第一篇：鉆探工程概論試題及答案

鉆探工程概論復(fù)習(xí)題

1.根據(jù)巖石的變形特性，圖示說(shuō)明巖石的三種類型。彈塑性巖石 彈脆性巖石 高塑性和高孔隙性巖石

彈脆性巖石（花崗巖、石英巖、碧石鐵質(zhì)巖）在壓頭壓入時(shí)僅產(chǎn)生彈性變形，至A點(diǎn)最大載荷為Pmax處便突然完成脆性破碎，壓頭瞬時(shí)壓入，破碎穴的深度為h ［圖(a)］。這時(shí)破碎穴面積明顯大于壓頭的端面面積，即h/δ＞5。

彈塑性巖石（大理巖、石灰?guī)r、砂巖）在壓頭壓入時(shí)首先產(chǎn)生彈性變形，然后塑性變形。至B點(diǎn)載荷達(dá)Pmax時(shí)才突然發(fā)生脆性破碎［圖(b)］。這時(shí)破碎穴面積也大于壓頭的端面面積，而h/δ=2.5～5，即小于第一類巖石。高塑性（粘土、鹽巖）和高孔隙性巖石（泡沫巖、孔隙石灰?guī)r）區(qū)別于前二類，當(dāng)壓頭壓入時(shí)，在壓頭周圍幾乎不形成圓錐形破碎穴，也不會(huì)在壓入作用下產(chǎn)生脆性破碎［圖(c)］，h/δ=1。

2.什么是巖石破碎的體積破碎？

巖石的變形破碎形式 表面破碎 疲勞破碎 體積破碎

表面破碎：切削具與巖石的接觸壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于巖石硬度，切削具不能壓入巖石。切削具移動(dòng)時(shí)，將研磨孔底巖石，巖石破碎是由接觸摩擦功引起的，研磨的巖石顆粒很小，鉆進(jìn)速度低。這種變形破碎方式稱為巖石的表面研磨，這個(gè)區(qū)稱為表面破碎區(qū)。

勞破碎：切削具上的軸向載荷增加，但接觸壓力仍小于巖石硬度，可使巖石晶間聯(lián)系破壞，巖石結(jié)構(gòu)間缺陷發(fā)展，特別是孔底受多次加載產(chǎn)生的疲勞裂隙更加發(fā)展，于是眾多裂隙交錯(cuò)，仍可產(chǎn)生較粗巖粒的分離，這種變形破碎方式稱為疲勞破碎，這個(gè)區(qū)稱為疲勞破碎區(qū)。

體積破碎：切削具上的載荷繼續(xù)增加，接觸壓力大于或等于巖石硬度，切削具可有效地切入巖石，結(jié)果是：切削具在孔底移動(dòng)時(shí)不斷克服巖石的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，切下巖屑，這種變形破壞方式稱為體積破碎，這個(gè)區(qū)稱為體積破碎區(qū)。體積破碎時(shí)，會(huì)分離出大塊巖石，破碎效果好。3.什么是巖石的各向異性？對(duì)鉆進(jìn)有哪些影響？

沉積巖在平行于和垂直于層理面方向上的巖石物理力學(xué)性質(zhì)具有明顯差異，即各向異性。

巖石在不同方向上表現(xiàn)出不同的強(qiáng)度值稱為巖石的各項(xiàng)異性。

巖石的各向異性分為兩種：一種是由于微裂縫的存在以及在不同方向上的排列，分布不同而導(dǎo)致的，這種各向異性會(huì)隨著巖石的應(yīng)力變化而變化，可稱為應(yīng)力各向異性；另一種是由于巖石顆粒的定向排列引起的，這種巖石的各向異性不會(huì)隨著巖石的應(yīng)力變化而改變。對(duì)鉆進(jìn)的影響：

影響進(jìn)效率的：由于在不同的層理結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)出不同的強(qiáng)度性質(zhì)，在鉆進(jìn)這樣的巖石層時(shí)會(huì)加大鉆進(jìn)的工作量，因此巖石的各向異性會(huì)影響鉆進(jìn)效率。

影響鉆孔偏斜：由于存在巖石的各向異性，使得鉆桿在鉆進(jìn)過(guò)程中出現(xiàn)受力不平衡的情況，使得鉆桿發(fā)生一定角度的偏斜甚至彎曲，會(huì)影響鉆孔的偏斜量。4.影響巖石硬度的因素有哪些？

巖石的硬度反映巖石抵抗外部更硬物體壓入（侵入）其表面的能力。

（1）巖石中石英及其他堅(jiān)硬礦物或碎屑含量愈多，膠結(jié)物的硬度越大，巖石的顆粒越細(xì)，結(jié)構(gòu)越致密，則巖石的硬度越大。而孔隙度高，密度低，裂隙發(fā)育的巖石硬度將會(huì)降低。（2）巖石的硬度具有明顯的各向異性。但層理對(duì)巖石硬度的影響正好與對(duì)巖石強(qiáng)度的影響相反。垂直于層理方向的硬度值最小，平行于層理的硬度最大，兩者之間 可相差1.05～1.8倍。巖石硬度的各向異性可以很好地解釋鉆孔彎曲的原因和規(guī)律，并可利用這一現(xiàn)象來(lái)實(shí)施定向鉆進(jìn)。（3）在各向均勻壓縮的條件下，巖石的硬度增加。在常壓下硬度越低的巖石，隨著圍壓增大，其硬度值增長(zhǎng)越快。（4）一般而言，隨著加載速度增加，將導(dǎo)致巖石的塑性系數(shù)降低，硬度增加。但當(dāng)沖擊速度小于10m/s時(shí)，硬度變化不大。加載速度對(duì)低強(qiáng)度、高塑性及多孔隙巖石硬度的影響更顯著。鉆探技術(shù)的基本構(gòu)成是什么？ 5.鉆探技術(shù)的基本構(gòu)成是什么？

設(shè)備：鉆孔施工所使用的地面設(shè)備總稱。包括鉆探機(jī)、動(dòng)力機(jī)、泥漿泵、鉆塔等。

工藝：取心鉆探技術(shù)，無(wú)巖心鉆探技術(shù)，多介質(zhì)反循環(huán)鉆探技術(shù)，其它反循環(huán)鉆探技術(shù)，水文水井鉆探技術(shù) 地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)、礦物巖石學(xué)、地層學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、鉆探工程、工程地質(zhì)、工程與環(huán)境物探、鉆探機(jī)械

6.簡(jiǎn)述硬質(zhì)合金鉆頭的碎巖機(jī)理（文字與簡(jiǎn)圖）

巖心鉆探使用硬質(zhì)合金鉆頭的一種鉆進(jìn)方法。硬質(zhì)合金鉆進(jìn)碎巖的機(jī)理是鉆頭在鉆壓的作用下,硬質(zhì)合金切削、刮削巖石。

（與刀具（切削類似）相聯(lián)系：利用鑲焊在鉆頭體上的硬質(zhì)合金切削具，作為破碎巖石的工具，這種鉆進(jìn)方法通稱為硬質(zhì)合金鉆進(jìn)。但在實(shí)際使用中，硬質(zhì)合金鉆進(jìn)只適用于鉆進(jìn)中等硬度以下的地層，即可鉆性1 ～7 級(jí)和部分8 級(jí)地層。若在更為堅(jiān)硬 的巖層中鉆進(jìn)，則切削效果很差，切削具磨損很快或易折斷而迅速失去鉆進(jìn)能力。當(dāng)前，軟的和中硬以下的地層，尤其是土層的鉆孔工作，主要靠硬質(zhì)合金鉆進(jìn)。）

7.簡(jiǎn)述孕鑲金剛石鉆頭的碎巖機(jī)理

聚晶金剛石復(fù)合片的簡(jiǎn)稱。是石油鉆井行業(yè)常用的一種鉆井工具。它是以金剛石為原料加入粘結(jié)劑在高溫條件下燒結(jié)而成，復(fù)合片為圓片狀，金剛石厚度一般小于1mm,切削巖石時(shí)作為工作層，碳化鎢基體對(duì)聚晶金剛石薄層起支撐作用，兩者的有機(jī)結(jié)合，使PDC既具有金剛石的硬度和耐磨性，又具有碳化鎢的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和沖擊能力。由于聚晶金剛石內(nèi)晶體間的取向不規(guī)則，不存在單晶金剛石固有個(gè)解理面，所以PDC的抗磨性及強(qiáng)度高于天然金剛石，且不易破碎。PDC鉆頭都采用了高質(zhì)量的爪型齒和環(huán)形齒，與其他類型復(fù)合片相比抗剪強(qiáng)度高、耐沖擊、壽命長(zhǎng)、熱穩(wěn)定性能好的特點(diǎn)。PDC鉆頭采用超大排屑流道設(shè)計(jì)，可以更加有效運(yùn)移鉆屑，清洗鉆頭，防止鉆頭泥包，提高機(jī)械鉆速。

金剛石鉆頭按包鑲形式的不同，可分為表鑲鉆頭與孕鑲鉆頭兩種

孕鑲鉆頭胎體表面上多而小的硬質(zhì)點(diǎn)(金剛石)對(duì)孔底巖石進(jìn)行刻劃磨蝕,并且隨著金剛石的逐漸磨損和消失以及粘結(jié)胎體的不斷磨耗,新的金剛石又裸露出來(lái)進(jìn)行工作。碎巖過(guò)程可看作是微切削和微壓裂壓碎作用的綜合,屬于小體積破碎。對(duì)于脆性巖石,以微壓裂壓碎為主;對(duì)于塑性巖石,以微切削為主。

金剛石鉆頭的破巖作用是由金剛石顆粒完成的。在堅(jiān)硬地層中，單粒金剛石在鉆壓作用下使巖石處于極高的應(yīng)力狀態(tài)下（約4200-5700MPa，有的資料認(rèn)為可達(dá)6300MPa），使巖石發(fā)生巖性轉(zhuǎn)變，由脆性變?yōu)樗苄浴瘟＝饎偸匀氲貙?，在扭矩作用下切削破巖，切削深度基本上等于金剛石顆粒的吃入深度。這一過(guò)程如同“犁地”故稱為金剛石鉆頭的犁式切削作用。

在一些脆性較大的巖石里（如砂巖、石灰?guī)r等），鉆頭上的金剛石顆粒在鉆壓扭矩的同時(shí)作用下，破碎巖石的體積遠(yuǎn)大于金剛石顆粒的吃入與旋轉(zhuǎn)體積。當(dāng)壓力不大時(shí),只能沿金剛石的運(yùn)動(dòng)方向形成小溝槽，加大壓力則會(huì)使小溝槽深部與兩側(cè)的巖石破碎，超過(guò)金剛石顆粒的斷面尺寸。

8.用于鉆井行業(yè)的人造超硬材料主要有哪些？ 人造金剛石、人造立方氮化硼等

9.地質(zhì)巖心鉆探與油氣井鉆探的主要區(qū)別在哪里？

主要區(qū)別有以下幾點(diǎn)：1.鉆孔的直徑：Hole：孔，用于地質(zhì)鉆探，孔比較小，用于勘察，勘探 Well：井，用于油氣井鉆探，孔比較大，往往還要用于生產(chǎn)。2.鉆孔的深度：鉆探：比較淺。油氣井：比較深，技術(shù)有，成本高。3.地層情況：鉆探：地層比較復(fù)雜，低層遇到的種類比較多。油氣井：一般低層地層單一。10.空氣鉆進(jìn)技術(shù)有哪些優(yōu)點(diǎn)？

空氣鉆進(jìn)的實(shí)質(zhì)是以壓縮空氣代替沖洗液，作為鉆進(jìn)中的循環(huán)介質(zhì)來(lái)冷卻鉆頭，吹洗鉆孔把巖屑攜帶出地表的一種高效率、先進(jìn)鉆進(jìn)方法。空氣鉆進(jìn)特別適用于干旱缺水地區(qū)、常年永凍層、孔內(nèi)嚴(yán)重漏水地層及用水鉆進(jìn)較困難地區(qū)。（1）鉆進(jìn)效率高： 空氣鉆進(jìn)效率比一般鉆進(jìn)法約提高9 —11 倍。其原因是：孔底巖石減掉了鉆孔內(nèi)的液柱靜壓力，有助于巖石最大限度地釋放殘余應(yīng)力，使孔底巖石處于一種負(fù)壓效應(yīng)狀態(tài)，借助切削具的碎巖作用，巖屑呈“爆炸” 形式崩離巖體，從而提高了鉆進(jìn)效率。另外壓縮空氣以高速吹洗孔底、孔內(nèi)干凈，幾乎完全沒(méi)有重復(fù)破碎，故在硬巖和深孔時(shí)，鉆進(jìn)效率更為顯著。（2）鉆頭壽命長(zhǎng)： 空氣鉆進(jìn)鉆頭壽命長(zhǎng)，除上面提到的因素外，還有一重要因素，即當(dāng)壓縮空氣經(jīng)過(guò)鉆頭時(shí)，由于壓力驟然降低，在此大量吸收熱量，有利于冷卻鉆頭，防止燒鉆，并為切削具創(chuàng)造有利的工作環(huán)境。與一般鉆進(jìn)方法相比，鉆頭壽命可提高十倍以上。（3）能取得正確的地質(zhì)資料：空氣鉆進(jìn)以空氣為循環(huán)介質(zhì)，它不污染巖石和孔壁這不僅對(duì)洗井、抽水等工作有益，而且可以獲取正確的水文地質(zhì)資料。（4）空氣鉆進(jìn)不用水：這在干旱缺水地區(qū)其優(yōu)越性更為顯著，同時(shí)可以避免因漏水而帶來(lái)的堵漏問(wèn)題和沖洗液、巖粉等對(duì)含水層堵塞的影響。什么是鉆孔結(jié)構(gòu)（也稱井身結(jié)構(gòu)）？——所謂井身結(jié)構(gòu)，就是在水文水井鉆孔前和鉆井過(guò)程中，為了滿足水文地質(zhì)及成井工藝的要求，必須根據(jù)不同的地層和鉆進(jìn)成孔方法，確定鉆進(jìn)的深

度和不同井深或地層時(shí)的鉆孔直徑。這種井深與井徑的匹配關(guān)系稱之為鉆井（孔）的井身結(jié)構(gòu)。一般可用圖示法或文字描述法表示。

11.什么是鉆孔結(jié)構(gòu)（也稱井身結(jié)構(gòu)）？——所謂井身結(jié)構(gòu)，就是在水文水井鉆孔前和鉆井過(guò)程中，為了滿足水文地質(zhì)及成井工藝的要求，必須根據(jù)不同的地層和鉆進(jìn)成孔方法，確定鉆進(jìn)的深度和不同井深或地層時(shí)的鉆孔直徑。這種井深與井徑的匹配關(guān)系稱之為鉆井（孔）的井身結(jié)構(gòu)。一般可用圖示法或文字描述法表示。鉆孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是與鉆進(jìn)有關(guān)的，所有工程計(jì)算的基礎(chǔ)。鉆孔結(jié)構(gòu)是指鉆孔由開(kāi)孔至終孔，鉆孔剖面中各孔段的深度和口徑的變化情況。據(jù)地層理想柱狀圖做出來(lái)的。一般來(lái)說(shuō)，換徑次數(shù)越多、鉆孔結(jié)構(gòu)越復(fù)雜；換徑次數(shù)越少，鉆孔結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單。在可能情況下，應(yīng)使鉆孔結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單。根據(jù)地層條件，一層一層放入套管，所形成圖示的結(jié)構(gòu)：

設(shè)計(jì)依據(jù)1．鉆孔的用途和目的；2．該地層的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、巖石物理力學(xué)性質(zhì)；3．鉆孔的設(shè)計(jì)深度和鉆孔的方位方向、頂角方向；4．必需的終孔直徑；5．鉆進(jìn)方法、鉆探設(shè)備參數(shù)。12.井身結(jié)構(gòu)有哪些要素？——鉆井深度；鉆井直徑。

