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钻探工程概论复习题一、简答题 每题10分1. 根据岩石的变形特性，图示说明岩石的三种类型。 答:岩石的弹性和塑性: 物体在外力作用下产生变形，撤消外力后，变形随之消失，物体恢复到原来的形状和体积的性质称为弹性；而外力撤消后，物体变形不能消失的性质称为塑性。在弹性变形阶段，应力与应变服从虎克定律。虽然岩石（尤其是沉积岩）并非理想的弹性体，但仍可以用压入试验测出的弹性模量E来满足工程施工的需要。岩石的变形特征及其分类:弹脆性岩石, 弹塑性岩石, 高塑性和高孔隙性岩石弹脆性岩石: 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/5。 弹塑性岩石: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/=2.55，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，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/=1。高塑性和高孔隙性岩石: 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，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/=1。2. 什么是岩石破碎的体积破碎？答：岩石的变形破碎形式、表面破碎 、疲劳破碎 、体积破碎。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，会分离出大块岩石，破碎效果好。 (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，这种变形破碎方式称为疲劳破碎，这个区称为疲劳破碎区。 )3. 什么是岩石的各向异性？对钻进有哪些影响？答: 岩石根据其成因可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。如果把变质岩分别包括在岩浆岩和沉积岩中，那么地壳里岩浆岩占95，沉积岩仅占5。但是以地表出露的面积计，前者只占25，后者却占75。 沉积岩的主要构造特征是在沉积形成过程中产生的层理。层理反映岩石成分在垂直方向向上变化的情况。层理的发生主要决定于下列原因：成分相同时颗粒大小在垂直方向上的变化，不同成分颗粒的交替和某些矿物颗粒在一定方向上的定向。层理产生的原因1成分相同，颗粒大小在垂直方向呈规律性变化；2不同矿物成分各层相互交替；3颗粒按一定方向排列；4一种颗粒呈规律性分布 沉积岩在平行于和垂直于层理面方向上的岩石物理力学性质具有明显差异，即各向异性。 变质岩的主要构造特征是片理。人们常常把它和层理相混起来。岩石沿平行平面分裂为薄片的能力叫做片理。片理面常常不与层理面一致。片理面发生在单向压力作用的方向，而这种单向压力可以和层理面成不同的角度。片理会引起岩石的各向异性。影响: 岩石的硬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1.051.8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.标准答案: 岩石在不同方向上表现出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出不同的强度性质，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出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？答: 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。岩石由各种矿物组成，强硬矿物多，则硬度大因此影响岩石矿物第一个因数是矿物，硬质矿物成分有：金刚石，刚玉，石英等岩石的胶结方式：泥质胶结，硬度低，钙质胶结和铁质胶结，硬度大，坚硬，硅质胶结，非常坚硬硬度与抗压强度有联系，但又有很大区别。抗压强度是固体抵抗整体破坏时的阻力，而硬度则是固体表面对另一物体局部压入或侵入时的阻力。因此，硬度指标更接 近于钻掘过程的实际情况。因为回转钻进中，岩石破碎工具在岩石表面移动时，是在局部侵入（可能非常微小）的同时使岩石发生剪切破碎。由前面的分析知道，工 具压入岩石是很难的，而压入后剪切破岩却较容易。所以我们说，硬度对钻掘工程而言是一个主要力学性能参数。 