岩土钻掘工程复习重点

岩土钻掘工程复习重点题型： 填空（20*1）判断（10*2） 简答（8*5） 论述（20）考试时间：20周周四（7.5）1-2节教一A401座位号：10第一章：1、 岩土钻掘工程包括了钻探工程和坑探工程。2、 目前钻孔工艺方法：①回转钻进、冲击钻进、复合钻进；②无冲洗液循环钻进；③正、反循环钻进。3、 岩土钻掘工程的应用范畴：普查找矿钻探、矿产勘探钻探、水文地质及水井钻、油气田钻探、工程地质勘察钻、工程施工钻、环境监测、非开挖施工技术、其它施工、冰川钻探。4、 施工设备的发展：小型轻便化、大型多功能化、特殊专用化。5、 松散性：整体岩石被破碎后，自然堆积的体积比整体岩石的体积增大，这种特性称为岩石的松散性（又称碎胀性）。松散状态的岩石体积与原岩体积之比，称为岩石松散系数。岩石的松散性，在选择装岩运输设备与提升容器时必须考虑它。6、 孔隙度：单位体积岩石中空隙的大小，用单位体积岩石中所含空隙体积的百分比来表示，这个比率叫孔隙度。孔隙度大的岩石，组织结构不紧密，一般易于钻进和爆破，但孔隙度大的岩石，不仅能含水，钻孔时冲洗液漏失，亦能渗透气体，所以，要特别注意在凿岩爆破时的涌水和瓦斯喷出的可能。7、 安息角：颗粒间缺乏凝聚力的松散性岩石，堆放时能保持其外形，由于颗粒的自重和颗粒之间摩擦力的作用而不坍塌，此时其斜面与水平面所夹之角，称为岩石的自然安息角。岩石安息角的大小，随岩石颗粒的形状与尺寸以及湿度等因素而变化。对颗粒间缺乏凝聚力（如松散岩块和土壤）的岩石称为安息角；而颗粒之间具有凝聚力（致密坚硬岩石）的岩石则称为内摩擦角。当确定平巷、竖井与斜井井口的加固方法以及确定探槽的边坡时，必须考虑岩石的安息角或内摩擦角。8、 岩石强度的大小取决于其内聚力和内摩擦力。9、 岩体的复杂性表现在：不连续性、非均质性、各向异性、岩体中存在着天然应力场、岩体赋予一定的地质环境中，岩体中的水、温度、应力场对岩体性质有较大的影响。10、 岩石可钻性定义：钻进过程中岩石抵抗破碎的强度。表示岩石破碎的难易性。岩石可钻性既取决于其自然因素，又与采用的工艺技术因素有关。岩石可钻性指标通常以钻速（m/h）作为指标，可钻性级别的大小与可钻性指标成反比，即可钻性级别越高，岩石的可钻性越低一越难钻。岩石可钻性的表示方法及分级目前仍未统一。11、 岩石可钻性的测定方法及其分级表：按机械钻速分级（实钻法分级）、摆球硬度分级法、压入硬度分级法、微钻法、普氏系数分级法、凿碎比功法。第二章：1、钻机在总体特性上满足以下要求：（1）钻机的结构以最大限度地适应最优化的钻进规程，有足够的起重能力，工作平稳振动小；（2）钻机结构紧凑，可迁性和可卸性强，以适应运输安装；（3）具有适应钻进工作的各种检测仪表和安全防护装置；（4）易于操作和维护；2、 岩心钻探的基本工序是回转给进钻具及升降拧卸。回转与给进钻具的目的，是为了连续破碎岩石，不断延伸钻孔；升降与拧卸钻具则是为了提取岩心，更换钻头、加长钻具及完成其他有关工作，如下套管、测量孔斜、校正孔深和处理孔内事故等。3、 钻机必须具有：传动系统，回转系统，调压及给进系统，升降系统，拧卸系统，检测系统及机架、机座。4、 钻井工作对泵性能的要求：（1）钻井泵的排量要能简便、迅速地在较大范围内进行调节，最好能实现无级调节；（2）钻井泵的排出压力也要能在较大地范围内进行调节（3）当根据钻进工艺规程将泵量调节以后，它不能随泵的排出压力的变化而发生变化；（4）工作可靠，易损件寿命长，便于维修和保养；（5）要能适应不利条件下的工作；（6）运移性要好，重量轻，体积小，可拆性好。