2022年钻探工程试题库 .pdf

一、选择题1、岩土钻掘工程的施工技术主要内容包括（） 。A.地质勘探B.开采矿产资源C. 工程勘探D地基处理及岩土体稳定加固2、目前，钻孔用的工艺方法常见的有（） 。A.回转钻进、冲击（抓）钻进、复合钻进B.无冲洗液循环钻进C.正反循环钻进D.人工开挖3、在岩石可钻性按机械钻速分级（即按实钻法分级）中，次生土、 壤土、 矽藻土属于 （） 。A.松软疏散的B.较软疏散的C.软的D.较软的4、在岩石可钻性按机械钻速分级（即按实钻法分级）中，千枚岩、辉长岩属于（） 。A.松软疏散的B. 软的C.中等硬度D.硬的5、岩心钻机种类很多，构造各异。目前较普遍使用的有（） 。A、油压给进立轴式钻机B、转盘式钻机C、全液压式钻机D、柴油机6、一台完善的岩心钻机必须具有（） 。A、传动系统B 、回转系统C 、调压和给进系统D、升降系统7、靠密闭容腔容积变化进行能量转换的泵称为（） 。A、叶片式泵B 、电磁泵C 、喷射泵D、容积式泵8、目前钻探工作主要使用的是（） 。A、三相交流感应电动机B、柴油机C、直流电动机D、发电机9、按构造的不同，可将钻塔分为（） 。A、两脚钻塔B 、三脚木塔C 、四脚铁塔D、桅杆式钻塔10、下列选项中， （）属于钻进工具。A、钻头B、岩心管C、套管D、取粉管11、下列选项中， （）属于附属工具。A、提引器B 、垫叉C、管钳D、矢锥12、硬质合金切削具的形状有（） 。A、片状合金B 、柱状合金C 、针状合金D、粒状合金13、向孔底补给钢粒的方法称为投砂方法。常用的投砂方法有（） 。A、一次投砂法B、结合投砂法C、连续投砂法D、孔底投砂法14、对于表镶钻头，金刚石镶嵌在胎体的表层，按照其镶嵌位置的不同，可分为（） 。A、底刃金刚石B、边刃金刚石C、侧刃金刚石D、人造金刚石15、钻探中常用的冲洗介质类型有（） 。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 10 页 - - - - - - - - - A、清水B、泥浆C、乳化液D、空气16、可以作为卡料，从钻杆内投入孔底来卡紧扭断岩心的物质有（） 。A、小碎石B 、铅丝C、钢粒D、卡簧17、当前设计的钻孔类型，规纳起来有以下几种（） 。A、水平孔B 、垂直孔C 、斜孔D、定向孔18、弯曲的钻孔轴线上任一点的空间坐标位置由该点处的（）来确定。A、孔深B、顶角C、倾角D、方位角19、钻探生产中发生的事故一般可归纳为（） 。A、交通事故B 、人身事故C 、机械事故D、孔内事故20、下列选项中，不是孔内事故处理方法的有（） 。A、捞B、提C、扫D、放21、按形成反循环液流在钻杆内上升的动力和方式，可分为（） 。A、泵吸反循环B、气举反循环C、射流反循环D、交叉反循环22、井管是垂直安装在地下的构筑物，包括（）三个部分。A、井壁管B 、滤水管（过滤器）C、沉淀管D、出水管23、当前在我国常用的滤水管材料有（） 。A、钢质滤水管B、铸铁质滤水管C、水泥质滤水管D、塑料滤水管24、止水工作完毕后，一定要进行止水质量检查。检查止水效果的方法有（） 。A、连通检查法B、水位差检查法C、食盐扩散检查法D、泵压检查法25、常用的洗井方法包括（） 。A、活塞洗井B 、喷射洗井C 、压缩空气激荡洗井D、二氧化碳洗井四、名词解释1、岩石的结构是指组成岩石的矿物成分、粒度、形状和矿物颗粒之间的连结方式。2、岩石的构造是指岩石在生成时和生成后受动力地质作用所形成的层理、节理和裂隙等。