成都理工大学钻探工艺学复习题

11、磨锐式硬质合金钻头：指具有刃尖角的硬质合金切削具在钻进过程中被岩层不断磨钝,接触面增加,再次使用时需要重新修磨变锐,这类钻头称为磨锐式钻头。2、自磨式硬质合金钻头：是指硬质合金切削具在钻进过程中虽经磨损,而接触面保持不变的钻头。3、钻进规程：为提高钻进效率、降低成本、保证质量所采取的技术措施，通常指可由操作者人为改变的参数组合。4、优质钻进规程：（最优规程）当地质技术条件和钻进方法已确定时，在保证钻孔质量指标（钻孔方向、岩矿心采取率等）的前提下，为获取最高钻速或最低每米钻进成本而选择的钻进参数搭配叫做最优规程。5、强力钻进规程：（合理钻进规程）在给定的技术装备条件下，当钻进规程参数的选择受到某种制约时（例如设备功率不足，钻机的转速达不到要求，钻具强度不够，冲洗液泵量不足等），在保证钻孔质量指标的同时争取最大钻速的钻进参数组合叫做合理规程。6、专用规程：为完成特种取心，矫正孔斜，进行定向钻进等任务所采用的参数搭配称之。7、表镶金刚石钻头：将较大颗粒金刚石以一定的排列形式单层固嵌在钻头工作表面上的钻头。8、孕镶金刚石钻头：较小颗粒金刚石埋藏于胎体中能实现“自锐”（自磨出刃）的钻头。9、孕镶金刚石钻头的100%浓度：当金刚石的体积占胎体工作层体积的1/4时，其浓度即为100%浓度。10、阀式正作用液动冲击器：它以液体压力推动冲锤下行进行冲击，而以弹簧力2作用恢复其原位，故称之为正作用液动冲击器。11、阀式反作用液动冲击器：它是利用高压液流的压力推动冲锤活塞上行，并压缩工作弹簧储存能量，经弹簧释能而作功。12、阀式双作用冲击器：它的冲锤活塞正冲程和反冲程均由液体压力推动。无阀射流式冲击器（无阀的还有射吸冲击器）：射流式冲击器是我国独创的一种采用双稳射流元件作为控制机构的新型钻具。13、最优冲击间隔：使两次冲击间的岩脊能被全部剪崩或切削掉的最大间隔，一个回次：从往孔内下放钻具到钻进到从孔内提起钻具称之为生产循环中的一个回次。14、岩石的研磨性：指在岩石与钻头接触的表面上，岩石和岩屑对钻头的磨损作用。（岩石磨损工具的能力）15、岩石的各向异性：指天然岩体的物理力学性质随空间方位不同而异的特性，具体表现在它的强度及变形特性等各方面。16、岩石的塑性：岩石破碎前呈现永久变形的性质叫岩石的塑性。17、岩石的硬度：岩石抵抗外部更硬物体压入其表面的能力。18、岩石破碎的三种方式：表层破碎、疲劳破碎、体积破碎19、岩石的强度：固体物质在外载作用下抵抗破坏的能力。20、岩石的可钻性：岩石被碎岩工具钻碎的难易程度。21、岩石的塑性指数：塑性系数：岩石破碎前耗费的总功与岩石破碎前的弹性破碎功之比。22、岩石的坚固性系数：把岩石单轴抗压强度的1/10作为岩石的坚固系数，岩石抵抗破碎的相对值。它表示某种岩石比致密的粘土的抗压强度高多少倍.23、破岩比功:岩石破碎比功表征破碎单位体积岩石的功耗量。24、切削－剪切型碎岩：钻头碎岩刃具以速度0向前移动，靠轴向力和切向力作用切削（剪切）岩石。25、凿碎－剪切型碎岩：不仅以轴向力和切向力作用于岩石，而且还有使钻头向前回转的移动速度和冲锤对齿刃的冲击速度或牙轮滚动时齿刃向下冲击的速度对岩石的作用来凿碎（剪切）岩石。26、回次钻速：回次进尺数与回次时间加起下钻具等辅助作业时间的商。27、机械钻速：钻进进尺与纯钻进时间之商。（技术钻速分母还包括固孔，测孔斜等生产性时间28、经济钻速，分母还包括钻机安装，大修等非生产性时间；329、循环钻速分母还包括钻进准备和收尾时间。一级一级的加时间。）30、硬质合金钻头的前角（同镶焊角）：切屑具的轴线与碎岩处垂线之间所夹的角（分正负前角，对应正斜镶，负斜镶，前角为零为直镶。）31、金刚石浓度：是指金刚石在工作层胎体中分布的密度。32、钻孔轨迹：钻进过程中的位移和方向的综合，可通过测定孔深，方位角，顶角得到。33、孔斜三要素：孔深，方位角，顶角。34、顶角：测点处钻孔轴线切线与铅垂线的夹角。35、方位角：测点处钻孔轴线切线在水平面的投影线与正北方向的夹角。