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l 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。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。适用于硬且研磨性强的岩层( 大钻压, 高钻速, 小泵量)
l 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, 一般指可由操作者人为改变的参数组合。分类: 最优规程、 合理规程、 专用规程。
l 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。
l 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 。
l 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。
l 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。
l 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。
l 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。
l 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, 而以弹簧力作用恢复其原位, 故称之为正作用液动冲击器。
l 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。
l 无阀射流式冲击器: 射流式冲击器是中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,
l 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。
l 钻孔轨迹: 钻进过程中的位移和方向的综合, 可经过测定孔深, 方位角, 顶角得到。孔斜三要素: 孔深, 方位角, 顶角。
l 顶角: 测点处钻孔轴线切线与铅垂线的夹角。( 见书P185)
l 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。
l 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。
l 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。)
l 测斜: 运用测斜仪器测定孔斜三要素的的过程。
l 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。
l 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。
l 冲击钻的悬距: 压轮上升到最高点, 待钢丝绳静止后, 钻头距孔底的距离。
冲击高度: 钻头在冲击运动时提离孔底的高度。
l 圆孔肋滤水管的孔隙率: 使得滤水管的孔隙率达到地下水渗入滤水管的速度很慢的能避免沙子在较大压力下进入滤水管的孔隙率。
l 沉没比 : 是风包沉入水中深度与风包到水龙头排出口的距离之比
l 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) 　　
l 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。
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; 经济钻速, 分母还包括钻机安装, 大修等非生产性时间; 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。) 　　
l 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。　
l 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。) 　
l 金刚石浓度: 是指金刚石在工作层胎体中分布的密度。　
l 切削－剪切型碎岩: 在一定扭矩下, 钻头刀刃以一定速度在破碎面上移动而切削岩石.
l 凿碎－剪切型碎岩: 在冲击力作用下破碎岩石, 同时有一定扭矩, 使切削具移动切削岩石.
l 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, 经过换算求出测点的方位角。
l 初级定向孔: 利用地层自然偏斜规律而到达靶点的钻孔。　
l 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。
l 凿碎型碎岩, 刀刃在冲击力作用下直接冲击岩石, 实现岩石破碎的目的.　　 　
l 岩石的硬度: 岩石抵抗外部更硬物体压入其表面的能力。　　 　
l 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。　　
l 岩石破碎的三种方式 : 表层破碎、 疲劳破碎、 体积破碎
l 金刚石体积浓度: 表示结块中金刚石所占体积的多少。 　
l 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
l 岩石的强度: 固体物质在外载作用下抵抗破坏的能力。　　
l 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。
l 双动双管钻具: 内外两层岩心管同时回转的钻具。
l 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。　
l 岩石的可钻性: 岩石被碎岩工具钻碎的难易程度。
l 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。它经过泥浆泵来维持运转。
l 岩石的塑性指数: 加载至岩石破碎前的总能量消耗与弹性变形能量之比　。
l 钢粒钻进的适用范围: 大口径硬岩钻进。金刚石钻进的适用范围很广, 对岩石可钻性1～12级的软至极硬的均质和裂隙破碎岩层, 卵、 砾石层以及钢筋混凝土等均能钻进。
l 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: f=σc/10, 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.
l 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。( >1) K=1 弹—脆性岩石; K=1~6弹—塑性岩石 ; K>6 高塑性岩石
l 破岩比功: 岩石破碎比功表征破碎单位体积岩石的功耗量.
