钻探工具试题及答案

钻探工具试题及答案单项选择题1.以下哪种钻探工具常用于软土地层钻进？A.硬质合金钻头B.金刚石钻头C.鱼尾钻头D.牙轮钻头答案：C分析：鱼尾钻头适用于软土地层，硬质合金钻头用于中硬地层，金刚石钻头用于坚硬地层，牙轮钻头多用于石油钻探等硬地层。2.钻杆的主要作用是？A.传递扭矩和输送冲洗液B.破碎岩石C.护壁D.测量井深答案：A分析：钻杆主要功能是将钻机的扭矩传递给钻头并输送冲洗液，破碎岩石是钻头的作用，护壁有专门的护壁材料和方法，测量井深靠测深工具。3.泥浆在钻探中的主要作用不包括？A.冷却钻头B.携带岩屑C.增加钻具重量D.护壁答案：C分析：泥浆可冷却钻头、携带岩屑、护壁，但不会增加钻具重量，主要是通过加重钻杆等方式增加钻压。4.绳索取芯钻进中，内管总成的作用是？A.保护岩芯B.传递扭矩C.破碎岩石D.输送泥浆答案：A分析：内管总成用于保护采集的岩芯，传递扭矩是钻杆的作用，破碎岩石是钻头的任务，输送泥浆通过钻杆。5.下列哪种钻头的破岩方式主要是研磨？A.牙轮钻头B.硬质合金钻头C.金刚石钻头D.刮刀钻头答案：C分析：金刚石钻头通过镶嵌的金刚石颗粒对岩石进行研磨破碎，牙轮钻头是冲击压碎，硬质合金钻头是切削，刮刀钻头是刮削。6.套管的主要作用是？A.防止孔壁坍塌B.增加钻杆强度C.提高钻进效率D.测量钻孔直径答案：A分析：套管主要是防止钻孔孔壁坍塌，保证钻孔的稳定性，与增加钻杆强度、提高钻进效率和测量钻孔直径无关。7.冲击钻进中，冲击锤的提升和下落是靠？A.钻机的动力装置B.钢丝绳C.泥浆的浮力D.钻杆的弹性答案：B分析：冲击钻进中通过钢丝绳提升和下放冲击锤，钻机动力装置提供提升的动力源，泥浆浮力和钻杆弹性不是主要因素。8.扩孔器的作用是？A.扩大钻孔直径B.修整钻孔孔径C.破碎岩石D.保护钻头答案：B分析：扩孔器主要用于修整钻孔孔径，保证钻孔直径均匀，扩大钻孔直径有专门的扩孔工艺，破碎岩石是钻头的事，保护钻头不是扩孔器主要作用。9.岩芯管的长度一般根据什么来确定？A.钻孔深度B.岩石性质C.钻机类型D.泥浆性能答案：B分析：岩芯管长度主要根据岩石性质确定，岩石完整可采用较长岩芯管，岩石破碎则用较短的，与钻孔深度、钻机类型和泥浆性能关系不大。10.牙轮钻头的牙轮数目一般不包括？A.单牙轮B.双牙轮C.三牙轮D.四牙轮答案：D分析：常见牙轮钻头有单牙轮、双牙轮和三牙轮，四牙轮较少使用。多项选择题1.钻探工具按功能可分为以下几类？A.破碎岩石工具B.取芯工具C.护壁工具D.传递动力工具答案：ABCD分析：钻探工具包括破碎岩石的钻头、取芯用的岩芯管等取芯工具、护壁用的套管等护壁工具以及传递动力的钻杆等传递动力工具。2.金刚石钻头按制造工艺可分为？A.表镶金刚石钻头B.孕镶金刚石钻头C.热压金刚石钻头D.电镀金刚石钻头答案：ABCD分析：金刚石钻头制造工艺有表镶、孕镶、热压和电镀等方式。3.泥浆的主要成分包括？A.水B.粘土C.添加剂D.岩屑答案：ABC分析：泥浆主要由水、粘土和添加剂组成，岩屑是钻进过程中产生的，不是泥浆的成分。4.绳索取芯钻进的优点有？A.减少提钻次数B.