水文水井钻探技师考核复习资料

1第一部份基础知识一、机械知识（一）展开图——在生产中常使用一些由板材制成的设备，如锅炉、水箱、油罐、通风管道以及机构运转部分的防护罩等。制造这些设备，通常要先设想将其表面摊成一个平面，画出其下料图，这种图叫做展开图。展开图是根据设备的投影图绘成的。在生产中使用的展开图，还要考虑许多实际问题。如怎样展开省料，怎样展开焊接、铆接等问题。画展开图的实质是求立体表面展开后的实形，求立体表面实形可用计算法，也可用作图法。绘制立体展开图的方法很多，但图解法应用最为广泛。（二）焊接图——焊接图是供焊接（一种不可拆卸的连接方式）加工时所用的图样。一般焊接图除了包括与焊接有关的内容外，还需有其它加工所需的全部内容。这种图样要求把零件或构件的全部结构形状、尽寸和技术要求都表达得完整、清晰。（三）机械传动1、齿轮传动齿轮传动是指由齿轮副传递运动和动力的传动形式。齿轮副传动各齿轮正确齿合的条件是：模数相等、齿形角相等；对于斜齿圆柱齿轮来说，除大端模数和齿形角要相等外，还必须要求其螺旋角也要相等且螺旋方向相反。齿轮传动的传动比是指主动齿轮与从动齿轮的转速（角速度）之比，与其齿数成反比，即：i1.2=n1/n2=Z2/Z1一般要求传动比不能过大，对圆柱齿轮要求在5—8之间，圆锥齿轮传动比在3—5之间。2、带传动利用传动带作为中间挠性件，依靠传动带与带轮之间的摩擦力来传递动力的一种形式。主要应用于要求传动平稳，且不要求传动比精确的中、小功率的远距离传动。带传动速度一般为5—25m/s，传动比不大于7，传动效率为0.94~0.96范围内。带传动可分为平型带、三角带、同步齿形带和多楔带四种形式。平型带传动的传动比为带轮的转速之比，也等于带轮直径的反比。即：i1.2=n1/n2=D2/D1通常平带采用的传动比为i≤5。3、蜗杆传动蜗杆传动是由蜗杆和蜗轮组成的，它是用蜗杆带动蜗轮传递交错轴之间的回转运动和动力，通常两轴交错角为90度，传动力功率可达200kw，一般在50kw以下。蜗杆传动广泛应用于各种机器和仪器中。蜗杆传动的主要优点是能得到很大的传动比，结构紧凑，传动平衡和噪音较小等。蜗杆传动的主要缺点是传动效率较低；为了减摩耐磨，蜗轮齿圈常需用青铜制造，成本较高。按形状的不同，蜗杆可分为：圆柱蜗杆和圆弧蜗杆。设蜗杆的头数为Z1，其转速为n1；蜗轮的齿数为Z2，转速为n2，则传动比为：2i1-2=n1/n2=Z2/Z1二、内燃机知识（一）基本术语上止点：活塞运动至曲轴中心最远点；上止点又称上死点。下止点：活塞运动至曲轴中心最近点，下止点又称下死点。行程：两死点间的距离，用S表示S=2r式中：S——活塞运动行程，（mm）r——曲柄半径，（mm）气缸工作容积：活塞往复运动所扫过的空间。用Vh表示。Vh=（π/4）D2·S·10-6（1）式中：Vh——气缸工作容积，（1）；D——气缸名义直径，（mm）；S——活塞运动行程，（mm）。燃烧室容积：活塞处于死点位置时，气缸头与活塞顶组成的空间，用Vc表示。气缸总容积：当活塞处于下死点位置时，活塞顶与气缸组成的空间，用Va表示。Va=Vc+Vh排量：多缸机工作容积之和，用VH表示。VH=（π/4）D2·S·i·10-6显然，VH=Vh·i式中：i——气缸数压缩比：气缸总容积与燃烧室容积之比，用ε表示。ε=Va/Vc=（Vc+Vh）/Vc=1－Vh/Vc压缩比越大，气体被压缩的程度越高，压缩终点的温度和压力也越高。燃烧将进行得越完善。热效率也必然越高。柴油机的压缩比一般选择在12—22范围之内。高压缩比可以确保柴油机获得自燃的温度和较高的热效率。目前，紫油机的热效率可达30—46%；汽油机压缩比一般选择在6~9。因此，汽油机的热效率只有25—30%。提高汽油机的压缩比，将引起汽油机的爆震。（二）工作原理内燃机的工作过程是将空气吸入气缸，再把空气压缩使温度升高，燃油发火推活塞运动作功，最后将废气排出缸外。这一循环如活塞上下运动四次，曲轴旋转两周。