《钻探工程考试.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钻探工程考试.docx（22页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、1 .根据岩石的变形特性，图示说明岩石的三种类型。弹塑性岩石弹脆性岩石高塑性和高孔隙性岩石弹脆性岩石（花岗岩、石英岩、碧石铁质岩）在压头压入 时仅产生弹性变形，至 A点最大载荷为Pmax处便突然完成 脆性破碎，压头瞬时压入，破碎穴的深度为h 图（a）这时破碎穴面积明显大于压头的端面面积，即h/ 8 5。弹塑性岩石（大理岩、石灰岩、砂岩）在压头压入时首先产生弹性变形，然后塑性变形。至B点载荷达Pmax时才突然发生脆性破碎图 （b）这时破碎穴面积也大于压头的 端面面积，而h/ 8 =2.5-5,即小于第一类岩石。高塑性（粘土、盐岩）和高孔隙性岩石（泡沫岩、孔隙石 灰岩）区别于前二类，当压头压入时，
2、在压头周围几乎不形 成圆锥形破碎穴，也不会在压入作用下产生脆性破碎图 （c），h/ 8 =12 .什么是岩石破碎的体积破碎？岩石的变形破碎形式表面破碎疲劳破碎体积破碎表面破碎：切削具与岩石的接触压力远远小于岩石硬度，切 削具不能压入岩石。切削具移动时，将研磨孔底岩石，岩石 破碎是由接触摩擦功引起的，研磨的岩石颗粒很小，钻进速 度低。这种变形破碎方式称为岩石的表面研磨，这个区称为 表面破碎区。疲劳破碎：切削具上的轴向载荷增加，但接触压力仍小于岩i石硬度，可使岩石晶间联系破坏，岩石结构间缺陷发展，特 别是孔底受多次加载产生的疲劳裂隙更加发展，于是众多裂 隙交错，仍可产生较粗岩粒的分离，这种变形破碎
3、方式称为 疲劳破碎，这个区称为疲劳破碎区。体积破碎：切削具上的载荷继续增加，接触压力大于或等于 岩石硬度，切削具可有效地切入岩石，结果是：切削具在孔 底移动时不断克服岩石的结构强度，切下岩屑，这种变形破 坏方式称为体积破碎， 这个区称为体积破碎区。 体积破碎时, 会分离由大块岩石，破碎效果好。3 .什么是岩石的各向异性？对钻进有哪些影响？岩石在不同方向上表现由不同的强度值称为岩石的各项异性。岩石的各向异性分为两种： 一种是由于微裂缝的存在以及 在不同方向上的排列，分布不同而导致的，这种各向异性会 随着岩石的应力变化而变化，可称为应力各向异性；另一种 是由于岩石颗粒的定向排列引起的，这种岩石的各
4、向异性不 会随着岩石的应力变化而改变。对钻进的影响：影响进效率的：由于在不同的层理结构上表现由不同的强 度性质，在钻进这样的岩石层时会加大钻进的工作量，因此 岩石的各向异性会影响钻进效率。影响钻孔偏斜：由于存在岩石的各向异性， 使得钻杆在钻 进过程中由现受力不平衡的情况，使得钻杆发生一定角度的 偏斜甚至弯曲，会影响钻孔的偏斜量。4 .影响岩石硬度的因素有哪些？岩石的硬度反映岩石抵抗外部更硬物体压入（侵入）其表面 的能力。（1）岩石中石英及其他坚硬矿物或碎屑含量愈多，胶结物 的硬度越大，岩石的颗粒越细，结构越致密，则岩石的硬度 越大。而孔隙度高，密度低，裂隙发育的岩石硬度将会降低。（2）岩石的硬