3、整体岩石被破碎后，自然堆积的体积比整体岩石的体积大，这种特性称为岩石的松散性（又称碎胀性） 。4、单位体积岩石中孔隙的大小，用单位体积岩石中所含孔隙体积的百分比来表示，这个比率称为孔隙度。5、颗粒间缺乏凝聚力的松散性岩石，堆放时能保持其外形，由于受颗粒自重和，颗粒之间摩擦力的作用而不坍塌，此时其斜面与水平面所夹之角，称为岩石的自然安息角。6、岩体是指在地质历史过程中形成的，由岩石单元体和结构面组成的，具有一定的结构并赋存于一定的天然应力状态和地下水等地质环境中的地质体。7、土是由固体（矿物、岩石碎屑）、水和气体组成的质地较松散（同岩石相比较而言）的三名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 10 页 - - - - - - - - - 相地质集合体。8、岩石可钻性可理解为钻进过程中岩石抵抗破碎的强度。它表示岩石破碎的难易性。9、硬质合金钻进，是采用具有相当硬度的硬质合金做碎岩切削具的一种钻进方法。10、钢粒钻进是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、 尺寸不大的钢粒，并带动它们在孔底翻滚而破碎岩石的钻进方法。11、冲击回转钻进方法主要是在回转钻具的基础上增加一个冲击器，以提高钻进效率的一种方法。12、在泥浆失水的同时，泥浆中的一些较大的粘土颗粒附着在孔壁岩石上，形成一层泥皮，泥浆的这种能力称为泥浆的造壁能。13、泥浆静止时，粘土颗粒两端水化膜薄处粘结，而形成结构，稠化成胶状物质。当再进行搅拌或振荡时，又恢复其原有的流动性，这种性质称为泥浆的触变性。14、泥浆含砂量是指泥浆中不能通过200 网目筛孔，即直径大于0.074 mm 的砂粒所占泥浆总体积的百分含量。15、岩矿心采取率是指在回次钻进过程中，实际取出的岩 （矿）心长度与实际钻进尺之比值。16、在施工过程中，由于种种原因， 钻孔都要偏离设计的轴线，凡是钻孔实际轴线偏离了设计的钻孔轴线（包括顶角和方位角）者，均称为钻孔弯曲，简称孔斜。17、复杂地层， 是指由于地质构造的运动，地下水的溶蚀、冲刷以及由于岩石本身的特点而使其稳定性和完整性遭受破坏（如破碎、坍塌、掉块、漏水、涌水、空洞、砾石、流砂、钻孔扩径、缩径等）的地层。18、将选好的砾料投入过滤器与井壁之间的环状间隙，这一工序称为填砾。19、清除井壁上的泥皮，并把渗入到含水层中的泥浆抽吸出来，恢复含水层的扎隙，进而抽吸出含水层中一部分细小颗粒，扩大含水层的孔隙而形成一个人工过滤层。这个高渗透率的人工过滤层的形成工作过程，叫做洗井。20、滤水管是在井管外围按一定的技术要求和规格开成进水通道的管材，亦称为过滤器。21、换浆就是往孔内泵入优质的稀泥浆，把井内含有岩屑的浓泥浆全部置换出来，其目的是将井底的岩屑和含岩屑的浓泥浆排出后，可保证下管过程中井内泥浆不产生沉淀，而能顺利地把井管下到预定的位置。五、简答题1、由于岩体在其形成和存在的整个地质历史时期中，经受过各种复杂而不均衡的地质作用，这就使其工程性质变得十分复杂，试说明这种复杂性的5 种表现。不连续性： 由于岩体中存在着各种结构面，因此，从岩体总体来看是不连续的介质（大名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 10 页 - - - - - - - - - 块、完整的岩体可看成连续介质）。