2025年职业技能鉴定考试(水文水井钻探工高级技师)历年参考题库及答案

2025年职业技能鉴定考试(水文水井钻探工高级技师)历年参考题库及答案一、选择题1.岩石的可钻性主要取决于（）A.岩石的硬度B.岩石的强度C.岩石的结构和构造D.以上都是答案：D。岩石的可钻性受多种因素综合影响。硬度高的岩石抵抗钻头压入和破碎的能力强，会影响钻进效率；岩石的强度包括抗压、抗拉、抗剪等强度，对钻头破碎岩石的难易程度有重要作用；岩石的结构（如颗粒大小、排列方式等）和构造（如层理、节理等）也会使岩石在钻进过程中的破碎特性发生变化，所以以上因素都对岩石可钻性有影响。2.泥浆的失水量是指（）A.泥浆在一定时间内通过一定面积的滤失量B.泥浆中自由水的含量C.泥浆在循环过程中的漏失量D.泥浆失水后形成的泥饼厚度答案：A。泥浆的失水量是指在一定的压力和时间条件下，泥浆通过一定面积的滤失介质（如滤纸）所失去的水量。它反映了泥浆在井壁上形成泥饼和阻止滤液进入地层的能力，对井壁稳定等有重要意义。而泥浆中自由水含量与失水量概念不同；泥浆在循环过程中的漏失量是指泥浆在井眼循环时由于地层裂缝等原因漏入地层的量；泥浆失水后形成的泥饼厚度是与失水量相关的另一个指标。3.钻进过程中，泵压突然升高，可能的原因是（）A.钻头磨损B.钻具刺漏C.泥浆泵故障D.井眼堵塞答案：D。当井眼堵塞时，泥浆循环不畅，会导致泵压突然升高。钻头磨损一般会使钻进效率降低，不会直接导致泵压突然升高；钻具刺漏会使泥浆有泄漏，泵压通常会下降；泥浆泵故障可能导致泵压不稳定或无法正常提供压力，但不一定是突然升高。4.水文水井钻探中，常用的钻进方法不包括（）A.冲击钻进B.回转钻进C.振动钻进D.定向钻进答案：D。冲击钻进是利用钻头的冲击力破碎岩石，在一些松散地层和坚硬岩石地层都有应用；回转钻进是通过钻头旋转破碎岩石，是最常用的钻进方法之一；振动钻进主要用于松散地层的快速钻进。而定向钻进主要是为了控制井眼轨迹，使其按照预定方向钻进，它不是一种独立的基本钻进方法，更多是一种钻进工艺手段，常用于石油钻井等对井眼轨迹有特殊要求的领域，在水文水井钻探中一般不是常用的钻进方法。5.套管的作用不包括（）A.保护井壁B.隔离不同地层C.增加钻进速度D.为抽水设备提供通道答案：C。套管可以防止井壁坍塌，起到保护井壁的作用；能够将不同性质的地层分隔开，避免相互干扰；同时为后续的抽水设备安装和运行提供通道。但套管本身并不能增加钻进速度，钻进速度主要取决于钻头类型、钻进参数、岩石可钻性等因素。二、判断题1.岩石的硬度越高，其可钻性就越好。（×）岩石硬度高，抵抗钻头破碎的能力强，钻进时需要更大的能量来破碎岩石，可钻性通常较差，而不是越好。2.泥浆的粘度越大，其护壁效果就越好。（×）泥浆的护壁效果不仅仅取决于粘度。虽然适当的粘度有助于在井壁形成泥饼，起到护壁作用，但如果粘度过大，会影响泥浆的流动性和携带岩屑的能力，可能导致岩屑在井内沉淀，影响钻进效率，甚至可能引发其他问题。所以泥浆护壁效果是由粘度、失水量、泥饼质量等多种因素共同决定的。3.钻进过程中，只要泵压稳定，就说明钻进正常。（×）泵压稳定只是钻进正常的一个参考指标，但不能仅仅根据泵压稳定就判断钻进正常。还需要综合考虑钻进速度、岩屑返出情况、钻具扭矩等因素。例如，即使泵压稳定，但钻进速度突然异常降低，可能是钻头磨损或遇到坚硬岩石等情况；岩屑返出异常也可能表示地层情况发生变化或泥浆性能不合适等。4.水文水井钻探中，套管下入深度越深越好。（×）套管下入深度应根据具体的地层情况、井的用途等因素合理确定。如果套管下入过深，会增加成本，而且在一些情况下，可能会影响地下水的正常补给和开采。应根据地层的稳定性、含水层位置等确定合适的套管下入深度。5.冲击钻进适用于各种地层。（×）冲击钻进虽然有一定的适应性，但并不是适用于各种地层。在一些坚硬且完整的岩石地层，冲击钻进效率较高；但在一些松散的砂层、淤泥层等，冲击钻进可能会导致孔壁坍塌、岩屑难以排出等问题，此时回转钻进或振动钻进等方法可能更合适。三、简答题1.简述岩石可钻性分级的意义。岩石可钻性分级具有重要意义：-指导钻头选型：不同可钻性的岩石需要不同类型的钻头。