5、 钻探工具：按其功用分为钻进工具和附属工具。钻进工具统称钻具，常指钻头、岩心管、钻铤、异径接头、取粉管、钻杆及水接头等。附属工具有提引类、夹持类、拧卸类、及打捞工具类。其中：（1）钻头：用于破碎孔底岩石的工具，由钻头体和切削具组成；可分为取心钻头和不取心钻头（全面钻进钻头）；规格有：170、150、130、110、91、75、59、46mm。（2）岩心管：收容岩心和导向作用；分为单层岩心管和双层岩心管；单层岩心管两端均车有丝扣，下端连钻头，上端接异径接头和钻杆柱；规格有：168、146、127、108、89、73、57、44mm。（3）钻铤：由厚壁的无缝钢管或双层钢管灌铅制成；作用：连

接在岩心管上部起孔底加压作用，使用钻铤加压，可以改善钻杆的应力状态，使上部的钻杆柱始终处于拉伸状态，因而减少钻杆和钻杆接头的磨损；同时钻铤还起导向防斜作用，防止钻孔弯曲，因此在大口径钻进中经常使用钻铤加压；钻铤可对接，可用接头将几根钻铤连成钻铤柱。硬质合金钻具：6、切削具出刃：为了使切削具顺利地切入岩石，使冲洗液畅通以及减少钻头体的磨损，切削具必须突出钻头体，此突出部分叫出刃，有内出刃、外出刃、底出刃。1）内、外出刃一一使钻头体与孔壁、岩心之间的间隙，保持一定的井陉和岩心直径的依据，避免摩擦孔壁和岩心，提供循环冲洗通道。出刃过大，合金抗外力的能力降低、碎岩7 q 一中为冲冲毁孔壁、漂浮钻具；底出刃保证切削具能顺断面和功耗增大，钻孔易弯曲；出刃过小，流阻增大，容易堵塞岩心、洗液冷却切削具和排除孔底岩粉提供通道。^为冲冲毁孔壁、漂浮钻具；底出刃保证切削具能顺7、切削具的刃角和镶焊角：具有一定刃角p的切削具以不同的前角图9-17切削具在钻头上的3种镶焊形式（亦称镶焊角）镶焊在钻头体上，形成不同的切削伽，斜从而获得不同的钻进效果。切削具在钻头唇面上有三种镶焊方式：正斜镶（a<90）直镶（a=90）负斜镶（a>90）刃角B值直接表示切削具切入岩石的难易程度，同时也反应切削具的抗磨损能力和抗崩断能力。刃角越小，越易切入岩石，但其抗磨、抗崩能力越差；刃角越大，随然其切入能力较差，但抗磨、抗崩能力较大，在较软岩石中一般选用较小刃角的，较硬岩石中长用较大刃角的。切削角a,反应镶焊角的大小，根据岩石而定。8、 机械钻速与切削具数目关系：v=hqn（v-机械钻速、h-切削具的切入深度、q-切削具的组数、n-钻头的转速）。钻头直径越大，周长越长，则钻头上可能镶焊的切削具也就越多，但随着直径的增大，切削具数目增多必须相应的增大轴向压力，以保证切削具切入岩石；过多的切削具，若使得切削具不能切入岩石，反而降低钻速，因为切削具达不到体积碎石的压力，就只能以表面破碎的方式碎岩，效率很低，磨损很大。9、 各类地层钻进特性及所用钻头举例：（1）松软及中软地层：钻进特点：压入硬度小，切入深度大，岩屑颗粒大，岩粉多，研磨性小。对钻头要求：易于排粉，切削具出刃大，可选用薄片硬质合金钻头；（2）中硬及较硬地层：钻进特点：压入硬度大，钻压高，切入深度小，钻速低，研磨性强；（3）具有较大研磨性和裂隙发育的较硬地层：切削具磨损快和易出刃，采用带有支撑体的切削具磨损时端面面积不改变的自磨式钻头。10、 硬质合金钻进的规程：参数包括钻压、转速、冲洗液。