5、度具有明显的各向异性。但层理对岩石硬度 的影响正好与对岩石强度的影响相反。垂直于层理方向的硬 度值最小，平行于层理的硬度最大， 两者之间 可相差1.05 1.8倍。岩石硬度的各向异性可以很好地解释钻孔弯曲的原 因和规律，并可利用这一现象来实施定向钻进。（3）在各向均匀压缩的条件下，岩石的硬度增加。在常压下硬度越低的 岩石，随着围压增大，其硬度值增长越快。（4） 一般而言，随着加载速度增加，将导致岩石的塑性系数降低， 硬度增加。 但当冲击速度小于10m/s时，硬度变化不大。加载速度对低 强度、高塑性及多孔隙岩石硬度的影响更显著。5 .钻探技术的基本构成是什么？设备：钻孔施工所使用的地面设备总称。
6、包括钻探机、动力机、泥浆泵、钻塔等。工艺：取心钻探技术，无岩心钻探技术，多介质反循环钻探技术，其它反循环钻探技术，水文水井钻探技术地质学基础、矿物岩石学、地层学、构造地质学、钻探工程、工程 地质、工程与环境物探、钻探机械、6 .简述硬质合金钻头的碎岩机理（文字与简图）与刀具（切削类似）相联系：利用镶焊在钻头体上的硬质合金切削具，作为破碎岩石的工具，这种钻进方法通称为硬 质合金钻进。但在实际使用中，硬质合金钻进只适用于钻进 中等硬度以下的地层，即可钻性 17级和部分8级地层。 若在更为坚硬的岩层中钻进，则切削效果很差，切削具磨损 很快或易折断而迅速失去钻进能力。当前，软的和中硬以下 的地层，尤其
7、是土层的钻孔工作，主要靠硬质合金钻进。7 .PDC钻头的碎岩机理聚晶金刚石复合片的简称。是石油钻井行业常用的一种钻井 工具。它是以金刚石为原料加入粘结剂在高温条件下烧结而 成，复合片为圆片状，金刚石厚度一般小于 1mm,切削岩石 时作为工作层，碳化鸨基体对聚晶金刚石薄层起支撑作用， 两者的有机结合，使 PDC既具有金刚石的硬度和耐磨性，又 具有碳化鸨的结构强度和冲击能力。由于聚晶金刚石内晶体 间的取向不规则，不存在单晶金刚石固有个解理面， 所以PDC 的抗磨性及强度高于天然金刚石，且不易破碎。PDC钻头都采用了高质量的爪型齿和环形齿，与其他类型复合片相比抗 剪强度高、耐冲击、寿命长、热稳定性能
8、好的特点。PDC钻头采用超大排屑流道设计，可以更加有效运移钻屑，清洗钻 头，防止钻头泥包，提高机械钻速。8 .金刚石钻头有哪些主要类型金刚石钻头按其制造方法不同，可分为烧结法和电镀法两 种。金刚石钻头按包镶形式的不同，可分为表镶钻头与孕镶 钻头两种表镶钻头：金刚石分布在胎体表面上，当其刃角磨钝后可回 收复用。钻头按金刚石粒度分粗、中、细三种：520粒/克拉的为粗粒钻头；2040粒/克拉的为中粒钻头；40100 粒/克拉的为细粒钻头。一般情况下，细粒钻头适用于钻进致 密、坚硬地层。金刚石都是用天然品。 硬度较低、完整岩层； 孕镶钻头：金刚石不只是分布在胎体表面上，而且，还分布 于胎体内部的一定层
9、厚中。金刚石是1080目的天然粉级品或60129目JR4级的人造品。含金刚石的胎体层称为工 作层。钻进时，随着胎体的磨损，金刚石切刃才不断露生， 旧切刃失去工作能力或脱掉，新切刃相继由露参加工作。因 此，孕镶钻头可保持稳定的钻速，应用范围较广。它坚硬、 致密、弱研磨性（优质金刚石、较低的金刚石浓度），均匀性差、完整度差、破碎地层（金刚石浓度高、胎体硬度大）；还有一种多层钻头”：它是孕镶钻头的变种形式，与孕镶的 区别是胎体内部的金刚石分成几层并有一定排列方式。钻头按金刚石成因分类，可分为天然金刚石钻头（表镶）和人造金刚石钻头（都是孕镶）。止匕外，还有一种聚晶金刚石钻头，金 刚石的镶焊属于表镶，但