影响岩石硬度的因素:（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1.051.8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？钻井技术理论主要内容设备：钻孔施工所使用的地面设备总称。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，水文水井钻探技术岩石与钻头,井眼轨道设计与控制,钻井液,优选参数钻井,油气井压力预测与控制,固井与完井,特殊复杂井钻井技术 理论基础：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）答：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。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。显然，它是以破碎岩石的切削研磨材料而命名的。这类命名方式还有：金刚石钻进、钢粒钻进等。硬质合金是一种坚硬材料，前面已经讨论过。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1 7 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，尤其是土层的钻孔工作，主要靠硬质合金钻进。钻头上切削具切入岩石的必要条件是：切削具与岩石接触面上的单位压力必须大于（或最小等于） 岩石的抗压入硬度，即：式中Py 单个切削具上的轴向压力； S0 切削具与岩石的接触面积； Hr 岩石的抗压入硬度。Py S0Hr 是切削具切入岩土的必要条件。否则，切削具在井底就不能切入岩土，碎岩过程只能是切削具对岩土的表面磨蚀，碎岩效果很差。因此，在硬质合金钻进中，必须有足以使切削具切入岩石的轴向压力。7. 金刚石钻头有哪些主要类型？答：合理选择金刚石钻头 选用不当存在的问题： 选用的一般原则：孕镶钻头：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）；表镶钻头：硬度较低、完整岩层；PCD或PDC钻头：中硬及中硬以下岩石。从钻头唇面形状：岩石坚硬、致密、研磨性小者，应选择接触面积小的同心的或交错的尖齿形或梯齿形唇面；钻裂隙的、软硬互层、研磨性的岩层，应用内外径补强、耐磨性好的半圆唇面；当钻进倾角大、易斜的岩层，应选用阶梯形或锥形唇面，以便钻头起导正作用。贺鑫答案：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1. 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；2. 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出，旧切刃失去工作能力或脱掉，新切刃相继出露参加工作。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）；3. 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)。此外，还有一种聚晶金刚石钻头，金刚石的镶焊属于表镶，但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。8. 地质岩心钻探与油气井钻探的主要区别在哪里？答:地质岩新钻探指地质勘查钻探，主要目的是钻取地下岩石的岩心，以供科学研究。油气井钻探的目的是抽取石油和天然气。在钻井工艺上有很大区别，油气井钻探相对复杂。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. 低层情况：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。9. 空气钻进技术有哪些优点？答: 1：空气是低密度介质，无液注压力，对流体矿产很重要，对保护储层、产层很有利；2：空气钻进也可采用一些气动工具来提高碎岩效率。空气钻井是一种特殊的欠平衡钻井技术。它是将压缩空气既作为循环介质，携带岩屑，又作为破碎岩石的能量。空气钻井的优势在于：1.显著提高机械钻速，缩短钻井周期；2.井底清洗及冷却条件好，延长了钻头使用寿命，节省了钻头用量；3.使用空气锤钻头钻压小、转速低、扭矩小，防斜效果更加良好；4.可有效避免井漏等井下复杂情况的发生，有利于环境保护。空气钻井的缺点主要在两个方面：一是空气钻井是欠平衡钻井，因而当遇到地层出水、油气侵显示时，便不能够平衡地层压力，要立即转换成钻井液钻井方式。