（1）钻压：大小由岩石性质、钻头直径、钻头类型、钻孔深度、钻具强度等决定；①钻进松软岩石时，钻压可以小些；钻进较硬岩石时，钻压较大些；而钻进裂隙性岩石时，切削具容易崩刃，宜适当较小钻压；钻进倾角大的岩层，也应当减小钻压，以防孔斜；②钻头直径大，切削具数目多，切削具强度大，应采用较大钻压；反之用较小的；③对于钻孔深度，当较浅时，更换钻头所需的辅助时间少，所加的钻压，首先要获得最大的钻速，其次才考虑钻头的耐久性；孔深时，所加的钻压，及要求获得最大的钻速也要照顾到延长钻头的寿命和增加纯钻时间；③钻杆强度也影响钻压的一个因素，强度大时能承受较大的压力，则可以加较大的钻压，使钻头获得应有的压力；反之有时由于强度的限制，不得不采用笑的压力使其在压力不足的情况下工作。（2）转速：在一定情况下，提高转速可以增大钻速，但不是任何情况下都有同样的效果。①在软的、中硬的和研磨性不大的岩石中钻进时，切削具切入岩石的深度较大，破碎变性发育较易完全，切削具磨钝较慢，在转速较高的情况下，仍能发挥其破碎岩石的效能；而在较硬岩石中钻进时，切入较小，若转速较大则破碎变形发育不完全，同时在单位时间内，切削具与岩石摩擦作用强烈，产生大量的热量，加速切削具的磨损，迅速变钝，又钻杆震动频繁，还会使得钻头工作条件恶化，切削具产生蹦刃现象，都是的钻速下降；②在节理、破碎、多裂隙的岩石中钻进时，由于孔底不均匀，震动作用剧烈，为保护合金，防止过早的蹦刃，也要适当的降低钻头转速；③此外，转速还受到钻孔深度、钻探设备、钻具强度的影响，孔越深、设备功率不足、钻具强度不够，都限制转速的提高。（3）冲洗液量：Q越大，携带岩份能力越大，孔底越干净，而且冲洗液冲刷孔底兼有辅助粉碎岩石的作用，也可冷却效果，利于提高切削具耐磨性；过大时，当钻头和孔壁和岩心之间间隙很小时，会使钻具产生浮力，而降低轴向压力，当岩层松软时，会冲毁岩心和冲垮孔壁；（4）P、n、Q参数间的配合：同一种岩石，P不同，则n也不同。一般P增大，则n也增大。可见，增大钻压，同时加快转速，有利于提高效率。钢粒钻进：1、 良好的钢粒钻头应具备以下性能：①应能很好的压住钢粒，并能带动钢粒沿孔底滚动，以便有效的破碎岩石；②应能顺利地流通冲洗液，排除钢粉；③应适量地并及时地向钻头唇部下面补充钢粒，以保证钻进工作正常进行；④钻头应该耐磨，并应在磨耗中能保持良好的导砂性能和补砂性能。影响因素：材质和性能、壁厚、钻头水口富人形状和大小（作用：流通冲洗液、把钢粒导入钻头底唇，起导砂作用）。2、 钢粒钻进规程：钢粒钻进规程包括投砂方法及投砂量、钻压、转速和冲洗液量。（1）钻压：①保证钻头对钢粒有足够的压力和二者间足够的连系力，有效碎岩。②根据实际情况，选择适当的压力。钻压过大或过小，均会产生不良后果。（2）转速：①转速关系到钢粒钻进在孔底的速度和克取岩石的频率。②一定条件下，转速大，钢粒在单位时间内滚动的次数多，移动的路程长，同时脉动冲击荷载也增大，从而提高了破碎岩石的效果。③硬度大的岩石，若转速大，则脉动冲击荷载大，易使钢粒过早破损而失效，（3）①钢粒钻进时，冲洗液量的大小不仅关系到排除岩粉、保持孔底清洁，而且对钢粒的分选和更新，以及在钻头底唇下的合理分布有很大影响。②冲洗液量过大，冲洗孔底干净，但可能冲走未失效的钢粒；冲洗液量过小，排不出岩粉和已失效的钢粒，也影响钻进效率。（4）投砂方法和投砂量：投砂方法一一向孔底补给钢粒的方法。有三种：一次投砂法，结合投砂法，连续投砂法。金刚石钻进：1、 金刚石钻进的优越性：钻进效率高、钻孔质量好、设备工具轻、劳动强度低、孔内事故少、钻探成本低。2、 金刚石钻头的组成部分包括三部分，即金刚石、胎体和钻头体。3、 钻孔冲洗介质的功用：冷却钻头；清洗孔底；保护孔壁；润滑钻具；冲洗介质中加入表面活性物质，软化岩石；利用钻头喷嘴的水马离，将钻头下面的软岩和不稳定岩石进行直接破碎或造成应力小裂隙有利于钻头切削具碎岩；冲洗介质可以作为孔底发动机的动力。