提高岩芯采取率C.降低劳动强度D.适用于各种地层答案：ABC分析：绳索取芯钻进可减少提钻次数、提高岩芯采取率、降低劳动强度，但并非适用于所有地层，在一些极破碎地层效果不佳。5.套管的类型有？A.表层套管B.技术套管C.生产套管D.护壁套管答案：ABC分析：套管分为表层套管、技术套管和生产套管，护壁套管不是规范分类。6.影响钻头寿命的因素有？A.岩石性质B.钻进参数C.钻头材料D.泥浆性能答案：ABCD分析：岩石性质、钻进参数、钻头材料和泥浆性能都会影响钻头寿命，如硬岩石磨损大，不当钻进参数会加速磨损等。7.冲击钻进适用于哪些地层？A.卵砾石层B.基岩C.软土层D.流沙层答案：AB分析：冲击钻进适用于卵砾石层和基岩，软土层和流沙层用冲击钻进效果不佳，一般采用回转钻进等方法。8.钻杆的材质一般有？A.碳钢B.合金钢C.不锈钢D.铝合金答案：AB分析：钻杆材质常见的是碳钢和合金钢，不锈钢和铝合金一般不用作钻杆材质。9.扩孔器的类型有？A.整体式扩孔器B.组合式扩孔器C.镶齿扩孔器D.刮刀扩孔器答案：ABCD分析：扩孔器有整体式、组合式、镶齿和刮刀等类型。10.岩芯采取率的影响因素有？A.岩石性质B.钻进方法C.取芯工具D.操作技术答案：ABCD分析：岩石性质、钻进方法、取芯工具和操作技术都会影响岩芯采取率，如破碎岩石采取率低，不当操作也会降低采取率。判断题1.硬质合金钻头只能用于软地层钻进。（×）分析：硬质合金钻头可用于中硬地层钻进，并非只能用于软地层。2.泥浆的密度越大越好。（×）分析：泥浆密度应根据地层情况合理调整，过大可能导致孔壁缩径等问题，并非越大越好。3.绳索取芯钻进不需要提钻。（×）分析：绳索取芯钻进只是减少了提钻次数，并非不需要提钻，当内管装满岩芯等情况时仍需提钻。4.套管下入后就不需要泥浆护壁了。（×）分析：套管主要防止孔壁坍塌，但在某些情况下仍需要泥浆辅助护壁，如防止套管外缝隙漏失等。5.牙轮钻头的牙轮转动是靠泥浆冲击。（×）分析：牙轮钻头的牙轮转动是靠钻头在井底滚动时与岩石的相互作用，不是泥浆冲击。6.钻杆的壁厚越厚越好。（×）分析：钻杆壁厚应根据实际情况选择，过厚会增加重量和成本，并非越厚越好。7.冲击钻进时，冲击频率越高越好。（×）分析：冲击频率应根据地层和设备情况合理选择，过高可能导致设备损坏等问题，并非越高越好。8.扩孔器可以扩大钻孔直径到任意大小。（×）分析：扩孔器有一定的扩孔范围，不能扩大到任意大小，过大扩孔需采用专门的扩孔工艺。9.岩芯管越长，岩芯采取率越高。（×）分析：岩芯管长度要根据岩石性质等确定，过长可能导致岩芯在管内扰动，不一定能提高采取率。10.金刚石钻头可以在任何地层使用。（×）分析：金刚石钻头适用于坚硬地层，在软地层使用效率低且成本高，并非能在任何地层使用。简答题1.简述硬质合金钻头的破岩原理。答：硬质合金钻头主要通过切削作用破碎岩石。在钻进过程中，钻头的硬质合金切削刃在钻压作用下切入岩石，随着钻头的回转，切削刃不断对岩石进行切削，将岩石破碎成小块并排出孔外。2.泥浆在钻探中有哪些重要作用？