所以即使在空气钻井时也要配置好压井泥浆，随时准备转换钻井方式。二是空气钻井费用高，空气钻井每天耗油量是8吨至10吨。空气钻井时可用三牙轮钻头，也可以用PDC钻头钻进，但一般采用空气锤钻头钻进，效果更佳。气锤钻头是由空气锤和空气钻头两部分组成，高压气体通过钻杆进入空气锤钻头，一部分高压空气从空气锤中心通孔到钻头水眼吹出，用于携带岩屑，另一部分高压空气进入空气锤环形空间气室用于推动空气锤内活塞上下运动做功，从而对井底岩石进行高频冲击，使岩石发生体积破碎,实现旋转冲击式快速钻进。空气钻井时，钻台上的立压、悬重、扭矩、转盘这些工程参数可正常采集。而泵冲、电导、温度、密度、池体积、流量等这些与钻井液钻井相关的传感器均无法安装、无法采集。10. 什么是钻孔结构（也称井身结构）？答: 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。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，应使钻孔结构尽量简单.钻孔结构设计的依据:钻孔的用途和目的；该地层的地质结构、岩石物理力学性质；钻孔的设计深度和钻孔的方位方向、顶角方向；必需的终孔直径；钻进方法、钻探设备参数钻孔结构设计的内容:确定各岩层的钻进方法；确定钻孔终孔直径；确定套管层次、下放深度和套管直径；拟定孔身直径和开孔直径。11. 套管在钻探工程中起什么作用？答: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，可用套管作为出水的通道。下多层套管的目的主要是考虑一下几个方面：一、每口井至少有两层套管;必须下表层套管，目的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，会出现上漏下喷，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。12. 钻探设备包括哪些主要内容？答: 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。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，对于一些大型钻探设备来讲，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。（钻探设备必须满足不同钻进工艺方法，但随着工艺方法的变化，钻探设备通常只是就设备的某一部分进行改造即可满足新工法的要求，而考虑到工艺方法的多样性，钻探设备的多功能/多用途已经越来越成为新型钻机设计时所重点考虑的技术关键。）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）、减压钻进时悬挂钻具、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。1. 钻机：钻机（drill）是在地质勘探中，带动钻具向地下钻进，获取实物地质资料的机械设备。又称钻探机。主要作用是带动钻具破碎孔底岩石，下入或提出在孔内的钻具 。 可用于钻取岩心 、矿心、岩屑、气态样、液态样等，以探明地下地质和矿产资源等情况。主要分类：潜孔钻机 凿岩钻机 全液压一体机 探矿钻机2.钻塔：钻塔是一种具有一定高度和跨度的金属桁架，是钻井设备的重要组成部分，分为天车、塔身主体、二层台、起塔架、副腿、底盘六个主要部分（可以根据实际需要增减结构部分），钻塔在钻井过程中，用于安放和悬挂提升系统，承受钻具重量，存放钻杆或钻铤等，必须具有足够的承载能力、强度、刚度、整体稳定性和必要的操作使用空间。系列钻塔从结构上分为单管两脚塔、三角塔、四角塔、A型塔、K型塔、桅杆型塔、门字型塔、动态型塔等；从起塔方式上分为液压式、机械式、组装式、伸缩式、折叠式等；从钻塔工作角度上分为直立式和倾斜式；从选材上分为角钢塔、管子塔、型钢塔；从安装型式分为散装型、整体车装型等；从用途上分为石油钻井、水文凿井、岩土工程、地质找矿、煤田勘探、工程勘察等；从提升有效高度上分为8米55米；从提升能力上分为5吨到1000吨等。3.泥浆泵：钻探过程中向钻孔里输送泥浆或水等冲洗液的机械。泥浆泵是钻探设备的重要组成部分。 在常用的正循环钻探中它是将地表冲洗介质清水泥浆或聚合物冲洗液在一定的压力下经过高压软管水龙头及钻杆柱中心孔直送钻头的底端以达到冷却钻头将切削下来的岩屑清除并输送到地表的目的。常用的泥浆泵是活塞式或柱塞式的由动力机带动泵的曲轴回转曲轴通过十字头再带动活塞或柱塞在泵缸中做往复运动。在吸入和排出阀的交替作用下实现压送与循环冲洗液的目的。13. 什么是正循环钻进？什么是反循环钻进？反循环的形式有多少种？