13.套管在鉆探工程中起什么作用？

保護(hù)孔壁，支撐孔壁防止倒塌，為鉆探提供通道。

在鉆探施工過(guò)程中，套管用途很廣。鉆進(jìn)復(fù)雜地層時(shí)，用套管護(hù)壁堵漏，可保證正常鉆進(jìn)。巖心鉆探抽水試驗(yàn)孔可用套管進(jìn)行止水，保證抽水資料的準(zhǔn)確性。長(zhǎng)期水文觀測(cè)和開(kāi)采孔，可用套管作為出水的通道。中間套管用于井深較大,對(duì)井眼中間井段的易塌、易漏、高壓、含鹽等地層,起到隔離地層和保護(hù)井身的作用。下入了中間套管可以保證對(duì)下部，四通防噴器,可以預(yù)防井噴。套管還能用于套管鉆進(jìn)，鉆頭和井下工具的起下在套管內(nèi)進(jìn)行，利用鋼絲繩試下不提鉆更換鉆頭、鉆具，能夠節(jié)省起下鉆時(shí)間，提高施工效率，大幅度節(jié)約鉆井成本。

14.鉆探設(shè)備包括哪些主要內(nèi)容？

鉆探設(shè)備是指用于鉆探施工這種特定工況的機(jī)械裝置和設(shè)備，主要由鉆機(jī)、泥漿泵及泥漿攪拌機(jī)、泥漿凈化設(shè)備、鉆塔等組成。

鉆機(jī)：是完成鉆進(jìn)施工的主機(jī)，它帶動(dòng)鉆具和鉆頭向底層深部鉆進(jìn)，并通過(guò)鉆機(jī)上的升降機(jī)來(lái)完成起下鉆具和套管、提取巖心、更換鉆頭等輔助工作。

鉆塔的主要功能：起下鉆具（套管）、減壓鉆進(jìn)時(shí)懸掛鉆具、處理孔內(nèi)事故并為空中作業(yè)提供平臺(tái)。泵的主要功能是：向孔內(nèi)輸送沖洗液以及清洗底孔、冷卻鉆頭和潤(rùn)滑鉆具。通常，主要類型的鉆探設(shè)備均由鉆機(jī)、鉆塔－桅桿、泥漿泵等三部分構(gòu)成。

動(dòng)滑車、大鉤、水龍頭、絞車、轉(zhuǎn)盤、泥漿泵。

15.什么是正循環(huán)鉆進(jìn)？什么是反循環(huán)鉆進(jìn)？反循環(huán)的形式有多少種？

正循環(huán)鉆進(jìn)是泥漿自供應(yīng)池由泥漿泵泵出，輸入軟管送往水龍頭上部進(jìn)口，再注入旋轉(zhuǎn)空心鉆桿頭部，通過(guò)空心鉆機(jī)一直流到鉆頭底部排出，旋轉(zhuǎn)中的鉆頭將泥漿潤(rùn)滑，并將泥漿擴(kuò)散到整個(gè)孔底，攜同鉆碴浮向鉆孔頂部，從孔頂溢排地面上泥漿槽。

反循環(huán)鉆進(jìn)與正循環(huán)鉆進(jìn)的差異在鉆進(jìn)時(shí)泥漿不經(jīng)水龍頭直接注入鉆孔四周，泥漿下達(dá)孔底，經(jīng)鉆頭拌和使孔內(nèi)部漿液均勻達(dá)到擴(kuò)壁，潤(rùn)滑鉆頭，浮起鉆碴，此時(shí)壓縮空氣不斷送入水龍頭，通過(guò)固定管道直到鉆頭頂部，按空氣吸泥原理，將鉆渣從空心鉆桿排入水龍頭軟管溢出。

反循環(huán)鉆進(jìn)按照產(chǎn)生沖洗液上升流動(dòng)的方式不同，可分為地表噴射反循環(huán)，泵吸反循環(huán)和氣舉反循環(huán)三種方式。不同反循環(huán)鉆進(jìn)方式，隨著鉆孔深度的變化，鉆進(jìn)效率也有所不同，所示為三種反循環(huán)鉆進(jìn)方式在不同孔深時(shí)的效率曲線，從曲線變化情況可以看出，地表噴射反循環(huán)鉆進(jìn)效率，在淺孔段效率較高，氣舉反循環(huán)鉆進(jìn)效率在50 m 以后較高。在選擇反循環(huán)鉆進(jìn)方式時(shí)，應(yīng)根據(jù)孔深、水位等情況進(jìn)行合理的選擇，為了提高鉆進(jìn)效率，有時(shí)也采用兩種方式相結(jié)合的復(fù)合式反循環(huán)鉆進(jìn)。

16.鉆進(jìn)參數(shù)主要有哪些？各自起到什么作用？

17.反映鉆井液基本性能的參數(shù)有哪些？——泥漿的主要性能有哪些？（1）失水量及造壁性

失水量和造壁性是泥漿最重要的性能指標(biāo)之一。鉆進(jìn)時(shí)，若泥漿柱與地層間有壓力差存在時(shí)，泥漿中的自由水逐漸脫離泥漿結(jié)構(gòu)向孔壁巖層的孔隙中滲入，這個(gè)過(guò)程叫做泥漿的失水。表示泥漿失水多少的性能稱為失水量。在泥

漿失水的同時(shí)，泥漿中的一些較大的粘土附著在孔壁巖石上，形成一層泥皮，泥漿的這種能力稱為泥漿的造壁性。（2）觸變性和靜切力

泥漿靜止時(shí)，粘土顆粒兩端水化膜薄處粘結(jié)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，稠化成膠狀物質(zhì)。當(dāng)再進(jìn)行攪拌或振蕩時(shí)，又恢復(fù)其原有的流動(dòng)性，這種性質(zhì)稱為泥漿的觸變性。

要使靜止?fàn)顟B(tài)的泥漿開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，破壞單位面積網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)所需的力，稱為靜切力。其單位為Pa。一般規(guī)定，靜止1min[美國(guó)石油學(xué)會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)為10s（秒）]后測(cè)得的靜切力，稱為初切力。靜止10min后測(cè)得的切力，稱為終切力。泥漿觸變性能的好壞，以終切力和初切力的差來(lái)表示。差值越大表示觸變性能越好。（3）粘度

粘度是泥漿流動(dòng)難易程度的指標(biāo)。它反映泥漿流動(dòng)時(shí)，其內(nèi)部摩擦阻力的大小。摩擦阻力包括液體之間、粘土顆粒之間以及粘土顆粒與液體之間的磨擦阻力，并且也有泥漿結(jié)構(gòu)的影響。一般靜切力大的泥漿，其粘度也高。（4）比重

泥漿的比重是指泥漿與同體積水的重量之比。泥漿比重的大小取決于泥漿中固相（粘土、加重劑及巖粉等）的含量和固相的比重。固相含量高和固相比重大，則泥漿的比重也大。

泥漿的比重決定著對(duì)巖層的壓力。因此，在鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)根據(jù)地層的穩(wěn)定程度來(lái)選擇泥漿的比重。如地層壓力大，加大泥漿的比重以平衡井內(nèi)地層的壓力。相反，在漏失地層鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)加入發(fā)泡劑或減少固相的含量，用來(lái)降低泥漿的比重以減少漏失。（5）含砂量

泥漿含砂量是指泥漿中不能通過(guò)200號(hào)篩孔，即直徑大于0.074mm的砂粒所占泥漿總體積的百分含量。泥漿的含砂量高，不僅增大泥漿的比重，影響鉆速。而且也磨損鉆具、鉆頭和水泵等設(shè)備。同時(shí)在循環(huán)中止時(shí)還會(huì)因砂子的沉淀，發(fā)生埋鉆事故。故要求含砂量越低越好。一般不應(yīng)超過(guò)4%。（6）膠體率

泥漿靜止24小時(shí)內(nèi)分離出水的體積百分?jǐn)?shù)，即為泥漿的膠體率。

泥漿的膠體率可作為初步評(píng)定泥漿質(zhì)量好壞的簡(jiǎn)易方法。高質(zhì)量的泥漿，因粘土顆粒分散和水化好，在靜止時(shí)不分離出水。而粘土顆粒分散和水化程度不高的劣質(zhì)泥漿，往往能分離出許多水。（7）pH值

泥漿的pH值（酸堿度）對(duì)泥漿性能有重大影響，也是泥漿進(jìn)行化學(xué)處理的重要依據(jù)。一般情況下，泥漿pH值應(yīng)控制在8~10之間，而鈣處理泥漿pH=11左右。

19.為什么說(shuō)鉆井液是鉆井工程的血液？

基本功用：（1）排除鉆渣（2）保護(hù)井壁（3）冷卻鉆頭（4）潤(rùn)滑鉆具

特殊功用：（1）提供孔底動(dòng)力（2）取心取樣介質(zhì)（3）傳遞孔底信號(hào)（4）水力碎巖與導(dǎo)向（見(jiàn)作業(yè)）

20.什么是欠平衡鉆井？其優(yōu)點(diǎn)與風(fēng)險(xiǎn)何在？

所謂欠平衡鉆井工藝技術(shù)，就是在鉆井過(guò)程中始終保持鉆井液循環(huán)體系井底壓力低于地層孔隙壓力，利用專用設(shè)備使產(chǎn)層的流體有控制地進(jìn)入井筒并將其循環(huán)到地面，實(shí)現(xiàn)安全鉆進(jìn)。包括：欠平衡專用裝備的選型與配套、井身結(jié)構(gòu)、鉆頭優(yōu)選、鉆具組合、參數(shù)優(yōu)選、井控技術(shù)等幾個(gè)方面。

優(yōu)點(diǎn)：

1、減少或防止地層污染

2、對(duì)產(chǎn)層進(jìn)行實(shí)時(shí)連續(xù)調(diào)查

3、提高鉆速, 提高鉆頭壽命

4、杜絕或減少井漏

5、杜絕或減少壓差卡鉆等井下復(fù)雜

6、提前生產(chǎn)，降低完井及增產(chǎn)作業(yè)成本

7、提高初期產(chǎn)量。

8、延長(zhǎng)有效儲(chǔ)層開(kāi)采期和發(fā)現(xiàn)新的產(chǎn)層。

風(fēng)險(xiǎn)：1.井壁坍塌：對(duì)于欠壓實(shí)的地層，不宜采用欠平衡鉆井技術(shù)。2.環(huán)境保護(hù)：欠平衡鉆井產(chǎn)出的儲(chǔ)層流體有油氣水等，甚至含CO2或H2S。必須根據(jù)地面循環(huán)及分離系統(tǒng)的功能、壓力級(jí)別、控制能力等確定能否用欠平衡鉆井。3.考慮井眼失控的危險(xiǎn)性：對(duì)高壓高滲地層，特別是高壓氣井，如果防噴系統(tǒng)損壞或人員操作失誤有可能導(dǎo)致井噴失控。4.膨脹地層鹽巖蠕動(dòng)泥巖膨脹縮徑導(dǎo)致卡鉆：不宜應(yīng)用欠平衡鉆井。5.油氣產(chǎn)出過(guò)量：造成速敏

21.XY-8是什么意思？寫出XY系列巖心鉆機(jī)的標(biāo)識(shí)符號(hào)并注明其意義。XY-8:鉆探深度為3000米，油壓（液壓）式巖芯鉆機(jī)。

X：巖芯鉆機(jī)

Y：油壓（液壓）數(shù)字：鉆探深度等級(jí)。（1-100m；2-300m;3-600m;4-1000m;5-1500m;6-2000m;8-3000m;9-4000m)

二、綜述題 每題25分。

1.鉆探工程在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中能夠發(fā)揮哪些作用？

我國(guó)人口多、資源相對(duì)不足。目前資源短缺已成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的?瓶頸?。巨大的資源缺口將成為長(zhǎng)期制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要因素。快速勘查發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)資源后備基地，確保國(guó)家經(jīng)濟(jì)安全已成為十分迫切的戰(zhàn)略任務(wù)。發(fā)深部地質(zhì)巖心鉆探關(guān)鍵技術(shù)與裝備無(wú)論是提升我國(guó)的鉆探技術(shù)水平還是滿足資源勘探的迫切需求都是非常必要的；對(duì)緩解目前資源短缺制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸、發(fā)現(xiàn)新的礦產(chǎn)地、拓展新的找礦空間實(shí)現(xiàn)資源可持續(xù)發(fā)展意義重大?！彪S著科技進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，巖土鉆掘工程在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。已廣泛應(yīng)用于：(1)礦產(chǎn)資源勘探和部分礦產(chǎn)的開(kāi)采；(2)水文地質(zhì)勘探和水井鉆；(3)工程地質(zhì)勘查和生態(tài)環(huán)境研究；(4)地質(zhì)災(zāi)害的防治與環(huán)境治理；(5)工民建和道路橋梁的基礎(chǔ)工程；(6)國(guó)防工程及海岸工程；(7)科學(xué)鉆探。地質(zhì)礦產(chǎn)勘探鉆進(jìn)；水文水井鉆進(jìn)；工程地質(zhì)勘察、基礎(chǔ)工程施工鉆進(jìn)；油氣井鉆進(jìn)；爆破孔鉆進(jìn)(采礦、物探)；科學(xué)鉆探（海洋、湖泊、大陸、環(huán)境、冰川、外星）；地?zé)?、干熱巖鉆采；水力采礦；核廢料掩埋、二氧化碳掩埋等；地質(zhì)災(zāi)害治理（邊坡錨固、抗滑樁、止水帷幕等）；非開(kāi)挖鋪管；文物考古鉆探；豎井鉆鑿（礦山、地下核試驗(yàn)等）；搶險(xiǎn)救災(zāi)（地下滅火、通風(fēng)孔等）2.泥漿在鉆探工程中的重要作用是什么？

鉆井液（原稱泥漿）是指鉆井中使用的工作流體。泥漿是廣泛使用的鉆井液，主要適用于松散、裂隙發(fā)育、易坍塌掉塊、遇水膨脹剝落等孔壁不穩(wěn)定巖層。鉆井液-其主要功能如下：

1.沖洗井底：鉆井液可在鉆頭水眼處形成高速的液流，噴向井底。這高速噴出的鉆井液可將由于鉆井液壓力與地層壓力差而被壓持在井底的巖屑沖起，起沖洗井底的作用。

2.攜帶巖屑：當(dāng)鉆井液在環(huán)空的上返速度大于巖屑的沉降速度時(shí)，鉆井液可將井中的巖屑帶出，即在一定的上返速度下，鉆井液有攜帶巖屑（簡(jiǎn)稱攜巖）的作用。

3.平衡地層壓力：鉆井液的液柱壓力必須與地層壓力相平衡才能達(dá)到防止井噴或者鉆井液大量漏進(jìn)地層的目的。

可通過(guò)調(diào)整鉆井液密度控制鉆井液的液柱壓力，使它與地層壓力相平衡。

4.冷卻與潤(rùn)滑鉆頭：鉆井液可將鉆井過(guò)程中鉆具（鉆頭與鉆柱）與地層摩擦產(chǎn)生的熱帶至地面，起冷卻作用。同時(shí)，鉆井液能有效地降低鉆具與地層的摩擦，起潤(rùn)滑作用。

5.穩(wěn)定井壁：可在鉆井液中加入適當(dāng)?shù)奶幚頇C(jī)，使鉆井液具有抑制頁(yè)巖膨脹和（或）分散的能力，同時(shí)產(chǎn)生薄而韌的濾餅，起穩(wěn)定井壁的作用。