10、在工作时却起孕镶钻头作用。它用 于钻进较软和研磨性强岩层，可得到很高的钻速。9 .地质岩心钻探与油气井钻探的主要区别在哪里？主要区别有以下几点：1.钻孔的直径：Hole：孔，用于地质钻探，孔比较小，用于 勘察，勘探 Well:井，用于油气井钻探，孔比较大，往往 还要用于生产。2.钻孔的深度：钻探：比较浅。油气井：比 较深，技术有，成本高。3.地层情况：钻探：地层比较复杂， 低层遇到的种类比较多。油气井：一般低层地层单一。10 .空气钻进技术有哪些优点？空气钻进的实质是以压缩空气代替冲洗液，作为钻进中的循 环介质来冷却钻头，吹洗钻孔把岩屑携带由地表的一种高效 率、先进钻进方法。空气钻进特别适用于
11、干旱缺水地区、常 年永冻层、孔内严重漏水地层及用水钻进较困难地区。（1）钻进效率高：空气钻进效率比一般钻进法约提高9 11倍。其原因是：孔底岩石减掉了钻孔内的液柱静压力，有助于岩石最大限度地释放残余应力，使孔底岩石处于一种负压效 应状态，借助切削具的碎岩作用，岩屑呈爆炸”形式崩离岩体，从而提高了钻进效率。另外压缩空气以高速吹洗孔底、 孔内干净，几乎完全没有重复破碎， 故在硬岩和深孔时， 钻 进效率更为显著。（2）钻头寿命长： 空气钻进钻头寿命长， 除上面提到的因素外， 还有一重要因素， 即当压缩空气经过钻头时，由于压力骤然降低， 在此大量吸收热量，有利 于冷却钻头， 防止烧钻，并为切削具创造有
12、利的工作环境。与一般钻进方法相比，钻头寿命可提高十倍以上。（3）能取得正确的地质资料：空气钻进以空气为循环介质，它不污染 岩石和孔壁这不仅对洗井、抽水等工作有益，而且可以获取正确的水文地质资料。（4）空气钻进不用水：这在干旱缺水 地区具优越性更为显著，同时可以避免因漏水而带来的堵漏 问题和冲洗液、岩粉等对含水层堵塞的影响。11 .什么是钻孔结构（也称井身结构）？钻孔结构设计是与钻进有关的，所有工程计算的基础。钻孔 结构是指钻孔由开孔至终孔，钻孔剖面中各孔段的深度和口 径的变化情况。据地层理想柱状图做由来的。一般来说，换 径次数越多、钻孔结构越复杂；换径次数越少，钻孔结构越 简单。在可能情况下，
13、应使钻孔结构尽量简单。根据地层条 件，一层一层放入套管，所形成图示的结构：设计依据1.钻孔的用途和目的；2.该地层的地质结构、岩 石物理力学性质；3.钻孔的设计深度和钻孔的方位方向、顶角方向；4.必需的终孔直径；5.钻进方法、钻探设备参 数。12 .套管在钻探工程中起什么作用？保护孔壁，支撑孔壁防止倒塌，为钻探提供通道。在钻探施工过程中，套管用途很广。钻进复杂地层时，用套 管护壁堵漏，可保证正常钻进。岩心钻探抽水试验孔可用套 管进行止水，保证抽水资料的准确性。长期水文观测和开采 孔，可用套管作为由水的通道。下多层套管的目的主要是考虑一下几个方面：一、每口升至 少有两层套管；必须下表层套管，目的