通过岩石可钻性分级，能够根据岩石的可钻性级别选择最适合的钻头，提高钻进效率和钻头使用寿命。例如，对于可钻性好的软岩，可以选择切削型钻头；对于可钻性差的硬岩，则需要选择研磨型或冲击型钻头。-合理选择钻进参数：钻进参数如钻压、转速、泵量等与岩石可钻性密切相关。根据岩石可钻性分级，可以确定合适的钻进参数，以达到最佳的钻进效果。对于可钻性好的岩石，可以适当提高转速和钻压，增加钻进速度；对于可钻性差的岩石，则需要调整参数，避免钻头过度磨损或损坏。-制定钻进工艺方案：有助于制定合理的钻进工艺方案。在不同可钻性的地层中，可能需要采用不同的钻进方法和泥浆体系。例如，在可钻性较好的松散地层，可以采用振动钻进或回转钻进；在可钻性差的坚硬地层，可能需要采用冲击钻进或配合特殊的钻进工艺。-成本控制：准确了解岩石可钻性，能够避免盲目选择钻头和钻进参数，减少不必要的成本支出。通过合理选择钻进方案，可以提高钻进效率，降低钻进成本。2.泥浆在水文水井钻探中有哪些作用？-护壁作用：泥浆在井壁上形成一层泥饼，阻止泥浆中的水分进入地层，同时支撑井壁，防止井壁坍塌。特别是在松散地层或易坍塌地层中，泥浆的护壁作用尤为重要。-携岩作用：泥浆在循环过程中，能够将钻头破碎下来的岩屑携带到地面。通过合理调整泥浆的性能（如粘度、密度等），可以保证岩屑能够及时、有效地被带出井外，避免岩屑在井内堆积，影响钻进效率和钻头寿命。-冷却和润滑作用：在钻进过程中，钻头与岩石摩擦会产生大量的热量，泥浆可以带走这些热量，降低钻头温度，延长钻头使用寿命。同时，泥浆还能起到润滑作用，减少钻具与井壁之间的摩擦阻力，提高钻进效率。-平衡地层压力：通过调整泥浆的密度，可以平衡地层压力，防止地层中的流体（如水、天然气等）涌入井内，避免发生井喷等事故。在不同地层压力条件下，需要根据实际情况调整泥浆密度，确保钻进安全。3.钻进过程中遇到卡钻事故，应如何处理？-分析卡钻原因：首先要确定卡钻的类型和原因。常见的卡钻类型有粘附卡钻、键槽卡钻、砂桥卡钻、钻头泥包卡钻等。不同类型的卡钻原因不同，处理方法也有所差异。例如，粘附卡钻通常是由于泥浆性能不好或井壁泥饼过厚导致钻具与井壁粘附在一起；键槽卡钻是由于井壁形成键槽，钻具在键槽处被卡住。-尝试活动钻具：在确定卡钻原因后，可以先尝试上下活动钻具，通过施加一定的拉力和压力，使钻具松动。如果是轻微的卡钻，活动钻具可能会使钻具解卡。-调整泥浆性能：如果是由于泥浆性能问题导致的卡钻，如粘附卡钻，可以调整泥浆的粘度、失水量等性能参数，改善泥浆的护壁和润滑性能，减少钻具与井壁之间的摩擦力，有助于解卡。-泡油或注入解卡剂：对于一些较为严重的卡钻事故，可以向井内注入原油或专门的解卡剂，降低钻具与井壁之间的粘附力，使钻具更容易解卡。-套铣倒扣：如果上述方法都无法解卡，可以采用套铣倒扣的方法。套铣是用套铣管将被卡钻具周围的岩屑和泥饼等铣掉，然后通过倒扣的方式将钻具逐根倒出。-爆炸松扣：在极端情况下，当其他方法都无效时，可以采用爆炸松扣的方法。通过在卡点附近引爆雷管或炸药，使钻具在卡点处断开，然后分段取出钻具。4.简述水文水井钻探中成井工艺的主要步骤。-钻进成孔：根据地层情况和设计要求，选择合适的钻进方法和钻头，钻进到预定深度。在钻进过程中，要注意控制钻进参数，保证井眼的垂直度和孔径符合设计要求。同时，要及时记录钻进过程中的各种数据，如钻时、泵压、岩屑情况等，以便分析地层情况。-井壁管安装：钻进完成后，根据地层情况和井的用途，选择合适的井壁管（如钢管、塑料管等）。将井壁管逐根下入井内，注意井壁管的连接质量和垂直度。在井壁管下入过程中，可以采用扶正器等工具，保证井壁管居中。-滤水管安装：对于需要开采地下水的水井，要安装滤水管。滤水管的作用是过滤地下水，防止砂粒等杂质进入井内。滤水管的安装位置要根据含水层的位置和厚度确定，安装时要保证滤水管与井壁管之间的密封性能良好。-填砾：在井壁管和滤水管之间填入一定规格的砾石，形成滤水层。填砾的目的是进一步过滤地下水，提高水质，同时保护滤水管。填砾时要注意砾石的粒径和级配，保证填砾的密实度和均匀性。-洗井：成井后，要进行洗井作业。洗井的目的是清除井内的泥浆、岩屑和杂质，疏通含水层，提高水井的出水量。