36、钻孔遇层角：钻孔轴线与岩层走向线之间所夹的锐角。（遇层角小于15至20度时顺层溜，大于30度时顶层进。）37、测斜：运用测斜仪器测定孔斜三要素的的过程。38、均角全距法：假定相邻测点间的孔段为直线,计算钻孔轴线在地下空间的三维坐标，因此计算出的钻孔轨迹为一空间折线。39、钻孔弯曲：由于自然地质因素及钻探技术和工艺因素造成的实际钻孔轨迹偏离设计轨迹的现象。40、钻孔测量环测定向法：由孔口定向，利用专用测具下入孔内，测出测点的顶角和终点角，通过换算求出测点的方位角。41、初级定向孔：利用地层自然偏斜规律而到达靶点的钻孔。42、受控定向钻孔：先规定钻孔预定要达到目的层的中靶点和靶区，然后选择定向钻孔孔身剖面型式的一类钻孔。43、金刚石体积浓度：表示结块中金刚石所占体积的多少。44、止水：为了隔离钻孔所贯穿的各透水层或漏失带,防止含水层相互沟通,导致水文地质条件发生变化和引起水质污染、潜水位升降、耕地盐碱化等而采取的技术措施。分为临时性止水、永久性止水和分层止水等45、岩矿心采取率：即实际自孔内取上的岩矿心长度与实际钻进进尺之比值。46、单动双管钻具：钻进过程中外管转动内管不转动的双管钻具。47、双动双管钻具：内外两层岩心管同时回转的钻具。48、单层岩心管钻具：只含有一层岩心管的钻具。一般还应加分水投球接头和活动分水帽。49、泥浆：是指钻井过程中以其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体的总称。它通过泥浆泵来维持运转。50、最佳回次钻程时间：使得某回次的回次钻速达到最大值时所对应的时间。51、造浆率：配制表观粘度为15mPa·s的泥浆时每吨粘土所造浆的立方数。452、失水造壁性：在井中液体压力差的作用下，泥浆中的自由水通过井壁孔隙或裂隙向地层中渗透，称为泥浆的失水。失水的同时，泥浆中的固相颗粒附着在井壁上形成泥皮（泥饼），称为失水造壁性。53、压差卡钻：压差卡钻是指钻具在井中静止时，在钻井液与地层孔隙压力之间的压差作用下，紧压在井壁泥饼上而导致的卡钻。54、不分散低固相泥浆：指泥浆中固相含量不超过泥浆重量的4％，不分散指粘土颗粒由于高聚物的存在而聚合变粗，高聚物对泥浆中的岩屑起絮凝作用，不使其分散，便于机械除去。四、简述题1、岩石在静载作用下的破碎机理？1）环形裂纹，呈圆锥形向深部延伸；2）镰刀状极限状态区；3）周围岩石崩离，破碎穴形成。特点是塑性变形+“跳跃性”剪蹦,破碎坑穴大于切削具的断面积为什么说岩石的单轴抗压强度与钻探工程的关系密切？2、影响碎岩效果的因素？载荷大小的影响（等于或大于压入硬度，体积破碎，小于为表面破碎，为摩擦磨削，中间为过渡阶段，多次外载作用的小剪切，疲劳破碎区。);碎岩工具形状的影响（硬岩选球形工具，软岩石选楔形工具）;加载速度的影响（弹塑性硬岩用冲击方式提高钻速，高塑性岩石用压入式回转）;液柱压力的影响.（钻头有足够的轴向压力，低密度，低固相冲洗液，减少孔5底压差）3、岩石在动载作用下的破碎机理？开始—边缘出现裂纹带；脆性破碎第一形态环形崩离带；脆性破碎第二形态静压力相似的脆性破坏；脆性破碎第三形态压入深度增加，崩离体出现。特点:“跳跃性”剪蹦,体积破碎4、岩石的力学性质包括哪几类？试分别说明。岩石力学性质是岩石在受外力作用后所表现的抵抗变形和破坏的能力。变形特性（弹性、塑性和脆性）、强度特性（抗压、抗剪、抗拉和抗弯强度）、表面特性（硬度和研磨性）等的性质。5、试分析说明岩石的强度和硬度之间的关系。强度是固体物质在外载作用下抵抗破坏的能力。硬度是岩石抵抗外部更硬物体压入其表面的能力。前者时抗压强度是固体抵抗整体破坏时的阻力，硬度是故意表面对另一物体局部压入或侵入时的阻力。硬度指标更接近于钻探过程的实际情况。一般硬度和抗压强度成正相关。6、根据岩石的变性特性，图示说明脆性岩石、塑性岩石和塑脆性岩石。脆性岩石的变形曲线其特征是破坏前没有明显的不可逆变形，当外载一旦达到弹性极限，岩石立即破坏。