6.懸浮巖屑和密度調(diào)整材料：當(dāng)停止循環(huán)時(shí)，鉆井液處于靜止?fàn)顟B(tài)，其中的膨潤(rùn)土顆?？苫ハ嗦?lián)結(jié)，形成結(jié)構(gòu)，將巖屑懸浮起來(lái)。若鉆井液中加有密度調(diào)整材料（如重晶石），則在停止循環(huán)時(shí)，鉆井液也可將它懸浮起來(lái)。鉆井液懸浮巖屑和密度調(diào)整材料的能力，可使鉆井液停止循環(huán)后易于再啟動(dòng)。

7.獲取地層信息：通過(guò)鉆井液攜帶出的巖屑，可以獲取地層許多信息，如油氣顯示、地層物性等。

8.傳遞功率：鉆井液可將鉆井液泵的功率經(jīng)鉆柱從鉆頭水眼高速噴射傳到井底，提高鉆頭的破巖能力，加快鉆井速度。

鉆進(jìn)過(guò)程中，用液體或氣體的連續(xù)循環(huán)把孔內(nèi)的巖屑沖洗或吹洗出來(lái)，稱為鉆孔沖洗。沖洗用的介質(zhì)，不論是液體還是氣體習(xí)慣上都被叫做沖洗液或鉆井液(drilling fluid)。由于早期的沖洗液多為粘土與水的混合物，所以沖洗液也被籠統(tǒng)地稱做泥漿(mud)，泥漿這個(gè)術(shù)語(yǔ)一直沿用，現(xiàn)在還有不少人把沖洗液統(tǒng)稱為泥漿。鉆井液作用：懸浮和攜帶巖屑及加重劑；平衡地層壓力和井壁側(cè)壓力，穩(wěn)定井壁，防止井噴、井漏和井塌等事故的發(fā)生；傳遞水功率，幫助和破碎巖石；冷卻和潤(rùn)滑鉆頭及鉆具；為井下鉆具提供動(dòng)力；部分地支承鉆柱和套管的重量；從鉆井液中獲得所鉆地層的地質(zhì)資料。冷卻、排粉、潤(rùn)滑、支撐

沒(méi)有泥漿的保護(hù)，鉆井井壁會(huì)遇水膨脹、縮徑，甚至流散、垮孔。3．為什么說(shuō)上天難、入地更難？

4．鉆探工程中體現(xiàn)了哪些現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)進(jìn)步？

1，先進(jìn)的地球科學(xué)、地球物理學(xué)是鉆探技術(shù)的基礎(chǔ)，這些先進(jìn)的技術(shù)充分應(yīng)用于鉆探領(lǐng)域。鉆進(jìn)的方法和施工工藝都必須根據(jù)所鉆地區(qū)地層的結(jié)構(gòu)而定。比如，在鉆孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之時(shí)，就必須根據(jù)地質(zhì)學(xué)家提出的理想地層剖面柱狀圖來(lái)進(jìn)行；再比如鉆頭鉆具的選擇，就要根據(jù)鉆進(jìn)所遇地層來(lái)決定。還有巖石的性質(zhì)、地殼的結(jié)構(gòu)、不同地區(qū)的地質(zhì)情況等。

2，鉆探工程體現(xiàn)微電子技術(shù)。自動(dòng)化巖心鉆機(jī)，體現(xiàn)了人工智能技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等?，F(xiàn)代先進(jìn)定向鉆進(jìn)技術(shù)更是體現(xiàn)了電子計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的先進(jìn)性。此外，鉆探需要采集地下數(shù)據(jù)，也體現(xiàn)了先進(jìn)的信號(hào)測(cè)試與傳輸技術(shù)，數(shù)據(jù)的處理，反映了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)等等。

3，現(xiàn)代先進(jìn)的計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)在鉆探中體現(xiàn)?，F(xiàn)代鉆機(jī)的設(shè)計(jì)，由于先進(jìn)的設(shè)計(jì)軟件而大大提高效率。鉆探工作用各類分析軟件來(lái)對(duì)所要鉆探的地層進(jìn)行模擬，從而使獲得的信息形象化，更有利于指導(dǎo)鉆探施工的進(jìn)行。還比如現(xiàn)在很多先進(jìn)鉆探設(shè)備都配有高度智能化的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行控制。

然后，能源技術(shù)也是與鉆探工程密切相關(guān)的技術(shù)之一。比如非開(kāi)挖、隨鉆測(cè)量等先進(jìn)鉆探工藝中，某些部件必須得單獨(dú)供能，比如鉆桿中的各個(gè)傳感器，信息采集系統(tǒng)，反饋系統(tǒng)等，這樣就要求能源能在高溫高壓，或者水中供能，此外為了減少更換能源的次數(shù)縮短工期，還要求供能源要有很好的續(xù)航能力。

4，鉆探工程還與空間技術(shù)，海洋技術(shù)，通訊技術(shù)，制造技術(shù)等密切相關(guān)。全液壓頂驅(qū)型地質(zhì)巖心鉆機(jī)系列比如在大洋科學(xué)鉆探工程中，要保證鉆進(jìn)過(guò)程中水平位移和鉛直位移保持穩(wěn)定，就需要多個(gè)隨動(dòng)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行準(zhǔn)確的反饋控制，這種尖端設(shè)備就不僅僅采用一兩種技術(shù)就能實(shí)現(xiàn)的，需要結(jié)合力學(xué)，聲學(xué)，電子學(xué)以及計(jì)算機(jī)科學(xué)等等

5.簡(jiǎn)述鉆探設(shè)備與工藝之間的關(guān)系。

鉆探設(shè)備通指探礦工程施工中所使用的機(jī)械，它是達(dá)到各種工藝操作要求，保證工程施工速度和質(zhì)量的關(guān)鍵。

鉆探設(shè)備包括動(dòng)力機(jī)、鉆機(jī)、泥漿泵、鉆塔以及泥漿處理機(jī)械、鉆桿擰卸機(jī)械、鉆具提升機(jī)械（如繩索取心鉆具打撈機(jī)械）和空氣鉆進(jìn)所需的空壓機(jī)、孔底發(fā)動(dòng)機(jī)等。設(shè)備決定工藝，工藝取決于設(shè)備。工欲善其事，必先利其器。工藝不斷對(duì)設(shè)備提出新要求，設(shè)備性能和能力要滿足工藝需求。

5.簡(jiǎn)述實(shí)施樁基工程的基本工作程序與技術(shù)關(guān)鍵?！こ炭辈欤ㄔb樣品）→樁基施工（樁孔質(zhì)量、清除沉渣、連續(xù)澆筑??）

簡(jiǎn)述實(shí)施樁基工程的基本工作程序與技術(shù)關(guān)鍵?！こ炭辈欤ㄔb樣品）→樁基施工（樁孔質(zhì)量、清除沉渣、連續(xù)澆筑??

鉆孔灌注樁;鉆孔樁,承托力強(qiáng)，工地地質(zhì)有較多的散石及巖石層面較高時(shí)，鉆孔灌注樁建造費(fèi)便宜還環(huán)保，減少噪音和振動(dòng)，樁帽位置準(zhǔn)確度高。局限性，需要重型機(jī)器，需要面積大，加裝困難，斜坡上需建造工作平臺(tái)，需要預(yù)先鉆孔，排出的泥沙和污水需要處理以防污染環(huán)境。

重點(diǎn)：施工前必須集齊各項(xiàng)文件及最新圖紙（文件施工章程 政府條例 施工環(huán)境 開(kāi)工許可證），確定坐標(biāo)，土質(zhì)勘測(cè)：每根鉆孔樁都要預(yù)先鉆探來(lái)確定深度，深度必須在承托巖層5米以上，在工程師的監(jiān)察下進(jìn)行抽取石板和測(cè)量深度，有足夠的安全監(jiān)管，所抽取石板要鎖好及存放在存儲(chǔ)倉(cāng)內(nèi)，閑人免進(jìn)，進(jìn)行石板測(cè)試

樁柱工作范圍的泥面要平整和壓實(shí)，提供清晰準(zhǔn)確莊主墨線，誤差允許范圍內(nèi)確定樁的圓周，核實(shí)套管尺寸和完整性，要把鋼管的水平位置和垂直度準(zhǔn)確較好，套管要定時(shí)復(fù)核套管的中心點(diǎn)和垂直度的準(zhǔn)確，清除沉渣、由鉆孔抽出的污水要過(guò)濾后才可以排出去

吹水方法清洗莊主內(nèi)壁，將吹水管接到裝地下，加氣壓，使樁內(nèi)污水循環(huán)流動(dòng)，污水需要過(guò)濾后才可以排出去 架鋼筋架 工程師檢驗(yàn)合格后才可以放鋼筋架

需按施工圖紙?jiān)摻罴樱辉摻顖?chǎng)必須整潔，鋼筋須有認(rèn)可來(lái)源證及測(cè)試合格，鋼筋架駁口要有足夠長(zhǎng)度，所有導(dǎo)筒要頂?shù)追饷埽瑱z驗(yàn)合格后才可以落籠，確保鋼筋架駁口長(zhǎng)度足夠，有足夠箍筋要鎖緊駁口鐵，經(jīng)工程師驗(yàn)收水辦及量度樁深度檢驗(yàn)合格才可以到混凝土

每根鉆孔樁必須一次過(guò)倒混凝土，保障結(jié)構(gòu)質(zhì)量的連貫性，到混凝土和拔套管時(shí)要保持頂水平比套管滴導(dǎo)管底高出最少2米，可加入水泥漿，疏通導(dǎo)管還可以分隔樁內(nèi)水和混凝土的作用，每車倒完檢查導(dǎo)管底、混凝土面、套管地面水平

需在相關(guān)工程師監(jiān)督下進(jìn)行full coring test,混凝土樣板必須健全，連接面要沒(méi)有沙泥雜質(zhì)。

七天后進(jìn)行測(cè)試超聲波測(cè)試 分析樁的混凝土是否完整，交界面鉆挖測(cè)試 確定連接面是否完整和良好，

第二篇：鉆探工程概論復(fù)習(xí)題（最終版）

鉆探工程概論復(fù)習(xí)題

一、簡(jiǎn)答題 每題10分

1.根據(jù)巖石的變形特性，圖示說(shuō)明巖石的三種類型。

2.什么是巖石破碎的體積破碎？

3.什么是巖石的各向異性？對(duì)鉆進(jìn)有哪些影響？

4.影響巖石硬度的因素有哪些？

5.鉆探技術(shù)的基本構(gòu)成是什么？

6.簡(jiǎn)述硬質(zhì)合金鉆頭的碎巖機(jī)理（文字與簡(jiǎn)圖）

7.PDC鉆頭的碎巖機(jī)理

8.金剛石鉆頭有哪些主要類型？

9.地質(zhì)巖心鉆探與油氣井鉆探的主要區(qū)別在哪里？

10.空氣鉆進(jìn)技術(shù)有哪些優(yōu)點(diǎn)？

11.什么是鉆孔結(jié)構(gòu)（也稱井身結(jié)構(gòu)）？

12.套管在鉆探工程中起什么作用？

13.簡(jiǎn)述繩索取心鉆具的主要組成，它有哪些優(yōu)點(diǎn)？

14.鉆探設(shè)備包括哪些主要內(nèi)容？

15.鉆具按用途可以分為哪些？分述其主要作用。

16.什么是正循環(huán)鉆進(jìn)？什么是反循環(huán)鉆進(jìn)？反循環(huán)的形式有多少種？

17.鉆進(jìn)參數(shù)主要有哪些？各自起到什么作用？

18.影響地層可鉆性的因素有哪些？

19.鉆孔灌注樁的基本流程。

二、綜述題 每題25分。

1.鉆探工程在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中能夠發(fā)揮哪些作用？

2.泥漿在鉆探工程中的重要作用是什么？

3．為什么說(shuō)上天難、入地更難？

4．鉆探工程中體現(xiàn)了哪些現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)進(jìn)步？

5.簡(jiǎn)述鉆探設(shè)備與鉆探工藝之間的關(guān)系？

6.試論述深部鉆探的關(guān)鍵技術(shù)（分別從鉆孔結(jié)構(gòu)與管材級(jí)配、鉆探設(shè)備、鉆桿及鉆具、護(hù)壁堵漏等方面論述）

第三篇：11765鉆探工程概論考試復(fù)習(xí)題

11765鉆探工程概論考試復(fù)習(xí)題

一、簡(jiǎn)答題 每題10分

1.根據(jù)巖石的變形特性，圖示說(shuō)明巖石的三種類型。

彈塑性巖石 彈脆性巖石

高塑性和高孔隙性巖石

巖石的硬度反映巖石抵抗外部更硬物體壓入（侵入）其表面的能力。

硬度與抗壓強(qiáng)度有聯(lián)系，但又有很大區(qū)別。抗壓強(qiáng)度是固體抵抗整體破壞時(shí)的阻力，而硬度則是固體表面對(duì)另一物體局部壓入或侵入時(shí)的阻力。因此，硬度指標(biāo)更接近于鉆掘過(guò)程的實(shí)際情況。因?yàn)榛剞D(zhuǎn)鉆進(jìn)中，巖石破碎工具在巖石表面移動(dòng)時(shí)，是在局部侵入（可能非常微小）的同時(shí)使巖石發(fā)生剪切破碎。由前面的分析知道，工具壓入巖石是很難的，而壓入后剪切破巖卻較容易。所以我們說(shuō)，硬度對(duì)鉆掘工程而言是一個(gè)主要力學(xué)性能參數(shù)。

（1）巖石中石英及其他堅(jiān)硬礦物或碎屑含量愈多，膠結(jié)物的硬度越大，巖石的顆粒越細(xì)，結(jié)構(gòu)越致密，則巖石的硬度越大。而孔隙度高，密度低，裂隙發(fā)育的巖石硬度將會(huì)降低。

（2）巖石的硬度具有明顯的各向異性。但層理對(duì)巖石硬度的影響正好與對(duì)巖石強(qiáng)度的影響相反。垂直于層理方向的硬度值最小，平行于層理的硬度最大，兩者之間 可相差1.05～1.8倍。巖石硬度的各向異性可以很好地解釋鉆孔彎曲的原因和規(guī)律，并可利用這一現(xiàn)象來(lái)實(shí)施定向鉆進(jìn)。

（3）在各向均勻壓縮的條件下，巖石的硬度增加。在常壓下硬度越低的巖石，隨著圍壓增大，其硬度值增長(zhǎng)越快。

（4）一般而言，隨著加載速度增加，將導(dǎo)致巖石的塑性系數(shù)降低，硬度增加。但當(dāng)沖擊速度小于10m/s時(shí)，硬度變化不大。加載速度對(duì)低強(qiáng)度、高塑性及多孔隙巖石硬度的影響更顯著。

5.鉆探技術(shù)的基本構(gòu)成是什么？

設(shè)備：鉆孔施工所使用的地面設(shè)備總稱。包括鉆探機(jī)、動(dòng)力機(jī)、泥漿泵、鉆塔等。

工藝：取心鉆探技術(shù)，無(wú)巖心鉆探技術(shù)，多介質(zhì)反循環(huán)鉆探技術(shù)，其它反循環(huán)鉆探技術(shù)，水文水井鉆探技術(shù)

地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)、礦物巖石學(xué)、地層學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、鉆探工程、工程地質(zhì)、工程與環(huán)境物探、鉆探機(jī)械、6.簡(jiǎn)述硬質(zhì)合金鉆頭的碎巖機(jī)理（文字與簡(jiǎn)圖）

與刀具（切削類似）相聯(lián)系：利用鑲焊在鉆頭體上的硬質(zhì)合金切削具，作為破碎巖石的工具，這種鉆進(jìn)方法通稱為硬質(zhì)合金鉆進(jìn)。

