完修井作业和井下工具
石油井下修井作业管理方法及修井技术措施
石油井下修井作业管理方法及修井技术措施修井作业是指对已经完钻、完井的油井进行修复、改造和调整，使其恢复或提高产能的作业过程。
石油井下修井作业需要采取科学、熟练的管理方法和技术措施，以确保作业的顺利进行和工作的安全高效。
以下是石油井下修井作业的管理方法及修井技术措施。
一、修井作业管理方法：1.详细的修井计划：修井作业前需要制定详细的修井计划，包括工作进度、作业内容、所需材料和人员配置等，以便整个修井作业能够有条不紊地进行。
2.合理的作业时间安排：根据油井的具体情况和修井目标，合理安排修井作业的时间，确保作业过程中能够充分利用时间、提高工作效率。
3.严格的质量控制：修井作业中需要严格控制作业质量，保证修井结果的可靠性和稳定性。
4.全面的安全管理：修井作业涉及到高风险的工作环境，需要全面进行安全管理，包括人员培训、安全设备配备、安全操作规范等。
5.及时的沟通和反馈机制：修井作业进行过程中，需要及时进行沟通和交流，及时反馈作业情况，保障修井作业的顺利进行。
二、修井技术措施：1.钻井技术：修井作业中涉及到钻井技术，包括钻井液的调配、循环系统的建立和操作、钻具的选择和使用等。
钻井技术的合理应用和操作，能够提高修井的效率和质量。
2.固井技术：修井作业中需要进行固井作业，确保井下的封隔效果和安全性。
固井技术包括固井液的准备和调配、固井材料的选择和使用、固井水泥的注入和浆液性能的控制等。
3.井身完整性管理：修井作业中还需要进行井身完整性管理，以防止油井的漏失和油藏污染。
井身完整性管理包括井下环境监测、井筒腐蚀的预防和控制、井身修复和强化等。
4.采油工艺调整：有些情况下，修井作业还需要进行采油工艺的调整，以提高油井的采油效率。
采油工艺调整包括提高油井产能、改善油井动力系统、调整油水井油水比例等。
5.井下工具和装备的维护和更新：修井作业需要使用各种井下工具和装备，包括钻具、固井工具、井下设备等。
对这些工具和装备进行定期的维护和更新，以保障修井作业的顺利进行。
钻完井常用工具介绍
第三部分.常用打捞工具
得也愈紧，整个重量由卡瓦传递给筒体。 筒体的宽锯齿螺纹和卡瓦的内外螺纹均为左旋螺纹。卡瓦愈 筒体配合后，也由控制卡或控制环约束了他的旋转运动，所 以释放落鱼时只要施加一定压力，顺时针方向旋转捞柱，即 可将捞筒由落鱼上退出，由于抓捞牙为多头左旋螺纹，退出 的速度较快。 4、操作方法：筒体内无论是装螺旋卡瓦或篮式卡瓦，打捞 作业过程中打捞和释放落鱼退出捞筒的操作是相同的。
4.1.7 起钻前将落鱼提离井底0.5～0.8m，猛刹车2～3次，证 明落鱼卡牢即可起钻。
4.1.8 起钻拆卸管柱时，不能用转盘卸扣，可采取旋绳、链子
第三部分.常用打捞工具
旋绳器或自动钳卸扣，切忌避免转盘下面的捞柱转动。 4.1.9 当落鱼取出井口后用清水洗净，不要急于在井口释放， 更不能在井口压松捞筒，有可能时可在钻台上压松捞筒。 4.1.10 将抓住落鱼的捞筒等吊下钻台，再继续起钻。
第一部分.常用钻井工具
二、机械式随钻震击器
1、用途：连接在钻具中随钻柱一起进 行钻井作业地井下解卡工具。当井内发 生卡钻事故时，可根据需要及时启动震 击器，连续地进行上击或下击，使之迅 速解卡恢复正常钻进，是打定向井，复 杂井，深井必不可少地理想工具。 2、优点 2.1 随钻密封性能好，随钻具使用周期 500小时左右，超过了一支钻头的使用 时间，所以不会因随钻本身不能使用的 原因而起钻影响纯钻时间。