14、是保护浅部地层特别是 地层水不受污染；二、通常每口井钻进时所穿越的地层存在 多个压力系统，钻井行业标准规定同一裸眼井段上下地层压 力系数差不得超过 0.4;三、如果同一裸眼井段上下压力系 数相差太大，无法进行钻井施工，会由现上漏下喷，必须将 上部薄弱地层下套管封住；四、对于特别复杂的地层，如容 易缩径和蠕变的石膏盐地层为减少卡钻等事故复杂，多下层 套管可减少钻井施工的难度和缩短钻井周期，经评估有可能 还降低钻井成本。钻探地质套管是供地质部门进行岩心钻探使用的钢管。套管 又是钻探和钻井工作中下人钻孔内，用以保护孔壁封闭孔身的钢管。它的主要功用是防止孔壁坍塌，隔离地层，封闭涌水或漏水层、油气层。在
15、开采井中，套管又是流体、气体生产的 通道，例如水井、油气井、地热井、溶解类矿产的开采钻井等 都必须下入生产套管。地质钻探孔内的套管外径小，一般下入 的套管也较浅，在钻探任务完成后要将套管起拔由来，可以继 续使用。石油天然气下入的表层套管、技术套管和油层套管 在下入井内之后，都需要注水泥将套管与井壁固结起来 ，封闭 死管外的环状间隙，套管就无法取由。即使无工业油气流的探 井，下入了套管也一样丢弃在井内。供水井下入的套管称为井 管,强度要求不高，井浅时可不用无缝钢管，用铸铁管。13 .简述绳索取心钻具的主要组成，它有哪些优点？绳索取心钻具是由双管钻具总成（内管总成、外管总成）和 打捞器两大部分组成
16、。内管总成包括卡簧、卡簧座、卡簧档 圈、弹卡、悬桂环、扶正环、座环、内管、内管接头，外管总成包括弹卡室、弹卡档头、外管，打捞器总成包括打捞 钩、脱卡管、绳卡外套、捞钩架、重锤。易损件包，弹卡总 成及打捞器总成：含各种圆柱销、弹簧、轴承。绳索取芯钻具的优点：1.大大减少升降钻具的工序，减轻工人的劳动强度，减少了辅助时间，提高了钻头寿命。2.由于钻具级配合理，钻杆和岩心管的壁比较厚， 材质好，强度高, 再加上孔壁间隙较小，钻杆不易弯曲，提高了钻具的稳定性， 有利于防斜和减震。3.由于安有扶正环，提高了内管的稳定 性与钻头的同轴度，使岩心较顺利的进入内管，减少了岩心 堵塞和磨损，提高了岩矿心采取率和
17、回次进尺。4.钻具设有上、下缓冲机构和报警机构，能有效防止机件损坏和烧钻事 故。5.在复杂地层中钻进适应性较强。它提钻次数少，减少 了孔壁裸露的机会，相对地增加了孔壁的稳定性。另外，钻杆柱还可起到套管的作用，有利于快速穿过复杂地层。6.使用范围广，既可用乳化液钻进，又可用优质泥浆钻进。特别 是在中深孔中钻进，更能显现由它的优越性，从而获得更好 的经济效益。14 .钻探设备包括哪些主要内容？钻探设备是指用于钻探施工这种特定工况的机械装置和设备，主要由钻机、泥浆泵及泥浆搅拌机、泥浆净化设备、 钻 塔等组成。钻机：是完成钻进施工的主机，它带动钻具和钻头向底层深部钻进，并通过钻机上的升降机来完成起下钻
18、具和套管、提取岩心、更换钻头等辅助工作。钻塔的主要功能：起下钻具（套管）、减压钻进时悬桂钻具、处理孔内事故并为空中作业提供平台。泵的主要功能是： 向孔内输送冲洗液以及清洗底孔、冷却钻头和润滑钻具。通常，主要类型的钻探设备均由钻机、钻塔-桅杆、泥浆泵等三部分构成。当然：对千一叱大型钻探设备来讲：划分得可能会更细一点，如石油钻机就号称 8大件：井架、天车、游动滑车、大钩、水龙头、绞车、转盘、泥浆泵。15 .钻具按用途可以分为哪些？分述其主要作用。按用途包括：地质钻具、东营钻具、非开挖钻具、工程钻10具、回转钻具、矿山钻具、矿用钻具、螺杆钻具、偏心钻具16 .什么是正循环钻进？什么是反循环钻进？反循