这种破坏形式消耗能量最少，只有弹性变形。塑脆性岩石的变形曲线，OA是弹性变形段，A点之后即转入塑性变形区。形变由弹性变形转为塑性变形时的载荷称为屈服极限或流变极限。到达D点后，岩石即发生破碎。塑脆性岩石施加不大的载荷情况下就开始塑性变形，其后形变随变形时间的延长而增长，曲线倾角趋近于零。这种变形曲线对于塑性岩石是有代表性的。7、何谓岩石的研磨性？影响岩石研磨性的因数有哪些？岩石磨损钻头的能力称为岩石的研磨性。（磨损包括摩擦磨损---岩石和钻具和磨粒磨损---与孔底岩屑等有关）影响因素：1）矿物成分方面：造岩矿物的硬度（正相关），颗粒度，颗粒形状，胶结物6及其形式（胶结强度越高，岩石表面不易更新，研磨性越低）。2）矿物颗粒越带有棱角，尺寸越大，越是非均质多矿物岩石，越软硬相间、孔隙度越大，则岩石的研磨性越高。3）正压力未达到岩石的硬度值以前，动摩擦系数是正压力的增函数，超过岩石硬度值以后，动摩擦系数值便保持为常数，间或还有所降低。4）摩擦速度增大的，起初磨损率的增长较小，当摩擦速度增大到某一临界值，磨损率急剧增大。石英颗粒的直径越大，临界摩擦速度越小，硬质合金越硬，临界摩擦速度越大。5）介质：湿润和含水的岩石研磨性降低。8、何谓岩石的可钻性？划分岩石的可钻性有何意义？可钻性为岩石可钻进的难易程度。含义：碎岩的对象、使用的工具、钻碎的难易性。碎岩的对象是指岩石，使用的工具实质上包含了方法、工具、技术等条件，钻碎的难易性实质是钻进对象在一定条件下的可破碎性质。影响因素：固有因素——岩石自身因素和自然环境因素；技术因素——设备因素、工具方法、工艺参数。意义：岩石的可钻性与实际生产结合的比较密切，它是合理选择钻探方法、正确设计钻头结构、合理确立生产定额、制定生产计划的关键。对碎岩技术具有重要的意义。9、试列出确定岩石可钻性的几种方法，并评述其优缺点（1）按岩石的物理力学性质分级：压入硬度法、摆球硬度法、普氏系数法、综合力学性质法（岩石的力学性质是影响岩石可钻性的决定因素）测定方法简单，测试结果稳定，排除了实际钻进时人为的因素影响，测试结果比较客观可靠。但是，不能和某种具体的钻进方法相吻合，不能体现某种具体钻进方法的碎岩特点；（2）利用现场实际钻进资料，即实钻法。优点：与实际生产结合紧密，可较准确地反映实际可钻性的特点，可直接用于生产定额，缺点：由于不同的钻进方法要求不同的分级指标，具体做起来比较繁琐，标准条件难以保证；不能维持持久；生产条件易变化难于统一对比；（3）利用破碎岩石单位体积所消耗功，即比功法。单位面积比公法、单位体积比工法。能把不同的碎岩方法联系起来进行比较；只看最终结果不看过程；（4）利用模拟钻进实验台对岩石进行标定，以确定可钻性(可用全尺寸钻头或用微型钻头)微钻法。优点：钻进标准容易统一；便于观察和测量；实验简便，实验过程易于简化。缺点：试验岩石的应力状态完全改变了；不可能把自然条件下的岩石都能一一微钻。710、碎岩工具与岩石相互作用的主要方法有哪几种？硬质合金钻进、冲击回转钻进、牙轮钻进分属哪一类？切削-----剪切型、冲击型、冲击------剪切型硬质合金钻进是：切削------剪切型；冲击回转钻进是：冲击型；牙轮钻进是：冲击-----剪切型；（回转，冲击回转，回转冲击：回转冲击一般是高频低冲击功加在硬质合金钻头或金刚石钻头上。）11、岩石在外载作用下的破碎变形方式有哪几种？岩石的破碎方式分为：表面研磨、疲劳破碎、体积破碎。出现的条件分别是：表面研磨：切削具与岩石接触面单位压力远小于岩石的压入硬度，岩石的破碎是由摩擦作功引起的；疲劳破碎：切削具上载荷不断增加，岩石晶体间联系被破坏，结构缺陷发展，内部裂纹交错发展，尽管压强小于岩石的压入强度，仍可破碎岩石；体积破碎：接触压强达到或超过岩石的压入强度，切削具切入岩石，克服结构强度进行破碎岩石。12、试述硬质合金钻进的适用范围及优缺点。利用镶焊在钻头钢体上的硬质合金切削具作为碎岩的工具，这种钻进方法称为硬合金钻进。硬合金钻进是岩土钻掘工程中的一种主要钻进