可得到很高的鉆速。

8.地質(zhì)巖心鉆探與油氣井鉆探的主要區(qū)別在哪里？

主要區(qū)別有以下幾點(diǎn)： 1.鉆孔的直徑：

Hole：孔，用于地質(zhì)鉆探，孔比較小，用于勘察，勘探 Well：井，用于油氣井鉆探，孔比較大，往往還要用于生產(chǎn)

2.鉆孔的深度： 鉆探：比較淺，油氣井：比較深，技術(shù)有，成本高 3.地層情況：

鉆探：地層比較復(fù)雜，低層遇到的種類比較多 油氣井：一般低層地層單一。

9.空氣鉆進(jìn)技術(shù)有哪些優(yōu)點(diǎn)？

空氣鉆進(jìn)的實(shí)質(zhì)是以壓縮空氣代替沖洗液，作為鉆進(jìn)中的循環(huán)介質(zhì)來(lái)冷卻鉆頭，吹洗鉆孔把巖屑攜帶出地表的一種高效率、先進(jìn)鉆進(jìn)方法?？諝忏@進(jìn)可以正循環(huán)鉆進(jìn)，也可以反循環(huán)鉆進(jìn)，在鉆探設(shè)備上只需要增加一臺(tái)移動(dòng)式空氣壓縮機(jī)，孔口防塵及除塵等設(shè)備。空氣鉆進(jìn)特別適用于干旱缺水地區(qū)、常年永凍層、孔內(nèi)嚴(yán)重漏水地層及用水鉆進(jìn)較困難地區(qū)。我國(guó)北方各省和西北各地有很多這樣的地區(qū)，因此，研究空氣鉆進(jìn)具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。

1.鉆進(jìn)效率高： 空氣鉆進(jìn)效率比一般鉆進(jìn)法約提高9 —11 倍。其原因是：孔底巖石減掉了鉆孔內(nèi)的液柱靜壓力，有助于巖石最大限度地釋放殘余應(yīng)力，使孔底巖石處于一種負(fù)壓效應(yīng)狀態(tài)，借助切削具的碎巖作用，巖屑呈“爆炸” 形式崩離巖體，從而提高了鉆進(jìn)效率。另外壓縮空氣以高速吹洗孔底、孔內(nèi)干凈，幾乎完全沒(méi)有重復(fù)破碎，故在硬巖和深孔時(shí)，鉆進(jìn)效率更為顯著。

2.鉆頭壽命長(zhǎng)： 空氣鉆進(jìn)鉆頭壽命長(zhǎng)，除上面提到的因素外，還有一重要因素，即當(dāng)壓縮空氣經(jīng)過(guò)鉆頭時(shí)，由于壓力驟然降低，在此大量吸收熱量，有利于冷卻鉆頭，防止燒鉆，并為切削具創(chuàng)造有利的工作環(huán)境。與一般鉆進(jìn)方法相比，鉆頭壽命可提高十倍以上。

3.能取得正確的地質(zhì)資料：空氣鉆進(jìn)以空氣為循環(huán)介質(zhì)，它不污染巖石和孔壁這不僅對(duì)洗井、抽水等工作有益，而且可以獲取正確的水文地質(zhì)資料。

4.空氣鉆進(jìn)不用水：這在干旱缺水地區(qū)其優(yōu)越性更為顯著，同時(shí)可以避免因漏水而帶來(lái)的堵漏問(wèn)題和沖洗液、巖粉等對(duì)含水層堵塞的影響。

脆性巖石（花崗巖、石英巖、碧石鐵質(zhì)巖）在壓頭壓入時(shí)僅產(chǎn)生彈性變形，至A點(diǎn)最大載荷為Pmax處便突然完成脆性破碎，壓頭瞬時(shí)壓入，破碎穴的深度為h ［圖(a)］。這時(shí)破碎穴面積明顯大于壓頭的端面面積，即h/δ＞5。

彈塑性巖石（大理巖、石灰?guī)r、砂巖）在壓頭壓入時(shí)首先產(chǎn)生彈性變形，然后塑性變形。至B點(diǎn)載荷達(dá)Pmax時(shí)才突然發(fā)生脆性破碎［圖(b)］。這時(shí)破碎穴面積也大于壓頭的端面面積，而h/δ=2.5～5，即小于第一類巖石。

高塑性（粘土、鹽巖）和高孔隙性巖石（泡沫巖、孔隙石灰?guī)r）區(qū)別于前二類，當(dāng)壓頭壓入時(shí)，在壓頭周圍幾乎不形成圓錐形破碎穴，也不會(huì)在壓入作用下產(chǎn)生脆性破碎［圖(c)］，h/δ=1。

2.什么是巖石破碎的體積破碎？

巖石的變形破碎形式

表面破碎 疲勞破碎 體積破碎

表面破碎

切削具與巖石的接觸壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于巖石硬度，切削具不能壓入巖石。切削具移動(dòng)時(shí)，將研磨孔底巖石，巖石破碎是由接觸摩擦功引起的，研磨的巖石顆粒很小，鉆進(jìn)速度低。這種變形破碎方式稱為巖石的表面研磨，這個(gè)區(qū)稱為表面破碎區(qū)。疲勞破碎

切削具上的軸向載荷增加，但接觸壓力仍小于巖石硬度，可使巖石晶間聯(lián)系破壞，巖石結(jié)構(gòu)間缺陷發(fā)展，特別是孔底受多次加載產(chǎn)生的疲勞裂隙更加發(fā)展，于是眾多裂隙交錯(cuò)，仍可產(chǎn)生較粗巖粒的分離，這種變形破碎方式稱為疲勞破碎，這個(gè)區(qū)稱為疲勞破碎區(qū)。

體積破碎

切削具上的載荷繼續(xù)增加，接觸壓力大于或等于巖石硬度，切削具可有效地切入巖石，結(jié)果是：切削具在孔底移動(dòng)時(shí)不斷克服巖石的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，切下巖屑，這種變形破壞方式稱為體積破碎，這個(gè)區(qū)稱為體積破碎區(qū)。體積破碎時(shí)，會(huì)分離出大塊巖石，破碎效果好。

3.什么是巖石的各向異性？對(duì)鉆進(jìn)有哪些影響？

巖石在不同方向上表現(xiàn)出不同的強(qiáng)度值稱為巖石的各項(xiàng)異性。

巖石的各向異性分為兩種：一種是由于微裂縫的存在以及在不同方向上的排列，分布不同而導(dǎo)致的，這種各向異性會(huì)隨著巖石的應(yīng)力變化而變化，可稱為應(yīng)力各向異性；另一種是由于巖石顆粒的定向排列引起的，這種巖石的各向異性不會(huì)隨著巖石的應(yīng)力變化而改變。對(duì)鉆進(jìn)的影響：

影響進(jìn)效率的：由于在不同的層理結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)出不同的強(qiáng)度性質(zhì)，在鉆進(jìn)這樣的巖石層時(shí)會(huì)加大鉆進(jìn)的工作量，因此巖石的各向異性會(huì)影響鉆進(jìn)效率。

影響鉆孔偏斜：由于存在巖石的各向異性，使得鉆桿在鉆進(jìn)過(guò)程中出現(xiàn)受力不平衡的情況，使得鉆桿發(fā)生一定角度的偏斜甚至彎曲，會(huì)影響鉆孔的偏斜量。

4.影響巖石硬度的因素有哪些？

但在實(shí)際使用中，硬質(zhì)合金鉆進(jìn)只適用于鉆進(jìn)中等硬度以下的地層，即可鉆性1 ～7 級(jí)和部分8 級(jí)地層。若在更為堅(jiān)硬的巖層中鉆進(jìn)，則切削效果很差，切削具磨損很快或易折斷而迅速失去鉆進(jìn)能力。當(dāng)前，軟的和中硬以下的地層，尤其是土層的鉆孔工作，主要靠硬質(zhì)合金鉆進(jìn)。

7.金剛石鉆頭有哪些主要類型

金剛石鉆頭按其制造方法不同，可分為燒結(jié)法和電鍍法兩種。金剛石鉆頭按包鑲形式的不同，可分為表鑲鉆頭與孕鑲鉆頭兩種

1.表鑲鉆頭

金剛石分布在胎體表面上，當(dāng)其刃角磨鈍后可回收復(fù)用。鉆頭按金剛石粒度分粗、中、細(xì)三種：5～20粒/克拉的為粗粒鉆頭；20～40粒/克拉的為中粒鉆頭；40～100粒/克拉的為細(xì)粒鉆頭。一般情況下，細(xì)粒鉆頭適用于鉆進(jìn)致密、堅(jiān)硬地層。金剛石都是用天然品。硬度較低、完整巖層；

2.孕鑲鉆頭

金剛石不只是分布在胎體表面上，而且，還分布于胎體內(nèi)部的一定層厚中。金剛石是10～80目的天然粉級(jí)品或60～129目JR4級(jí)的人造品。含金剛石的胎體層稱為工作層。鉆進(jìn)時(shí)，隨著胎體的磨損，金剛石切刃才不斷露出，舊切刃失去工作能力或脫掉，新切刃相繼出露參加工作。因此，孕鑲鉆頭可保持穩(wěn)定的鉆速，應(yīng)用范圍較廣。它堅(jiān)硬、致密、弱研磨性（優(yōu)質(zhì)金剛石、較低的金剛石濃度），均勻性差、完整度差、破碎地層（金剛石濃度高、胎體硬度大）；

3.還有一種“多層鉆頭”。

它是孕鑲鉆頭的變種形式，與孕鑲的區(qū)別是胎體內(nèi)部的金剛石分成幾層并有一定排列方式。鉆頭按金剛石成因分類，可分為天然金剛石鉆頭(表鑲)和人造金剛石鉆頭(都是孕鑲)。此外，還有一種聚晶金剛石鉆頭，金剛石的鑲焊屬于表鑲，但在工作時(shí)卻起孕鑲鉆頭作用。它用于鉆進(jìn)較軟和研磨性強(qiáng)巖層，10.什么是鉆孔結(jié)構(gòu)（也稱井身結(jié)構(gòu)）？

鉆孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是與鉆進(jìn)有關(guān)的，所有工程計(jì)算的基礎(chǔ)。鉆孔結(jié)構(gòu)是指鉆孔由開(kāi)孔至終孔，鉆孔剖面中各孔段的深度和口徑的變化情況。據(jù)地層理想柱狀圖做出來(lái)的。一般來(lái)說(shuō)，換徑次數(shù)越多、鉆孔結(jié)構(gòu)越復(fù)雜；換徑次數(shù)越少，鉆孔結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單。在可能情況下，應(yīng)使鉆孔結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單。根據(jù)地層條件，一層一層放入套管，所形成圖示的結(jié)構(gòu)：

層套管;必須下表層套管，目的是保護(hù)淺部地層特別是地層水不受污染；

二、通常每口井鉆進(jìn)時(shí)所穿越的地層存在多個(gè)壓力系統(tǒng)，鉆井行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定同一裸眼井段上下地層壓力系數(shù)差不得超過(guò)0.4；

三、如果同一裸眼井段上下壓力系數(shù)相差太大，無(wú)法進(jìn)行鉆井施工，會(huì)出現(xiàn)上漏下噴，必須將上部薄弱地層下套管封住；

四、對(duì)于特別復(fù)雜的地層，如容易縮徑和蠕變的石膏鹽地層為減少卡鉆等事故復(fù)雜，多下層套管可減少鉆井施工的難度和縮短鉆井周期，經(jīng)評(píng)估有可能還降低鉆井成本。鉆探地質(zhì)套管是供地質(zhì)部門進(jìn)行巖心鉆探使用的鋼管。套管又是鉆探和鉆井工作中下人鉆孔內(nèi),用以保護(hù)孔壁封閉孔身的鋼管。它的主要功用是防止孔壁坍塌,隔離地層,封閉涌水或

設(shè)計(jì)依據(jù)

1．鉆孔的用途和目的；

2．該地層的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、巖石物理力學(xué)性質(zhì)；

3．鉆孔的設(shè)計(jì)深度和鉆孔的方位方向、頂角方向； 4．必需的終孔直徑；

5．鉆進(jìn)方法、鉆探設(shè)備參數(shù)。

11套管在鉆探工程中起什么作用？ 保護(hù)孔壁，支撐孔壁防止倒塌，為鉆探提供通道 在鉆探施工過(guò)程中，套管用途很廣。鉆進(jìn)復(fù)雜地層時(shí)，用套管護(hù)壁堵漏，可保證正常鉆進(jìn)。巖心鉆探抽水試驗(yàn)孔可用套管進(jìn)行止水，保證抽水資料的準(zhǔn)確性。長(zhǎng)期水文觀測(cè)和開(kāi)采孔，可用套管作為出水的通道。

下多層套管的目的主要是考慮一下幾個(gè)方面：

一、每口井至少有兩 漏水層、油氣層。在開(kāi)采井中,套管又是流體、氣體生產(chǎn)的通13.什么是正循環(huán)鉆進(jìn)？什么是反循環(huán)鉆進(jìn)？反循環(huán)的形道,例如水井、油氣井、地?zé)峋⑷芙忸惖V產(chǎn)的開(kāi)采鉆井等,都式有多少種？

必須下入生產(chǎn)套管。地質(zhì)鉆探孔內(nèi)的套管外徑小,一般下入的套管也較淺,在鉆探任務(wù)完成后要將套管起拔出來(lái),可以繼續(xù)正循環(huán)鉆進(jìn)是泥漿自供應(yīng)池由泥漿泵泵出，輸入軟管送往使用。石油天然氣下入的表層套管、技術(shù)套管和油層套管,在水龍頭上部進(jìn)口，再注入旋轉(zhuǎn)空心鉆桿頭部，通過(guò)空心鉆機(jī)一下入井內(nèi)之后,都需要注水泥將套管與井壁固結(jié)起來(lái),封閉死直流到鉆頭底部排出，旋轉(zhuǎn)中的鉆頭將泥漿潤(rùn)滑，并將泥漿擴(kuò)管外的環(huán)狀間隙,套管就無(wú)法取出。即使無(wú)工業(yè)油氣流的探井,散到整個(gè)孔底，攜同鉆碴浮向鉆孔頂部，從孔頂溢排地面上泥下入了套管也一樣丟棄在井內(nèi)。供水井下入的套管稱為井管,漿槽。

強(qiáng)度要求不高,井淺時(shí)可不用無(wú)縫鋼管,用鑄鐵管。反循環(huán)鉆進(jìn)與正循環(huán)鉆進(jìn)的差異在鉆進(jìn)時(shí)泥漿不經(jīng)水龍頭直接注入鉆孔四周，泥漿下達(dá)孔底，經(jīng)鉆頭拌和使孔內(nèi)部漿液12鉆探設(shè)備包括哪些主要內(nèi)容？

均勻達(dá)到擴(kuò)壁，潤(rùn)滑鉆頭，浮起鉆碴，此時(shí)壓縮空氣不斷送入水龍頭，通過(guò)固定管道直到鉆頭頂部，按空氣吸泥原理，將鉆鉆探設(shè)備是指用于鉆探施工這種特定工況的機(jī)械裝置和設(shè)渣從空心鉆桿排入水龍頭軟管溢出。

備，主要由鉆機(jī)、泥漿泵及泥漿攪拌機(jī)、泥漿凈化設(shè)備、鉆塔反循環(huán)鉆進(jìn)按照產(chǎn)生沖洗液上升流動(dòng)的方式不同，可分為等組成

