检查皮带张紧度是否合适，防护罩是否安装牢固。（1分）（4）检查进料阀门是否处于关闭或微开状态，冲洗水阀门是否打开。（1分）（5）检查控制柜电气线路无松动，仪表及报警联锁系统正常，确认过载保护设定正确。（1分）98.答：可能原因及解决措施：（1）筛网目数选择不合理：目数过大导致透网率低。措施：根据钻井液性能和排量合理降低筛网目数。（1分）（2）钻井液粘度、切力过高：导致钻井液不易透网。措施：通过加入处理剂改善钻井液流变性，降低粘切。（1分）（3）处理量过大：超过振动筛的设计处理能力。措施：适当降低排量或增加并联振动筛数量。（1分）（4）筛网张紧度不够：产生二次振动，影响排屑。措施：重新紧固筛网张紧装置。（1分）（5）振动电机激振力不足或倾角不对：导致排屑速度慢。措施：调整偏心块角度增加激振力，或调整筛箱倾角。（1分）99.答：（1）伞状喷射：底流呈伞状喷射，含有部分液体。代表正常工况，分离效率高。调整方法：保持进料压力和底流口开度稳定。（2分）（2）绳状排底流：底流呈连续的绳状或柱状，几乎没有液相喷出。代表进料浓度过高或底流口过小，分离效率下降，容易堵塞。调整方法：降低进料固相浓度，或调大底流口直径。（2分）（3）底流跑浆（湿底流）：底流呈大量液柱流出。代表底流口磨损过大或溢流管堵塞。调整方法：更换磨损的底流嘴，或清理溢流管堵塞物。（1分）100.答：工作原理：真空除气器利用真空泵在真空罐内抽成负压（真空度通常为0.03~0.05MPa），含气钻井液被吸入真空罐后，在真空负压环境下，气体在液相中的溶解度降低并膨胀破裂，通过抽气口排出，脱气后的钻井液由排液泵或射流泵排出。（3分）操作注意事项：（1）启动前应检查真空泵油位，排液泵叶轮转动灵活。（1分）（2）运行中注意观察真空表读数，真空度不得过低，否则影响除气效果。（1分）101.答：低密度固相（钻屑、劣质土）的危害：（1）导致钻井液密度、粘度、切力异常升高，流变性变差，导致泵压升高，钻速下降。（1分）（2）形成厚而疏松的泥饼，导致失水量增大，易引起井壁坍塌或卡钻。（1分）（3）磨损钻头、钻具及泥浆泵易损件，缩短设备寿命。（1分）固控系统的重要作用：（1）有效清除无用固相，控制低密度固相含量在合理范围内，维持钻井液流变性稳定。（1分）（2）回收重晶石和有用液相，降低钻井液维护成本，减少废弃物排放。（1分）六、计算题（每小题10分，共30分）102.解：已知：转鼓直径D=450mm=0.45m（1）转鼓半径R：（3分）（2）角速度ω：（4分）（3）分离因数：（3分）答：该离心机的角速度为188.50rad/s，转鼓半径为0.225m，分离因数约为814.68。103.解：已知：原浆体积=1.5，原浆密度=1.20g/c根据题意，先计算加入重晶石的体积：（3分）代入数据：（4分）重晶石的质量m为：（3分）答：需要加入重晶石的质量约为701.40kg。104.解：已知：除砂器总进料流量Q=120/h，底流流量进料固相质量分数=15，底流固相质量分数=60，溢流固相质量分数=10（1）计算进料中的固相质量：（3分）（2）计算底流中的固相质量：（4分）（3）计算底流固相回收率η：（3分）答：该除砂器的底流固相回收率约为16.67%。七、综合应用与故障分析题（每小题15分，共30分）105.答：（1）振动筛剧烈跳动和异响的根本机械原因及处理：根本机械原因：两侧振动电机偏心块角度不一致，导致两侧产生的激振力方向和大小不同步，破坏了直线运动轨迹，产生扭转力矩；同时橡胶减振弹簧永久变形导致刚度不一致，筛箱受力不均，引发剧烈跳动和异响。（3分）处理措施：立即停机。拆卸两侧振动电机护罩，重新调整偏心块角度，确保两侧激振力大小、相位完全一致。更换所有已变形和老化的橡胶减振弹簧，保证四角弹簧刚度一致。紧固筛网张紧装置。（3分）（2）跑浆的流体力学及