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。
l 金刚石单动双管所用取芯方法是(卡簧卡取法), 喷射式反循环钻具所用卡取岩心的方法是( 沉淀卡取 )。
l 硬质合金钻头钻进4~5级以下岩石时以( 高钻速)为主、 钻进6级以上岩石时应以( 大压力)为主。
l 钢粒钻头的硬度应( 小于) 钢粒的硬度, 用一次投砂法钻进时, 水量应(逐渐减小)。
l 随着合金中钴含量的增加, 硬度(逐渐降低 ), 而抗弯强度( 逐渐提高)。
l 硬质合金中碳化钨粒度变细时, 硬度(增高)。实践中一般采用钴含量不高但粗颗粒硬质合金。
l 硬质合金中随着钴含量的增加和碳化钨粒度的增大, 冲击韧性( 提高 )。
l 硬质合金钻进遇水膨胀、 粘接性岩石时, 应选用(品字形钻头), 使钻具与孔壁产生(大)环状间隙。
l 表镶金刚石钻头钻进坚硬岩石时应采用(细粒)的金刚石和(半圆形)的胎体形状。
l 孕镶金刚石钻头钻进研磨性地层时应选用( 高 )金刚石浓度、 ( 硬 )胎体硬度、 (细)的金刚石。
l 金刚石钻进, 钻头磨损严重的原因是采用了( 临界钻进规程 )。
l 造成钻孔弯曲的根本原因是(粗径钻具偏离了钻孔轴线, 地层软硬不均)。
l JJX--3型测斜仪行测量钻孔顶角的原理是( 重锤原理) 。地磁场定向原理( 罗盘) 测方位角。顶角测量有液面水平原理和重锤原理, 方位角测量有地磁场原理, 地面定向原理( 经纬仪) 。
l 均角全距作图法是把( 两测点之间的钻孔轨迹) 看作直线。
l 钢质滤水管的孔隙率应在( 20%) 以上。
l 随着硬质合金中钴含量的增加, 相对密度有所下降 硬度逐渐降低
, 耐磨性能 下降; 而抗弯强度逐渐增加, 同时冲击韧性也增加。
l 用金刚石钻头在正常规程钻进时, 只要冲洗液量适当, 胎体温度　正常　
, 功率消耗平稳, 则钻头磨损轻微; 而到达临界规程以后, 则胎体温度急剧上升, 　功率消耗急剧增大, 钻头磨损严重, 甚至发生烧钻。
l 钻孔弯曲充分而必要的条件是孔壁间隙, 倾倒力, 倾斜面方向稳定。
l JXY－2型测斜仪是 单点全测仪( 非磁性矿体) 测斜仪。用罗盘测量方位角, 用悬锤测顶角。
l 冲击回转钻进时, 切削具上所受的力有静载荷, 冲击力, 回转切削力。
l 填砾是使其在滤水管和砾层之间形成一个人工过滤层, 以增大滤水管及其周围的有效孔隙率。从而达到减少进水时的阻力和稳定过滤层结构, 增大水井的出水量和延长水井的使用寿命。
l 硬质合金切削具的镶焊方式有正斜镶( 以正前角斜镶—软岩层) 、 负斜镶( 硬岩层) 和直镶( 垂直摆放—软硬皆宜) 　。
l 硬质合金钻进4－5级以下岩层, 以采用高钻速为主的规程; 钻进6级以上岩层以采用大钻压为主的规程为宜。
用表镶金刚石钻头钻进坚硬、 致密、 较难钻的岩层时应选用细粒金刚石和　等距( 三种: 放射, 螺旋, 等距) 　的排列方式, 以及底喷扫水口形式
l 对于岩矿心采取率的一般要求: 岩心不低于65%, 矿心不低于75%。如果不足应进行补取。
l 钻孔顶角的测量原理有重锤原理, 液面水平原理。
l 高速旋转的三自由度陀螺具有二个重要的特性, 定轴性 , 进动性 。
l 反循环按照上升液流的方式可分为: 泵吸反循环、 压缩空气反循环和射流反循环三种基本形式1) 钻孔直径取决于: 钻进目的, 钻孔结构和钻进方法。
l 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。
l 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
l 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。
l 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。