地表噴射反循環(huán)，泵吸反循環(huán)和氣舉反循環(huán)三種方式。不同反鉆機(jī)：是完成鉆進(jìn)施工的主機(jī)，它帶動(dòng)鉆具和鉆頭向底層循環(huán)鉆進(jìn)方式，隨著鉆孔深度的變化，鉆進(jìn)效率也有所不同，深部鉆進(jìn)，并通過(guò)鉆機(jī)上的升降機(jī)來(lái)完成起下鉆具和套管、提所示為三種反循環(huán)鉆進(jìn)方式在不同孔深時(shí)的效率曲線，從曲線取巖心、更換鉆頭等輔助工作。變化情況可以看出，地表噴射反循環(huán)鉆進(jìn)效率，在淺孔段效率鉆塔的主要功能：起下鉆具（套管）、減壓鉆進(jìn)時(shí)懸掛鉆具、較高，氣舉反循環(huán)鉆進(jìn)效率在50 m 以后較高。在選擇反循環(huán)處理孔內(nèi)事故并為空中作業(yè)提供平臺(tái)。

鉆進(jìn)方式時(shí)，應(yīng)根據(jù)孔深、水位等情況進(jìn)行合理的選擇，為了泵的主要功能是：向孔內(nèi)輸送沖洗液以及清洗底孔、冷卻提高鉆進(jìn)效率，有時(shí)也采用兩種方式相結(jié)合的復(fù)合式反循環(huán)鉆鉆頭和潤(rùn)滑鉆具。

進(jìn)。

通常，主要類型的鉆探設(shè)備均由鉆機(jī)、鉆塔－桅桿、泥漿泵等三部分構(gòu)成。

14鉆進(jìn)參數(shù)主要有哪些？各自起到什么作用？

當(dāng)然，對(duì)于一些大型鉆探設(shè)備來(lái)講，劃分得可能會(huì)更細(xì)一點(diǎn)，如石油鉆機(jī)就號(hào)稱8大件：井架、天車、游動(dòng)滑車、大鉆進(jìn)參數(shù)主要有以下三個(gè)方面：

鉤、水龍頭、絞車、轉(zhuǎn)盤、泥漿泵。

鉆塔設(shè)備主要包括以下三個(gè)方面的內(nèi)容：

鉆壓：鉆壓也稱軸向壓力。鉆進(jìn)時(shí)，合金的受鉆壓1.鉆機(jī)：鉆機(jī)（drill）是在地質(zhì)勘探中，帶動(dòng)鉆具向地下切入巖石而鉆進(jìn)；同時(shí)，因鉆壓造成合金與巖石的摩鉆進(jìn)，獲取實(shí)物地質(zhì)資料的機(jī)械設(shè)備。又稱鉆探機(jī)。主要作用擦而使合金磨損。所以，在選擇鉆壓時(shí)，必須在保證是帶動(dòng)鉆具破碎孔底巖石，下入或提出在孔內(nèi)的鉆具?？捎觅|(zhì)量的前提下從鉆進(jìn)效率和鉆頭壽命兩個(gè)方面進(jìn)行分于鉆取巖心、礦心、巖屑、氣態(tài)樣、液態(tài)樣等，以探明地下析、研究。一般情況下，在松軟及軟巖石中鉆進(jìn)時(shí)，地質(zhì)和礦產(chǎn)資源等情況。主要分類：潛孔鉆機(jī) 鑿巖鉆機(jī) 全液因所需鉆壓不大，對(duì)鉆速和合金的磨損不是主要問(wèn)題；壓一體機(jī) 探礦鉆機(jī)

而在中硬和硬巖層中鉆進(jìn)時(shí)，鉆壓確定是否合理，對(duì)2.鉆塔：鉆塔是一種具有一定高度和跨度的金屬桁架，是鉆速和合金磨損影響很大。

鉆井設(shè)備的重要組成部分，分為天車、塔身主體、二層臺(tái)、起塔架、副腿、底盤六個(gè)主要部分（可以根據(jù)實(shí)際需要增減結(jié)構(gòu)鉆壓是孔底碎巖的必要條件。鉆壓的大小決定著碎巖的方部分），鉆塔在鉆井過(guò)程中，用于安放和懸掛提升系統(tǒng)，承受式和特點(diǎn)，它直接影響鉆進(jìn)速度。

鉆具重量，存放鉆桿或鉆鋌等，必須具有足夠的承載能力、強(qiáng)機(jī)械鉆速與鉆壓的關(guān)系是：機(jī)械鉆速隨著鉆壓的增加而不度、剛度、整體穩(wěn)定性和必要的操作使用空間。

斷地增大。這是兩者關(guān)系的總趨勢(shì)。具體可分為3 個(gè)階段：系列鉆塔從結(jié)構(gòu)上分為單管兩腳塔、三角塔、四角塔、A表面破碎階段、疲勞破碎階段、體積破碎階段。

型塔、K型塔、桅桿型塔、門字型塔、動(dòng)態(tài)型塔等；從起塔方在鉆進(jìn)過(guò)程中，切削具逐漸被磨鈍后，切削具與巖石的接式上分為液壓式、機(jī)械式、組裝式、伸縮式、折疊式等；從鉆

觸面積逐漸增大，使切削具接觸面上的壓強(qiáng)減小，以致低于巖

石的壓入硬度，因而碎巖方式由體積破碎過(guò)渡到疲勞破碎，甚至表面破碎，鉆速急劇下降。所以，在磨銳式硬合金鉆頭的鉆進(jìn)過(guò)程中，為保持較高的鉆速，應(yīng)隨著切削具的磨鈍而逐漸增大鉆壓，直至鉆探設(shè)備或其他條件限制不可能繼續(xù)增大鉆壓時(shí)為止。

在磨銳式硬合金鉆頭鉆進(jìn)中，鉆壓是一個(gè)重要的鉆進(jìn)參數(shù)。鉆壓必須保證切削具切入巖石，以體積碎巖方式進(jìn)行鉆進(jìn)。然后，依不同巖石性質(zhì)（其中主要是巖石的壓入硬度研磨性和抗剪強(qiáng)度），并考慮到鉆進(jìn)過(guò)程中工作刃的磨鈍狀況，充分發(fā)揮鋒利刃的作用，力求達(dá)到最高的平均機(jī)械鉆速（純鉆進(jìn)效率）和最大的鉆頭進(jìn)尺來(lái)確定鉆壓值。

另一方面，必須充分考慮到實(shí)現(xiàn)所要求鉆壓的可能性。最大鉆壓除了受切削具本身和鉆頭本身的強(qiáng)度限制外，還受到鉆桿柱和孔底鉆具組成的強(qiáng)度以塔工作角度上分為直立式和傾斜式；從選材上分為角鋼塔、管及地面機(jī)械設(shè)備能力的限制。

子塔、型鋼塔；從安裝型式分為散裝型、整體車裝型等；從用在實(shí)際生產(chǎn)中，首先確定每顆硬合金切削具上應(yīng)該施加的途上分為石油鉆井、水文鑿井、巖土工程、地質(zhì)找礦、煤田勘壓力，然后，再根據(jù)一個(gè)鉆頭上鑲焊切削具的數(shù)目，計(jì)算出總探、工程勘察等；從提升有效高度上分為8米~55米；從提升鉆壓P。

能力上分為5噸到1000噸等。

即：P ＝p·m 3.泥漿泵：鉆探過(guò)程中﹐向鉆孔里輸送泥漿或水等沖洗液式中：P —鉆頭上的總壓力；p —每顆切削具上應(yīng)加的壓力的機(jī)械。泥漿泵是鉆探設(shè)備的重要組成部分。在常用的正循（單顆鉆壓）；m —鉆頭上切削具的顆數(shù)。環(huán)鉆探中﹐它是將地表沖洗介質(zhì)──清水﹑泥漿或聚合物沖洗液在一定的壓力下﹐經(jīng)過(guò)高壓軟管﹑水龍頭及鉆桿柱中心孔鉆速：從理論上看，鉆速隨轉(zhuǎn)速的增加而成正比地增加。直送鉆頭的底端﹐以達(dá)到冷卻鉆頭﹑將切削下來(lái)的巖屑清除但實(shí)際上鉆速并不隨轉(zhuǎn)數(shù)的增加而呈正比增加，轉(zhuǎn)速的增加有并輸送到地表的目的。常用的泥漿泵是活塞式或柱塞式的﹐由其極限值（最優(yōu)值）。超過(guò)此值后，鉆速反而會(huì)下降，其主要?jiǎng)恿C(jī)帶動(dòng)泵的曲軸回轉(zhuǎn)﹐曲軸通過(guò)十字頭再帶動(dòng)活塞或柱原因一是在高轉(zhuǎn)數(shù)的情況下，合金在巖石表面上的作用時(shí)間太塞在泵缸中做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在吸入和排出閥的交替作用下﹐實(shí)現(xiàn)短，從而影響合金的切人深度，導(dǎo)致鉆速下降；另一個(gè)原因是壓送與循環(huán)沖洗液的目的。在高轉(zhuǎn)數(shù)的情況下，孔底溫度增高，合金的磨損或磨鈍加快而

使鉆速下降。

泥漿泵排量：鉆進(jìn)時(shí)，沖洗液的質(zhì)量與數(shù)量對(duì)鉆進(jìn)速度有很大影響。根據(jù)國(guó)內(nèi)外的資料證明，鉆速隨沖洗液的密度或粘度的增大而下降。從理論上看，增大沖洗液量，對(duì)提高鉆速有一定好處。應(yīng)當(dāng)指出，當(dāng)沖洗液量不足時(shí)，孔底顆粒大的巖粉不能被沖起，從而造成孔底重復(fù)破碎量的增大，使破碎效率下降；同時(shí)，過(guò)多的巖粉堆積，也造成合金散熱不好，使溫度增高，耐磨性降低；有時(shí)還易引起堵水、憋泵的現(xiàn)象。但過(guò)大的泵量會(huì)沖毀巖心或孔壁，并使鉆壓下降，使鉆速降低。當(dāng)采用大泵量時(shí)，則必須給予一定的重視。

送入孔內(nèi)的沖洗液量、主要是用于清除孔底產(chǎn)生的巖粉和冷卻鉆頭。隨著沖洗液量的增加，對(duì)孔底清除巖粉和冷卻鉆頭的能力也增強(qiáng)?？椎椎那鍧崰顟B(tài)對(duì)鉆進(jìn)影響很大。把孔底破碎下來(lái)的巖屑及時(shí)沖離孔底，就為連續(xù)破碎巖石新鮮面創(chuàng)造了條件，從而避免重復(fù)破碎巖屑和無(wú)益地消耗功能。同時(shí)，孔底清潔也減少了鉆具的磨損和防止某些孔內(nèi)事故的發(fā)生。在某些比較松軟的巖層，沖洗液流可起到噴射碎巖作用（如石油鉆井中的噴射鉆井），因此，在硬合金鉆進(jìn)中，盡可能采用較大的泵量是有益的。

但是過(guò)大的泵量，使其循環(huán)流動(dòng)阻力也相應(yīng)地增大，即工作泵壓增大。由于流動(dòng)阻力是流量的平方成正比，所以流動(dòng)阻力的增長(zhǎng)率大大超過(guò)泵量的增長(zhǎng)率。流動(dòng)阻力的增大，一大面直接增加了沖洗泵的負(fù)荷；另一方面，過(guò)大的泵量還會(huì)帶來(lái)在軟地層沖毀巖心和孔壁的問(wèn)題，并且在巖心頂端造成很大的壓力，使巖心劈裂而發(fā)生巖心堵塞，降低巖心采取率。因此泵量應(yīng)有一個(gè)合理的值。

一般說(shuō)來(lái)，巖石可鉆性級(jí)別越低，轉(zhuǎn)速越大，機(jī)械鉆速越高，則所用的泵量應(yīng)越大；孔徑越大，所用的泵量也越大。沖洗液量應(yīng)保證把巖屑顆粒帶出地表。巖屑顆粒向上攜帶主要決定于上升流速（其次也與沖洗液的性能參數(shù)有關(guān)），而上升速度又與巖屑顆粒尺寸和其密度有關(guān)。清水沖洗時(shí)，上方流速不應(yīng)小于0.25 m／s，而采用泥漿作沖洗液時(shí)，上升液流速度不應(yīng)小于0.2 m／s。依此，流量可按下式來(lái)計(jì)算。Q ＝F·v

Q —泵量，m 3／s ；

F —管外環(huán)狀空間的面積，m 2 ； v—上升液流速度，m ／s。15影響地層可鉆性的因素有哪些？

一、巖石可鉆性的概念

1、巖石可鉆性的概念

巖石可鉆性是表示鉆進(jìn)過(guò)程中巖石破碎的難易程度。在鉆探生產(chǎn)中通常用機(jī)械鉆速作為衡量巖石可鉆性的指標(biāo)，單位是m／h。

2、巖石的可鉆性及可鉆性分級(jí)的意義 可鉆性及可鉆性分級(jí)是決定鉆進(jìn)效率的基本因素，也是確定巖石破碎的難易程度的綜合指標(biāo)。對(duì)鉆探生產(chǎn)非常重要，它是合理選擇鉆進(jìn)方法、鉆頭類型和結(jié)構(gòu)、鉆進(jìn)規(guī)程參數(shù)的依據(jù)，也是制訂鉆探生產(chǎn)定額和編制鉆探生產(chǎn)計(jì)劃的依據(jù)。

巖石的可鉆性是在一定鉆進(jìn)方法下巖石抵抗鉆頭破碎它的能力。它反映了鉆進(jìn)作業(yè)中巖石破碎的難易程度，它不僅取決于巖石自身的物理力學(xué)性質(zhì)，還與鉆進(jìn)的工藝 技術(shù)措施有關(guān)，所以它是巖石在鉆進(jìn)過(guò)程中顯示出來(lái)的綜合性指標(biāo)。由于可鉆性與許多因素有關(guān)，要找出它與諸影響因素之間的定量關(guān)系十分困難，目前國(guó)內(nèi)外仍采 用試驗(yàn)的方法來(lái)確定巖石的可鉆性。不同部門使用的鉆進(jìn)方法不同，其測(cè)定可鉆性的試驗(yàn)手段，甚至可鉆性指標(biāo)的量綱也不盡相同。例如，地勘部門在回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)中以單 位時(shí)間的鉆頭進(jìn)尺（機(jī)械鉆速）作為衡量巖石可鉆性的指標(biāo)，分成12個(gè)級(jí)別，級(jí)別越大的巖石越難鉆進(jìn)；在沖擊鉆進(jìn)中常采用單位體積破碎功來(lái)進(jìn)行可鉆性分級(jí)。而在石油鉆井部門則以機(jī)械鉆速與鉆頭進(jìn)尺的乘積或微型鉆頭的鉆時(shí)作為衡量指標(biāo)，分成10個(gè)級(jí)別。

二、綜述題 每題25分。

1.鉆探工程在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中能夠發(fā)揮哪些作用？

我國(guó)人口多、資源相對(duì)不足。目前資源短缺已成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的‘瓶頸’。巨大的資源缺口將成為長(zhǎng)期制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要因素?？焖倏辈榘l(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)資源后備基地，確保國(guó)家經(jīng)濟(jì)安全已成為十分迫切的戰(zhàn)略任務(wù)。發(fā)深部地質(zhì)巖心鉆探關(guān)鍵技術(shù)與裝備無(wú)論是提升我國(guó)的鉆探技術(shù)水平還是滿足資源勘探的迫切需求都是非常必要的；對(duì)緩解目前資源短缺制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸、發(fā)現(xiàn)新的礦產(chǎn)地、拓展新的找礦空間實(shí)現(xiàn)資源可持續(xù)發(fā)展意義重大?！?隨著科技進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，巖土鉆掘工程在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。已廣泛應(yīng)用于：(1)礦產(chǎn)資源勘探和部分礦產(chǎn)的開(kāi)采；(2)水文地質(zhì)勘探和水井鉆；(3)工程地質(zhì)勘查和生態(tài)環(huán)境研究；

(4)地質(zhì)災(zāi)害的防治與環(huán)境治理；(5)工民建和道路橋梁的基礎(chǔ)工程；(6)國(guó)防工程及海岸工程；(7)科學(xué)鉆探。