铣鞋或控制环：控制环下端的喇叭口带有铣齿即为铣鞋，供 篮式卡瓦用，其作用有二，控制环的指形键与篮式卡瓦的键 槽配合，约束篮式卡瓦在筒体内只能上下运动不能转动。另 外是一个密封总成，内槽粘结有和各种尺寸的篮式卡瓦相适 应的“R”形盘根。起着与落鱼外径密封作用，外部装有“O” 形密封圈，是密封总成的通用件起着控制环与筒体内壁的密 封作用，如果下端喇叭口带有铣齿，又起着修理鱼顶裂口飞 边的作用。
《井下作业》第二章 井下作业设备及工具
第 二 章 井 下 作 业 设 备 及 工 具
井下作业需要依靠一些专门的设备和工具来完成。一般来说，凡是进行油（水）井维 修所使用的设备和工具可统称为井下作业设备及工具。主要包括：吊升动力设备、循环冲洗 设备、修井辅助设备和修井工具等。使用时要依据所在作业的具体内容、井的性质及深浅程 度、事故的性质和类型进行合理地选择；同时，还要考虑到油田现有设备状况、油田或施工 井所处的地理环境及位置，以及设备使用的经济效益等因素。对所用设备及工具进行合理选 择，可以使设备及工具的能力符合要求并得到充分发挥，提高效益，保证安全。为了确保安 全作业，首先必须了解和掌握井下作业所用设备及工具的基本结构、工作原理、性能和安全 使用要求。
为
宜。刹车下不准支垫撬杠等异物，防止进入曲拐下面卡死曲柄，造成刹车失灵事故。
刹把的高低位置应便于操作，并具备固定刹把的链或绳。刹车钢带两端的销子是
保险销，刹车系统的销子及保险销必须齐全可靠。
刹车片磨损剩余厚度小于
时应更换，刹车片不准更换单片，以防接触面不
均失灵。刹车片的螺钉、弹簧垫必须齐全。
第 三 节 井 架
第 一 节 通 井 机
一、用途及主要技术参数
通井机是目前各油田修井作业最常用的一种动力设备，它的作用是起下油管、钻杆
（抽油杆），以及井下打捞、抽汲等施工作业，是一种履带自行式拖拉机型（ 般不带井架）
的修井动力设备。其越野性能好，适用于低洼地带，它的缺点是行走速度慢，不适应快速转
移施工的要求。
灯亮了，表示封锁挂合，这时方向机应处于中间行驶位置。
井下作业常用工具20件
一、公锥1、名称：公锥2、用途：公锥是一种专门从油管、钻杆等有孔落物的内孔进行造扣打捞的工具。
3、结构：它是长锥形整体结构，分接头和打捞丝扣两部分。
4、工作原理当公锥进入打捞落物内孔后，加适当钻压，并转动钻具，迫使打捞螺纹挤压吃入落鱼内壁进行造扣，当其能承受一定拉力和扭矩时，可上提或倒扣起出全部或部分落物。
当工具下至鱼顶以上1-2m时开泵冲洗，并逐步下放工具至鱼顶，观察泵压及悬重，泵压突然上升，悬重下降时，正明公锥进入鱼腔，可进行造扣打捞。
7、注意事项操作时不准猛顿鱼顶,防止将鱼顶或打捞丝扣顿坏。
切忌在落鱼外壁与套管内壁之间的环空造扣，以免造成严重后果。
工具下井前上部应接安全接头。
二、母锥1、名称：母锥2、用途：它是一种专门从油管、钻杆等柱状落物外壁进行造扣打捞的工具。
3、结构：它是长锥形整体结构，由接头与本体两部分构成。
它是靠打捞螺纹在钻压与扭矩作用下，吃入落物外壁进行造扣打捞。
6、操作方法当工具下至鱼顶以上1-2m时开泵冲洗，并逐步下放工具至鱼顶，观察泵压及悬重，泵压突然上升，悬重下降时，证明鱼顶进入母锥，可进行造扣打捞。
7、注意事项操作时不准猛顿鱼顶,防止将鱼顶或打捞丝扣顿坏。
打捞外径较小落鱼时应加引鞋。
工具下井前上部应接安全接头。
三、滑块卡瓦捞矛1、名称：滑块卡瓦捞矛2、结构：上接头、矛杆、卡瓦、锁块、螺钉3、用途：是一种内捞工具，专门从落物内孔打捞，也可进行倒扣作业当工具进入落鱼后，卡瓦依靠自重向下滑动，与矛杆发生相对位移，与矛杆中心线距离增大，直至与落鱼内壁接触，上提管柱，斜面向上运动产生的径向力，迫使卡瓦吃入落物，实现打捞；6、操作方法1）地面检查矛杆尺寸是否合适，卡瓦上下滑动是否灵活；2）下至鱼顶以上1-2米，开泵冲洗，并记录悬重、泵压及方入；3）继续下放管柱，悬重有下降显示，观察捧鱼方入与入鱼方入变化；4）上提管柱，悬重增加，证明捞获；5）倒扣时，上提至设计倒扣负荷再增加10-20KN，进行倒扣作业；7、注意事项落物重量较大、严重遇卡或鱼顶为外螺纹时，为防止不损坏鱼顶，在工具外面加尺寸合适的引鞋；工具下井前上部应接安全接头。