l 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。
l 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。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。
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。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。
l 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。可是, 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。
l 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;
l 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。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。
l 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方法, 它用于软岩层及中硬岩层的钻进( 1—4级软的沉积岩、 中硬的5—7级及部分8级岩浆岩和变质岩) 。优点: 在软岩和中硬岩的运用性广; 对钻孔直径适应性强, 实用性强; 成本低。缺点: 容易磨损, 起下钻头比其它频繁; 孔内事故频率相对较高。
l 简述硬质合金切削具在塑性和弹-塑性岩石中的碎岩过程。塑性: 1)切入岩石的过程, 在轴力作用下切入岩石; 2) 回转切削过程: 切削具切入岩石并回转, 在水平力Px作用下, 压迫前面的岩石使发生塑性变形并不断地向自由面滑移——切削作用。弹-塑性: 硬质合金钻进的主要对象。以跳跃式的剪切破碎为主。1) 切入岩石, 岩石剪切破碎, 前移碰撞刃前岩石; 2) 刃前接触面很小, 挤压力较大, 小剪切破碎。继续前移产生若干次小剪切; 3) 当刃前接触面较大时, 前进受阻。继续挤压刃前岩石( 部分被压成粉状) ; 同时, Px 力急剧增大, 当Px 力达到极限值时, 产生大的剪切破碎, 然后Px力突然减小。
l 试述硬质合金的基本组成、 力学性质及变化规律。 a.炭化钨为骨架材料—它的高硬度保证了硬质合金的耐磨性b.钴粉为粘结剂—保证硬质合金具有一定的韧性; c.随着含钴量的增大硬质合金的耐磨性有所减弱, 但抗弯强 度和冲击韧性有所提高; d.成分相同时颗粒越细, 硬质合金的硬度越大、 耐磨性越强; 相反, 颗粒越粗, 抗弯强度和冲击韧性增强。
l 选用硬质合金切削具的基本原则: 硬质合金切削具的基本形状: 薄片状、 方柱状、 八角柱状、 针状等。a. 状适合Ⅰ~Ⅴ软岩b. 柱状合金适用于Ⅳ~Ⅶ 级的中硬岩石c. 针状和薄片状硬质合金主要用于镶焊自磨式钻头, 适用在硬地层和研磨性地层.
l 减小磨损的措施: 避免切削具在表面破碎状态下工作; 根据岩性选用合适的硬质合金牌号和型号, 采用合理的钻头唇面结构; 及时修磨切削具; 采取等强度磨损的原则; 采用有润滑作用的乳化液或泥浆洗孔.
l 如何确定硬质合金钻头的出刃和镶焊角? 确定: 合理选择出刃,一般1~3 mm。岩硬、 孔壁稳、 钻速低, 取小值; 反之取大值, 遇水敏地层还要加焊肋骨, 以增大环空间隙, 一般取内、 外出刃3～6mm , 底出刃4～5mm 。镶焊方式的确定: 对所钻岩石切入和回转阻力小; 可保证钻头体上的切削具有较大的抗弯和抗磨损能力; 有利于及时排除岩粉; 磨损后的端面接触面积不能过快增大, 应保持一定的切削能力; 上述条件很难同时满足, 设计钻头应根据岩性有所侧重地考虑。
