鉆探工程概論精彩試題及問題詳解

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1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔鉆探工程概論復(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

2、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

3、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。文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔巖石在不同方向上表現(xiàn)出不同的強(qiáng)度值

4、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

5、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

6、巖石，隨著圍壓增大，其硬度值增長越快。（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.簡述硬質(zhì)合金鉆頭的碎巖機(jī)理（文字

7、與簡圖）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文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔級(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)。）6.簡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

8、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