地質(zhì)礦產(chǎn)勘探鉆進(jìn)； 水文水井鉆進(jìn)；工程地質(zhì)勘察、基礎(chǔ)工程施工鉆進(jìn)；油氣井鉆進(jìn)；

爆破孔鉆進(jìn)(采礦、物探)；科學(xué)鉆探（海洋、湖泊、大陸、環(huán)境、冰川、外星）；

地?zé)?、干熱巖鉆采；水力采礦；核廢料掩埋、二氧化碳掩埋等；

地質(zhì)災(zāi)害治理（邊坡錨固、抗滑樁、止水帷幕等）；非開(kāi)挖鋪管；

文物考古鉆探；豎井鉆鑿（礦山、地下核試驗(yàn)等）； 搶險(xiǎn)救災(zāi)（地下滅火、通風(fēng)孔等）…… 2.泥漿在鉆探工程中的重要作用是什么？

鉆井液（drilling fluid）

鉆井液（原稱泥漿）是指鉆井中使用的工作流體。泥漿是廣泛使用的鉆井液，主要適用于松散、裂隙發(fā)育、易坍塌掉塊、遇水膨脹剝落等孔壁不穩(wěn)定巖層。鉆井液-其主要功能如下：

1.沖洗井底：鉆井液可在鉆頭水眼處形成高速的液流，噴向井底。這高速噴出的鉆井液可將由于鉆井液壓力與地層壓力差而被壓持在井底的巖屑沖起，起沖洗井底的作用。

2.攜帶巖屑：當(dāng)鉆井液在環(huán)空的上返速度大于巖屑的沉降速度時(shí)，鉆井液可將井中的巖屑帶出，即在一定的上返速度下，鉆井液有攜帶巖屑（簡(jiǎn)稱攜巖）的作用。

3.平衡地層壓力：鉆井液的液柱壓力必須與地層壓力相平衡才能達(dá)到防止井噴或者鉆井液大量漏進(jìn)地層的目的?？赏ㄟ^(guò)調(diào)整鉆井液密度控制鉆井液的液柱壓力，使它與地層壓力相平衡。

4.冷卻與潤(rùn)滑鉆頭：鉆井液可將鉆井過(guò)程中鉆具（鉆頭與鉆柱）與地層摩擦產(chǎn)生的熱帶至地面，起冷卻作用。同時(shí)，鉆井液能有效地降低鉆具與地層的摩擦，起潤(rùn)滑作用。

5.穩(wěn)定井壁：可在鉆井液中加入適當(dāng)?shù)奶幚頇C(jī)，使鉆井液具有抑制頁(yè)巖膨脹和（或）分散的能力，同時(shí)產(chǎn)生薄而韌的濾餅，起穩(wěn)定井壁的作用。

6.懸浮巖屑和密度調(diào)整材料：當(dāng)停止循環(huán)時(shí)，鉆井液處于靜止?fàn)顟B(tài)，其中的膨潤(rùn)土顆粒可互相聯(lián)結(jié)，形成結(jié)構(gòu)，將巖屑懸浮起來(lái)。若鉆井液中加有密度調(diào)整材料（如重晶石），則在停止循環(huán)時(shí)，鉆井液也可將它懸浮起來(lái)。鉆井液懸浮巖屑和密度調(diào)整材料的能力，可使鉆井液停止循環(huán)后易于再啟動(dòng)。7.獲取地層信息：通過(guò)鉆井液攜帶出的巖屑，可以獲取地層許多信息，如油氣顯示、地層物性等。

8.傳遞功率：鉆井液可將鉆井液泵的功率經(jīng)鉆柱從鉆頭水眼高速噴射傳到井底，提高鉆頭的破巖能力，加快鉆井速度。

鉆進(jìn)過(guò)程中，用液體或氣體的連續(xù)循環(huán)把孔內(nèi)的巖

屑沖洗或吹洗出來(lái)，稱為鉆孔沖洗。沖洗用的介質(zhì)，不論是液體還是氣體習(xí)慣上都被叫做沖洗液或鉆井液(drilling fluid)。由于早期的沖洗液多為粘土與水的混合物，所以沖洗液也被籠統(tǒng)地稱做泥漿(mud)，泥漿這個(gè)術(shù)語(yǔ)一直沿用，現(xiàn)在還有不少人把沖洗液統(tǒng)稱為泥漿。

鉆井液作用：

懸浮和攜帶巖屑及加重劑；平衡地層壓力和井壁側(cè)壓力，穩(wěn)定井壁，防止井噴、井漏和井塌等事故的發(fā)生；

傳遞水功率，幫助和破碎巖石； 冷卻和潤(rùn)滑鉆頭及鉆具； 為井下鉆具提供動(dòng)力；

部分地支承鉆柱和套管的重量；

從鉆井液中獲得所鉆地層的地質(zhì)資料。冷卻、排粉、潤(rùn)滑、支撐

沒(méi)有泥漿的保護(hù)，鉆井井壁會(huì)遇水膨脹、縮徑，甚至流散、垮孔。

3．為什么說(shuō)上天難、入地更難？

①地表下面的溫度，壓力隨著深度的增大而不斷增大，還沒(méi)有那種工具能抵擋住這種考驗(yàn)相反，空中沒(méi)有這些阻礙，只需要足夠快的速度來(lái)擺脫地球的引力就行了

②材料自身的影響。由于鉆進(jìn)的深度加深，在起下鉆具時(shí)，鉆桿柱上部承受所有鉆桿重量，需要有很高的抗拉強(qiáng)度，而鉆桿柱的底部在鉆進(jìn)時(shí)承受壓力及回轉(zhuǎn)扭矩，對(duì)其抗彎強(qiáng)度有很高的要求，由于材料自身的限制，不可能使鉆桿無(wú)限長(zhǎng)。但是航天中則航天器飛的高低則沒(méi)有此限制。

③鉆遇的地層復(fù)雜且不可見(jiàn)。由于地球的地層結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變，尤其是在比較深的地層更是惡劣。在高溫、高壓條件下，不僅巖石堅(jiān)硬、難鉆，且?guī)r石具有一定塑性，易產(chǎn)生孔底縮徑事故，甚至在下鉆進(jìn)，找不到井眼。鉆孔的過(guò)程中會(huì)遇到各種各樣的地層，這對(duì)鉆探工程提出了比航天工程更高的要求。當(dāng)鉆遇硬巖陡斜地層時(shí)，極易產(chǎn)生鉆孔彎曲，面且隨著鉆孔的加深，鉆孔彎曲度呈指數(shù)曲線增加，從而給鉆進(jìn)工作帶來(lái)極大困難。而航天的空間無(wú)限大，可以不考慮這么多因素。④鉆探工程中設(shè)備工作條件惡劣。在一般的鉆探過(guò)程中，鉆探設(shè)備都工作在高負(fù)荷情況下。除此之外，由于要實(shí)時(shí)地對(duì)鉆探工作依據(jù)地層的變化作出相應(yīng)的調(diào)整，因此還要對(duì)工作設(shè)備準(zhǔn)確性以及可靠性作出更高的要求。采用一般化學(xué)處理劑處理的泥漿將會(huì)失掉其穩(wěn)定性，如鉆遇高壓流體，將導(dǎo)致井涌、井噴。因此鉆探設(shè)備應(yīng)同時(shí)滿足重載和實(shí)時(shí)性以及準(zhǔn)確性的要求，航天中的空間大，應(yīng)變性好，這對(duì)鉆探技術(shù)的要求比航天工程更加高了。

⑤工作設(shè)備和控制設(shè)備的通信艱難。在航天過(guò)程中，要從地面觀測(cè)和控制航天器是相對(duì)簡(jiǎn)單的，可以直接通過(guò)無(wú)線電磁傳播即可，因?yàn)殡姶挪梢栽谡婵罩袀鞑?，信息交互過(guò)程中沒(méi)有很大的障礙。相反由于鉆探工程的工作設(shè)備鉆頭往往在地底下，電磁波的傳輸受到的往往很容易受到干擾，很難及時(shí)的提取到地下工作設(shè)備所反饋的信息。

⑥超井深作業(yè)難度大。比如英國(guó)研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)小組將首次向地下鉆探到達(dá)地幔，并從那里取回樣本。這項(xiàng)令人難人置信的大工程將需要在海床上鉆通5英里(約8045米)堅(jiān)硬的巖石，其溫度最高可達(dá)298攝氏度。一旦到達(dá)那里，設(shè)備所要承受的壓力大得驚人，高達(dá)每平方英寸400萬(wàn)磅(約合每平方厘米281噸)———相當(dāng)于通常重力的28.5萬(wàn)倍。這相比在航天過(guò)程中受到的壓力就大得多了

4．鉆探工程中體現(xiàn)了哪些現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)進(jìn)步？ 1，先進(jìn)的地球科學(xué)、地球物理學(xué)是鉆探技術(shù)的基礎(chǔ)，這些先進(jìn)的技術(shù)充分應(yīng)用于鉆探領(lǐng)域。鉆進(jìn)的方法和施工工藝都必須根據(jù)所鉆地區(qū)地層的結(jié)構(gòu)而定。比如，在鉆孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之時(shí)，就必須根據(jù)地質(zhì)學(xué)家提出的理想地層剖面柱狀圖來(lái)進(jìn)行；再比如鉆頭鉆具的選擇，就要根據(jù)鉆進(jìn)所遇地層來(lái)決定。還有巖石的性質(zhì)、地殼的結(jié)構(gòu)、不同地區(qū)的地質(zhì)情況等。

2，鉆探工程體現(xiàn)微電子技術(shù)。自動(dòng)化巖心鉆機(jī)，體現(xiàn)了人工智能技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等?，F(xiàn)代先進(jìn)定向鉆進(jìn)技術(shù)更是體現(xiàn)了電子計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的先進(jìn)性。此外，鉆探需要采集地下數(shù)據(jù)，也體現(xiàn)了先進(jìn)的信號(hào)測(cè)試與傳輸技術(shù)，數(shù)據(jù)的處理，反映了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)等等。

3，現(xiàn)代先進(jìn)的計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)在鉆探中體現(xiàn)?，F(xiàn)代鉆機(jī)的設(shè)計(jì)，由于先進(jìn)的設(shè)計(jì)軟件而大大提高效率。鉆探工作用各類分析軟件來(lái)對(duì)所要鉆探的地層進(jìn)行模擬，從而使獲得的信息形象化，更有利于指導(dǎo)鉆探施工的進(jìn)行。還比如現(xiàn)在很多先進(jìn)鉆探設(shè)備都配有高度智能化的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行控制。然后，能源技術(shù)也是與鉆探工程密切相關(guān)的技術(shù)之一。比如非開(kāi)挖、隨鉆測(cè)量等先進(jìn)鉆探工藝中，某些部件必須得單獨(dú)供能，比如鉆桿中的各個(gè)傳感器，信息采集系統(tǒng)，反饋系統(tǒng)等，這樣就要求能源能在高溫高壓，或者水中供能，此外為了減少更換能源的次數(shù)縮短工期，還要求供能源要有很好的續(xù)航能力。4，鉆探工程還與空間技術(shù)，海洋技術(shù)，通訊技術(shù)，制造技術(shù)等密切相關(guān)。全液壓頂驅(qū)型地質(zhì)巖心鉆機(jī)系列比如在大洋科學(xué)鉆探工程中，要保證鉆進(jìn)過(guò)程中水平位移和鉛直位移保持穩(wěn)定，就需要多個(gè)隨動(dòng)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行準(zhǔn)確的反饋控制，這種尖端設(shè)備就不僅僅采用一兩種技術(shù)就能實(shí)現(xiàn)的，需要結(jié)合力學(xué)，聲學(xué)，電子學(xué)以及計(jì)算機(jī)科學(xué)等等

第四篇：鉆探工程

鉆探工程（drilling engineering）

在地質(zhì)勘探和建筑基礎(chǔ)勘查中，用鉆機(jī)按一定設(shè)計(jì)角度和方向施工鉆孔，通過(guò)鉆孔采取巖心（或礦心）、巖屑或在孔內(nèi)下入測(cè)試儀器，以探查地下巖層、礦體、油氣和地?zé)岬鹊墓こ?。?jiǎn)稱鉆探。探礦工程的重要組成部分。在鉆進(jìn)中，主要應(yīng)用機(jī)械的方法破碎巖石，其他物理的或化學(xué)的破碎巖石方法，尚處于試驗(yàn)研究階段。按破碎巖石的外力作用方式可分為沖擊鉆進(jìn)、回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)、沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)、振動(dòng)鉆進(jìn)和噴射鉆進(jìn)等；按鉆進(jìn)時(shí)是否取巖心（或礦心），可分為取心鉆進(jìn)和不取心鉆進(jìn)；按破碎巖石所使用的磨料，又分為硬質(zhì)合金鉆進(jìn)、鉆粒鉆進(jìn)和金剛石鉆進(jìn)等。鉆探是地質(zhì)勘探的一種重要技術(shù)手段，廣泛應(yīng)用于尋找和勘 探 各種礦產(chǎn)、油氣藏、地下水、地?zé)?，以及為水利建設(shè)、工程建筑和交通設(shè)施等提供地質(zhì)資料。

鉆探機(jī)械主要包括鉆機(jī)、泥漿泵、動(dòng)力機(jī)和鉆塔等。鉆機(jī)是用于向地下鉆孔的最重要的機(jī)械設(shè)備。泥漿泵又稱鉆井泵，是向鉆孔里輸送泥漿或清水等沖洗液的機(jī)械設(shè)備。鉆塔又稱井架，是架設(shè)在鉆場(chǎng)或井場(chǎng)上方，配合鉆機(jī)絞車進(jìn)行升降鉆具的塔架。

鉆探工程按鉆孔用途可分為：①固體礦產(chǎn)鉆探，鉆孔直徑小(46～91毫米)，按礦種的不同，深度從幾十米到2000多米。②石油天然氣鉆探，鉆孔一般開(kāi)孔915毫米，終孔216毫米，孔深1000～7000米，通常井口要安裝防噴器具。③水文地質(zhì)鉆探，普查孔直徑小于150毫米，勘探孔直徑150～350毫米，水井直徑 150～550 毫米，孔深 300 米。④ 地?zé)徙@探，井深1000～3000米。⑤ 工程地質(zhì)鉆探，為勘察壩基、水庫(kù)、渠道、港口工程、高層建筑以及鐵路、公路沿線的工程地質(zhì)情況。

第五篇：鉆探工程試題庫(kù)

一、選擇題

1、巖土鉆掘工程的施工技術(shù)主要內(nèi)容包括（）。

A.地質(zhì)勘探 B.開(kāi)采礦產(chǎn)資源 C.工程勘探 D地基處理及巖土體穩(wěn)定加固

2、目前，鉆孔用的工藝方法常見(jiàn)的有（）。A.回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)、沖擊（抓）鉆進(jìn)、復(fù)合鉆進(jìn) B.無(wú)沖洗液循環(huán)鉆進(jìn) C.正反循環(huán)鉆進(jìn) D.人工開(kāi)挖

3、在巖石可鉆性按機(jī)械鉆速分級(jí)（即按實(shí)鉆法分級(jí)）中，次生土、壤土、矽藻土屬于（）。A.松軟疏散的 B.較軟疏散的

C.軟的

D.較軟的

4、在巖石可鉆性按機(jī)械鉆速分級(jí)（即按實(shí)鉆法分級(jí)）中，千枚巖、輝長(zhǎng)巖屬于（）。A.松軟疏散的 B.軟的

C.中等硬度

D.硬的

5、巖心鉆機(jī)種類很多，構(gòu)造各異。目前較普遍使用的有（）。

A、油壓給進(jìn)立軸式鉆機(jī)

B、轉(zhuǎn)盤式鉆機(jī)

C、全液壓式鉆機(jī)

D、柴油機(jī)