l 试述硬质合金钻进中的钻速与转速的关系? 并说明确定硬质合金钻进规程的基本原则。钻软、 塑性大、 研磨性小的岩层时( 曲线Ⅰ) , 钻速vm与转速n基本呈( 直线) 线性关系; 钻中硬、 研磨性较小的岩层时( 曲线Ⅱ) , 钻速vm与n开始呈直线关系, 但随着n继续增大而逐渐变缓, 转速愈高, 钻速增长愈慢; 钻中硬、 研磨性强的岩层( 曲线Ⅲ) , 开始类似于曲线Ⅱ, 但vm随n增大而增大的速率缓慢, 当超过某个极限转速n0后, 钻速还有下降的趋势。

原则: 在实际钻进中P、 n、 Q都不是单独起作用, 存在交互影响。1) 软岩研磨性小易切入, 应重视及时排粉延长钻头寿命, 应取高转速、 低钻压、 大泵量的参数配合; 2) 研磨性较强的中硬及部分硬岩, 为防止切削具早期磨钝保持较高钻速, 应取大钻压、 较低转速、 中等泵量; 3) 中等研磨性中软岩, 应取两者参数配合的中间状态。定性分析的原则是: 钻进Ⅳ~Ⅴ级及以下岩层, 以较高转速为主; 钻进Ⅴ~Ⅵ级 及以上岩层, 应以较大的钻压为主。
l 试述金刚石单晶、 聚晶和复合片钻进的适用范围, 并简要说明原因。当前人造金刚石的单晶都很小, 大粒可做孕镶金刚石钻头, 适用于坚硬致密、 研磨性大的地层, 均匀性差、 完整性差、 甚至破碎的地层。——因为地层的研磨性大能让切削具很快磨钝, 磨损严重。而地层又坚硬, 故采用孕镶金刚石钻头; 大颗粒单晶金刚石用于制作表镶金刚石钻头, 适用于钻进中硬及以上较为完整的地层中——因为金刚石虽极硬但脆性也大而且随粒度的增加而增加, 故表镶金刚石钻头不宜用于钻进过于坚硬、 研磨性大的岩层; 聚晶( PCD) 和复合片( PDC) 适于钻进中硬及以下岩层——以大切入量和切削方式钻进, 在硬度不高的地层中回转钻进时, 能以大的切入量并维持较长时间的稳定工作, 会获得优越的钻进效果。
l 如何确定金刚石钻进的钻进规程? 钻速、 钻头总进尺和单位进尺的金刚石耗量三个指标( 1) 钻压: 具体选择钻压时, 可根据岩石硬度、 金刚石的抗压强度和钻头类型等因素确定
( 2) 转速: ①在中硬之硬、 中等研磨性的完整岩层中, 一般可采用较高转速; ②在坚硬致密岩层中, 要求靠钻压破碎岩石, 宜采用较低转速; ③在复杂地层中钻进, 宜采用较低转速( 3) 冲洗液流量: 金刚石钻进中冲洗液流量Q一般是根据流量上返速度来确定
l 解释表镶钻头中的金刚石的密度, 孕镶钻头中的金刚石浓度。表镶钻头中金刚石的密集度也称充满度, 为钻头唇部摆放金刚石的多少。孕镶钻头中以金刚石的浓度来表示金刚石的含量, 当金刚石的体积占工作层胎体体积四分之一时, 其浓度为100%, 全部为金刚石时浓度为400%。
l 试述钢粒钻进的井底工作过程。圆柱形钢粒在钻头轴向压力和回转力( 联系力) 作用下在孔底不断翻滚, 以动压入体积破碎方式和动疲劳破碎方式破岩。圆柱形钢粒在孔底翻滚给岩石一个微动载作用, 产生跳跃式体积破碎。当钢粒逐渐被磨成椭球形, 众多钢粒的重复碾压使裂纹加深加密——动疲劳破碎。往往新鲜的圆柱形钢粒以第一种破岩方式为主, 被磨圆的钢粒以第二种破岩方式为主。
l 钢粒钻进的碎岩方式有哪几种主要方式? 各有什么特点? 动压入体积破碎方式和动疲劳破碎方式。动压入体积破碎: 1圆柱形钢粒在孔底每翻滚一次都会给岩石一个微动载作用; 2完整钢粒的棱边与岩石接触类似于楔形工具动压入破岩, 钢粒与岩石的接触面积很小, 压应力集中, 周围的岩石出现裂纹, 继而产生跳跃式体积破碎; 3由于孔底不平, 可能轴载瞬时集中在少数钢粒上, 更加强了这种动压入体积破碎。动疲劳破碎: 1钢粒在不断翻滚中, 逐渐被磨成椭球形或球形; 2以一定的压力压于岩石表面时, 类 似于球形压模动压入岩石的情况, 下部岩石存在着两个危险极值带, 压力边缘存在拉伸应力, 有助于产生一定深度的表面裂纹; 3众多钢粒的重复碾 压, 裂纹加深加密, 加之冲洗液的侵蚀作用, 使交叉发育的裂纹以岩屑的形式被剥离下来离 开母体。这就是钢粒钻进的主要破岩方式——动疲劳破碎; 4若轴载越大, 则造成疲劳破碎所 需要的重复次数越少, 破岩效果越好; 5在实际生产过程中, 上述两种破岩方式往往是同时发生的, 只是新鲜的圆柱形钢粒以第一种为主, 被磨圆的钢粒以第二种为主; 6由于孔底不平, 经冲洗液分选后的钢粒形状不 一、 尺寸不均、 压力不均, 加之孔底环状间隙大, 这些都造成钢粒钻具振动加剧, 这种振动 对钢粒动压入、 动疲劳破岩是有利的。