就称其为四冲程内燃机，如活塞上下运动二次，而曲轴只旋转一周时，就称其为二冲程内燃机。二冲程内燃机按排气形式不同，又分为直流扫气和横向扫气两种。在四个冲程中（进气冲程、压缩冲程、爆发冲程、排气冲程），只有爆发冲程是作功的，所以又称它为作功冲程，而其它三个冲程均为非作功冲程。3（三）多缸内燃机的工作顺序内燃机把数个气缸并在一起，数个活塞共驱一根曲轴，这便是多缸内燃机。不论气缸多少，为了工作平稳，其同类冲程不能同时进行，而要互相错开，这就是所谓的工作顺序。多缸内燃机工作顺序安排原则如下：1、各缸发火时间曲轴旋转间隔角应均等，即：θ2=360°/i；θ4=720°/i式中：θ2——二冲程机各缸发火间隔角；θ4——四冲程机各缸发火间隔角；i——缸数。2、沿曲轴交替爆发，以避免应力集中，如：四缸机各缸的发火顺序可为：1—3—4—2或1—2—4—3。六缸机各缸的发火顺序可为：1—5—3—6—2—4。这样，可避免曲轴与轴承集中连续受力而损坏或变形。3、对称布置曲轴，使各曲柄夹角均等，质量分布均匀，对称，平衡。4、尽量考虑制造工艺性。曲柄尽量平面布置，以便于铸造或锻造加工曲轴。（四）内燃机的编制原则根据1965年制定的国家标准（GB25—65），将内燃机产品名称和型号进行统一编制。1、内燃机产品名称，按其所采用的燃料命名，如柴油机、汽油机。2、内燃机型号由阿拉伯数字和汉语拼音文字的首位字母组成。3、内燃机型号由下列三部分依次组成：首部中部尾部首部：为缸数符号，用阿拉伯数字表示。中部：为机型系列代号，由冲程符号和缸径符号组成。用E表示二冲程，不加标注即为四冲程。用阿拉伯数字表示气缸直径，单位为mm。尾部：为机型特征符号和变型符号，用阿拉伯数字表示变型次序，用汉语拼音字母表示机型特征。如Q——表示汽车用；T——表示拖拉机用；C——表示船用；J——表示机车用；Z——表示增压用；K——表示复合式发动机（内燃机与燃气轮机复合输出动力式或其他复合式发动机）。F——表示风冷式发动机。4、型号排列顺序及符号首部：表示缸数符号，用阿拉伯数字表示缸数。中：表示冲程符号，用E表示二冲程，不标即表示四冲程；4部：表示缸径符号（用气缸名义直径表示）；尾：表示机型特征符号；部：表示变型数字符号；示例：（1）1E56F——单缸，二冲程，56mm缸径，风冷，汽油机。（2）195柴——单缸，四冲程，95mm缸径，水冷，通用式柴油机。（3）6135柴——六缸，四冲程，135mm缸径，水冷，通用式柴油机。（4）6135Z柴——带进气增压装置的柴油机。其他性能同上。（5）6135C-1-柴——第一次变型，船用柴油机。共他性能同一般135系列。（6）12E230C柴——12缸，二冲程，230mm缸径，水冷，船用柴油机。（7）12E430Z柴——12缸，二冲程，430mm缸径，水冷，增压式柴油机。（8）4100Q-4——4缸，四冲程，100mm缸径，水冷，汽车用，第四次变型汽油机。（9）6160-1柴——6缸，四冲程，160mm缸径，水冷，第一次变型柴油机。（五）柴油机常见故障分析1、柴油机冒黑烟、白烟、蓝烟是什么原因？排气冒黑烟是燃烧不良的一种征状，其主要原因是燃烧室喷入的柴油过多，在极端缺氧的情况下进行燃烧，造成燃烧不完全，一部份没有参加燃烧的碳，以游离状态悬浮在燃气中，与废气一起排出，而出现冒黑烟现象。排气冒白烟是由于气缸内温度过低，使柴油没有着火燃烧而成雾状被排出来或是柴油中含有水份，以及其它原因造成冷却水漏入气缸所致。排气冒蓝烟一般是由于大量机油蒸气窜入气缸，参与燃烧所致；其主要原因一般为油底壳内机油油面高度过高或活塞环磨损过度，或咬死，活塞环失去弹性或对口，以致机油进入燃烧室内燃烧。2、柴油机自动停车是什么原因？柴油机自动停车，大体有两种情况，一种是转速逐渐降低，缓缓地自动停车，这种情况的原因大多是：燃油系统发生故障，燃油供不上所造成。如油箱内油用完；柴油管路堵塞或滤清器堵塞；燃油系统进入水和空气等。另一种是柴油机正常运转中，突然停车。