精品纸质作业石油钻采设备及工艺答案文档格式.docx
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（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。
10、何谓地质录井工作？
目前常用的方法有哪些？
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§
1-2钻井方法1、简述转盘旋转钻井法中起升系统的组成及功能。
起升系统：
由井架、天车、游车、大钩及绞车组成，以悬持、提升和下放钻柱。
2、简述转盘旋转钻井法破碎岩石、取出岩屑的过程。
破碎岩石：
（1）工作时，动力机驱动转盘，通过方钻杆带动井中钻杆柱，从而带动钻头旋转。
（2）控制绞车刹把，可调节由钻杆柱重量施加到钻头上的压力（钻压）大小，使钻头以适当压力压在岩石面上，连续旋转破碎岩层。
取出岩屑：
在连续旋转破碎岩石的同时，动力机驱动钻井泵，使泥浆经由地面管汇－水龙头－钻杆柱内腔－钻头－井底－环形空间－泥浆槽－泥浆池，进行钻井液循环，以连续带出被破碎的岩屑。
3、钻井的实质是什么？
从地面钻一孔道直达油层，即钻井。
究其实质，钻井就是：
（1）破碎岩层；
（2）设法取出岩屑，继续加深钻进。
4、简述涡轮钻具的工作原理。
涡轮钻具是一种特殊结构的井下动力钻具。
它下接钻头，上接钻杆柱。
工作时，钻井泵将高压钻井液经钻杆柱内腔泵入涡轮钻具中，驱动转子并通过主轴带动钻头旋转，实现破岩钻进。
涡轮钻具钻井的地面设备同转盘钻。
但钻杆柱是不转动的，故节约了功率，磨损小，事故少，使用寿命长，特别适用于钻定向井和丛式井。
5、简述螺杆钻具的工作原理。
螺杆钻具是一种由高压钻井液驱动的容积式井下动力钻具。
原理：
压力钻井液驱动转子（螺杆）在衬套中转动，带动装在下端的钻头破岩钻进。
特点：
钻杆柱不转动，特别适用于定向井、丛式井，且可做成小尺寸钻具，用于小井眼和超深井钻井；
螺杆钻具结构简单，工作可靠，能提供大扭矩、低转速。
6、转盘旋转钻井法与井下动力钻具旋转钻井法的主要区别是什么？
1、转盘旋转钻井法是通过地面动力驱动转盘带动钻杆柱旋转从而带动井下钻头旋转破碎岩石，随着钻井深度的增加，钻杆柱在井中旋转不仅要消耗过多的功率，且容易引起钻杆折断事故；
而井下动力钻具钻井法是利用其它动力带动井下钻头旋转破碎岩石，而钻杆不转动。
§
1-3钻井工艺过程一口井从开钻到完钻，实质上是要做好哪几件事？
一口井从开钻到完钻，实质上是要做好如下三件事：
一是破碎岩石；
二是取出岩屑，保护井壁；
三是固井和完井，形成油流通道。
2、简述井身结构的概念。
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。
一口井的井身结构是根据已掌握的地质情况和要求的钻井深度在开钻前拟定的。
3、简述钻井过程中下入导管、表层套管、技术套管和油层套管的目的或作用。
导管：
防止地表土层垮塌，引导钻头入井，并导引上返的钻井液流入钻井液池。
导管下入的深度通常为20～40m。
表层套管：
下入表层套管的目的在于加固上部疏松岩层的井壁和安装防喷器，为下一步钻井提供良好条件，一般深度为30～100m，最深可达300～400m。
技术套管：
位于表层套管以内的套管。
下技术套管是为了隔绝上部的高压油、气、水层或漏失层及坍塌层。
（1）深井、超深井及地质情况复杂时，需下多层技术套管。
（2）在满足钻井工艺要求的前提下，为节省钢材，应少下或不下技术套管。
油层套管：
下入井内的最后一层套管，形成坚固的井筒，使生产层的油或气由井底沿这层套流至井口。
4、简述钻具组合的概念。
钻具组合，或叫钻具配合：