4、 钻孔冲洗方式：正循环洗孔；反循环洗孔（分为全孔反循环和孔底反循环）（泵吸反循环和气举反循环）。5、 泥浆的失水量和造壁能：失水量，即泥浆失水多少的量，取决于粘土的分散度和粘土颗粒的水化能力；所谓失水即钻进中，由于泥浆柱与地层存在的压力差，泥浆中自由水脱离泥浆渗入孔壁的过程；造壁能：泥浆失水的同时，泥浆中粘土颗粒（较大的）附着在孔壁上形成泥皮的能力。6、 含砂量：泥浆中砂粒（D>0.074mm）所占泥浆总体积的百分含量。要求含砂量越低越好，不应超过4%；测定含砂量用含砂量杯。7、 岩矿心的采取率：指在回次钻进过程中，实际取出的岩矿心的长度与实际钻进尺之比值，越高越好;岩矿心采取率二回次取芯长度（m）/回次进尺长度（m）*100%。8、 常用的取芯工具及取芯方法：卡料卡取法、卡簧卡取法（提断器卡取法）、干钻提取法、沉淀卡取法、双层岩芯管取芯钻进方法（双动双管钻具、单动双管钻具）、喷射式孔底反循环取芯钻具、绳索取芯钻具、全孔反循环取芯钻进9、 钻孔弯曲度：定义：钻孔偏离设计的曲线，称钻孔弯曲或孔斜；钻孔弯曲度是衡量钻孔弯曲的程度。10、 钻孔弯曲的原因及类型：造成钻孔弯曲的原因，是由于地质因素和施工工艺与设备安装所引起的。1、地质因素：①岩石的各向异性：受外力作用，岩石各方向表现出不同的力学性质；表现为垂直层理方向的硬度小于顺着层理方向的硬度，故钻进中，垂直层理方向的钻速就大于顺着层理方向的钻速；钻孔顶角和方位角有趋向于垂直岩层层面方向。②岩层遇层角的影响：遇层角一钻孔的轴线与岩层层面之间小于90。的夹角。钻进时，软岩一＞硬岩，a.＜15。~20。，顺层溜；b.＞30。，顶层进。硬岩一一＞软岩：钻孔同时向硬岩层方向弯曲，层理倾角越大，弯曲越明显。软岩——＞硬岩一一＞软岩，且硬岩厚度小；钻孔顶角有回原的趋势；③松散、溶洞地层：钻具自重作用下，钻孔极易下垂。2、设备安装及施工工艺①设备安装：地基坚固，填方不得超过三分之一；钻塔上的滑车、钻机的立轴、孔位三点同线，与钻孔设计轴线同轴心。②开孔换径：严把开孔关，换孔时注意同心度；③钻进方法与施工工艺：尽量减少孔壁环状间隙，可使用钻铤等粗径钻具，或使用扶正器。规程：易斜地层米用小规程。11、 复杂地层的含义：由于地质构造的运动，地下水的溶蚀、冲刷以及由于岩石本身的特点而使其稳定性和完整性遭受破坏的地层。如破碎、坍塌、掉块、漏水、涌水、空洞、砾石、流砂、钻孔扩径和缩径等。常见事故：取芯困难、孔斜、钻具折断、夹钻、埋钻、烧钻等。12、漏失地层钻进：（1）、漏失地层包括节理、裂隙、空洞及破碎带。（2）、漏失地层的特点是漏失水严重，孔壁易坍塌、掉块。（3）、处理方法：①使用粘度和静切力高，密度尽可能小的泥浆-有时在泥浆中掺入谷糠、锯末、麻刀等膨胀性材料，以填充裂隙，阻止漏失；②粘土球充填法-即向孔内漏失部位投入粘土球，用倒置的岩心管接头进行压捣，将粘土挤入空隙、裂隙以达到止漏目的；③用胶质水泥处理漏失-即在泥浆中加入一定量的水泥、水玻璃或者雪花石膏；④用塑料堵漏-即采用鸟醛树脂堵塞在大量漏失的钻孔中止水。第三章：1、 气动潜孔钻进具有优点：钻进效率高、钻头寿命长、所需钻压低、防斜效果好、排粉快、钻探成本低。2、 井管包括井壁管、滤水管（过滤器）沉砂管。