l 何谓冲击回转钻进? 在钻进过程中一般如何实现冲击回转钻进? 1冲击回转钻进是在钻头已承受一定静载荷的基础上, 以纵向冲击力和回转冲击力共同破碎岩石的钻进方法。2具体实施: 在回转钻进的钻具中增加一个具有一定冲击频率和冲击能量的冲击器, 在取心钻进时, 冲击器安装在岩心管上端, 在无岩心钻进时则直接安装在钻头之上。
l 结合冲击回转钻进的碎岩机理, 说明在不同的岩性条件下冲击回转钻进破碎岩石的形式与特点? 碎岩机理: 在三种力回转力、 轴向静压力和冲击力的作用下, 岩石以冲击剪切和回转切削方式破碎。首先是切削具在冲击载荷作用下形成破碎穴, 在两次冲击破碎穴之间造成孔底局部岩脊, 继之是切削具在回转力的作用将已经产生了裂纹的岩脊切削下来。1、  在坚硬、 脆性岩石中钻进时, 岩石破碎主要是冲击力作用的结果, 钻具的回转只是移动 2、  对于中硬、 塑性较大的岩石, 其破碎方式依然是以回转切削为主, 冲击作用是辅助性的.
l 简述冲击回转钻进用钻头有何特点? ( 1) 冲击回转钻进时钻头刚体承受冲击荷载、 轴向静载和扭矩, 刚体材料强度要高于普通钻头——40Cr、 45CrNi合金钢; ( 2) 取心冲击钻头壁厚较普通取心钻头厚, 一般壁厚10~20mm, 钻头体长度较长(140mm); 而气动冲击回转钻头壁厚更大或多采用全面钻进型式; ( 3) 钻头体的外形多呈多边形, 以增大通水、 通气面积; ( 4) 为使钻头切削具承受大冲载, 多采用YGl5或粗粒YG11C硬质合金切削具, 多采用圆柱状、 八角状和球齿形状。( 5) 切削具的出刃形式多为平底形, 且出刃量较大。
l 简述钢丝绳冲击钻进的原理与特点? 如何匹配其钻进规程参数? 钢丝绳冲击钻进借助一定重量的钻头, 在一定的高度内周期地冲击井底, 使岩石破碎而获得进尺。在每次冲击之后, 钻头在钢丝绳带动下, 回转一定角度, 从而使钻孔得到规则的圆形断面,只能钻进垂直孔。规程: 钻具重量——单位刃长上钻具重量取决于岩性; 冲击高度——冲击运动时钻头提离孔底的高度; 冲击次数, 冲击次数与冲击高度有关; 岩粉密度, 若岩粉密度↓悬浮差孔底岩粉垫↑钻效↓, 不同的岩性存在着最佳岩粉密度。岩石密度↑岩粉密度可越↑
l 何谓岩心采取率? 钻进中影响岩矿心采取质量的因素主要有哪些? 岩(矿)心的采取率是指在回次钻进过程中, 实际取出的岩(矿)心长度与实际钻进进尺的比值。自然因素: ( 地质因素主要有岩石的强度、 硬度、 完整度、 胶结性、 研磨性和易溶度等) 人为因素: ( 钻进方法选择不合理, 钻具结构选用不合理, 钻进规程不当, 操作方法不正确) 
l 单层岩心管钻具常见的取心方法有哪些? 各方法的适用条件是什么? 常见的卡取岩心方法有: 卡料卡取法、 卡簧卡取法、 干钻卡取法、 沉淀卡取法和楔断器卡取法。卡料卡取法适用于硬质合金和钢粒钻进中硬及中硬以上、 完整的岩矿层; 卡簧卡取法适用于金刚石钻头、 针状硬质合金钻头上使用, 适用于岩心完整、 直径均匀的中硬及中硬以上地层; 干钻卡取法适用于硬质合金钻进用卡料和卡簧都卡不住的松散、 软质和塑性岩矿层; 沉淀卡取法适用于反循环钻进和在松软、 脆、 碎的岩矿层; 楔断器卡取法适用于大直径和岩石比较坚硬、 完整的岩矿层钻进。
l 试述双层岩心管钻具的结构类型与特点。为减弱机械力对岩心破坏, 钻具中设置避振缓冲装置; 为减轻对岩心冲刷作用, 钻具中设置隔水和分流装置; 为防止或缓解岩矿心互磨, 双管钻具中增加减磨防磨装置; 为防止岩矿心污染, 设置隔浆活塞、 压入式内管钻头、 密封装置等; 为防止岩矿心脱落, 设置爪簧、 压卡装置、 隔水球阀等.