19、环的形式有多少种？正循环钻进是泥浆自供应池由泥浆泵泵由，输入软管送往 水龙头上部进口，再注入旋转空心钻杆头部，通过空心钻机 一直流到钻头底部排由，旋转中的钻头将泥浆润滑，并将泥 浆扩散到整个孔底，携同钻硝浮向钻孔顶部，从孔顶溢排地 面上泥浆槽。反循环钻进与正循环钻进的差异在钻进时泥浆不经水龙 头直接注入钻孔四周，泥浆下达孔底，经钻头拌和使孔内部 浆液均匀达到扩壁，润滑钻头，浮起钻硝，此时压缩空气不 断送入水龙头，通过固定管道直到钻头顶部，按空气吸泥原 理，将钻渣从空心钻杆排入水龙头软管溢由。反循环钻进按照产生冲洗液上升流动的方式不同，可分为 地表喷射反循环，泵吸反循环和气举反循环三种方式。不同
20、 反循环钻进方式，随着钻孔深度的变化，钻进效率也有所不 同，所示为三种反循环钻进方式在不同孔深时的效率曲线， 从曲线变化情况可以看生，地表喷射反循环钻进效率，在浅 孔段效率较高，气举反循环钻进效率在50 m以后较高。在 选择反循环钻进方式时，应根据孔深、水位等情况进行合理 的选择，为了提高钻进效率，有时也采用两种方式相结合的 复合式反循环钻进。17 .钻进参数主要有哪些？各自起到什么作用？钻进参数主要有以下三个方面：钻压：钻压也称轴向压力。钻进时，合金的受钻压切入岩石 而钻进；同时，因钻压造成合金与岩石的摩擦而使合金磨损。 所以，在选择钻压时，必须在保证质量的前提下从钻进效率 和钻头寿命两个方
21、面进行分析、研究。一般情况下，在松软 及软岩石中钻进时，因所需钻压不大，对钻速和合金的磨损 不是主要问题；而在中硬和硬岩层中钻进时，钻压确定是否 合理，对钻速和合金磨损影响很大。钻速：从理论上看，钻速随转速的增加而成正比地增加。但 实际上钻速并不随转数的增加而呈正比增加，转速的增加有 其极限值（最优值）。超过此值后，钻速反而会下降，其主 要原因一是在高转数的情况下，合金在岩石表面上的作用时 间太短，从而影响合金的切人深度，导致钻速下降；另一个 原因是在高转数的情况下，孔底温度增高，合金的磨损或磨 钝加快而使钻速下降。泥浆泵排量：钻进时，冲洗液的质量与数量对钻进速度有很 大影响。根据国内外的资料
22、证明，钻速随冲洗液的密度或粘 度的增大而下降。从理论上看，增大冲洗液量，对提高钻速 有一定好处。应当指由，当冲洗液量不足时，孔底颗粒大的 岩粉不能被冲起，从而造成孔底重复破碎量的增大，使破碎 效率下降；同时，过多的岩粉堆积，也造成合金散热不好， 使温度增高，耐磨性降低；有时还易引起堵水、憋泵的现象, 但过大的泵量会冲毁岩心或孔壁，并使钻压下降，使钻速降 低。当采用大泵量时，则必须给予一定的重视。送入孔内的冲洗液量、主要是用于清除孔底产生的岩粉和 冷却钻头。把孔底破碎下来的岩屑及时冲离孔底，就为连续 破碎岩石新鲜面创造了条件，从而避免重复破碎岩屑和无益 地消耗功能。同时，孔底清洁也减少了钻具的磨