(整理)第二章 井下作业设备及工具
课前复习提问1．完井方式有几种？什么是先期裸眼完井？什么是后期裸眼完井？2．什么是套管射孔完井？第二章井下作业设备及工具在生产过程中，油、水井经常会发生一些故障，如不及时修理和排除，就会导致井的停产或报废。
修井就是为恢复井的正常生产而进行的一系列维修和解除故障的工作。
第一部分：井下作业设备修井作业的设备比较多，按照性能和用途，可分为动力设备、起下设备、旋转设备、循环设备、井口控制装置等。
其详细规范、技术性能等可参阅《采油技术手册》。
§2—1 动力设备修井机是修井和井下作业施工中最基本、最主要的动力来源，按其运行结构分为履带式（通井机）和轮胎式（作业机）两种形式。
原理：就是在拖拉机或汽车上安装一部绞车，利用发动机带动绞车滚筒转动，通过钢丝绳把动力传递给提升系统。
一．履带式修井机（通井机）1．作用：履带式修井机一般统称通井机，是目前各油田修井作业中最常用的一种动力设备，作用：是用于起下油管、钻杆（抽油杆）以及井下打捞、抽汲等施工作业。
2．特点：履带式修井机不配带井架，越野性能好，其越野性能好，适用于低洼地带。
但它的缺点是行走速度慢，不适应快速转移施工的要求。
图8-1 AT—10型通井机图8-2 XT—12型通井机常用的通井机AT-10型、XT-12型通井机的外形如图8-1、8—2所示。
二．轮胎式修井机（俗称联合作业机或叫修井机）1．作用：修井机是修井施工中最基本、最主要的动力来源，完成起下管（杆）柱及井下工具，提捞、抽汲和打捞等任务，是一种轮胎式自带井架的修井设备。
2．特点：配带自背式井架，行走方便，安装简单，适用于快速搬迁施工作业，缺点是低洼、泥泞地带、雨季翻浆季节行走和进入井场相对受限制。
1）XJ250型，XJ350型轮胎式修井机XJ250型，XJ350型轮胎式修井机外形，如图8—3、图8—4所示。
XJ350型修井机井架高度31.7m，二层平台可立放钻杆（油管）立主3000m，转盘扭矩大，转速控制方便，适用于中深井、深井大修作业。
井下工具
精心整理井下工具（编写：段国宝、甄宝生、姜志强、张宏伟、张宗亮、胡忠太、张志强；审核：王力群、贺子伦）介绍海上油(气)田油井测试作业中经常接触的井下工具,包括完井生产管柱井下工具和钢丝作业常用井下工具两部分.第一部分生产管柱中的井下工具海上油(气)田完井生产管柱中常用井下工具种类包括:封隔器(Packer)、井下安全阀(SSSV)、滑套（SlidingSleev）、工作筒（Nipple）、偏心工作筒（SidePocketMandrel）、伸缩短节（ExtensionJoint）、座落接头（SeatingNipple）、流动短节（Y工作筒、Y第一节封隔器12）分隔压井液和生产液；34用于海上油（气）坐封、机械坐封和电缆坐封。
1（1）带l以“FH从油管内加压，当油管压力与环空内卡瓦与心轴棘齿锁住，图b水力锚1的内腔有一液压孔与密防止封隔器上移解封。
2）解封。
大部分产品是上提油管串，达到一定拉力后剪断销钉（或剪切环），即可释放解封；也有部分产品采用上提加旋转解封的方式。
图c为上提解封的方式。
3）适用条件。
此类封隔器适用范围广，可应用于各种油、气生产井和注水井，特别是大斜度井的多层完井和双管完井。
“FH”型液压封隔器（2）双卡瓦液压坐封单管封隔器HALLIBURTON“PHL”（HydraulicsetPerma一1achPacker）型双卡瓦液压坐封单管封隔器的结构图。