答：泥浆在钻探中的作用主要有：冷却钻头，降低钻头温度，延长钻头使用寿命；携带岩屑，将破碎的岩石颗粒从孔底携带到地面；护壁，在孔壁形成泥皮，防止孔壁坍塌；平衡地层压力，防止涌水、涌砂等情况。3.绳索取芯钻进的工作原理是什么？答：绳索取芯钻进时，正常钻进过程中，内管总成随外管一起回转。当内管装满岩芯后，通过绞车和钢丝绳将打捞器放入钻杆内，打捞器抓住内管总成的打捞头，将内管总成从外管中提出地面取出岩芯，然后再将内管总成投入外管继续钻进，无需将钻杆柱提出孔外。4.套管下入的注意事项有哪些？答：套管下入时要注意：套管的连接质量，保证连接牢固、密封；套管的垂直度，防止套管倾斜；控制下入速度，避免过快导致套管弯曲或损坏；下入过程中要做好泥浆循环，防止套管外泥包等。5.牙轮钻头的结构特点有哪些？答：牙轮钻头主要由钻头体、牙轮、牙爪、轴承等组成。牙轮安装在牙爪上，可绕自身轴线旋转，牙轮上有不同形状的牙齿用于破碎岩石，钻头体上有水眼用于喷射泥浆，其结构特点使其能适应不同地层的钻进。6.影响岩芯采取率的主要因素及提高措施有哪些？答：影响因素有岩石性质、钻进方法、取芯工具和操作技术等。提高措施包括：根据岩石性质选择合适的取芯工具和钻进方法；优化操作技术，如控制钻进速度、钻压等；采用合适的护壁措施，减少岩石扰动。7.冲击钻进的适用范围和优缺点是什么？答：适用范围：卵砾石层、基岩等。优点：设备简单，操作方便；对地层适应性强，能破碎坚硬岩石。缺点：钻进效率低；劳动强度大；孔壁易不规整。8.钻杆的主要失效形式有哪些？答：钻杆的主要失效形式有：磨损，包括内壁和外壁的磨损；断裂，由于疲劳、过载等原因导致；腐蚀，受泥浆等介质腐蚀；弯曲变形，由于钻进过程中的受力不均等。9.扩孔器的作用和工作原理是什么？答：作用是修整钻孔孔径，保证钻孔直径均匀。工作原理：在钻进过程中，扩孔器随钻头一起回转，其外径略大于钻头直径，对钻孔壁进行刮削和修整，使孔径达到设计要求。10.金刚石钻头的选择原则有哪些？答：选择原则包括：根据岩石硬度和研磨性选择，硬而研磨性强的岩石用孕镶金刚石钻头，较硬岩石用表镶金刚石钻头；根据钻孔直径选择合适规格的钻头；根据钻进方法和设备选择匹配的钻头。论述题1.论述不同类型钻探工具在不同地层中的适用性及选择依据。答：在软土地层，鱼尾钻头较为适用。软土地层质地松软，鱼尾钻头结构简单，刃口较宽，能通过刮削的方式轻松破碎软土，钻进效率较高。钻杆可选用普通碳钢材质，因其对强度要求相对不高。泥浆应具有较好的流动性和护壁性能，防止孔壁坍塌。在中硬地层，硬质合金钻头是不错的选择。硬质合金的硬度和耐磨性能较好地适应中硬岩石的切削，通过切削作用破碎岩石。钻杆可选用合金钢材质，以满足更高的扭矩和钻压传递要求。泥浆密度和粘度要适当提高，以保证携带岩屑和护壁效果。在坚硬地层，金刚石钻头更为合适。金刚石是自然界最硬的物质，能通过研磨方式有效破碎坚硬岩石。对于极坚硬且研磨性强的地层，孕镶金刚石钻头能更好地发挥作用。钻杆需采用高强度合金钢，以承受更大的应力。泥浆要具有良好的润滑性和冷却性能，保护钻头和钻杆。在卵砾石层，冲击钻进工具如冲击锤较为适用。卵砾石层颗粒较大且硬度不一，冲击锤通过上下冲击将卵砾石破碎。