23、损和防止某 些孔内事故的发生。在某些比较松软的岩层，冲洗液流可起 到喷射碎岩作用（如石油钻井中的喷射钻井），因此，在硬合金钻进中，尽可能采用较大的泵量是有益的。冲洗液量应保证把岩屑颗粒带由地表。18 .影响地层可钻性的因素有哪些？一、岩石可钻性的概念1、岩石可钻性的概念 ：岩石可钻性是表示钻进过程中岩 石破碎的难易程度。在钻探生产中通常用机械钻速作为衡量 岩石可钻性的指标，单位是 m/h。2、岩石的可钻性及可钻性分级的意义岩石的可钻性是在一定钻进方法下岩石抵抗钻头破碎它的能力。它反映了钻进 作业中岩石破碎的难易程度，它不仅取决于岩石自身的物理力学性质，还与钻进的工艺技术措施有关，所以它是岩石在
24、钻进过程中显示由来的综合性指标。由于可钻性与许多因 素有关，要找由它与诸影响因素之间的定量关系十分困难， 目前国内外仍采 用试验的方法来确定岩石的可钻性。不同 部门使用的钻进方法不同，其测定可钻性的试验手段，甚至 可钻性指标的量纲也不尽相同。例如，地勘部门在回转钻进 中以单 位时间的钻头进尺（机械钻速）作为衡量岩石可钻 性的指标，分成12个级别，级别越大的岩石越难钻进；在 冲击钻进中常采用单位体积破碎功来进行可钻性分级。而在石油钻井部门则以机械钻速与钻头进尺的乘积或微型钻 头的钻时作为衡量指标，分成 10个级别。19 .钻孔灌注桩的基本流程。22拈孔郡注怖工序流程参照下图一坦汽M的,船机就M格
25、 七妾.最好钻孔三录mi iJl .险喷在以、乙付.下冷N度/I-RTTE胧 独至加：】力札，有存、运输T I；上丁仃川仁科 二Iw将军运轮卜或木转不Z3Z席 ；i碎I i：述题每题25分。1 .钻探工程在国民经济建设中能够发挥哪些作用？我国人口多、资源相对不足。目前资源短缺已成为制约我国 经济发展的 瓶颈。巨大的资源缺口将成为长期制约我国经 济社会发展的重要因素。快速勘查发现矿产资源后备基地， 确保国家经济安全已成为十分迫切的战略任务。发深部地质 岩心钻探关键技术与装备无论是提升我国的钻探技术水平 还是满足资源勘探的迫切需求都是非常必要的；对缓解目前 资源短缺制约我国经济发展的瓶颈、发现新的
26、矿产地、拓展 新的找矿空间实现资源可持续发展意义重大。”随着科技进步和经济发展，岩土钻掘工程在国民经济中发挥着越来越大的作用。已广泛应用于：（1）矿产资源勘探和部分矿产的开采；（2）水文地质勘探和水井钻；（3）工程地质勘查和生态环境研究； （4）地质灾害的防治与环境治理；（5）工民建和道路桥梁的基础工程；（6）国防工程及海岸工程；科学钻探。地质矿产勘探钻进；水文水井钻进；工程地质勘察、基础工程施工钻进；油气井钻进；爆破孔钻进（采矿、 物探）；科学钻探（海洋、湖泊、大陆、环境、冰川、外星） ； 地热、干热岩钻采；水力采矿；核废料掩埋、二氧化碳掩埋 等；地质灾害治理（边坡锚固、抗滑桩、止水帷幕等）
27、；非开挖铺管；文物考古钻探；竖井钻凿（矿山、地下核试验等）； 抢险救灾（地下灭火、通风孔等）2 .泥浆在钻探工程中的重要作用是什么？钻井液（原称泥浆）是指钻井中使用的工作流体。泥浆是广泛使用的钻井液，主要适用于松散、裂隙发育、易坍塌掉块、 遇水膨胀剥落等孔壁不稳定岩层。钻井液-其主要功能如下：1 .冲洗井底：钻井液可在钻头水眼处形成高速的液流，喷向 井底。这高速喷生的钻井液可将由于钻井液压力与地层压力 差而被压持在井底的岩屑冲起，起冲洗井底的作用。2 .携带岩屑：当钻井液在环空的上返速度大于岩屑的沉降速 度时，钻井液可将井中的岩屑带由， 即在一定的上返速度下， 钻井液有携带岩屑（简称携岩）的作