油管内加压坐封，上提油管解封。
该封隔器的特点是采用上卡瓦来代替传统式的水力锚，因而具有结构简单、外径小、耐大压差而又价格较低等特点；另外还可以根据需要，在同一管串中多个封隔器调整不同的坐封压力等级实现分别坐封、验封，满足单管分层分采等需要。
“PHL”型双卡瓦液压坐封封隔器（3）机械坐封式单管封隔器1）结构及坐封原理HALLIBURTON“CHRMPK-Ⅲ”型封隔器，上提管柱一定高度后右旋转一定圈数（与下入的深度有关）使J型销转到长槽位置，在保持扭矩情况下，下放管柱加压以胀开卡瓦咬住套管壁，与此同时密封胶筒受压缩径向膨胀密封环形空间。
完井与修井井控
完井与修井同钻井作业一样，完井与修井作业同样存在井控问题。
简单来说，钻井作业以后的所有作业都是完井和修井作业（remedial operations）,包括修井（workover）、电缆作业（wireline）、提下管住(stripping)、强行提下钻(snubbing)，完井(completion)、射孔(perforating)等等，目的在与恢复产层能量，提高油气井产量，更换或修理井下设备和工具。
常规完井方法( common completions)裸眼完井(open hole or barefoot completion)套管射孔完井（case hole completion）单封隔器完井(single packer completion)多管完井(multiple completion)人工举升完井(artificial lift completion)气举完井(gas lift completion)裸眼完井(open hole or barefoot completion)裸眼完井包括先期裸眼完井、后期裸眼完井、筛管完井和筛管砾石填充完井。
先期裸眼完井是在油层顶部下入技术套管并固井，然后钻开产层试油投产。
后期裸眼完井是在钻开产层后，将油层套管下入油层顶部完井。
筛管完井是在钻开产层后，把带筛管的套管柱下入油层顶部，然后封隔产层以上的环形空间完井。
筛管分打孔筛管和割缝筛管。
砾石填充完井（gravel packing completion）是油层部位的井眼下入筛管，在筛管与井眼环形空间填入砾石，最后封隔筛管以上的环形空间，油层油流通过砾石和筛管流入井内。
套管射孔完井（case hole completion）这是使用最广泛的完井方法。
套管射孔完井是在钻开油层后，下入油层套管并在环形空间注入水泥，用射孔器射穿套管和水泥环和部分产层，构成井筒和产层的通道。
单封隔器完井(single packer completion)单管完井法是套管射孔完井法的一种，是最常见的一种完井方法。
石油工程技术 井下作业 修井工具：液压上击器
修井工具：液压上击器1.用途液压式上击器（以下简称上击器），主要用于处理深井的砂卡、盐水和矿物结晶卡、胶皮卡、封隔器卡以及小型落物卡等。
尤其在井架负荷小，不能大负荷提拉钻具时，上击器的解卡能力更显得优越。
该工具加接加速器后也适用于浅井。
2.基本结构液压式上击器主要由上接头、芯轴、撞击锤、上缸体、中缸体、活塞、活塞环、导管、下缸体及密封装置等组成，如下图所示。
液压式上击器1—上接头：2—芯轴；3,5,7,8,11,16—密封圈：4—放油塞：6—上壳体：9—中壳体：10一撞击锤；12一挡圈；13—保护圈：14—活塞；15—活塞环；17—导管；18—下接头3.工作原理液压式上击器是利用液体的不可压缩性和缝隙的溢流延时作用,拉伸经瞬时释放,在极短的时间内转变成向上的冲击动能,传至落鱼,使遇卡柱解卡。
液压式上击器的工作过程分为拉伸储能阶段、释放能量阶段、撞击阶段、复位阶段。
（1）拉伸储能阶段。