这种情况的原因大多是机件损坏故障所造成。如凸轮轴折断；输油泵弹簧或喷油泵弹簧断裂，喷油器卡死；或是飞铁滚轮销及座架磨损松动；飞铁摆动不灵敏等。当柴油机自动停车后，用手扳动曲轴飞轮仍能旋转时，则可能是供油系统的故障；若曲轴转动困难或根本不能转动，则多是机械事故。三、空压机知识（一）储气罐及安全阀空气压缩机在末级之后都配置有储气罐，俗称风包。其作用是用以稳定压缩空气管道内的压力，并储存一定量的压缩空气以保持空压机排量与工作需要量之间的平衡，除此以外亦可以起到降低压缩5空气温度，使油、水与压缩空气分离。安全阀是一种保护性装置，当气路系统中的压力超过工作压力时，自动开启把部分压缩空气排出，使气路系统中的压力降到正常的工作压力。安全阀开启时的排气流量要等于或稍大于空压机的排量。较完善的多级空压机各级都分别设置有安全阀。（二）空气压缩机的组成单作用、双作用活塞式空压机的结构大体相同，从其组成机构的构造、特点、作用可大致分为四部分。1、压缩机件包括气缸体、缸头、活塞组、进气阀组、排气阀组等部件。其作用是形成压缩容积、防止空气泄漏，利用活塞的往复运动、完成进气、压缩、排气过程。2、传动机构包括连杆组、曲轴组、飞轮等部件，其作用是传递动力，迫使气缸内活塞作往复运动。并带动一些辅助装置如冷却用风扇、油泵等工作。3、辅助装置包括冷却用风扇、水泵、压缩空气冷却器；润滑用油泵、气路系统中的储气罐（俗称风包）、安全阀、空气滤清器、油气分离器等部件。4、控制装置包括调速器、减荷阀、调压器等部件，其作用是使管路系统中压缩空气保持一定压力，并能自动调整柴油机的供油量与空压机的负荷相适应。使空压机的排气量与压缩空气的消耗量趋于平衡。油温、油压、排气温度保护装置，它能保证当油压低于允许范围，油温、排气温度高于允许范围时，能自动停机。四、地质知识（一）含水层特征地壳中的岩层有的含水，有的不含水；有的透水，有的不透水，含水层则是指能透水而又饱含地下水的岩层。作为含水层必须具有以下特征：1、岩层要有储存地下水的空间——空隙岩层有了空隙，水方能进入岩层，才有可能使岩层含水。如松散沉积物砂、砾石层有孔隙，有可能成为含水层。岩溶化岩层中有巨大的空隙，这些岩层往往是含水丰富的含水层。泥岩一般被认为是隔水的岩层，但当产生裂隙后，也可能成为含水层。如川中侏罗系遂宁组红层中下部泥岩中含水还是比较丰富的，该层中的水井水量可达500m3/d，因为该层泥岩中风化裂隙较发育，而且该层泥岩中含可溶性灰质和石膏，溶蚀后产生溶蚀裂障和许多溶孔，形成了相当发育的空隙，所以也能划分为含水层。2、岩层要有储存地下水的地质条件岩层中有了空隙，但不一定就成为含水层。只有当这些地层出露部位较低（低于当地地下水位）；或其下有隔水层，水受到隔水层阻隔不能继续下渗时，这些岩层的充水部份才可能成为含水层。因此，同一地区同一岩层由于地形、地貌和构造条件的不同，有的地段可以成为含水层，而在另一些地段就不含水。3、有一定的水量岩层的富水性是划分含水层的一个重要因素。只要富水性达到一定程度，对供水或排水有一定的6实际意义时，才能确定其为含水层。如果富水性太小，能从中吸取的或通过它排泄的水量太小，则实际意义不大，可不划为含水层。当然，这里的“大”和“小”是相对的概念，根据勘测目的的不同，可以有不同的含义。（二）地质构造对钻探工作的影响1、岩层倾斜对钻进的影响岩石大多是不均质、各向异性的，成层岩石表现更为明显。岩层垂直于层面方向硬度小、易破碎；而平行层面方向的硬度大，不易被破碎，因而水平岩层中钻进效率高，孔壁扩大少，钻孔弯曲小而孔内事故相对要少。但保持原始水平沉积状态的岩层很少，倾斜岩层，特别是倾斜的软硬互层对钻孔弯曲的影响很大，在不同的遇层角范围内，钻孔会有“顶层进”或“顺层跑”的趋势。因此，了解岩层的产状，摸清岩层造斜规律，对正确设针钻孔，合理选择钻进工艺措施是十分重要的。2、褶曲构造对钻进的影响从褶曲的局部来看，都可视作倾斜岩层，对钻孔弯曲的影响是有规律可循的，但从褶皱构造的整体来看