也称为有用冲程。

4. 第四冲程——排气冲程：排气冲程的目的是清除缸内的废气。活塞向上移动，排气阀被打开，这时，因气缸里的压力大于外界压力，已经作功的废气便开始排出，气缸内的气体压力迅速下降。

（三）柴油机的启动，运转和停车操作要求 1. 柴油机的启动

1） 打开气源阀门，将油门手柄大约调到怠速范围内。

2） 按下自动停车扳杆手柄，使自动停车装置拨叉与齿条上的挡块脱开，使油泵齿条处于供油位置。

3） 按下启动按钮，预供油泵开始泵油，当油压达到规定的压力时使气马达运转，驱动柴油机着火启动。每次启动时间不得超过15s。如三次不能启动，则应查明原因。

4） 启动后，应立即松开启动按钮，并用停车手柄控制齿条，以免转速瞬时上升。

5） 待柴油机转速调到怠速正常后，松开自动停车手柄，关闭气源阀门，并观察仪表所指示的参数。

6） 用电马达启动时，首先用手动预供油泵泵油，按下启动按钮，使马达带动柴油机点火启动。注意：每次启动时间不得超过5s，如三次不能启动，应查明原因。

2. 柴油机的运转

1） 柴油机启动后应先空载运行，并检查机油压力及水泵供水是否正常；柴油机外观状况不得有漏油、漏水、漏气现象，所有的零件固定牢固；排气管及呼吸器排烟正常，无异常响声。

柴油机带上负荷后，即投入了正常运转。这时应注意仪表板上各仪表的数值。 2） 柴油机连续长时间使用时，负载不得超出规定的持续功率；当连续运行不超过12h时，负载不得超过规定的标准功率。

3） 新机初期运行50h后，应更换全部机油并清洗油底壳和机油滤清器。 3. 柴油机的停车

1） 停车的具体步骤：卸去负荷，逐渐降低转速，怠速运转约5min，使各部分慢慢冷却到40℃以下，再将停车柄扳到停车位置。

2） 停车时注意事项

（1）正常情况下严禁带负荷停车。

（2）冬季停车后，若长时间不用，应适时放掉冷却水；若环境温度低于机油

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凝固点时，也应放出机油。

（3）特殊情况下紧急停车后，应立即打开气缸盖放气螺塞，用人力盘车2～3圈。

二、 传动系统

传动系统是由动力机与工作机之间的各种传动设备（联动机组）和部件组成，有的很简单，如单独驱动；有的则比较复杂，有各种并车、变速、倒车机构。不可调速的动力机不能满足绞车和转盘的要求，传动系统就是要解决变速变矩的问题。

(一) 传动系统的功用

钻机传动系统的基本功用是将发动机发出的动力分别传送给各工作机，即绞车、转盘、钻井泵等。工作机的动力来自发动机，但是发动机的输出轴不能直接和工作机的轴相连，这是因为发动机的驱动特性与工作机的使用要求之间存在着一定的矛盾。传动系统就是用来将发动机的动力按工作的要求分别传给各工作机组，以解决发动机驱动特性与使用要求之间的矛盾。

三、 柴油发电机组

柴油发电机组是由柴油机带动的一种同步发电机组。由于柴油机轴上输出的是周期性脉动转矩，使得发电机在剧烈振动条件下工作。为使转速均匀和避免出现共振，柴油发电机组应具有合适的飞逸力矩。它的转子是一对磁极，定子是安放了发电用的绕组，通常它是三相的，线圈产生相对运动，线圈的导体切割了磁力线，因而在线圈中产生了感应电动势，也就是说发了电。将这个电动势安上用电设备，即可供电工作。

（一）柴油发电机组的使用要求

1. 发电房严禁使用易燃材料建造，要做到内外无油污、无污水、清洁卫生。 2. 柴油机、发电机固定螺丝要齐全、紧固，仪表齐全、准确。

3. 各个铁壳电器控制开关要保持完好，接地良好，接地电阻不超过4Ω. 4. 冷车启动器（电瓶）要做到清洁卫生，接线紧固。

5. 启动前，应检查控制设备各开关是否断开，变阻器的手柄是否已转到合适位置；熔断器是否完好。

6. 要加满冷却水，加入足够的机油。

7. 启动前，摇转曲轴使运动机件得到润滑，并检查内燃机和发电机的运转部分是否正常。

8. 当柴油机温度正常，机油压力正常，转速稳定时，发电房即可进行供电。

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第五节 气控系统

根据钻井工艺要求，钻机在进行钻进、循环钻井液、起下钻具、处理事故等多项作业时，为保证钻机各部分协调、准确、迅速地完成钻井的各个工艺过程，分别安装有控制设备。钻机的控制系统按控制方式分为机械控制、气动控制、液压控制、电控制及综合控制等几种。目前最常用的是气动控制。