上提钻具时，因被打捞管柱遇卡，钻具只能带动芯轴、活塞和活塞环上移。
由于活塞环上的缝隙小，溢流量很少，因此钻具被拉长，储存变形能。
（2）卸荷释放能量阶段。
尽管活塞环缝隙小，溢流量少，但活塞仍可缓缓上移。
经过一段时间后，活塞移至卸荷槽位置，受压液体立刻卸荷。
受拉伸长的钻具陕速收缩，使芯轴快速上行，弹性变形能变成钻具向上运动的动能。
（3）撞击阶段。
急速上行的芯轴带动撞击锤，猛烈撞击上缸体的下端面，与上缸体连在一起的落鱼受到一个上击力。
（4）复位阶段。
撞击结束后，下放钻具卸荷中缸体下腔内的液体沿活塞上的油道毫无阻力地返回上腔内至下击器全部关闭，等待下次震击。
4.液压上击器技术参数表液压式上击器技术参数规格型号外径mm内径mm接头螺纹冲程mm推荐使用钻铤质量kg最大上提负荷kN震击时计算载荷kN最大扭矩N·m推荐最大工作负荷kNYSQ-959538NC26(2A10)1001542～2087260144215500204.5YSQ-10810849NC31(210)1061588～2132265192331200306.7YSQ-12112151NC38(310)1292540～3402423228234900331.25.操作方法5.1上击器按下列顺序组成钻具（自下而上）:捞筒（捞矛）安全接头＋上击器＋钻铤＋加速器＋钻杆（注意浅井和斜井须加接加速器）。
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裸眼砾石充填 完井示意图
②套管砾石充填完井
套管砾石充填的完井工序是：钻头钻穿油层至设计井 深后，下油层套管于油层底部，注水泥固井，然后对油层 部位射孔。要求采用高孔密(30孔/m左右)，大孔径(20mm 左右)射孔，以增大充填流通面积，有时还把套管外的油层 砂冲掉，以便于向孔眼外的周围油层填入砾石，避免砾石 和地层砂混和增大渗流阻力。由于高密度充填(高粘充填液 )紧实，充填效率高，防砂效果好，有效期长，故当前大多 采用高密度充填。
后期裸眼完井 不更换钻头，直接钻穿
油层至设计井深，然后 下技术套管至油层顶界 附近，注水泥固井。此 为后期裸眼完井。
水平井裸眼完井
（3）割缝衬管完井方法
割缝衬管完井是在裸眼完井的基础上，在裸眼井内 下入割缝衬管。在直井、定向井、水平井中都可采用。 与裸眼完井相对应，割缝衬管完井方法也有两种完井工 序：先期固井和后期固井。
割缝衬管完井（先期固井）
钻头钻至油层顶界后，先下技术套 管注水泥固井，再从技术套管中下 入直径小一级的钻头钻穿油层至设 计井深。最后在油层部位下入预先 割缝的衬管，依靠衬管顶部的衬管 悬挂器(卡瓦封隔器)，将衬管悬挂 在技术套管上，并密封衬管和套管 之间的环形空间，使油气通过衬管 的割套管砾石充填 完井示意图
2、完井方法分类
⑦油田开发后期具备侧钻定向井及水平井的条件
⑧施工工艺尽可能简便，成本尽可能低。
常规完井方法主要有4种： （1）射孔完井方法（perforating） （2）裸眼完井方法 (Open-hole) （3）割缝衬管完井方法(Slotted Liner) （4）砾石充填完井 (Gravel Packed)
①岩性坚硬致密，井壁稳定不坍塌的碳酸盐岩或砂岩 储层。 ②无气顶、无底水、无含水夹层及易塌夹层的储层。 ③单一厚储层，或压力、岩性基本一致的多储层。 ④不准备实施分隔层段，选择性处理的储层。
先期裸眼完井
是钻头钻至油层顶界附近后， 下技术套管注水泥固井。水泥 浆上返至预定的设计高度后， 再从技术套管中下入直径较小 的钻头，钻穿水泥塞，钻开油 层至设计井深完井。此为先期 裸眼完井。
用同一尺寸钻头钻穿油 层后，套管柱下端连接衬 管下入油层部位，通过管 外封隔器和注水泥接头固 井封隔油层顶界以上的环 形空间