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、钻杆和方钻杆配合连接起来组成钻柱。
合理的钻具配合是确保优质快速钻井的重要条件。
5、钻前工程中井口准备工作都有哪些内容？
鼠洞和小鼠洞的主要用途各是什么？
第一平井场，打水泥基础；
第二钻井设备的搬迁和安装。
第三井口准备工作：
下导管和钻鼠洞。
第四备足钻井所需各种器材，如钻杆、钻铤、钻头及钻井泵必要的配件等。
鼠洞是用来在钻井过程中存放方钻杆。
小鼠洞是用来在钻进过程中接单根时存放单根。
6、何谓固井？
固井工作包括哪些内容？
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。
依井身结构不同，钻井过程中一般需要进行多次固井工作。
整个固井工作包括套管柱设计，下套管和注水泥。
7、何谓完井？
常用的完井方法有哪些？
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。
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。
1、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。
1-4钻井中的几种事故简述井漏的原因、表现、及应对措施。
造成井漏更具体的原因：
钻遇疏松地层，开泵过猛而蹩漏；
钻遇渗透性地层，如渗透性良好的砂岩，发生渗透性漏失；
钻遇地层断裂带或裂缝，如石灰岩裂缝发育地层，或右灰岩大溶洞时，发生井漏。
井漏会使泥浆池液面下降，井口返出泥浆量减少，甚至循环失灵。
发生井漏时首先应设法提高泥浆粘度、切力，相应降低泥浆比重和泵的排量。
严重漏失时，应在泥浆中加入堵漏物质，封堵漏失层。
2、简述井喷的原因及预防措施。
当钻遇到高压油、气、水层时，由于油、气、水层的压力大于钻井液柱压力，容易造成井喷。
为防止井喷，除应事前做好地质预告工作外，尚应在钻井时采取调整钻井液性能，安装井口设备〈防喷器〉。
3、简述卡钻的主要类型及其原因。
卡钻是井中常发生的事故，依成因不同可分为：
沉砂卡钻；
落石卡钻；
地层膨胀卡钻；
泥饼卡钻；
键槽卡钻；
其它尚有泥包卡钻，落物卡钻等。
1-5钻井技术1、简述机械钻速及其影响因素。
机械钻速指的是纯钻进时每小时进尺数，米/小时。
影响机械钻速的因素很多，除了钻头类型、水力功率利用等因素外，主要是钻压、转速、排量和钻井液性能。
一般说来，钻速随钻压增大而加快。
机械钻速基本上随转速成比例地提高，在浅井软地层更是如此。
井底岩屑未被钻井液及时冲洗干净之前，增大排量可使钻速随之提高。
当排量大到己足以洗净井底、并携带岩屑上返地面时，再增大排量对钻速的影响就不显著了。
钻井液性能
比重大，井中液柱对岩石的压力加大，岩石被压愈紧，愈难以破碎，机械钻速会下降。
粘度和切力大，清洗井底的能力减弱，也会使钻速下降。
此外，钻井液中固相物质含量少，钻井液中含少量原油〈15%～20%〉则能提高机械钻速。
2、钻井液的性能通常用哪些指标表示？
钻井液性能通常用比重、粘度和切力表示。
3、简述钻井液在钻井过程中的主要作用及对机械钻速的影响。
钻井液被称为钻井的血液。
在钻井过程中，它起着冲洗井底、携带岩屑、保护井壁、冷却钻头和平衡地层压力的作用。
4、钻头水眼处流出的喷射流可以用哪些参数表征？
钻头水眼处流出的喷射流，可以用喷射速度、冲击力和水功率三个参数来表征。
5、喷射式钻井主要有哪些工作方式？
三种工作方式：
最大喷射速度、最大冲击力、最大钻头水功率。
6、简述满眼钻井原理。
满眼钻井法，又叫刚性配合法，这是我国在石油矿场广泛采用的快速钻直井的重要措施。
1、钻具下部的钻铤，在钻压作用下会产生弯曲，使钻具在井内不居中，导致产生井斜。