28、用。3 .平衡地层压力：钻井液的液柱压力必须与地层压力相平衡 才能达到防止井喷或者钻井液大量漏进地层的目的。可通过 调整钻井液密度控制钻井液的液柱压力，使它与地层压力相 平衡。4 .冷却与润滑钻头：钻井液可将钻井过程中钻具（钻头与钻 柱）与地层摩擦产生的热带至地面，起冷却作用。同时，钻 井液能有效地降低钻具与地层的摩擦，起润滑作用。5 .稳定井壁：可在钻井液中加入适当的处理机，使钻井液具 有抑制页岩膨胀和（或）分散的能力，同时产生薄而韧的滤 饼，起稳定井壁的作用。6 .悬浮岩屑和密度调整材料：当停止循环时，钻井液处于静 止状态，其中的膨润土颗粒可互相联结，形成结构，将岩屑 悬浮起来。若钻井液中
29、加有密度调整材料（如重晶石），则在停止循环时，钻井液也可将它悬浮起来。钻井液悬浮岩屑 和密度调整材料的能力，可使钻井液停止循环后易于再启动。7 .获取地层信息：通过钻井液携带由的岩屑，可以获取地层 许多信息，如油气显示、地层物性等。8 .传递功率：钻井液可将钻井液泵的功率经钻柱从钻头水眼 高速喷射传到井底，提高钻头的破岩能力，加快钻井速度。 钻进过程中，用液体或气体的连续循环把孔内的岩屑冲洗或 吹洗由来，称为钻孔冲洗。冲洗用的介质，不论是液体还是气体习惯上都被叫做冲洗液或钻井液(drilling fluid)。由于早期的冲洗液多为粘土与水的混合物，所以冲洗液也被笼统地称 做泥浆(mud),泥浆
30、这个术语一直沿用，现在还有不少人把 冲洗液统称为泥浆。钻井液作用：悬浮和携带岩屑及加重剂；平衡地层压力和井 壁侧压力，稳定井壁，防止井喷、井漏和井塌等事故的发生； 传递水功率，帮助和破碎岩石；冷却和润滑钻头及钻具；为 井下钻具提供动力；部分地支承钻柱和套管的重量；从钻井 液中获得所钻地层的地质资料。冷却、排粉、润滑、支撑没有泥浆的保护，钻井井壁会遇水膨胀、 缩径，甚至流散、 垮孔。3.为什么说上天难、入地更难？ 地表下面的温度，压力随着深度的增大而不断增大，还没有那种工具能抵挡住这种考验相反，空中没有这些阻碍，只 需要足够快的速度来摆脱地球的引力就行了材料自身的影响。由于钻进的深度加深，在起下
31、钻具时， 钻杆柱上部承受所有钻杆重量，需要有很高的抗拉强度，而 钻杆柱的底部在钻进时承受压力及回转扭矩，对其抗弯强度 有很高的要求，由于材料自身的限制，不可能使钻杆无限长。 但是航天中则航天器飞的高低则没有此限制。钻遇的地层复杂且不可见。由于地球的地层结构复杂多变，尤其是在比较深的地层更是恶劣。在高温、高压条件下，不仅岩石坚硬、难钻，且岩石具有一定塑性，易产生孔底缩 径事故，甚至在下钻进，找不到井眼。钻孔的过程中会遇到 各种各样的地层，这对钻探工程提由了比航天工程更高的要 求。当钻遇硬岩陡斜地层时，极易产生钻孔弯曲，面且随着 钻孔的加深，钻孔弯曲度呈指数曲线增加，从而给钻进工作 带来极大困难。
32、而航天的空间无限大，可以不考虑这么多因 素。钻探工程中设备工作条件恶劣。在一般的钻探过程中， 钻探设备都工作在高负荷情况下。除此之外，由于要实时地对钻探工作依据地层的变化作由相应的调整，因此还要对工作 设备准确性以及可靠性作由更高的要求。采用一般化学处理 剂处理的泥浆将会失掉其稳定性，如钻遇高压流体，将导致 井涌、井喷。因此钻探设备应同时满足重载和实时性以及准 确性的要求，航天中的空间大，应变性好，这对钻探技术的 要求比航天工程更加高了。工作设备和控制设备的通信艰难。在航天过程中，要从 地面观测和控制航天器是相对简单的，可以直接通过无线电 磁传播即可，因为电磁波可以在真空中传播，信息交互过程