l 何谓绳索取心钻进? 其有何优缺点? 绳索取心: 钻进中岩心充满岩心管后不需提钻, 借助绳索和专用打捞工具从钻杆中把内管及岩心提至地表的取心方法.极大地减少了起下钻具时间, 增加纯钻进时间, 总的钻效提高; 岩心堵塞后能即时报警, 岩心采取率高, 地质效果好; 减少了提钻次数, 钻杆与孔壁间隙小, 钻头回转平稳, 钻头寿命比普通钻头寿命高一倍左右; 降低钻探成本。缺点: 钻杆的内径大而管壁薄, 钻头壁较厚, 钻进时碎岩功率消耗较大。绳索取心钻具配套设备较多, 一次性投资较大。
l 以S—75钻具为例, 试述绳索取心钻具的主要结构及其功能。外管总成: 弹卡挡头1、 弹卡室7、 稳定接头23( 上扩孔器) 、 外管46和钻头52。内管总成: 捞矛、 弹卡定位、 悬挂 、 到位报讯、 岩心堵塞报警、 单动、 内管保护和调节机构。
l 什么是反循环钻进? 其对提高岩矿心采取质量有何作用? 反循环钻进携带岩屑的钻探冲洗介质经钻杆内孔 从钻孔内返回地面的钻进方法。孔底冲洗液的流动方向与岩矿心进入岩心管的方向一致, 利于岩心进入, 避免了冲洗液对岩矿心的正面冲刷和液柱压力对岩矿心造成的挤夹和磨损, 减少流失和重复破碎; 能使岩矿心在岩心管呈悬浮状态, 减轻相互研磨和选择性磨损, 因此能够提高裂隙发育、 破碎、 性脆、 软硬不均的岩矿层取心质量。
l 建立冲洗液孔底反循环的方法有哪几种? 并简要分析说明其特点及适用条件。孔底局部反循环和全孔反循环两种。冲洗液孔底反循环钻进取心是指在钻进中借助一些特殊的器具, 在孔内钻具总成的下部( 孔底部分) 形成冲洗液的反循环方式, 而在在孔内钻具总成的上部仍是正循环或无冲洗液循环, 相对于全孔反循环, 冲洗液孔底反循环钻进取心具有钻具结构简单, 一般不需要特殊的钻探辅助设备, 配套的机具轻便, 成本低廉。
l 39、 喷射式反循环钻具中的喷反元件包括那几个功能结构部分? 各部分起什么作用? 1, 喷嘴( 将高压液流的压力能转变为动能的元件2, 喉管( 使混合室流出的混合液流流动均匀。3, 混合室( 高压液流Q1和被吸入液流Q2两者混合的地方。4, 扩散管( 用来降低混合液流速度, 是动能转变为压力能
l 解释”钻孔弯曲””钻孔顶角””钻孔方位角””钻孔孔深””钻孔弯曲强度”。钻孔弯曲: 钻进工程施工中, 由于自然和技术因素的影响, 实际的孔轨迹往往偏离设计轨迹。这种现象为钻孔弯曲。钻孔顶角: 钻孔轴线上某点切线与铅垂线之间的夹角。钻孔方位角: 钻孔轴线上某点切线的水平投影与正北方向之间的夹角。钻孔孔深: 钻孔轴线延伸长度。钻孔弯曲强度: 是反应单位长度上角度的变化,以度/米(。/m)表示
l 钻孔弯曲的根本原因及其充分必要条件是什么? 试分析其存在的必然性。1、 地质因素(岩石的各向异性和软硬互层)。2技术因素, 开孔时, 钻机基础不平, 立轴安装不正确, 未下孔口管或孔口管方向不合要求都会使钻孔轨迹偏离设计的空间位置。3, 工艺方面的原因,,,钻孔弯曲的充分必要条件: 1, 存在孔壁间隙, 为粗径钻具提供歪倒或弯曲的空间。2, 存在弯曲和倾倒力矩, 为粗径钻具弯曲提供动力。3, 粗径钻具歪倒或弯曲的方向稳定。