答：正循环：冲洗液或压缩空气通过钻杆柱中间的内孔送到孔底，然后携带孔底已破碎的岩屑沿着孔壁与钻杆柱外表面的环状间隙流回到地表，把岩屑排到地面。反循环钻进与传统的正循环钻进相反，冲洗液自供水池，经过井口和钻杆与孔壁环状间隙，以自流方式流到孔底，然后携带岩粉通过钻杆内孔返回井口，并经过水接头和排渣管排到供水池，经沉淀澄清后重新流入孔内。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。随着生产、科学技术的发展，人们对钻孔直径的要求越来越大，如何解决钻进中，取心和排除孔内大量岩粉就成为突出的问题。五十年代初期，国外最早采用泵吸反循环钻进方法，使钻进效率提高2 15 倍，钻进成本大幅度降低。这一成果发表后，引起世界各国的重视，目前反循环钻进方法已为世界许多国家所采用，并取得显著经济效益。我国七十年代初期开始研试大口径反循环钻进，并取得钻速高、成本低、搬迁操作方便等较好的效果。14. 钻进参数主要有哪些？各自起到什么作用？答：(一)钻具转速进行冲击回转钻进时，钻具回转转速的高低，主要是根据所钻岩石的性质，所用磨料的种类，以及冲击器冲击功的大小和冲击频率的高低等因素进行确定。以块柱状硬质合金为磨料的钻头，钻进硬岩层或钻进强研磨性岩层时由于破碎岩石的主导作用是冲击载荷，所以钻具的回转转速应在2080r/min之间。所钻的岩石越硬，其钻具的回转转速应越低。钻进较软岩石或钻进裂隙发育的岩石时，由于冲击破碎岩石的作用并不大，而是以回转切削破碎岩石为主。所以应提高钻具的转速，一般可在80300r/min之间。选择钻具转速除考虑上述所说的岩石性质外，还要考虑冲击器的性能状况。如冲击器的冲击功较大时，可适当的提高钻具转速；反之，应降低钻具的转速，同样。冲击器的冲击频率较高时，钻具的转速也应适当增加；反之，应适当降低转速。各种岩石都有它的最优冲击间距值，根据生产实践经验，一般可钻性为67级的岩石，S=1015mm；78级，S=810mm；910级，S=58mm，较为适宜。进行针状硬质合金钻进时。钻具的转速不应低于200r/min。一般为200300r/min。进行金刚石冲击回转钻进时，为了充分发挥金刚石磨削破碎岩石的作用以提高钻进效率，钻具的转速应在600r/min以上(二)钻压液动冲击回转钻进钻头上施加的轴向压力有两个方面的作用：一是在岩石中造成一定的预加应力以及回转时切入岩石，以提高破碎岩石的效果；另一个作用是克服冲击器工作时所产生的反弹力，以减少冲击能量的传递损失。图 538 轴向压力与回次进尺的关系 P轴压，9.8N；H平均回次长度，m 钻进较软岩石时，由于岩石的抗破碎强度较低，基本上是以回转剪切作用为主进行破碎岩石。为充分发挥回转切削岩石的作用，应采用较大的轴向压力。一般可控制在8000N左右钻进较硬岩石时，由于岩石的抗破碎强度较高，基本上是以冲击载荷的作用进行破碎岩石，故所采用的轴向压力应小一些。一般可控制在40006000N范围之间。如果所施加轴向压力过大，不但会造成硬质合金过早磨损，甚至会产生崩刃或崩脱，会导致钻进效率降低。但压力也不宜过小，过小的压力不能克服冲击器所产生的反弹力，将降低冲击能量的传递效率，同样也会降低钻进效率。(三)泵量与泵压由于冲击器是以高压液流为动力。推动冲锤进行工作。所以冲洗液不仅是为了冷却钻头和冲洗岩粉，而且对钻头的工作性能也有决定性影响。它直接影响冲击频率的高低和冲击功的大小，即随着泵量的增加，冲击频率及冲击功也相应得到增加。只要地层允许(冲洗液上返流速不大于所钻地层的要求)、水泵工作性能正常，应尽量满足冲击器工作时的水量。同时还应加大一部分泵量，以补充管路各接头处的泄漏损失。15. 影响地层可钻性的因素有哪些？答：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，所以它是岩石在钻进过程中显示出来的综合性指标。由于可钻性与许多因素有关，要找出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。 二、综述题 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？地质普查或勘探钻孔用于了解地质构造、找矿或探明矿产储量；水文地质钻孔，勘察地下水文地质情况；水井，为工业、农业、国防及生活而开发利用或补给地下水资源并有充实水文地质资料作用；工程地质钻孔，勘察或为建筑厂基、坝址、水库、桥梁及道路等探明工程基础状况；石油钻井，勘查和开发石油、天然气；地热钻孔，勘探和开发地下热水与蒸气资源；工程基础施工钻孔，为加固处理建筑工程基础而应用的基础桩或管桩所施工的钻孔；开发钻孔，开采地下卤水、溶解岩盐、硫磺、燃烧气化地下煤炭等；采矿或隧道等工程的辅助钻孔，采矿或隧道施工时为通风、排水、探水、探气、冻结、运输以及建筑和通讯安装管线、爆破、取样、灌浆等所施工的钻孔。 