非均质性：指岩体物理力学性质随空间位置不同有较大的差异。岩体的这一特性，使其试验结果常具有较大的离散性。各向异性： 指岩体性质随岩体结构面的取向而有差异的性质。这是由于岩体中结构面的分布往往有一定的方向。岩体中存在着天然应力场。岩体赋于一定地质环境之中，岩体中的水、温度、应力场对岩体性质有较大的影响。2、说明岩石可钻性按机械钻速分级的依据及缺点这种方法是在规定的设备工具和技术规范条件下，在现场进行实钻，以所得的纯钻进速度作为岩石可钻性分级指标。同时考虑到由于岩石的研磨性造成的钻进速度逐渐降低，回次钻进长度缩短，故在分级指标中一并列入回次长度值作为辅助指标。岩石可钻性按机械钻速分级方法的主要缺点是：随着技术条件（设备、钻进方法与工具等）和技术水平 （钻进规程参数的最佳配合、冲洗介质性能及工人操作水平等）的改变，各类岩石的实钻指标（可钻性等级）的绝对值和相对关系都会发生变化。各地各矿区的岩面都存在着差异，要找到在同深度并且其他条件相同的测试条件是较难实现的，因而影响其测试的科学性。要组织较大的测试队伍到各地各矿去测试，因而该测试方法费力费时。3、试说明钻井用泵的功用及钻井工作对泵性能的要求。?钻探用泵用来向孔内输送冲洗液（泥浆或其他冲洗介质）用来冷却钻头，携带岩粉等，并能使其在孔内保持循环；?在某些特种工作中，如堵漏、封孔等，还用泵向孔内灌注水泥浆等物质；?输送具有能量的液体，给涡轮钻具、射流冲击钻具及其他水力冲击钻具提供动力；?借助水泵上的仪表装置了解孔内变化情况；?给钻机场供水。?钻井泵的排量要能简便、迅速地在较大范围内进行调节，最好能实现无级调节。?钻井泵的排出压力也要能在较大范围内进行调节。?当根据钻进工艺规程将泵量调定以后，它不能随泵的排出压力的变化而发生变化。?工作可靠，易损件寿命长，便于维修保养。?要能适应不利条件下的工作。?运移性要好。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 10 页 - - - - - - - - - 4、试说明钻探工作对动力机的要求。要求动力机不仅要有较高的效率，而且要求负荷变动时不致严重影响其性能和效率；具有“软”的外特性，即动力机在负荷变化时，转速能在较宽范围内依照“恒功率”的曲线相应变化；具有较大的超载能力和较宽的调速范围，最好能实现“恒功率”调运；质量轻，尺寸小，在野外作业条件下易于搬运安装；结构简单，工作可靠、安全，使用维护方便，噪音小，不污染环境；经济性好，燃料供给方便，价格低，效率高。5、试说明硬质合金钻进的优、缺点及其应用范围。（10 分）?钻进时工作平稳、振动较小，其岩心比较光滑完整，采取率比较高。?根据不同岩性可以灵活改变钻头结构。?操作简单方便，钻进规程参数容易控制，孔内事故较少。?硬质合金比较便宜，钻头镶焊工艺简单，修磨方便，成本费用较低。?应用范围不受孔深、孔径和孔向的限制。硬质合金的硬度毕竟有限，其强度和耐磨性亦尚嫌不足，在坚硬岩层中钻进时效率不高，钻头的寿命不长。现在，硬质合金钻进主要用于1 7级岩石及部分8 级岩石。6、简述金刚石钻进的优越性1钻进效率高一般在技术和地质条件相同的情况下，与钢粒钻进相比，小时效率高数倍，台月效率高50% 以上。2钻孔质量好岩矿心采取率高，代表性好金刚石钻进所取的岩矿心，完整度高，表面光滑清晰， 结构可保持原状，有利于地质观察；矿心品质好。钻孔弯曲度小。钻孔弯曲度比较小，一般每100m只增加 1 度上下。