钻探试题及答案

一．名词解释4*5=20分1.钻探：利用钻机设备从地表向地下钻进成孔，从而达到所需任务的施工工程。2.岩石可钻性：在一定钻进方法下岩石抵抗钻头破碎它的能力。3.成井工艺：安装井内装置工作称为成井工艺，包括钻进结束后的冲孔换浆、下管、填砾、止水、洗井、抽水试验等工序。4.冲洗介质：是用于携带岩粉、清洁孔底、冷却润滑钻具、保护孔壁的气体、固体或液体。5.工程勘察钻探：为了在覆盖层或岩层中获得建筑物所在地基的工程地质资料，岩土层的物理力学性质而钻进的垂直、倾斜或水平钻孔的全部工作。6.止水：在水文水井钻孔和供水井中，对目的层以外的地层进行封闭和隔离，以防止对目的层干扰和污染而进行的工作。7.动力触探：利用一定的落锤能量，将标准尺寸的探头打入土中，根据打入土中的难易程度（贯入度）来判定土层性质。8.钢粒钻进：用未镶有切削具的钻头钢体压住不与钻头钢体镶在一起、呈自由状态、尺寸不大(Ф2.5—4mm)的钢粒，并带动它们在孔底翻滚而破碎岩石的钻进方法。9.空气钻进：以压缩的空气代替冲洗液作为钻进中的循环介质来冲洗钻孔，冷却钻头，将岩屑从井底带起并排出孔外的钻进方法。二．填空20分1.岩石可分为坚固岩石、粘结性岩石、松散性岩石、流动性岩石。2.反循环钻进种类有泵吸反循环、射流式反循环、气举反循环。3.空气钻进分为干空气钻进、泡沫钻进、雾化钻进、泡沫泥浆钻进、充气泥浆钻进。4.滤水管分类：骨架滤水管、缠丝滤水管、包网滤水管、砾石滤水管、贴砾滤水管、玻璃钢滤水管、塑料滤水管。5.填砾方法：静水填砾法、抽水填砾法、钻杆泵入法。6.井管安装方法：机械提吊安装法、采用浮板安装法、托盘安装法、二次安装法、综合法安装法。7.洗井方法：活塞洗井、压缩空气激荡洗井、喷射洗井、二氧化碳洗井、焦磷酸钠洗井。8.取土器类型：限制球阀取土器、上提活阀式取土器、回转压入式取土器、活塞式取土器。9.取土器参数：直径、内间距比、外间距比、面积比、管靴刃口形式和角度、取土器的形式和长度、土样顶底部压力控制。10.钻机分类：立轴钻机、卡盘钻机、动力头式钻机。三．简答题12*5=60分1.水文水井钻探的研究对象和勘察目的？答：研究对象是研究现代地下水在勘探和开发中，所采用的钻探工艺的基本原理和方法,包括工艺过程、成井工艺。勘察的目的是○1查明该地区地下水埋藏条件和分布范围；○2查明各个含水层的水量、水质、水温，并作出水量与水位的曲线；○3通过采样研究地下水的形成条件、年代和补水条件；○4通过抽水试验，了解地下水的运动规律，地下水与地下水之间的关系，以及抽水时的地下水影响半径，为合理开采地下水布置井间距打下基础。2.钢丝绳冲击钻进的基本原理、特点及影响钻进的参数？答：原理：有一定质量的钻头，在一定高度范围内周期性冲击岩石，岩石破碎形成钻孔，回转角度上升，获得圆形断面。特点：○1设备简单重量小；○2钻井液不循环；○3钻头碎岩过程不连续；○4钻头以自由落体方式冲击岩石。参数：钻具质量、冲击高度、冲击次数、岩粉密度。3.硬质合金钻进碎岩机理和钻进规程参数？答：碎岩机理：在硬质合金钻进的过程中，钻头体上的硬质合金切削具主要受到轴向压力Pv和水平回转力Px：。当轴向压力PV．达到一定值后，切削具对岩石的单位压力，超过了岩石的抗压入强度。切削具便切入岩石一定深度h。与此同时，在回转力PX的作用下，也向前推挤岩石。切削具在轴向压力和水平回转力的双重作用下，使孔底呈螺旋状不断加深，从而使岩石破碎。参数：钻压P、转速n、冲洗液Q,P、n、Q参数之间的相互配合。4.金刚石钻头的种类及其各自的碎岩机理？p69答：种类：表镶金刚石钻头和孕镶金刚石钻头。碎岩机理：表镶是当金刚石沿同心圆转动时，它向岩石传递一定的能量，岩石吸收能量后产生破碎并形成小的沟槽，在破碎岩石的同时，金刚石逐渐被磨钝，这是磨钝的金刚石在轴载的作用下使岩石产生应变，应变的结果是在岩石中出现一些微小的裂纹，使岩石的致密结构被改变。孕镶是以唇面上多而小的金刚石对孔底岩石进行刻划、磨削，并随着金刚石的逐渐磨损和消失及粘结胎体的不断磨耗，新的金刚石又裸露出来磨损岩石。5.简述泵吸反循环和气举反循环的区别和基本原理？答;泵吸反循环是利用离心泵或轴流泵的抽吸力量，使钻杆内流体上升的管路布置方式。气举反循环是将压缩空气通过供气管路输送到井下的混合室并使空气与钻杆内水混合，从而形成比重小于管外液体的混合液柱的管布置方式。泵吸基本原理：泵的吸水口通过吸水软管与水龙头、钻杆柱相连接。当泵工作时,泵在其进水口处形成负压,井口的液体在大气压的作用下,经钻头携带岩屑经钻杆中空而上升,通过水龙头、胶管从泵中排至集渣坑中。经沉淀后的流体,以自流的方式自井口流至井底,形成循环。气举原理是在钻杆外侧水柱压力作用下，钻杆内掺气水流携带岩屑不断上升，将岩屑排除井外。6.井管的分类和及其各自的作用？答：井管是垂直安装在地下的永久性的取心通道。由井壁管、滤水管、流砂管组成。○1井壁管是安装在非目的层，起保护井壁的作用；○2滤水管安装在取水含水层处，起滤水挡砂作用；○3流砂管用以沉淀水井中所含的砂砾。7.论述长螺旋钻进的工作过程，推算转速的数学表达式？数学表达式○1排粉过程中，首先必须使螺旋面的钻屑在离心力作用下移向孔壁，即能从螺旋叶片的内侧移向外侧，必须使碎块因钻具回转产生的离心力大于螺旋面之间的摩擦力即满足PP’即mrw2mgcosα·f1，n30π√gcosαf1rf1碎屑与螺旋面的摩擦系数；r碎屑所在处的螺旋面。○2移向孔壁的碎屑，不应随螺旋面的旋转而下降。要求孔壁对碎屑所产生的摩擦阻力F2，使自身不随钻具回转而向下移动。应满足F2cosα≥mgsinα+F1F2=mrw2f2F1=(mgcosα+F2sinα)f1式中F2碎块与孔壁摩擦力F1碎块与螺旋面的摩擦力f2碎屑与孔壁摩擦系数代入n≥30π√g(tanα+f1)f2r(1−f1tanα)○3钻具旋转一周，螺旋钻头侵入深度应小于螺旋钻头的螺距VnS即nVS,v钻头回转单位进尺，n钻头转速，S螺旋钻杆螺距。以上三式最大值就是保证钻屑沿螺旋带上升的最低转速。