为保证水井的出水量和寿命以及便于下管、安装抽水设备和维修等工作，对水井有以下要求：①井管应圆、直、无弯曲，连接后管柱亦应笔直无弯曲，以保证下管和安装抽水设备等工作顺利进行；②井管内壁应平滑、圆整，以便在井管内安装抽水设备；③井管应有一定的抗压抗拉抗弯强度，以保证能承受井壁岩层和填砾的压力和井管全部重量;④具有较高的抗腐蚀能力，延长使用期限，同时不致因井管腐蚀影响水质；⑤滤水管应具有较大的孔隙率和良好的挡砂能力。3、 滤水管的类型和结构：滤水管是在井管外周围按一定的技术要求和规格开成井水通道的管材。安装在含水层的相对位置；作用是防止孔壁坍塌，阻止含水层的沙粒进入馆内，保证所抽处的地下水的含沙量不超过规定标准。对滤水管的要求：1）有最大的进水面积，以减少地下水经过它时的阻力；2）足够大的机械强度，能承受安装井管时的负荷和地层的压力；3）耐腐蚀能力，和不因水管被腐蚀而影响水质要求；4）滤水挡砂能力，虑水孔不易被地层中的物质堵塞；5）成本低，安装方便。4、钻井工作结束后，为保证：将井管顺利的下到预定的位置；保证水井的有效出水量。要做好的工作破壁-换浆-探井-下管-填砾-止水-洗井。5、 换浆：泵入优质稀泥浆，置换出井内含有岩屑的浓泥浆。6、 将井管安装在井内，是成井工艺的关键。安装方法：提吊下管法、浮板下管法、托盘下管法、二次下管法、综合下管法（优缺点）第四章：1、 清孔的目的和方法：混凝土浇注前必须清孔；目的：清除孔底沉渣；清除孔壁泥皮，提高桩身摩擦力。方法：①正循环清孔：原浆缓浆4h，再用清水缓浆；②反循环清孔：利用真空泵抽渣；适用于较稳定土中的摩擦桩和端承桩或嵌岩桩。清孔时间为10〜15min；③掏渣筒清孔：掏渣后，注水（自下而上）清孔。2、 钢筋笼耳朵作用：保证混泥土能把钢筋笼全部包住，起到保护层作用，防腐蚀，与空气、水隔开。3、断桩事故的处理：断桩一一灌注混凝土时，泥浆把上下两段混凝土隔开，使混凝土截面积受损。断桩事故的处理：①断桩处位置较深，弯矩小，且断处以上已灌注混凝土时：先打一探孔，探明断桩位置；再打一孔，标高低于断处，用高压输水管插入任一孔中，冲洗出断桩处的泥、砂。然后，将压浆管插入任一口并封死孔口，注浆，另一孔出浆后，慢慢提升压浆管将整个孔填满浆。②当断桩处深，弯矩大，且断处以上已灌注混凝土时：与上不同的是，两孔要开大些，并插进小钢轨或钢筋束，再按上述方法压浆填满。③断桩处浅，而断桩处已停止灌砼。打入钢护筒，排水清渣，对桩头凿除清理，再浇注砼达到桩顶设计标高。最后，断桩不能有效处理，考虑在其旁边补桩。第六章：1、坑探类型：按其所在的位置与地面的关系可分为地表工程和地下坑道；地表工程分为浅坑与剥土、探槽；地下坑道分为水平坑道（平硐、石门、沿脉、穿脉）、垂直坑道、倾斜坑道、硐室。试卷总结一、填空：1、 钻进的基本程序是：破碎孔底岩石、提取岩芯和岩粉、加固孔壁2、 钻探质量的六项内容包括：岩矿芯采取、钻孔弯曲、简易水文测量、孔深校正、原始报表和封孔。3、 钻孔冲洗介质的功用有：冷却钻头、清洗孔底、保护孔壁、润滑钻具4、 成井工艺过程包括破壁换浆与探井、下管、填砾、止水、洗井、试抽（或抽水试验）。5、 钢粒钻进时投砂方法有：一次投砂法、结合投砂法（分批投砂法）、连续投砂法6、 高压旋喷注浆法对冒浆的处理中，减少冒浆的措施：有提高喷射压力、适当缩小喷嘴口、加快提升和旋转速度径。7、 油气井根据工作的性质可分为探井和生产井，其中探井又可分为普查井、预探井、详探井8、 岩土钻掘施工设备的发展趋势：小型轻便化、大型多功能化、特殊专用化9、 岩石可钻性测定方法有：实钻法（或机械钻速法、摆球硬度分级法、压入硬度分级法、微钻法、普氏系数分级法、凿碎比功法10、 钻探中常用的冲洗介质有：清水、泥浆、乳化液、空气（泡沫）11、 水井成井工艺中填砾的方法有：静水填砾法、注水填砾法、抽水填砾法、深井-钻杆泵入法12、 钻孔的三要素是孔径、孔向、孔深。13、 岩芯钻探常用的设备有钻机、水泵（或泥浆泵）、动力机、钻塔、泥浆搅拌机等。14、 钻探用泥浆属于塑性型流体。15、 采取岩矿芯时对岩矿芯质量的要求岩（矿）芯的采取率、完整性、纯结性、避免选择性磨损。16、 水文地质和水井钻孔的分类为水文地质孔、水文地质勘探孔、探采结合井、水文地质长期观测孔、供水井。