3设备工具轻金刚石钻进的全套设备比钢粒钻进的设备要轻l 倍左右。装备轻便，更有利于高山地区和其他交通困难地区进行钻探施工。4劳动强度低名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 10 页 - - - - - - - - - 由于金刚石钻进口径小，钻头在孔底回转扭矩小，升降钻具时，钻杆较易拧卸。由于设备轻便，搬迁运输量减少，安装和拆卸的劳动强度也减轻。5孔内事故少小口径金刚石钻进时，孔内事故较少。由于钻杆与孔壁间隙小，一旦发生钻杆折断事故也容易打捞。6钻探成本低钻进机械效率和生产效率的提高、设备工具装备的减轻、孔内事故的减少都是降低钻探成本的主要因素。7、简述钻孔冲洗介质的功用1冷却钻头钻头在破碎孔底岩石时，因摩擦而产生大量的热，如不及时冷却， 会使切削具很快地磨损，降低破碎岩石的效率，甚至会发生烧钻事故。2清洗孔底把破碎的岩粉及时地排出孔外，以防岩粉在孔底堆积产生重复破碎，增加钻头、 钻具的磨损，影响钻头的寿命和钻进效率。故要求冲洗介质具有较大的输送及悬浮岩粉的能力。3保护孔壁在钻进中， 由于破坏了岩层的平衡状态，如果岩层本身稳定性差，易发生变形甚至坍塌。因此，冲洗介质应具有一定的重量以平衡地层的压力。同时还要求冲洗介质具有造壁性能，能在孔壁上形成一层薄而致密的泥皮，以保护孔壁。4润滑钻具由于钻具在孔内回转速度大，阻力也大。 故要求冲洗液在钻具上形成一层润滑层，减少功率的损耗、钻具的磨损，提高钻具的使用寿命。除了以上的功用外，冲洗介质中加入表面活性物质，还起到软化岩石的作用。8. 简述漏失地层钻进的钻进特点及处理方法。钻进特点：漏失地层一般都是透水层，或是发育着节理、 裂隙、空洞以及遭到构造断裂破坏的地层。钻进这种地层时， 由于孔内液柱与地层间存在着压力差，常促使孔内冲洗液向地层内大量渗漏而造成漏失。由于漏失，常造成冲洗液的大量消耗，这不仅引起费用增大、供水不及时而导致停钻，而且还因孔内液柱压力不断降低而增大了孔壁岩层的不稳定性，最后引起坍塌、 掉块现象的名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 10 页 - - - - - - - - - 产生。严重时将造成卡、埋钻事故的发生。处理方法：漏失地层的处理方法，不外是如下两个方面，即：冲洗液方面加大泥浆粘度、减小密度，降低其流动性；孔壁地层方面借助各种物质( 如粘土、麻刀、马粪等）来堵塞岩层裂隙。具体的方法如下：使用粘度和静切力高、密度尽可能小的泥浆有时在泥浆中掺入谷糠、锯末、 麻刀等膨胀性材料，以充填裂隙，阻止漏失。粘土球充填法即向孔内漏失部位投入粘土球，用倒置的岩心管接头进行压捣，将粘土挤入孔隙、裂隙以达到止漏目的。用胶质水泥处理漏失即在泥浆中加入一定量的水泥、水玻璃或雪花石膏。用塑料堵漏即采用脲醛树脂堵塞在大量漏失的钻孔中止水。此外，条件许可时还可采用空气钻进或泡沫钻进以解决漏失。9、简述水文地质和水井钻的特点。(1) 口径和井深水文地质勘探孔需要下入抽水设备，进行抽水试验， 而供水井的出水量常在一定范围内随井径增大而增加，因此，直径都比较大。通常，勘探孔直径为130250 mm ，供水井的直径小则仅300500 mm ，大口径者可达1 2 m。当开发浅层含水层时，水井深度一般较小，通常为 50200 m 。利用深部裂隙水的水井，深度可达300500m 。