通过在钻铤弯曲处加上扶正器〈用硬质合金块焊成〉增加受压部分刚度，使钻具居于井眼中心，防止井斜，此即满眼钻井原理。
1-6定向钻井与丛式钻井何谓定向钻井？
何谓丛式钻井？
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。
2、简述定向井剖面组成。
定向井剖面是由直井段，增斜、稳斜、降斜井段依用途采取不同的组合而成。
第二章
（重点
了解钻机的结构组成、类型、特点，驱动类型，传动方式，基本参数及我国石油矿场正在使用的几种石油钻机，并了解几种机械驱动和电驱动钻机的特点和技术性能）1、一套钻机主要由哪八大系统组成？
一套钻机主要由：
起升系统、旋转系统、泥浆循环系统、动力设备、传动系统、控制系统、钻机底座、钻机的辅助设备等八大系统组成。
2、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。
1、作业题：
（重点了解钻机井架的功能、钻井工艺对井架的要求、钻机井架的类型和特点）§
3-1钻井井架钻机井架的功能有哪些？
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。
2、钻井工艺对井架有哪些要求？
（1）足够的承载能力：
保证能起下一定深度的钻杆柱和下放一定深度的套管柱；
其中足够意即，与钻机大钩公称起重量（最大钻杆柱重量）及大钩最大起重量相适应；
（2）足够的工作高度和空间、足够的钻台面积：
工作高度越高，起下的立根长度越长，可以节省时间；
（3）拆装方便、安全，移运迅速。
3、钻机井架有哪些类型？
各有何特点？
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。
前开口井架：
结构简单，拆装安全、方便，移运迅速，整体稳定性优于A形井架；
A形井架：
拆装方便、安全，移运迅速，钻台宽敞，司钻视野开阔；
1、塔型井架：
制造容易，整体稳定性好，承载能力大，井架内部空间大，司钻视野较好。
3-2天车、游车、大钩和钢丝绳钻机游动系统由哪些部分组成？
其特点是什么？
天车、游车、钢丝绳和大钩，通常称为游动系统。
天车、游动滑车用钢丝绳联系起来组成复滑轮系统。
它可以大大降低快绳拉力，从而大为减轻钻机绞车在钻井各个作业（起下钻、下套管、钻进、悬持钻具）中的负荷和起升机组发动机应配备的功率。
2、钻井作业对大钩的功能有哪些要求？
1、钻井工作对大钩的要求：
应具有足够的强度和工作可靠性；
钩身能灵活转动，以便上、卸扣；
大钩弹簧行程应足以补偿上、卸钻杆扣时的距离；
钩口和侧钩的闭锁装置应绝对可靠、启闭方便；
大钩应有缓冲减震功能，减小拆卸立根时的冲击。
3-3钻井绞车钻机绞车由哪些主要部件组成？
（1）滚筒、滚筒轴总成，这是绞车的核心部件；
（2）制动机构，包括机械刹车和水刹车（电磁刹车）；
（3）猫头和猫头轴总成，用以紧卸丝扣、起吊重物；
重型钻机绞车上还包括捞砂滚筒，用以提取岩心筒；
（4）传动系统，引入并分配动力和传递运动，对于内变速绞车除传动轴及滚筒轴、猫头轴外，还包括链条、齿轮、轴系零件及转盘中间传动轴等；
（5
）控制系统，包括牙嵌、齿式、气动离合器、司钻控制台，控制阀件等，属于钻机控制系统的组成部分；
（6）润滑系统，包括黄油润滑、滴油润滑和密封传动、飞溅或强制润滑；
（7）支撑系统，有焊接的框架式支架或密闭箱壳式座架。
2、钻机绞车的功用有哪些？
（1）起下钻具、下套管；
（2）钻进过程中控制钻压、送进钻具；
（3）借助猫头，上、卸钻具丝扣，起吊重物及进行其他辅助工作；
（4）充当转盘的变速机构或中间传动机构；
（5）整体起放井架。
3、如何选用钻机绞车？
一台钻机采用何种结构类型的绞车与多种因素有关，主要有：