l 钻孔弯曲度测量应满足的条件是什么? 顶角与方位角测量一般可利用那些原理? 试分析各原理是如何满足测量条件要求的。条件: 测量孔相应的深度, 顶角, 和方位角。钻孔顶角采用液面水平、 悬锤、 摆锤等方法测量。钻孔方位角利用地球磁场、 以地球磁子午线为定向基准, 用磁罗盘测量。
l 冲击回转钻进为什么能提高在硬岩中的钻进效率? 它对钻探质量将产生什么影响? 由于有冲击载荷作用, 岩石破碎主要以体积破碎形式出现, 使钻速加快, 切削具磨损量也减小, 因而能够获得较高的回次进尺和钻头寿命, 提高了纯钻进时间。
l 无泵钻进的原理、 特点、 和适应地层000回转钻进的同时, 必须每分钟数十次地频繁地上下活动钻具, 当往上提动钻具时, 粗径钻具有类似活塞的抽吸作用, 将混有岩粉的冲洗液吸入岩心管内, 钻具迅速下降时, 被吸进来的冲洗液, 在压力的作用下, 冲开无泵接头上的球阀, 而进入钻杆, 并从钻杆及其它回水眼中流出, 岩粉便沉淀于取粉管内。由于不断地活动钻具, 使孔底形成局部反循环。特点: 1提高了岩心的采取质量2卡取岩心采用干钻和沉淀相结合的方法.适用范围1松软、 脆碎。复杂的可钻性为1-6级的岩矿心。2松软、 胶结性差、 容易坍塌的3-6级的岩矿层。3,怕冲刷、 容易溶蚀的岩矿层。
l 硬岩层中为什么采用冲击回转钻进方法能显著提高钻进效率? 答: 坚硬岩石一般都由硬度较高的矿物颗粒和胶结物质组成, 就其物理力学性质而言, 它的抗压强度高, 但脆性大, 表现在冲击载荷作用下, 受较小的冲击功即可破碎。另外, 冲击速度越大, 岩石脆性也越大, 故在冲击载荷作用下更容易破碎, 因此, 尽管岩石的动硬度要比静硬度大, 而冲击载荷能够以较小的冲击功产生很大的破碎应力, 这是以冲击方式破碎坚硬岩石的突出优点。
l 软地层使用肋骨钻头钻进时, 会有什么现象发生? 应采取什么样的措施? 答: 在使用带有肋骨的钻头时, 因钻头外增加了肋骨的厚度, 则使所钻的井径增大了一倍, 因此, 在使用时, 为了使钻进更平稳, 避免发生钻孔弯曲 , 最好一段采用大一级的岩芯管或采用导向钻头。
l 冲击回转钻进的碎岩机理, 及特点冲击回转破碎岩石主要是由冲击载荷引起的, 轴压力主要用来克服钻具的反弹力改进冲击性能的传递。回转力矩主要是使硬合金刀刃沿孔底剪切两次冲击间残留的岩石脊峰。回转冲击钻进综合了回转和冲击, 她们互相补充, 发挥出其主要优点。对脆性岩石来说, 这种冲击剪崩和回转剪切作用, 造成大颗粒岩体的剥离作用。随着岩石脆性和硬度增加, 这种破碎效果愈加显著。