33、中没有很大的障碍。相反由于钻探工程的工作设备钻头往往 在地底下，电磁波的传输受到的往往很容易受到干扰，很难及时的提取到地下工作设备所反馈的信息。 超井深作业难度大。比如英国研究人员领导的一个小组将 首次向地下钻探到达地幔，并从那里取回样本。这项令人难人置信的大工程将需要在海床上钻通5英里（约8045米）坚硬的岩石，其温度最高可达 298摄氏度。一旦到达那里，设备 所要承受的压力大得惊人， 高达每平方英寸400万磅（约合每 平方厘米281吨）相当于通常重力的 28.5万倍。这相比在航天过程中受到的压力就大得多了4 .钻探工程中体现了哪些现代工业技术进步？1,先进的地球科学、地球物理学是钻探技术的
34、基础，这些 先进的技术充分应用于钻探领域。钻进的方法和施工工艺都 必须根据所钻地区地层的结构而定。比如，在钻孔结构设计 之时，就必须根据地质学家提由的理想地层剖面柱状图来进 行；再比如钻头钻具的选择， 就要根据钻进所遇地层来决定。 还有岩石的性质、地壳的结构、不同地区的地质情况等。2,钻探工程体现微电子技术。自动化岩心钻机，体现了人 工智能技术以及网络技术等。现代先进定向钻进技术更是体 现了电子计算机控制技术的先进性。止匕外，钻探需要采集地 下数据，也体现了先进的信号测试与传输技术，数据的处理，反映了先进的计算机技术等等。3,现代先进的计算机软件技术在钻探中体现。现代钻机的 设计，由于先进的设
35、计软件而大大提高效率。钻探工作用各 类分析软件来对所要钻探的地层进行模拟，从而使获得的信 息形象化，更有利于指导钻探施工的进行。还比如现在很多 先进钻探设备都配有高度智能化的神经网络系统来进行控 制。然后，能源技术也是与钻探工程密切相关的技术之一。比如 非开挖、随钻测量等先进钻探工艺中，某些部件必须得单独 供能，比如钻杆中的各个传感器，信息采集系统，反馈系统 等，这样就要求能源能在高温高压，或者水中供能，此外为 了减少更换能源的次数缩短工期，还要求供能源要有很好的 续航能力。4,钻探工程还与空间技术，海洋技术，通讯技术，制造技 术等密切相关。全液压顶驱型地质岩心钻机系列比如在大洋 科学钻探工程
36、中，要保证钻进过程中水平位移和铅直位移保 持稳定，就需要多个随动系统来进行准确的反馈控制，这种 尖端设备就不仅仅采用一两种技术就能实现的，需要结合力 学，声学，电子学以及计算机科学等等5 .简述钻探设备与工艺之间的关系。钻探设备通指探矿工程施工中所使用的机械，它是达到各种 工艺操作要求，保证工程施工速度和质量的关键。钻探设备 包括动力机、钻机、泥浆泵、钻塔以及泥浆处理机械、钻杆 拧卸机械、钻具提升机械（如绳索取心钻具打捞机械）和空 气钻进所需的空压机、孔底发动机等。设备决定工艺，工艺 取决于设备。工欲善其事，必先利其器。工艺不断对设备提 由新要求，设备性能和能力要满足工艺需求。6 .试论述深部钻探的关键技术。（分别从钻孔结构与管材级配、钻探设备、钻杆及钻具、护壁堵漏等方面论述）