常用的洗井方法有活塞洗井、空压机洗井、化学洗井等。可以根据井的具体情况选择合适的洗井方法，一般采用多种洗井方法联合使用，以达到更好的洗井效果。-抽水试验：洗井完成后，进行抽水试验。抽水试验的目的是测定水井的出水量、水位降深等参数，评价水井的水文地质条件和开采能力。抽水试验要按照相关规范和标准进行，记录抽水过程中的各种数据，如抽水量、水位降深、水温等。5.如何保证水文水井钻探的质量？-设计阶段：-进行详细的地质勘察，了解地层情况、含水层分布等信息，为钻探设计提供准确的依据。-根据勘察结果和井的用途，合理设计井深、孔径、井壁管和滤水管的规格等参数。-制定科学合理的钻进工艺方案和泥浆配方，确保钻进过程的顺利进行。-钻进过程控制：-选择合适的钻进设备和钻头，保证钻进效率和质量。钻进设备要定期进行维护和保养，确保设备性能良好。-严格控制钻进参数，如钻压、转速、泵量等，根据地层情况及时调整参数，保证井眼的垂直度和孔径符合设计要求。-加强对泥浆性能的监测和调整，保证泥浆的护壁、携岩等性能良好。定期检测泥浆的粘度、密度、失水量等指标，根据实际情况进行调整。-及时记录钻进过程中的各种数据，如钻时、泵压、岩屑情况等，以便分析地层情况和发现问题及时处理。-成井工艺控制：-在井壁管和滤水管安装过程中，要保证连接质量和垂直度，防止井壁管和滤水管损坏或变形。-填砾时要严格控制砾石的粒径和级配，保证填砾的密实度和均匀性，防止砾石混入泥浆或其他杂质。-洗井要彻底，采用合适的洗井方法和工艺，清除井内的泥浆、岩屑和杂质，提高水井的出水量和水质。-质量检测：-成井后，要进行质量检测，包括井深、孔径、垂直度、出水量、水质等方面的检测。检测结果要符合相关标准和设计要求。-对检测中发现的问题，要及时进行整改，确保水井的质量和性能满足使用要求。四、计算题1.已知某水文水井设计井深为200m，孔径为300mm，采用的套管外径为273mm，套管壁厚为8mm。计算套管的下入体积和井内环形空间的体积。-套管体积计算：套管的内径\(d=273-2×8=257mm=0.257m\)，外径\(D=273mm=0.273m\)，井深\(h=200m\)。套管的体积\(V_1=\pi×(D^{2}-d^{2})×h/4\)\(=\pi×((0.273)^{2}-(0.257)^{2})×200/4\)\(=\pi×(0.074529-0.066049)×200/4\)\(=\pi×0.00848×200/4\)\(=\pi×0.424\approx1.33m^{3}\)-井内环形空间体积计算：井的孔径\(D_1=300mm=0.3m\)，套管外径\(D=0.273m\)，井深\(h=200m\)。环形空间体积\(V_2=\pi×(D_1^{2}-D^{2})×h/4\)\(=\pi×((0.3)^{2}-(0.273)^{2})×200/4\)\(=\pi×(0.09-0.074529)×200/4\)\(=\pi×0.015471×200/4\)\(=\pi×0.77355\approx2.43m^{3}\)2.某水井进行抽水试验，采用稳定流抽水，抽水流量为20m³/h，抽水8小时后，水位降深稳定在5m。已知该水井的影响半径为50m，试根据裘布依公式计算该含水层的渗透系数。裘布依公式为\(Q=1.366K\frac{(H^{2}-h^{2})}{\lgR-\lgr}\)，对于潜水完整井，当降深稳定时，可简化为\(Q=1.366K\frac{(2H-s)s}{\lgR-\lgr}\)，在本题中假设井半径\(r\)相对影响半径\(R\)很小，\(\lgr\)可忽略不计。已知\(Q=20m³/h\)，抽水时间\(t=8h\)，降深\(s=5m\)，影响半径\(R=50m\)。先将\(Q=20m³/h\)换算为\(m³/d\)，\(Q=20×24=480m³/d\)。由\(Q=1.366K\frac{(2H-s)s}{\lgR}\)，假设潜水含水层初始厚度\(H\)足够大，可近似认为\(2H-s\approx2H\)，这里为简化计算，暂不考虑\(H\)的影响，按照\(Q=1.366K\frac