6、一臺(tái)完善的巖心鉆機(jī)必須具有（）。A、傳動(dòng)系統(tǒng) B、回轉(zhuǎn)系統(tǒng)

C、調(diào)壓和給進(jìn)系統(tǒng)

D、升降系統(tǒng)

7、靠密閉容腔容積變化進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的泵稱為（）。A、葉片式泵 B、電磁泵

C、噴射泵

D、容積式泵

8、目前鉆探工作主要使用的是（）。

A、三相交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)

B、柴油機(jī)

C、直流電動(dòng)機(jī)

D、發(fā)電機(jī)

9、按構(gòu)造的不同，可將鉆塔分為（）。A、兩腳鉆塔 B、三腳木塔

C、四腳鐵塔

D、桅桿式鉆塔

10、下列選項(xiàng)中，（）屬于鉆進(jìn)工具。A、鉆頭 B、巖心管

C、套管

D、取粉管

11、下列選項(xiàng)中，（）屬于附屬工具。A、提引器 B、墊叉

C、管鉗

D、矢錐

12、硬質(zhì)合金切削具的形狀有（）。A、片狀合金 B、柱狀合金

C、針狀合金

D、粒狀合金

13、向孔底補(bǔ)給鋼粒的方法稱為投砂方法。常用的投砂方法有（）。A、一次投砂法 B、結(jié)合投砂法

C、連續(xù)投砂法

D、孔底投砂法

14、對(duì)于表鑲鉆頭，金剛石鑲嵌在胎體的表層，按照其鑲嵌位置的不同，可分為（）。A、底刃金剛石 B、邊刃金剛石

C、側(cè)刃金剛石

D、人造金剛石

15、鉆探中常用的沖洗介質(zhì)類型有（）。A、清水 B、泥漿 C、乳化液

D、空氣

16、可以作為卡料，從鉆桿內(nèi)投入孔底來(lái)卡緊扭斷巖心的物質(zhì)有（）。A、小碎石 B、鉛絲

C、鋼粒

D、卡簧

17、當(dāng)前設(shè)計(jì)的鉆孔類型，規(guī)納起來(lái)有以下幾種（）。A、水平孔 B、垂直孔

C、斜孔

D、定向孔

18、彎曲的鉆孔軸線上任一點(diǎn)的空間坐標(biāo)位置由該點(diǎn)處的（）來(lái)確定。A、孔深 B、頂角

C、傾角

D、方位角

19、鉆探生產(chǎn)中發(fā)生的事故一般可歸納為（）。A、交通事故 B、人身事故

C、機(jī)械事故

D、孔內(nèi)事故

20、下列選項(xiàng)中，不是孔內(nèi)事故處理方法的有（）。A、撈 B、提

C、掃

D、放

21、按形成反循環(huán)液流在鉆桿內(nèi)上升的動(dòng)力和方式，可分為（）。A、泵吸反循環(huán) B、氣舉反循環(huán)

C、射流反循環(huán)

D、交叉反循環(huán)

22、井管是垂直安裝在地下的構(gòu)筑物，包括（）三個(gè)部分。A、井壁管 B、濾水管（過(guò)濾器）

C、沉淀管

D、出水管

23、當(dāng)前在我國(guó)常用的濾水管材料有（）。A、鋼質(zhì)濾水管 B、鑄鐵質(zhì)濾水管

C、水泥質(zhì)濾水管

D、塑料濾水管

24、止水工作完畢后，一定要進(jìn)行止水質(zhì)量檢查。檢查止水效果的方法有（）。A、連通檢查法 B、水位差檢查法

C、食鹽擴(kuò)散檢查法

D、泵壓檢查法

25、常用的洗井方法包括（）。A、活塞洗井

B、噴射洗井

C、壓縮空氣激蕩洗井

D、二氧化碳洗井

四、名詞解釋

1、巖石的結(jié)構(gòu)是指組成巖石的礦物成分、粒度、形狀和礦物顆粒之間的連結(jié)方式。

2、巖石的構(gòu)造是指巖石在生成時(shí)和生成后受動(dòng)力地質(zhì)作用所形成的層理、節(jié)理和裂隙等。

3、整體巖石被破碎后，自然堆積的體積比整體巖石的體積大，這種特性稱為巖石的松散性（又稱碎脹性）。

4、單位體積巖石中孔隙的大小，用單位體積巖石中所含孔隙體積的百分比來(lái)表示，這個(gè)比率稱為孔隙度。

5、顆粒間缺乏凝聚力的松散性巖石，堆放時(shí)能保持其外形，由于受顆粒自重和，顆粒之間摩擦力的作用而不坍塌，此時(shí)其斜面與水平面所夾之角，稱為巖石的自然安息角。

6、巖體是指在地質(zhì)歷史過(guò)程中形成的，由巖石單元體和結(jié)構(gòu)面組成的，具有一定的結(jié)構(gòu)并賦存于一定的天然應(yīng)力狀態(tài)和地下水等地質(zhì)環(huán)境中的地質(zhì)體。

7、土是由固體（礦物、巖石碎屑）、水和氣體組成的質(zhì)地較松散（同巖石相比較而言）的三相地質(zhì)集合體。

8、巖石可鉆性可理解為鉆進(jìn)過(guò)程中巖石抵抗破碎的強(qiáng)度。它表示巖石破碎的難易性。

9、硬質(zhì)合金鉆進(jìn)，是采用具有相當(dāng)硬度的硬質(zhì)合金做碎巖切削具的一種鉆進(jìn)方法。

10、鋼粒鉆進(jìn)是用未鑲有切削具的鉆頭鋼體壓住不與鉆頭鋼體鑲在一起、呈自由狀態(tài)、尺寸不大的鋼粒，并帶動(dòng)它們?cè)诳椎追瓭L而破碎巖石的鉆進(jìn)方法。

11、沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方法主要是在回轉(zhuǎn)鉆具的基礎(chǔ)上增加一個(gè)沖擊器，以提高鉆進(jìn)效率的一種方法。

12、在泥漿失水的同時(shí)，泥漿中的一些較大的粘土顆粒附著在孔壁巖石上，形成一層泥皮，泥漿的這種能力稱為泥漿的造壁能。

13、泥漿靜止時(shí)，粘土顆粒兩端水化膜薄處粘結(jié)，而形成結(jié)構(gòu)，稠化成膠狀物質(zhì)。當(dāng)再進(jìn)行攪拌或振蕩時(shí)，又恢復(fù)其原有的流動(dòng)性，這種性質(zhì)稱為泥漿的觸變性。

14、泥漿含砂量是指泥漿中不能通過(guò)200網(wǎng)目篩孔，即直徑大于0.074 mm的砂粒所占泥漿總體積的百分含量。

15、巖礦心采取率是指在回次鉆進(jìn)過(guò)程中，實(shí)際取出的巖（礦）心長(zhǎng)度與實(shí)際鉆進(jìn)尺之比值。

16、在施工過(guò)程中，由于種種原因，鉆孔都要偏離設(shè)計(jì)的軸線，凡是鉆孔實(shí)際軸線偏離了設(shè)計(jì)的鉆孔軸線（包括頂角和方位角）者，均稱為鉆孔彎曲，簡(jiǎn)稱孔斜。

17、復(fù)雜地層，是指由于地質(zhì)構(gòu)造的運(yùn)動(dòng)，地下水的溶蝕、沖刷以及由于巖石本身的特點(diǎn)而使其穩(wěn)定性和完整性遭受破壞（如破碎、坍塌、掉塊、漏水、涌水、空洞、礫石、流砂、鉆孔擴(kuò)徑、縮徑等）的地層。

18、將選好的礫料投入過(guò)濾器與井壁之間的環(huán)狀間隙，這一工序稱為填礫。

19、清除井壁上的泥皮，并把滲入到含水層中的泥漿抽吸出來(lái)，恢復(fù)含水層的扎隙，進(jìn)而抽吸出含水層中一部分細(xì)小顆粒，擴(kuò)大含水層的孔隙而形成一個(gè)人工過(guò)濾層。這個(gè)高滲透率的人工過(guò)濾層的形成工作過(guò)程，叫做洗井。

20、濾水管是在井管外圍按一定的技術(shù)要求和規(guī)格開(kāi)成進(jìn)水通道的管材，亦稱為過(guò)濾器。

21、換漿就是往孔內(nèi)泵入優(yōu)質(zhì)的稀泥漿，把井內(nèi)含有巖屑的濃泥漿全部置換出來(lái)，其目的是將井底的巖屑和含巖屑的濃泥漿排出后，可保證下管過(guò)程中井內(nèi)泥漿不產(chǎn)生沉淀，而能順利地把井管下到預(yù)定的位置。

五、簡(jiǎn)答題

1、由于巖體在其形成和存在的整個(gè)地質(zhì)歷史時(shí)期中，經(jīng)受過(guò)各種復(fù)雜而不均衡的地質(zhì)作用，這就使其工程性質(zhì)變得十分復(fù)雜，試說(shuō)明這種復(fù)雜性的5種表現(xiàn)。

①不連續(xù)性：由于巖體中存在著各種結(jié)構(gòu)面，因此，從巖體總體來(lái)看是不連續(xù)的介質(zhì)（大塊、完整的巖體可看成連續(xù)介質(zhì)）。②非均質(zhì)性：指巖體物理力學(xué)性質(zhì)隨空間位置不同有較大的差異。巖體的這一特性，使其試驗(yàn)結(jié)果常具有較大的離散性。

③各向異性：指巖體性質(zhì)隨巖體結(jié)構(gòu)面的取向而有差異的性質(zhì)。這是由于巖體中結(jié)構(gòu)面的分布往往有一定的方向。④巖體中存在著天然應(yīng)力場(chǎng)。

⑤巖體賦于一定地質(zhì)環(huán)境之中，巖體中的水、溫度、應(yīng)力場(chǎng)對(duì)巖體性質(zhì)有較大的影響。

2、說(shuō)明巖石可鉆性按機(jī)械鉆速分級(jí)的依據(jù)及缺點(diǎn)

這種方法是在規(guī)定的設(shè)備工具和技術(shù)規(guī)范條件下，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)鉆，以所得的純鉆進(jìn)速度作為巖石可鉆性分級(jí)指標(biāo)。同時(shí)考慮到由于巖石的研磨性造成的鉆進(jìn)速度逐漸降低，回次鉆進(jìn)長(zhǎng)度縮短，故在分級(jí)指標(biāo)中一并列入回次長(zhǎng)度值作為輔助指標(biāo)。

巖石可鉆性按機(jī)械鉆速分級(jí)方法的主要缺點(diǎn)是：

①隨著技術(shù)條件（設(shè)備、鉆進(jìn)方法與工具等）和技術(shù)水平（鉆進(jìn)規(guī)程參數(shù)的最佳配合、沖洗介質(zhì)性能及工人操作水平等）的改變，各類巖石的實(shí)鉆指標(biāo)（可鉆性等級(jí)）的絕對(duì)值和相對(duì)關(guān)系都會(huì)發(fā)生變化。

②各地各礦區(qū)的巖面都存在著差異，要找到在同深度并且其他條件相同的測(cè)試條件是較難實(shí)現(xiàn)的，因而影響其測(cè)試的科學(xué)性。

③要組織較大的測(cè)試隊(duì)伍到各地各礦去測(cè)試，因而該測(cè)試方法費(fèi)力費(fèi)時(shí)。

3、試說(shuō)明鉆井用泵的功用及鉆井工作對(duì)泵性能的要求。

? 鉆探用泵用來(lái)向孔內(nèi)輸送沖洗液（泥漿或其他沖洗介質(zhì)）用來(lái)冷卻鉆頭，攜帶巖粉等，并能使其在孔內(nèi)保持循環(huán)；

? 在某些特種工作中，如堵漏、封孔等，還用泵向孔內(nèi)灌注水泥漿等物質(zhì)； ? 輸送具有能量的液體，給渦輪鉆具、射流沖擊鉆具及其他水力沖擊鉆具提供動(dòng)力； ? 借助水泵上的儀表裝置了解孔內(nèi)變化情況； ? 給鉆機(jī)場(chǎng)供水。

? 鉆井泵的排量要能簡(jiǎn)便、迅速地在較大范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，最好能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。? 鉆井泵的排出壓力也要能在較大范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

? 當(dāng)根據(jù)鉆進(jìn)工藝規(guī)程將泵量調(diào)定以后，它不能隨泵的排出壓力的變化而發(fā)生變化。? 工作可靠，易損件壽命長(zhǎng)，便于維修保養(yǎng)。? 要能適應(yīng)不利條件下的工作。? 運(yùn)移性要好。

4、試說(shuō)明鉆探工作對(duì)動(dòng)力機(jī)的要求。

要求動(dòng)力機(jī)不僅要有較高的效率，而且要求負(fù)荷變動(dòng)時(shí)不致嚴(yán)重影響其性能和效率； 具有“軟”的外特性，即動(dòng)力機(jī)在負(fù)荷變化時(shí)，轉(zhuǎn)速能在較寬范圍內(nèi)依照“恒功率”的曲線相應(yīng)變化；

具有較大的超載能力和較寬的調(diào)速范圍，最好能實(shí)現(xiàn)“恒功率”調(diào)運(yùn)； 質(zhì)量輕，尺寸小，在野外作業(yè)條件下易于搬運(yùn)安裝；

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠、安全，使用維護(hù)方便，噪音小，不污染環(huán)境； 經(jīng)濟(jì)性好，燃料供給方便，價(jià)格低，效率高。

5、試說(shuō)明硬質(zhì)合金鉆進(jìn)的優(yōu)、缺點(diǎn)及其應(yīng)用范圍。（10分）

? 鉆進(jìn)時(shí)工作平穩(wěn)、振動(dòng)較小，其巖心比較光滑完整，采取率比較高。? 根據(jù)不同巖性可以靈活改變鉆頭結(jié)構(gòu)。

? 操作簡(jiǎn)單方便，鉆進(jìn)規(guī)程參數(shù)容易控制，孔內(nèi)事故較少。

? 硬質(zhì)合金比較便宜，鉆頭鑲焊工藝簡(jiǎn)單，修磨方便，成本費(fèi)用較低。? 應(yīng)用范圍不受孔深、孔徑和孔向的限制。

硬質(zhì)合金的硬度畢竟有限，其強(qiáng)度和耐磨性亦尚嫌不足，在堅(jiān)硬巖層中鉆進(jìn)時(shí)效率不高，鉆頭的壽命不長(zhǎng)。

現(xiàn)在，硬質(zhì)合金鉆進(jìn)主要用于1～7級(jí)巖石及部分8級(jí)巖石。

6、簡(jiǎn)述金剛石鉆進(jìn)的優(yōu)越性

1．鉆進(jìn)效率高

一般在技術(shù)和地質(zhì)條件相同的情況下，與鋼粒鉆進(jìn)相比，小時(shí)效率高數(shù)倍，臺(tái)月效率高50%以上。2．鉆孔質(zhì)量好

巖礦心采取率高，代表性好金剛石鉆進(jìn)所取的巖礦心，完整度高，表面光滑清晰，結(jié)構(gòu)可保持原狀，有利于地質(zhì)觀察；礦心品質(zhì)好。

鉆孔彎曲度小。鉆孔彎曲度比較小，一般每100m只增加1度上下。3．設(shè)備工具輕

金剛石鉆進(jìn)的全套設(shè)備比鋼粒鉆進(jìn)的設(shè)備要輕l倍左右。

裝備輕便，更有利于高山地區(qū)和其他交通困難地區(qū)進(jìn)行鉆探施工。4．勞動(dòng)強(qiáng)度低 由于金剛石鉆進(jìn)口徑小，鉆頭在孔底回轉(zhuǎn)扭矩小，升降鉆具時(shí)，鉆桿較易擰卸。由于設(shè)備輕便，搬遷運(yùn)輸量減少，安裝和拆卸的勞動(dòng)強(qiáng)度也減輕。5．孔內(nèi)事故少