l 试述金刚石单晶、 聚晶和复合片钻进的适用范围, 并简要说明原因----当前人造金刚石的单晶都很小, 大粒可做孕镶金刚石钻头, 适用于坚硬致密、 研磨性大的地层, 均匀性差、 完整性差、 甚至破碎的地层。——因为地层的研磨性大能让切削具很快磨钝, 磨损严重。而地层又坚硬, 故采用孕镶金刚石钻头; 大颗粒单晶金刚石用于制作表镶金刚石钻头, 适用于钻进中硬及以上较为完整的地层中——因为金刚石虽极硬但脆性也大而且随粒度的增加而增加, 故表镶金刚石钻头不宜用于钻进过于坚硬、 研磨性大的岩层; 聚晶( PCD) 和复合片( PDC) 适于钻进中硬及以下岩层——以大切入量和切削方式钻进, 在硬度不高的地层中回转钻进时, 能以大的切入量并维持较长时间的稳定工作, 会获得优越的钻进效果。
l 如何确定金刚石钻进的钻进规程? 评定金刚石钻进规程是否合理, 主要依据钻速、 钻头总进尺和单位进尺金刚石的耗量三个方面指标来衡量。
l 解释表镶钻头中金刚石的密集度, 孕镶钻头中金刚石的浓----表镶钻头中金刚石的密集度也称充满度, 为钻头唇部摆放金刚石的多少。孕镶钻头中以金刚石的浓度来表示金刚石的含量, 当金刚石的体积占工作层胎体体积四分之一时, 其浓度为100%, 全部为金刚石时浓度为400%。
l 试述钢粒钻进的井底工作过程: 圆柱形钢粒在钻头轴向压力和回转力( 联系力) 作用下在孔底不断翻滚, 以动压入体积破碎方式和动疲劳破碎方式破岩。圆柱形钢粒在孔底翻滚给岩石一个微动载作用, 产生跳跃式体积破碎。当钢粒逐渐被磨成椭球形, 众多钢粒的重复碾压使裂纹加深加密——动疲劳破碎。往往新鲜的圆柱形钢粒以第一种破岩方式为主, 被磨圆的钢粒以第二种破岩方式为主。
l 钢粒钻进的碎岩方式有哪几种主要方式? 各有什么特点? 动压入体积破碎方式和动疲劳破碎方式。动压入体积破碎: 1圆柱形钢粒在孔底每翻滚一次都会给岩石一个微动载作用; 2完整钢粒的棱边与岩石接触类似于楔形工具动压入破岩, 钢粒与岩石的接触面积很小, 压应力集中, 周围的岩石出现裂纹, 继而产生跳跃式体积破碎; 3由于孔底不平, 可能轴载瞬时集中在少数钢粒上, 更加强了这种动压入体积破碎。动疲劳破碎: 1钢粒在不断翻滚中, 逐渐被磨成椭球形或球形; 2以一定的压力压于岩石表面时, 类 似于球形压模动压入岩石的情况, 下部岩石存在着两个危险极值带, 压力边缘存在拉伸应力, 有助于产生一定深度的表面裂纹; 3众多钢粒的重复碾 压, 裂纹加深加密, 加之冲洗液的侵蚀作用, 使交叉发育的裂纹以岩屑的形式被剥离下来离 开母体。这就是钢粒钻进的主要破岩方式——动疲劳破碎; 4若轴载越大, 则造成疲劳破碎所 需要的重复次数越少, 破岩效果越好; 5在实际生产过程中, 上述两种破岩方式往往是同时发生的, 只是新鲜的圆柱形钢粒以第一种为主, 被磨圆的钢粒以第二种为主; 6由于孔底不平, 经冲洗液分选后的钢粒形状不 一、 尺寸不均、 压力不均, 加之孔底环状间隙大, 这些都造成钢粒钻具振动加剧, 这种振动 对钢粒动压入、 动疲劳破岩是有利的。