套管可用于防止孔壁坍塌，保证钻孔稳定性。同时，泥浆可辅助携带破碎后的岩屑。选择钻探工具时要综合考虑地层的硬度、研磨性、颗粒大小、稳定性等因素，同时结合钻探设备的性能和钻进要求，如钻孔直径、深度等，以达到最佳的钻进效果和经济效益。2.分析泥浆性能对钻探工作的重要影响及如何调整泥浆性能。答：泥浆性能对钻探工作有至关重要的影响。泥浆的密度影响其护壁和平衡地层压力的能力。密度过小，无法有效平衡地层压力，可能导致孔壁坍塌、涌水等问题；密度过大，会增加泵压，降低钻进效率，甚至可能引起孔壁缩径。泥浆的粘度影响其携带岩屑的能力。粘度低，携带岩屑能力差，岩屑易在孔底堆积，影响钻进速度；粘度高，虽能较好携带岩屑，但可能导致泵压升高和泥皮过厚。泥浆的失水量影响孔壁泥皮的质量。失水量大，泥皮厚且疏松，易导致孔壁不稳定；失水量小，泥皮薄而致密，护壁效果好。调整泥浆性能可通过以下方法：调整密度可添加加重剂如重晶石粉增加密度，或加水稀释降低密度；调整粘度可添加增粘剂如羧甲基纤维素等提高粘度，或添加稀释剂降低粘度；控制失水量可添加降失水剂如腐植酸钾等。同时，要根据地层变化和钻进情况及时监测和调整泥浆性能，以保证钻探工作的顺利进行。3.阐述绳索取芯钻进技术的优势、存在问题及改进方向。答：绳索取芯钻进技术具有显著优势。减少提钻次数，大大提高了钻进效率，尤其是在深孔钻进中效果更明显，可节省大量时间和人力。能提高岩芯采取率，减少岩芯在提钻过程中的扰动和损坏，保证岩芯的完整性。降低劳动强度，减少了频繁提钻的体力劳动。然而，该技术也存在一些问题。设备成本较高，需要配备专门的打捞设备和内管总成等。对地层适应性有限，在极破碎地层，岩芯容易堵塞内管，导致取芯困难。操作技术要求较高，打捞和投放内管总成需要熟练的操作技巧。改进方向包括：研发更适应复杂地层的取芯工具，提高在破碎地层的取芯能力。降低设备成本，通过优化设计和采用新材料等方式。提高操作自动化程度，减少人工操作误差和劳动强度，如开发自动打捞和投放装置。加强对绳索取芯钻进技术的理论研究，进一步优化钻进参数和工艺。4.讨论套管在钻探中的作用、下入工艺及质量控制要点。答：套管在钻探中的作用主要有防止孔壁坍塌，保持钻孔的稳定性，尤其是在不稳定地层；隔离不同地层，防止地层之间的相互影响，如防止涌水、涌砂等；为后续的钻进和完井工作提供通道和支撑。套管下入工艺：首先要根据钻孔情况选择合适的套管类型和规格。然后进行套管的连接，采用螺纹连接或焊接等方式，确保连接牢固、密封。下入时要缓慢、平稳，防止套管弯曲和碰撞孔壁。同时，要进行泥浆循环，保证套管顺利下入。质量控制要点：套管的材质和规格要符合设计要求，有质量合格证明。连接质量是关键，要检查螺纹的配合精度和焊接质量，防止漏失。下入过程中要控制好垂直度，可采用导向装置等。下入后要进行固井等操作，保证套管与孔壁之间的环形空间填充密实，提高套管的稳定性。5.分析牙轮钻头的破岩机理、结构特点对钻进效果的影响及发展趋势。答：牙轮钻头的破岩机理主要包括冲击压碎和剪切作用。在钻进过程中，牙轮在钻压作用下与岩石接触，牙轮的牙齿对岩石产生冲击和压碎作用，将岩石破碎成小块。同时，牙轮的转动使牙齿对