小口徑金剛石鉆進(jìn)時(shí)，孔內(nèi)事故較少。由于鉆桿與孔壁間隙小，一旦發(fā)生鉆桿折斷事故也容易打撈。6．鉆探成本低

鉆進(jìn)機(jī)械效率和生產(chǎn)效率的提高、設(shè)備工具裝備的減輕、孔內(nèi)事故的減少都是降低鉆探成本的主要因素。

7、簡(jiǎn)述鉆孔沖洗介質(zhì)的功用

1．冷卻鉆頭

鉆頭在破碎孔底巖石時(shí)，因摩擦而產(chǎn)生大量的熱，如不及時(shí)冷卻，會(huì)使切削具很快地磨損，降低破碎巖石的效率，甚至?xí)l(fā)生燒鉆事故。2．清洗孔底

把破碎的巖粉及時(shí)地排出孔外，以防巖粉在孔底堆積產(chǎn)生重復(fù)破碎，增加鉆頭、鉆具的磨損，影響鉆頭的壽命和鉆進(jìn)效率。故要求沖洗介質(zhì)具有較大的輸送及懸浮巖粉的能力。3．保護(hù)孔壁

在鉆進(jìn)中，由于破壞了巖層的平衡狀態(tài)，如果巖層本身穩(wěn)定性差，易發(fā)生變形甚至坍塌。因此，沖洗介質(zhì)應(yīng)具有一定的重量以平衡地層的壓力。同時(shí)還要求沖洗介質(zhì)具有造壁性能，能在孔壁上形成一層薄而致密的泥皮，以保護(hù)孔壁。4．潤(rùn)滑鉆具

由于鉆具在孔內(nèi)回轉(zhuǎn)速度大，阻力也大。故要求沖洗液在鉆具上形成一層潤(rùn)滑層，減少功率的損耗、鉆具的磨損，提高鉆具的使用壽命。

除了以上的功用外，沖洗介質(zhì)中加入表面活性物質(zhì)，還起到軟化巖石的作用。

8.簡(jiǎn)述漏失地層鉆進(jìn)的鉆進(jìn)特點(diǎn)及處理方法。

鉆進(jìn)特點(diǎn)：

漏失地層一般都是透水層，或是發(fā)育著節(jié)理、裂隙、空洞以及遭到構(gòu)造斷裂破壞的地層。鉆進(jìn)這種地層時(shí)，由于孔內(nèi)液柱與地層間存在著壓力差，常促使孔內(nèi)沖洗液向地層內(nèi)大量滲漏而造成漏失。

由于漏失，常造成沖洗液的大量消耗，這不僅引起費(fèi)用增大、供水不及時(shí)而導(dǎo)致停鉆，而且還因孔內(nèi)液柱壓力不斷降低而增大了孔壁巖層的不穩(wěn)定性，最后引起坍塌、掉塊現(xiàn)象的產(chǎn)生。嚴(yán)重時(shí)將造成卡、埋鉆事故的發(fā)生。

處理方法：

漏失地層的處理方法，不外是如下兩個(gè)方面，即：沖洗液方面——加大泥漿粘度、減小密度，降低其流動(dòng)性；孔壁地層方面——借助各種物質(zhì)(如粘土、麻刀、馬糞等）來(lái)堵塞巖層裂隙。

具體的方法如下：

①使用粘度和靜切力高、密度盡可能小的泥漿——有時(shí)在泥漿中摻入谷糠、鋸末、麻刀等膨脹性材料，以充填裂隙，阻止漏失。

②粘土球充填法——即向孔內(nèi)漏失部位投入粘土球，用倒置的巖心管接頭進(jìn)行壓搗，將粘土擠入孔隙、裂隙以達(dá)到止漏目的。

③用膠質(zhì)水泥處理漏失——即在泥漿中加入一定量的水泥、水玻璃或雪花石膏。④用塑料堵漏——即采用脲醛樹(shù)脂堵塞在大量漏失的鉆孔中止水。此外，條件許可時(shí)還可采用空氣鉆進(jìn)或泡沫鉆進(jìn)以解決漏失。

9、簡(jiǎn)述水文地質(zhì)和水井鉆的特點(diǎn)。

(1)口徑和井深

水文地質(zhì)勘探孔需要下入抽水設(shè)備，進(jìn)行抽水試驗(yàn)，而供水井的出水量常在一定范圍內(nèi)隨井徑增大而增加，因此，直徑都比較大。通常，勘探孔直徑為130～250 mm，供水井的直徑小則僅300—500 mm，大口徑者可達(dá)1～2 m。

當(dāng)開(kāi)發(fā)淺層含水層時(shí)，水井深度一般較小，通常為50—200 m。利用深部裂隙水的水井，深度可達(dá)300～500m。地?zé)峋纳疃纫堰_(dá)1 000—2 000 m。(2)鉆進(jìn)地層

水文地質(zhì)和水井鉆工作一般都在第四系地層進(jìn)行，這些地層常是各類填土、粘土、砂層、卵礫石、塊石、漂石等地層，這必然給鉆探工作帶來(lái)諸多的問(wèn)題，如坍塌、縮徑、擴(kuò)徑、漏失和難于采取巖心、樣品等。當(dāng)在基巖地層鉆進(jìn)時(shí)，也較多地會(huì)遇到裂隙、斷裂帶、破碎帶和溶洞。在這些復(fù)雜地層中鉆進(jìn)時(shí)，事故多、效率低。

(3)鉆孔（井）結(jié)構(gòu)——由于要進(jìn)行孔內(nèi)試驗(yàn)等原因，鉆孔（井）下套管層次多，鉆孔直徑大，止水工作要求高，從而使鉆孔結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。

(4)鉆進(jìn)方法——為適應(yīng)地層復(fù)雜、孔（井）直徑大等特點(diǎn)，水文地質(zhì)和水井鉆鉆進(jìn)方法發(fā)展很快。

(5)勞動(dòng)強(qiáng)度——由于水文地質(zhì)和水井鉆的鉆孔（井）直徑大且全面鉆進(jìn)多，產(chǎn)生的巖粉、巖屑多，設(shè)備、鉆具笨重，鉆孔（井）相對(duì)較淺，施工周期短，搬遷頻繁等，使各方面的作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度加大。

9、濾水管安裝在井壁管的下部，位于開(kāi)采含水層的相對(duì)位置，地下水通過(guò)濾水管的孔隙流入管內(nèi)，簡(jiǎn)述對(duì)濾水管的要求。

對(duì)濾水管的要求，可概括為以下幾點(diǎn)：

1具有最大的進(jìn)水面積，○以減少地下水經(jīng)過(guò)它時(shí)的阻力。濾水管阻力越小，地下水在這里的流速變化越小，發(fā)生結(jié)垢的可能性越小，從而可以延長(zhǎng)濾水管使用的年限。

②具有足夠大的機(jī)械強(qiáng)度，能承受安裝井管時(shí)的負(fù)荷和地層的壓力。

3具有最大限度的耐腐蝕能力和不因?yàn)V水管被腐蝕而影響水質(zhì)的衛(wèi)生要求。○④具有良好的濾水擋砂能力，濾水孔不易被地層中的物質(zhì)堵塞。⑤具有安裝方便、成本低廉以及取材容易等特點(diǎn)。

10、井管包括井壁管、濾水管（過(guò)濾器）、沉淀管三個(gè)部分，通常井壁管與沉淀管采用同種管材。簡(jiǎn)述對(duì)井管的要求。

為保證水井的出水量和壽命以及便于下管、安裝抽水設(shè)備和維修等工作，對(duì)井管提出下列要求：

①井管應(yīng)圓、直、無(wú)彎曲，連接后管柱亦應(yīng)筆直無(wú)彎曲，以保證下管和安裝抽水設(shè)備等工作的順利進(jìn)行。

②井管內(nèi)壁應(yīng)平滑、圓整，以便在井管內(nèi)安裝抽水設(shè)備。

③井管應(yīng)具有一定的抗壓、抗拉、抗彎強(qiáng)度，以保證能承受井壁巖層和填礫的壓力和井管全部重量。

④應(yīng)具有較高的抗腐蝕能力，延長(zhǎng)使用期限，同時(shí)不致因井管腐蝕影響水質(zhì)。⑤濾水管應(yīng)具有較大的孔隙率，以保證減少地下水流入井管的阻力，獲得最大的出水量，同時(shí)要具有良好的擋砂能力，防止泥砂淤塞水井。

11、簡(jiǎn)述氣動(dòng)潛孔錘鉆進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)

①鉆進(jìn)效率高——潛孔錘鉆進(jìn)效率高，特別是在硬巖中鉆進(jìn)時(shí)比普通回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方法高幾倍至幾十倍。如在可鉆性為7～8級(jí)的矽化石灰?guī)r中鉆進(jìn)時(shí)，小時(shí)進(jìn)尺達(dá)20～30 m，平均臺(tái)班進(jìn)尺在100m以上。

②鉆頭壽命長(zhǎng)——用潛孔錘鉆進(jìn)，一個(gè)球齒鉆頭在堅(jiān)硬的花崗巖中能鉆進(jìn)50 m，在石灰?guī)r中鉆進(jìn)進(jìn)尺達(dá)1 000m。

③所需鉆壓低——例如，使用直徑為171 mm的牙輪鉆頭回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)時(shí)，需鉆壓1.2×102 kN，而用潛孔錘鉆進(jìn)（220 mm的鉆頭）僅需鉆壓13～18 kN即可達(dá)到很好的鉆進(jìn)效果。由于鉆壓低，不僅改善了鉆桿的受力狀況，而且回轉(zhuǎn)扭矩也降低，為鉆進(jìn)大直徑井（孔）開(kāi)辟了道路。

④防斜效果好——因鉆壓低、進(jìn)尺快，潛孔錘鉆進(jìn)具有較好的防斜效果，一般情況下都可控制在<1o/100 m的范圍內(nèi)。

⑤排粉快——由于孔內(nèi)沒(méi)有靜水柱壓力，排粉速度快，孔內(nèi)清潔，對(duì)含水層沒(méi)有堵塞和破壞作用。

⑥鉆探成本低——近年來(lái)，由于空氣壓縮機(jī)的能力不斷提高，潛孔錘用于深孔鉆進(jìn)已具備條件。

六、論述題

1、試論述鉆孔彎曲的原因及預(yù)防措施。

鉆孔彎曲的原因:一般認(rèn)為鉆孔彎曲是由地質(zhì)因素和施工工藝與設(shè)備安裝所引起的。

1．地質(zhì)因素(1)巖石的各向異性

巖石在外力作用下，在各個(gè)方向上表現(xiàn)出不同的力學(xué)性質(zhì)，稱為巖石的各向異性。巖石的各向異性在層理和層理構(gòu)造的巖石中表現(xiàn)為垂直層理的巖石硬度小于順著巖石層理巖石硬度。異向性越強(qiáng)的巖石，鉆孔彎曲強(qiáng)大越大。

(2)巖層遇層角的影響

巖層的遇層角是指鉆孔的軸線與巖層層面之間小于90 o的夾角δ。鉆孔穿過(guò)軟硬互層時(shí)，因軟硬巖石抵抗破碎能力的不同，使孔底產(chǎn)生不均勻破碎，造成鉆速差，因而引起鉆孔頂角及方位角的變化。鉆孔偏斜的方向和頂角彎曲的強(qiáng)度取決于遇層角δ的大小和巖石的硬度差。差值越大，鉆孔的彎曲強(qiáng)度越大。

(3)松散、溶洞地層

鉆孔在松散地層（如表土、流砂層、松散破碎帶）鉆進(jìn)時(shí)，因巖層松散、孔壁不牢固，故在鉆具自重的作用下，鉆孔極易下垂。

遇大溶洞時(shí)，斜孔鉆進(jìn)由于重力作用，鉆孔頂角會(huì)急劇縮小而向下彎曲。直孔鉆進(jìn)時(shí)，由于孔底不規(guī)則，粗徑鉆具也易偏離鉆孔軸線而發(fā)生彎曲。

2．設(shè)備安裝和施工工藝(l)設(shè)備安裝

鉆機(jī)必須安裝在堅(jiān)固的地基上，地基的填方不得超過(guò)三分之一；塔上滑車、鉆機(jī)主軸和孔位應(yīng)在同一軸線上；鉆機(jī)立軸或轉(zhuǎn)盤必須準(zhǔn)確地固定在既定的傾角和方位上。否則都會(huì)導(dǎo)致鉆孔的嚴(yán)重彎曲。

(2)開(kāi)孔換徑——鉆孔在開(kāi)孔時(shí)，使用的鉆具同心度差；隨著鉆孔的延深而沒(méi)加長(zhǎng)粗徑鉆具；在下定向管時(shí)，與鉆孔不同心、上下固定不牢固而曠動(dòng)等，都會(huì)引起鉆孔彎曲。

(3)鉆進(jìn)方法及施工工藝——鉆進(jìn)方法不同時(shí)，孔徑與鉆具（主要指粗徑鉆具）之間的間隙也不相同。而兩者之間的間隙是造成鉆具在孔內(nèi)偏斜的重要條件。間隙越大，則鉆具軸心線與鉆孔軸心線的夾角越大，鉆具偏斜越嚴(yán)重。

鉆孔彎曲也與鉆具的剛度有關(guān)。由于小口徑金剛石鉆具的剛度較小，而鋼粒鉆具的剛度稍強(qiáng)，在易斜地層鉆進(jìn)時(shí)，采用金剛石鉆進(jìn)，有可能比采用鋼粒鉆進(jìn)孔斜還要嚴(yán)重。

此外，壓力過(guò)大引起鉆桿彎曲，使粗徑鉆具偏離鉆孔軸線；過(guò)高的轉(zhuǎn)速，增大了鉆具的離心力，使鉆具橫向運(yùn)動(dòng)加劇，擴(kuò)大了孔徑；在松軟地層鉆進(jìn)時(shí)，沖洗液量過(guò)大，返流流速過(guò)高，會(huì)沖刷孔壁引起孔徑擴(kuò)大。這些不合理的工藝技術(shù)都會(huì)增大鉆孔的彎曲強(qiáng)度。

鉆孔彎曲的原因及預(yù)防措施 1．根據(jù)地層規(guī)律設(shè)計(jì)鉆孔

對(duì)于松散破碎地層，大裂隙、大溶洞發(fā)育的地層，應(yīng)盡量避免打斜孔，應(yīng)設(shè)計(jì)直孔或大傾角的鉆孔。

對(duì)于軟硬互層、層理片理發(fā)育地層，所設(shè)計(jì)的鉆孔方向應(yīng)力求與層理面垂直。根據(jù)已鉆過(guò)的鉆孔彎曲規(guī)律，設(shè)計(jì)初級(jí)定向孔。2．確保設(shè)備安裝質(zhì)量 鉆機(jī)安裝要平穩(wěn)。

地基要穩(wěn)固，其中填方不得超過(guò)l/3 天車、主軸、孔位三點(diǎn)應(yīng)在一線 開(kāi)孔傾角、方位角應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求 3．選擇合理的鉆進(jìn)工藝措施

盡量采用小口徑金剛石鉆進(jìn)，以減少孔壁與鉆具的環(huán)狀間隙。

在破碎地層鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)采用小的鉆壓，防止因鉆桿彎曲敲打孔壁造成坍塌掉塊而使孔徑擴(kuò)大。

在松散、破碎地層鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)采用優(yōu)質(zhì)泥漿護(hù)孔，防止孔壁坍塌造成的孔徑擴(kuò)大。換徑鉆進(jìn)時(shí)，必須帶有與原孔徑同級(jí)的導(dǎo)向鉆具，以保證換徑后鉆孔的同心度。