二、简答题1、 简述孕镶金刚石钻头的胎体磨耗和金刚石磨耗的三种状态。答：a、二者相应的地磨耗，且胎体的磨耗略微超前于金刚石磨耗，钻头能自锐，此时金刚石在旋转方向的背后有蝌蚪状的胎体支撑，手摸有粗糙感。b、胎体磨耗过快使金刚石过早脱落或破裂，说明岩石的研磨性强而胎体则不耐磨，使钻探成本提高。c、胎体磨耗过慢，致使金刚石不出刃。钻进过程中钻头出现“打滑”现象，即不进尺。2、 简述采取岩矿心时对岩矿心质量的要求：1）岩矿心的采取率；岩心N65%，矿心N75%；2）完整性；3）纯洁性；4）避免选择性磨损。3、 分析下图是何循环方式，在图中标出循环液流动方向，并简述其循环工作流程。循环液流动方向见图上;循环工作流程。循环液流动方向见图上;孔底反循环：此法上半部分为正循环，下半部分通过一喷反接头，形成反循环。流程：水泵一一＞钻杆一一＞喷反接头一＞孔底一一＞钻头一一＞钻杆一＞喷反接头一＞钻杆一一＞回水管一一＞泥浆池。4、压裂碎岩：由钢粒的碾压作用而产生的疲劳碎岩方式。5、 成井工艺：安装井内装置的工作，下管成井，以取得抽水资料，为开采地下水提供依据或保证供水井的开采使用寿命。6、 如何钻探提高劳动生产率：1）加强组织领导工作，采用合理的劳动组织和分工。2）提高纯钻进时间的进尺：j选择合适的钻进规程；k使用小口径钻进；l根据岩石破碎的机理和岩层的性质，大力推广使用新型钻头。3）减少辅助时间在总时间中所占的比重，就可增加纯钻进时间.减少辅助时间的方法：j实现机械化和自动化；k使用无岩芯钻进。4）缩短或消灭非生产时间：j钻机数目多时，可成立专业安装队进行安装、拆卸、迁移工作。k使用移动式轻便钻探设备。7、 简述油、气井的建井过程：与岩芯钻探类似，但其工艺过程要求高、技术措施更完备。建井过程如下：定井位I—H地质或钻井设计I—4准备工程—4开钻（1、2、3）|——>|固井工程（下套管注水泥）—4试油I—4油井完成 特有工序：固井、试油及油井完成。8、 描述泥浆塑性流型在管内流变情况：泥浆作为塑性型流体：液体在外力作用下，管内流动情况如下：1）不流动（OA段）：t<ts（静切力）；2）塞流（AC段）：t>ts 除管壁处，整个液体像圆柱塞子移动；3）塞流向层流过渡（CB段）：外力继续加大，内部结构开始破坏；4）层流（BD段）：泥浆内部结构拆散速度和结构恢复速度相等，达到平衡状态。8ts-td=hp'dv/dx 式中：ts 静切力；td——动切力；hp——塑性粘度。5）紊流（D点以后）：流速大，泥浆质点无规则运动。