（4）砾石充填完井
对于胶结疏松出砂严重的地层，一般应采用砾石充填完井方法。 它是先将绕丝筛管下入井内油层部位，然后用充填液将在地面上预先 选好的砾石（砾石可以是石英砂、玻璃珠、树脂涂层砂或陶粒）泵送 至绕丝筛管与井眼或绕丝筛管与套管之间的环形空间内，构成一个砾 石充填层，以阻挡油层砂流入井筒，达到保护井壁、防砂入井之目的 。
完修井作业和井下工具
2020/8/8
主要内容
一、完修井作业 二、井下工具 三、钢丝作业 四、井口采油树
一、完修井作业
（一）完井工艺
1、完井方法 2、完井方法的选择 3、文昌13-1/2油田防砂情况
（二）修井工艺
1、生产管柱交流 2、检电泵作业程序
1、完井方法
完井的定义
完井(Well Completion)，油气井的完成方式，即根据 油气层的地质特性和开发开采的技术要求，在井底建立 油气层与油气井井筒之间的合理连通渠道或连通方式。
（1）射孔完井方法
水平井射孔完井 ：一般是技术套管
下过直井段注水泥 固井后，在水平井 段内下入完井尾管 、注水泥固井。完 井尾管和技术套管 宜重合100m左右。 最后在水平井段射 孔。
水平井射孔完井
（2）裸眼完井方法
裸眼完井就是井眼完全裸露，井内不下任何管柱。分先 期裸眼完井和后期裸眼完井。适用条件为：
一口井钻成之后，主要的工作就是在井底建立油气层与 油气井井筒之间的合理连通渠道，也就是完井。
在井底建立的油气层与油气井井筒之间的连通渠道不同 ，也就构成了不同的完井方法。
合理的完井方法应该满足的要求
①油、气层和井筒之间应保持最佳的连通条件，油、气层所 受的损害最小；
②油、气层和井筒之间应具有尽可能大的渗流面积，油、气 入井的阻力最小；
套管射孔完井：套管射孔完井 是用同一尺寸的钻头钻穿油层 直至设计井深，然后下油层套 管至油层底部并注水泥固井， 最后射孔，射孔弹射穿油层套 管、水泥环并穿透油层一定深 度，从而建立起油（气）流的 通道。
（1）射孔完井方法
尾管射孔完井：
在钻头钻至油层顶界后， 下技术套管注水泥固井，然 后用小一级的钻头钻穿油层 至设计井深，用钻具将尾管 送下并悬挂在技术套管上。 尾管和技术套管的重合段一 般不小于50m。再对尾管注 水泥固井，然后射孔。
砾石充填完井在直井、定向井中都可使用。但在水平井中应慎 重，因为易发生砂卡，从而使砾石充填失败，达不到有效防砂的目的 。为了适应不同油层特性的需要，裸眼完井和射孔完井都可以充填砾 石，分别称为裸眼砾石充填和套管砾石充填。
①裸眼砾石充填完井
在地质条件允许使用裸眼，而又需要防砂时，就应该 采用裸眼砾石充填完井方法。其工序是：钻头钻达油 层顶界以上约3m后，下技术套管注水泥固井。再用小 一级的钻头钻穿水泥塞，钻开油层至设计井深。然后 更换扩张式钻头将油层部位的井径扩大到技术套管外 径的1.5至2倍，以确保充填砾石时有较大的环形空间 ，增加防砂层的厚度，提高防砂效果。
（1）射孔完井方法
射孔完井是国内外使用最为广泛的一种完井方法，在直 井、定向井、水平井中都可采用。射孔完井包括套管射 孔完井和尾管射孔完井。在射孔完井的油气井中，射孔 孔眼是沟通产层和井筒的唯一通道。
射孔过程一方面是为油气流建立若干沟通油气层和井筒 的流动通道，另一方面又对油气层造成一定的损害。
（1）射孔完井方法
③应能有效地封隔油、气、水层，防止气窜或水窜，防止层 间的相互干扰；
④应能有效地控制油层出砂，防止井壁垮塌，确保油井长期 生产；
合理的完井方法应该满足的要求 ⑤应具备进行分层注水、注气、分层压裂、酸化等分层处 理措施，便于人工举升和井下作业等条件；
⑥对于稠油油藏，则稠油开采能达到热采（主要蒸汽吞吐 和蒸汽驱）的要求；