地热井的深度已达1 000 2 000 m 。(2) 钻进地层水文地质和水井钻工作一般都在第四系地层进行，这些地层常是各类填土、粘土、砂层、卵砾石、块石、漂石等地层，这必然给钻探工作带来诸多的问题，如坍塌、缩径、扩径、漏失和难于采取岩心、样品等。当在基岩地层钻进时，也较多地会遇到裂隙、断裂带、破碎带和溶洞。在这些复杂地层中钻进时，事故多、效率低。(3) 钻孔（井）结构由于要进行孔内试验等原因，钻孔（井）下套管层次多，钻孔直径大，止水工作要求高，从而使钻孔结构较复杂。(4) 钻进方法为适应地层复杂、孔（井）直径大等特点，水文地质和水井钻钻进方法发展很快。 (5) 劳动强度由于水文地质和水井钻的钻孔（井）直径大且全面钻进多，产生的岩粉、名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 10 页 - - - - - - - - - 岩屑多，设备、钻具笨重，钻孔（井）相对较浅，施工周期短，搬迁频繁等，使各方面的作业劳动强度加大。9、滤水管安装在井壁管的下部，位于开采含水层的相对位置，地下水通过滤水管的孔隙流入管内，简述对滤水管的要求。对滤水管的要求，可概括为以下几点：1具有最大的进水面积，以减少地下水经过它时的阻力。滤水管阻力越小，地下水在这里的流速变化越小，发生结垢的可能性越小，从而可以延长滤水管使用的年限。具有足够大的机械强度，能承受安装井管时的负荷和地层的压力。3具有最大限度的耐腐蚀能力和不因滤水管被腐蚀而影响水质的卫生要求。具有良好的滤水挡砂能力，滤水孔不易被地层中的物质堵塞。具有安装方便、成本低廉以及取材容易等特点。10、井管包括井壁管、滤水管（过滤器）、沉淀管三个部分，通常井壁管与沉淀管采用同种管材。简述对井管的要求。为保证水井的出水量和寿命以及便于下管、安装抽水设备和维修等工作，对井管提出下列要求：井管应圆、直、无弯曲，连接后管柱亦应笔直无弯曲，以保证下管和安装抽水设备等工作的顺利进行。井管内壁应平滑、圆整，以便在井管内安装抽水设备。井管应具有一定的抗压、抗拉、 抗弯强度， 以保证能承受井壁岩层和填砾的压力和井管全部重量。应具有较高的抗腐蚀能力，延长使用期限，同时不致因井管腐蚀影响水质。滤水管应具有较大的孔隙率，以保证减少地下水流入井管的阻力，获得最大的出水量，同时要具有良好的挡砂能力，防止泥砂淤塞水井。11、简述气动潜孔锤钻进的优点钻进效率高潜孔锤钻进效率高，特别是在硬岩中钻进时比普通回转钻进方法高几倍至几十倍。如在可钻性为78 级的矽化石灰岩中钻进时，小时进尺达2030 m，平均台班进尺在100m 以上。钻头寿命长用潜孔锤钻进，一个球齿钻头在坚硬的花岗岩中能钻进50 m，在石灰岩中钻进进尺达1 000m。所需钻压低例如，使用直径为171 mm 的牙轮钻头回转钻进时，需钻压1.2102名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 10 页 - - - - - - - - - kN，而用潜孔锤钻进（220 mm 的钻头）仅需钻压1318 kN 即可达到很好的钻进效果。由于钻压低，不仅改善了钻杆的受力状况，而且回转扭矩也降低，为钻进大直径井（孔）开辟了道路。防斜效果好因钻压低、进尺快， 潜孔锤钻进具有较好的防斜效果，一般情况下都可控制在 1o/100 m 的范围内。排粉快由于孔内没有静水柱压力，排粉速度快， 孔内清洁， 对含水层没有堵塞和破坏作用。