（1）功率大小，主滚筒是否上钻台，如何安装移运；
（2）变速方式，绞车内还是绞车外变速，这与整机传动方案有关，需统一考虑：
轻中型多为绞车外变速；
重型、超重型钻井绞车多采用绞车内变速；
（3）倒车方式（绞车外还是绞车内倒车）；
（4）猫头种类和数量；
猫头轴是否惯性刹车；
离合器数量及布置；
（5）是否充当传动盘的中间结构、变速结构；
（6）润滑方式，黄油、滴油、飞溅或是强制润滑；
（7）控制方式（一般采用集中气控制、气排挡）；
（8）驱动类型。
第四章
（了解钻井工艺对转盘、水龙头及泥浆净化系统的基本要求及相关设备的结构特点）§
4-1转盘钻机转盘要完成的主要工作有哪些？
钻井过程中，转盘要完成如下工作：
（1）转动井中钻具，传递足够大的扭矩和必要的转速；
（2）下套管或起下钻时，承托井中全部套管柱或钻杆柱重量；
（3）完成卸钻头、卸扣，处理事故时倒扣、进扣等辅助工作；
（4）涡轮钻井时，转盘制动上部钻杆柱，以承受反扭矩。
2、钻井作业对钻盘的基本要求有哪些？
为保证转盘能实现上述职能，要求：
（1）转盘的主轴承有足够的强度和寿命；
（2）转台和锥齿轮能传递足够大的扭矩，能倒转，能可靠地制动；
（3）密封性好，严防外界的泥浆、油水污液渗入转盘内部，减缓齿轮和轴承的磨损。
3、钻机转盘的主要特性参数有哪些？
（1）通孔直径
转盘通孔直径是转盘的主要几何参数，比第一次开钻时最大号钻头直径至少大10mm；
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（2）最大静载荷
转盘上能承受的最大重量，应与钻机的最大钩载相匹配；
该载荷经转台作用到主轴承上，因此决定着主轴承的规格；
（3）最大工作扭矩
转盘在最低工作转速时应达到的最大工作扭矩，决定着转盘的输入功率及传动零件的尺寸；
（4）最高转速
转盘在轻载荷下允许使用的最高转速；
（5）中心矩
转台中心至水平轴链轮第一排轮齿中心的距离。
4-2水龙头1、钻机水龙头要完成的主要工作有哪些？
水龙头通过提环挂在大钩上，可随大钩运行而上提下放；
下部接方钻杆，连接下井钻具；
上部通过鹅颈管与水龙袋相连。
水龙头是提升、旋转、循环三大工作机组相汇交的“关键”部件
2、钻井作业对水龙头的基本要求有哪些？
对水龙头的要求：
（1）水龙头的主轴承必须具有足够的强度和寿命（因为水龙头的主轴承几乎是在全部钻具重量下振动、旋转，工作条件十分恶劣）；
（2）高压钻井液密封系统（或称冲管总成）必须工作可靠，寿命长，更换快速、方便；
（3）机油密封良好，能制动补偿工作过程中密封元件的磨损；
（4）各承载零件，如提环、壳体、中心管等，应具有足够的强度和刚性。
3、钻机水龙头的主要特性参数有哪些？
（1）最大静载荷：
水龙头的主要受力件，如主轴承、提环等，所能承受的最大载荷，它应等于或大于钻机的最大钩载。
水龙头常以最大静载荷定型号，如SL-450（tf）等。
（2）中心管通孔直径：
国产水龙头中心管、冲管直径均为75mm。
（3）最高转速：
水龙头许用最高转速，应与转盘的最高转速相一致；
（4）最大工作压力：
水龙头最大工作压力应与钻井泵、高压管汇、水龙带相匹配；
（5）中心管接头下端螺纹规格、轴承型号和尺寸等。
4、水龙头的功用有哪些？
（1）悬持旋转着的钻杆柱，承受大部分乃至全部钻具重量；
1、
（2）向转动着的钻杆柱内引输高压钻井液；
4-3顶驱钻井系统顶驱钻机有何主要优点？
和转盘－方钻杆旋转钻井法相比，顶驱钻井系统旋转钻井法具有下述主要特点：
（1）系统直接采用立根（28m）钻进，减少了2/3钻柱连接时间；
（2）起下钻时，顶驱钻井系统可在任意高度立即循环钻井液，实行倒划眼起钻和划眼下钻，大大减少了卡钻事故；
（3）系统具有遥控内部防喷器（IBOP），钻进或起钻如有井涌迹象，可即时实施井控，大大提高了在复杂地层、钻井事故地区钻井的安全性。