9、分析下图是何种循环方式循环工作原理。*在图中标出循环液流动方向并简述其9、分析下图是何种循环方式循环工作原理。*答：泵吸反循环，循环液流动方向如图。利用砂石泵的抽吸作用。循环液流程：源池一一井口一一环状间隙一一井底一一钻杆内腔一一砂石泵——沉淀池。先使钻杆内充满水：一是上部安装真空泵，二是安装注水泵。钻进效率随孔深增加而下降。适用于井内水位高的大直径浅井钻进。10、简述岩石中爆破作用的基本原理：根据测试得知，炸药在岩石中爆破时，它释放出来的能量是以冲击波和爆轰气体膨胀压力的方式作用在岩石上的，从而造成岩石的破坏。1）爆轰气体膨胀压力作用破坏论，该观点是从静力学的观点出发，认为药包爆炸后，产生大量高温高压的气体，这种气体膨胀时所产生推力，作用在药包周围的岩壁上，引起岩石质点的径向位移，由于作用力的不等引起的不同的径向位移，导致在岩石中形成剪切应力；2）应力波反射拉伸破坏论，该观点从爆轰的动力学观点出发。认为药包爆破时，强大的冲击波冲击和压缩周围的岩石，在岩石中激发成强烈的应力波，当应力波传到自由面时，从自由面反射而成拉伸应力波；3）冲击波和爆轰气体膨胀压力共同作用破坏论，这派观点认为爆破时岩石的破坏是冲击波和爆轰气体膨胀压力共同作用的结果11、 磨锐式钻头：钻头磨钝后可以重新修磨锐利；从钻进过程中来说，应称之为磨钝式钻头更为恰当，因为实际上，这种钻头在钻进中是不断地被磨钝的，而再次使用时需要重新修磨。12、 泥浆造壁能：在泥浆失水的同时，泥浆中的一些较大的粘土颗粒附着在孔壁岩石上，形成一层泥皮，泥浆的这种能力称为泥浆造壁能。13、 钢粒钻进：用未镶有切削具的钻头钢体压住不与钻头钢体镶在一起、呈自由状态、尺寸不大的钢粒，并带动它们在孔底翻滚而破碎岩石的钻进方法。14、 固井工程（石油钻）：包括下套管和注水泥两项工作。准备固井的井段，先下入套管柱，然后再在套管与井壁之间注入一定高度的水泥浆，把井壁与套管之间的环状间隙严密封闭起来，以做到不漏，不窜，隔绝油、气、水层。15、 什么是钻孔结构？钻孔换径的原因是什么？钻孔结构：钻孔由开孔至终孔，孔深口径的变化。一般地，换径次数越多，钻孔结构越复杂。换径原因：（1）地质原因：流沙层、坍塌层、破碎、溶洞等，需下套管。下套管后换径（小径）钻进。（2）技术设备因素：钻至一定深度后，由较大口径换较小口径，以适应设备负荷能力。16、 试述灌注桩灌桩工序中灌注混凝土的过程；答案要点：混凝土浇注前必须清孔；下钢筋笼；下灌浆导管；灌注混凝土：为保证初灌砼的质量，开始灌注时注意隔水；提升导管；

拆除导管；控制灌注标高；拔出护筒。17、简述地质因素如何影响钻孔弯曲；答案要点：1）岩石的各向异性：受外力作用，岩石各方向表现出不同的力学性质；表现为垂直层理方向的硬度小于顺着层理方向的硬度，故钻进中，垂直层理方向的钻速就大于顺着层理方向的钻速；钻孔顶角和方位角有趋向于垂直岩层层面方向。2）岩层遇层角的影响：遇层角一钻孔的轴线与岩层层面之间小于90。的夹角d。 钻进时，软岩一＞硬岩，a.d＜15°~20°,顺层溜；b.d＞30°，顶层进。硬岩一一＞软岩：钻孔同时向硬岩层方向弯曲，层理倾角越大，弯曲越明显。软岩一一＞硬岩一一＞软岩，且硬岩厚度小；钻孔顶角有回原的趋势。3）松散、溶洞地层：钻具自重作用下，钻孔极易下垂18、分析下图是何循环方式？在图中标出循环流动方向，并简述其循环工作原理；答案要点：气举反循环；循环流动方向见下图；工作原理：将压缩空气通过供气管路送至井下气水混合室，与钻杆内循环液混合，形成轻比重的混合气液柱，在内外压差的作用下，混合液沿钻杆内上升形成反循环。19、 试述供水井成井工艺的过程；答案要点：主要工艺过程：破壁、换浆、探井一一安装井管一一填砾一一止水一一洗井一一试抽。20、 简述高压旋喷桩对于冒浆是如何处理的。答案要点：冒浆量：其量小于注浆量20%者为正常；超过20%或完全不冒浆时属不正常。冒浆不正常的处理方法：a.不冒浆情况：浆液中+速凝剂；b.冒浆过大（＞20%）:是有效喷射范围与注浆量不相适应。减少冒浆量的措施有：。