一、 气控系统的功能

1. 控制柴油机的启动、停车、调速和并车。 2. 控制绞车、转盘、钻井泵的启动与停车。 3. 控制绞车、转盘的转速和转动方向。 4. 控制滚筒刹车。

5. 控制气动卡瓦、气动大钳等起下钻操作机械。

6. 控制气动绞车、防碰天车装置、自动送钻装置及井口防喷装置。 7. 控制空气压缩机、发电机、搅拌机等装置。 二、 钻机气控系统的组成 气控系统主要由以下四部分组成： 1. 供气机构

将某种动力机（如电动机、内燃机）的机械能转换为气体的气压能的转换设备属供气机构，主要由空压机、储气罐及空气处理装置等组成，用以提供压缩空气。

2. 发令机构

发令机构主要由发出控制命令的各种手柄、按钮、踏板等开关组成，可切断或接通气源，达到控制目的。

3. 传令机构

传令机构主要由传递控制信号的各种管线、接头、控制供气方向和大小的阀件、杠杆等组成。这是气控制的中间机构，也是钻机控制中易出故障的关键部位。

4. 执行机构

执行机构是将输出的气体气压转换为机械能的转换设备。气控制的各种执行机构由各种气动设备和元件组成，如离合器、刹车气缸、风动马达等。其作用是在压缩空气的推动下，使机构产生运动，从而达到执行控制的目的。

三、 气源设备

气源设备是为钻机气控系统提供干燥、清洁的压缩空气的装置。为了保证各控制元件、执行元件及输气管道不卡堵、不锈蚀和在冬季不发生冻结现象，对钻

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机气控系统用的压缩空气必须有一定的清洁度和干燥度。

气源设备由以下三部分组成： 1. 空气压缩机

空气压缩机是将机械能转换为气压能的装置。空气压缩机的种类很多，石油钻机中常用往复活塞空气压缩机。它单独由电动机驱动，也可与钻机动力机联动。在现场，称前者为电动压风机，后者为自动压风机。

2. 压缩空气处理装置

1） 冷却器：安装在空气压缩机出口管道上，用于使高温的压缩空气冷却并除去其中所含的水分。

2） 油水分离器：利用离心旋转或环形回转等方式，分离压缩空气中凝聚的水份、油份等杂质，是压缩空气的初处理装置。

3） 干燥器：用来进一步吸收和排出压缩空气中的水份及油份。干燥方法主要有离心分离法、吸附法和冷冻法几种。离心分离法系迫使压缩空气强烈旋转，在离心力的作用下析出空气中的水滴、油滴和尘埃。吸附法系采用吸附剂的吸附能力，吸附压缩空气中的水份。冷冻法是利用制冷设备使空气冷却到较低温度，析出空气中的水份。

4） 除尘器：采用压缩空气通过过滤材料的办法，除去压缩空气中的微小尘埃颗粒，以满足压缩空气清洁度的要求。

3. 储气罐

储气罐是储存压缩空气的容器。钻机气控系统中多采用卧式储气罐。 储气罐的作用是消除压力波动，保证输出气流的连续性和气压的稳定性；储存一定的数量的压缩空气，以备发生故障时进行应急处理。

四、 钻机气控系统的使用要求

1. 气控系统的工作压力应保持在规定的范围内。

2. 要防止压缩空气的漏失。在工作时，应密切注意各气控元件以及管线接头等密封情况。在动力机停止运转时，不允许有空气漏失声，气路系统的压力降应限制在允许的范围内。

3. 当发现气控阀件工作失灵时，不要不加分析就随便拆开阀件，应先检查进气管路是否堵塞，如畅通，方可打开阀件进行检查。

4. 要定期检修各气控系统。当钻完一口井或经过一定的工作时间（最长不超过三个月）后，应对整个气控系统进行一次维护保养。

5. 冬季气温低，容易因管线冻结而使气路失灵，因此，需采取确保供气质量措施以防冻结。

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