钻探成本低近年来，由于空气压缩机的能力不断提高，潜孔锤用于深孔钻进已具备条件。六、论述题1、试论述钻孔弯曲的原因及预防措施。钻孔弯曲的原因: 一般认为钻孔弯曲是由地质因素和施工工艺与设备安装所引起的。1地质因素(1) 岩石的各向异性岩石在外力作用下，在各个方向上表现出不同的力学性质，称为岩石的各向异性。岩石的各向异性在层理和层理构造的岩石中表现为垂直层理的岩石硬度小于顺着岩石层理岩石硬度。异向性越强的岩石，钻孔弯曲强大越大。(2) 岩层遇层角的影响岩层的遇层角是指钻孔的轴线与岩层层面之间小于90 o 的夹角 。钻孔穿过软硬互层时，因软硬岩石抵抗破碎能力的不同，使孔底产生不均匀破碎，造成钻速差，因而引起钻孔顶角及方位角的变化。钻孔偏斜的方向和顶角弯曲的强度取决于遇层角 的大小和岩石的硬度差。差值越大，钻孔的弯曲强度越大。(3) 松散、溶洞地层钻孔在松散地层（如表土、流砂层、松散破碎带）钻进时，因岩层松散、孔壁不牢固，故在钻具自重的作用下，钻孔极易下垂。遇大溶洞时，斜孔钻进由于重力作用，钻孔顶角会急剧缩小而向下弯曲。直孔钻进时，由于孔底不规则，粗径钻具也易偏离钻孔轴线而发生弯曲。2设备安装和施工工艺(l) 设备安装钻机必须安装在坚固的地基上，地基的填方不得超过三分之一；塔上滑车、 钻机主轴和名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 10 页 - - - - - - - - - 孔位应在同一轴线上；钻机立轴或转盘必须准确地固定在既定的倾角和方位上。否则都会导致钻孔的严重弯曲。(2) 开孔换径钻孔在开孔时，使用的钻具同心度差；随着钻孔的延深而没加长粗径钻具；在下定向管时，与钻孔不同心、上下固定不牢固而旷动等，都会引起钻孔弯曲。(3) 钻进方法及施工工艺钻进方法不同时，孔径与钻具（主要指粗径钻具）之间的间隙也不相同。 而两者之间的间隙是造成钻具在孔内偏斜的重要条件。间隙越大， 则钻具轴心线与钻孔轴心线的夹角越大，钻具偏斜越严重。钻孔弯曲也与钻具的刚度有关。由于小口径金刚石钻具的刚度较小，而钢粒钻具的刚度稍强，在易斜地层钻进时，采用金刚石钻进，有可能比采用钢粒钻进孔斜还要严重。此外， 压力过大引起钻杆弯曲，使粗径钻具偏离钻孔轴线；过高的转速，增大了钻具的离心力，使钻具横向运动加剧，扩大了孔径；在松软地层钻进时，冲洗液量过大，返流流速过高，会冲刷孔壁引起孔径扩大。这些不合理的工艺技术都会增大钻孔的弯曲强度。钻孔弯曲的原因及预防措施1根据地层规律设计钻孔对于松散破碎地层，大裂隙、大溶洞发育的地层，应尽量避免打斜孔，应设计直孔或大倾角的钻孔。对于软硬互层、层理片理发育地层，所设计的钻孔方向应力求与层理面垂直。根据已钻过的钻孔弯曲规律，设计初级定向孔。2确保设备安装质量钻机安装要平稳。地基要稳固，其中填方不得超过l/3 天车、主轴、孔位三点应在一线开孔倾角、方位角应严格按设计要求3选择合理的钻进工艺措施尽量采用小口径金刚石钻进，以减少孔壁与钻具的环状间隙。在破碎地层钻进时应采用小的钻压，防止因钻杆弯曲敲打孔壁造成坍塌掉块而使孔径扩大。在松散、破碎地层钻进时，应采用优质泥浆护孔，防止孔壁坍塌造成的孔径扩大。换径钻进时，必须带有与原孔径同级的导向钻具，以保证换径后钻孔的同心度。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 10 页 - - - - - - - - -