提高喷射压力；个适当缩小喷嘴口径；T加快提升和旋转速度。冒出地面的浆液，经过滤、沉淀、除去杂质和调整浓度后可再利用。四、问答题：1、叙述硬质合金钻进井底碎岩过程，以及硬质合金钻头切削具的镶焊角度与适应地层情况。答:切削具所受的两个作用力：轴向压力Py和水平回转力Px。塑性岩石的碎岩过程：①钻头上切削具切入岩石的必要条件：切削具与岩石接触面上的单位压力必须大于（或最小等于）岩石的抗压入强度，即P「S°*s；②当切削具切入岩石并作回转运动时，切削具在水平力（切削力）Px作用下压迫其前面的岩石发生塑性变形，并不断地向自由面划移，此过程称为回转切削过程。③塑性岩石在钻头的切削具的切入和回转切削两过程的作用下发生碎岩过程。脆性岩石的碎岩过程：？切入过程：切削具以轴向压力Py向下压入脆性岩石，条件仍是P「S°*s,此时，岩石发生脆性剪切，碎裂的岩石向自由面崩出，产生剪切体；？回转切削过程：切削具在轴向力Py作用下切入岩石ho后在水平力Px的作用下，则发生水平剪切的过程，将刃前的岩石abo剪切掉。切削具的刃角和镶焊角：f一镶焊角；a一切削角；b一刃角；e一后角。1） 镶焊角f和切削角a:f=0，a=90，直镶，镶焊方便，最常用，用于各种岩层；f>0，a<90，正斜镶，适于软岩；f<0，a>90,负斜镶，适于硬岩。2） 刃角b:反映切入岩石难易程度和抗磨、抗崩能力；b越小，切入越易，抗磨、抗崩能力越差，适于软岩；b越大，切入越难，抗磨、抗崩能力越强，适于硬岩。3） 后角e:影响切削具回转钻进时其后面与岩石表面的接触和磨损的程度。在工作中必须有一定的后角，才能使切削具后面与岩石表面不接触或少接触以减少磨损。4）切削角a=b+e:相应的反映镶焊角f的大小，应根据所钻岩石而选定。一般地，钻进软岩，a应选小些；脆性及中硬岩中，切削具被磨钝是主要矛盾，宜采用直镶式或f=-10。的负斜镶式。2、写出灌注桩施工工艺流程，并叙述灌桩工序中灌注混凝土的具体过程。答：钻孔灌注桩的工艺流程：整场地一®桩位放样一®埋护筒一®钻机就位一®钻进一®清孔一®下钢筋笼一®下灌浆导管一®二次清孔一®灌混凝土入孔一®混凝土养护一®验桩。混凝土浇注前必须清孔；下钢筋笼；下灌浆导管；灌注混凝土：为保证初灌砼的质量，开始灌注时注意隔水；提升导管；拆除导管；控制灌注标高；拔出护筒。（注意展开论述方能得全分3、叙述孕镶金钢石钻头唇面钝化一锐化过程，以及胎体性能与地层的适应性原理。答：孕镶钻头的作用除了包镶金刚石和焊接钢体外，还要保证金刚石在钻进中有自锐作用。孕镶钻头的自锐过程：工作中，胎体的底表面与岩石间的间隙里充满了岩石颗粒，这些颗粒被冲走之前，一直研磨胎体，使孕镶钻头自锐。工作的金刚石脆性碎裂后，随钻进的进行，胎体不断磨损，失去对工作金刚石的包镶能力，则该层金刚石脱落，另一层具有工作能力的金刚石不断出露，恒定碎岩。其胎体磨耗与金刚石磨耗状态基本有三种：a、 二者相应的地磨耗，且胎体的磨耗略微超前于金刚石磨耗，钻头能自锐，此时金刚石在旋转方向的背后有蝌蚪状的胎体支撑，手摸有粗糙感。b、 胎体磨耗过快使金刚石过早脱落或破裂，说明岩石的研磨性强而胎体则不耐磨，使钻探成本提高。c、 胎体磨耗过慢，致使金刚石不出刃。钻进过程中钻头出现“打滑”现象，即不进尺。4、分析冲击回转钻进的碎岩机理，并说明冲击回转钻进效率高的原因。答：冲击回转钻进井底碎岩机理：切削具所受的三种力：回转力、轴向静压力、冲击力。碎岩过程：冲击一®局部岩脊一®回转切削。硬、脆性岩石：冲击力为主，回转为了移动切削具位置，改变冲击点，回转切削（回转速度较重要）。中硬、塑性岩