我国是世界上最早开展钻探工程的国家，据文字记载，两千多年前，在四川内陆地区就开始凿井求盐。随着科学技术与国民经济的发展，钻探工程技术日益得到迅速发展和提高，其应用范围也越来越广泛钻进技术的用途钻进技术的主要应用范围有：地质勘察钻探。为探明矿区的地质构造，矿体的产状、品位、估计矿体储量，为矿产开发提供必要的地质资料。水文地质钻探。查明地下水状态、水质、水量及其运动规律等水文地质资料。工程地质钻探。为查明桥基、坝基、路基或水库、港口、大型设备、高层建筑的地质基础和地基承载能力等而进行的专门钻探工作。油、气田钻探。为勘探石油及天燃气等矿产而进行的钻探工作。油气田钻探通常也简称为石油钻井。老师答案：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）；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？答: 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出来，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。钻井液的作用: 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。3为什么说上天难、入地更难？答: 油井领域-技术最难点-地质导向钻井，深海钻井，井下精确定方位。碳酸盐岩地层裂缝发育带钻井取心难保证取心收获率；碳酸盐岩地层裂缝发育带地层钻井中较难防止井漏；油井开采过程中,无法解决的砂,蜡,垢,腐蚀对油井及流程管线的影响,造成的油井抽油杆偏磨等引起油井检泵周期较短.低孔低渗油藏，提高采收率！1.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。而钻探工程的主要目的是钻孔，钻深孔，在钻孔的过程中会遇到各种各样的地层，这对钻探工程提出了比航天工程更高的要求。例如遇到极其坚硬的地层，对钻头的考验就比较大了，若是地层偏斜还要防止钻孔偏斜弯曲的问题，若是遇到比较疏松的地层往往还要防止其倒塌，加上地层中有地下水层或者含腐蚀性的化学物质等诸多复杂恶劣的情况，使得钻探工程的难度更大。2.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出相应的调整，因此还要对工作设备准确性以及可靠性作出更高的要求。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，这对钻探技术的要求比航天工程更加高了。 3. 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。4.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(世界上最深的钻孔是前苏联的SG-3孔，终孔深度达12261m，其次为德国KTB孔，其终孔孔深度为9101m，二孔皆因发生严重的孔内事故（严重孔斜、卡钻、埋卡、缩径使下钻找不到井眼）而迫终孔，我们应引以为戒。万米科学深钻是一项高难度的高新技术工程，在结晶岩中钻进的主要难点是： 1在万米深井中，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，国外超深井钻进出现过类似事件。 2由于科学钻井往往需要全孔连续取样，势必占用大量升降作业时间，导致施工周期明显增大。 3对钻杆柱的性能有更高的要求，在起下钻具时，钻杆柱上部承受万米钻杆重量，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，一旦发生钻杆折断事故，处理起来相当困难，势必占用大量时间。 4在高温、高压条件下，采用一般化学处理剂处理的泥浆将会失掉其稳定性，在复杂地层中钻进时，井壁失稳，产生事故。 5当采用井底液动钻具（涡轮钻、螺杆钻、液动潜孔锤）钻进时，在万米钻杆中产生相当大的钻井液压力损失，对钻井泵有更高的要求；由于钻具中密封圈受热膨胀易损，对其材质有更高要求；在背压很大的情况下，液动潜孔锤启动困难。 6超深硬岩钻进中，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。深钻硬岩钻进防斜、纠斜是一大难题。 7在超深钻进时，如钻遇高压流体，将导致井涌、井喷；当钻遇漏失进，将出现钻井液漏失。)4钻探工程中体现了哪些现代工业技术进步？钻探工程