（4）顶驱系统以28m立根钻定向井、丛式井、斜井时，不仅减少了钻柱连接时间，还减少了测量次数，容易控制井底马达的造斜方位，节省了定向钻井时间，提高了钻井效率；
（5）顶驱系统配备了钻杆上卸扣装置，实现了钻杆上卸扣操作机械化，快捷便捷、安全可靠。
不用转盘、方钻杆，避免了接单根钻进的频繁常规操作，不仅节省了时间，且大大减轻了钻井工人的体力劳动强度，降低发生人身事故的机率。
（6）系统可连续取芯28m，改善了取芯条件，提高了取芯质量；
2、交流变频顶驱系统有何优点？
AC变频顶驱系统的主要优点（相对于AC-SCR-DC直流电机驱动）
（1）AC电动机效率可高达96％～97％，经济性好；
（2）AC电动机没有电刷，工作时不会产生火花，防爆，钻井安全；
经久耐用，维护保养简单；
质量轻、体积小、占用空间少；
（3）AC变频驱动，可精确调节工作转速与输出扭矩，具有更好的调节性能。
（4）AC变频驱动零转速时具有全制动扭矩，可保证钻井安全，过载能力强，1min内可承受额定载荷150％过载载荷。
4-4泥浆净化装置1、泥浆净化系统一般有哪些主要部分组成？
泥浆净化装置是钻井液循环系统中的重要组成部分，其基本作用是减少或控制泥浆中固体颗粒的含量，以便改善钻井泵和其它设备的工作条件，提高钻井效果。
钻井过程中，从井底返回地面的泥浆中含有大量的岩屑和砂粒，经过泥浆池和沉淀池的自然沉降，其中的固相颗粒只能稍稍减少，继续使用这种泥浆，必然会有相当一部分岩屑和砂粒随泥浆进入钻井泵，并被再次送入井底，造成钻井泵易损件和钻头寿命大大缩短，钻头进尺减少，钻速显著降低，甚至会造成钻井过程中钻杆遇卡事故。
采用合适的泥浆净化（或固相控制）系统，设法控制和尽可能降低泥浆中的固相含量，使泥浆净化，对于改善钻井泵、钻头和钻具的工作条件、钻井时改善涡轮钻具的工作条件、减少磨损等，都具有十分重要的意义。
泥浆振动筛是固控系统中的关键设备，自井筒中返回的泥浆首先进入筛中，清除掉较大的固体颗粒。
水力旋流器
离心分离机主要用于回收加重泥浆中的重晶石，及非加重泥浆中的液体或化学药剂，清除0～8um左右的细粉砂。
泥浆除气器
离心分离机第五章
（了解钻机驱动设备的类型及工作特点）1、什么叫动力机的外特性曲线
所谓动力机的外特性，指的是扭矩M随转速n而变化的规律性，即M=f（n），常用曲线描述，称为外特性曲线。
2、柴油机用作钻井设备动力的主要特点是什么？
（1）不受地区限制，具有自持能力（只要自带燃料都可工作）。
（2）产品系列化后，不同级别钻机，可采用所谓“积木式”，即增加相同类型机组数目的办法，以增加总装机功率，从而减少柴油机品种。
（3）在性能上，转速可平稳调节，能防止工作机过载，避免出设备事故。
装上全制式调速器，油门手柄处于不同位置时，即可得到不同的稳定工作转速。
当外载增加超过Mmax时，柴油机便越过外特性上稳定工作点而灭火，不致造成传动机构或工作机因过载而损坏。
（4）结构紧凑，体积小，重量轻，便于搬迁移运，适于野外流动作业。
（5）不足：
扭矩曲线较平坦，适应性系数小（1.05~1.15），过载能力有限；
转速调节范围窄（1.3~1.8）；
噪音大，影响工人健康；
与电驱动比较，驱动传动效率低，燃料成本高等。
第六章
（了解往复泵的分类、了解往复泵的瞬时流量和平均流量及流量不均度的概念，掌握往复泵的工作原理、结构特点以及流量、压力、功率、效率的计算方法，了解往复泵空气包的作用及原理）1、往复泵按用途可分为哪些类型？
按用途的不同，石油矿场用往复泵往往被冠以相应的名称，例如：
在钻进过程中，为了携带井底的岩屑和供给井底动力钻具的动力
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