2025年(钻探工程)钻探工程技术试题及答案

2025年(钻探工程)钻探工程技术试题及答案一、单项选择题（每题1分，共30分）1.在金刚石钻头制造过程中，决定胎体耐磨性的关键元素是A.钴  B.镍  C.钨  D.铬答案：A2.空气反循环连续取样钻进中，岩粉上升速度主要取决于A.空压机排气温度 B.钻杆内径 C.孔深 D.地表旋风分离器效率答案：B3.当孔内出现“吸钻”现象时，最先应调整的参数是A.转速 B.泵量 C.钻压 D.泥浆屈服值答案：C4.绳索取心钻杆接头螺纹采用1:16锥度，其主要目的是A.提高抗扭能力 B.降低应力集中 C.增加密封面长度 D.便于现场快速拧卸答案：B5.在页岩气水平井中，最常用的造斜工具组合是A.PDC钻头+弯外壳螺杆 B.牙轮钻头+直螺杆 C.冲击器+直钻铤 D.取心筒+稳定器答案：A6.钻井液静切力过高不会直接导致A.泥包钻头 B.泵压升高 C.岩粉悬浮能力增强 D.起钻抽吸压力减小答案：D7.钻孔轨迹测量中，磁方位角受以下哪项影响最小A.套管剩余磁性 B.太阳风强度 C.钻杆材质 D.地层磁化率答案：B8.采用泡沫钻进时，泡沫半衰期通常要求大于A.30min B.60min C.90min D.120min答案：B9.在极地冻土层施工，钻头选型首要考虑的性能指标是A.抗冲击韧性 B.热导率 C.耐磨性 D.抗弯强度答案：B10.钻杆疲劳裂纹最常见的萌生位置是A.母接头根部 B.公接头螺纹末端 C.管体中部 D.加厚过渡带答案：D11.下列哪项不是随钻测量（MWD）脉冲信号衰减的主因A.泥浆含砂量 B.钻杆壁厚 C.泵排量 D.井斜角答案：D12.在绳索取心中，内管总成到位后“张圈”弹开的驱动力来自A.钻杆回转离心力 B.泥浆静压差 C.弹簧蓄能 D.孔底反力答案：C13.钻铤的主要功能不包括A.提供钻压 B.降低钻柱弯曲 C.传递扭矩 D.增加泥浆返速答案：D14.当采用空气锤钻进时，最优工作风压与岩石单轴抗压强度（UCS）的经验关系为A.P=0.05UCS+0.5MPa B.P=0.1UCS+0.3MPa C.P=0.2UCS+0.1MPa D.P=0.02UCS+0.8MPa答案：A15.钻孔涌水时，现场最先应记录的参数是A.涌水量与水温 B.水化学类型 C.气体组分 D.水位恢复曲线答案：A16.牙轮钻头轴承磨损等级“T-6”代表A.滚柱磨损失效 B.密封失效 C.牙轮卡死 D.合金齿断裂答案：C17.在定向井中，若工具面角突然漂移，最可能的原因是A.螺杆定子脱胶 B.钻柱反向扭转 C.地层倾角变化 D.钻压突增答案：B18.钻井液用聚丙烯酰胺（PAM）的分子量越高，其A.降滤失能力越弱 B.增粘效果越显著 C.抗盐性能越差 D.生物降解越快答案：B19.采用双壁反循环钻进时，外管与内管环隙流速一般控制在A.0.5–1m/s B.1–2m/s C.2–3m/s D.3–4m/s答案：B20.在深海钻探中，隔水管补偿器的作用是A.平衡平台升沉 B.提供额外钻压 C.降低泥浆密度 D.隔离海水入侵答案：A21.钻杆发生氢脆断裂的典型微观形貌为A.韧窝 B.解理台阶 C.沿晶裂纹 D.疲劳辉纹答案：C22.当孔壁出现“缩径”时，最适合的扩孔工具是A.螺旋稳定器 B.偏心扩孔钻头 C.牙轮扩孔器 D.金刚石扩孔器答案：B23.在煤层气井中，为降低储层伤害，钻井液核心控制指标是A.滤失量<5mL B.pH=9–10 C.密度>1.3g/cm³ D.含砂量<2%答案：A24.采用涡轮钻具时，扭矩输出与A.流量平方成正比 B.流量线性正比 C.流量无关 D.流量立方成正比答案：A25.钻孔闭孔注浆时，水泥浆液析水率应小于A.1% B.3% C.5% D.7%答案：B26.在超深井中，钻柱“中性点”位置上移说明A.钻压减小 B.泥浆密度升高 C.井斜角增大 D.钻铤重量降低答案：B27.现场快速判断泥浆是否受到盐水侵污，最简便的方法是A.测电导率 B.测pH C.测含砂量 D.测塑性粘度答案：A28.钻杆接头镀铜的主要目的是A.防粘扣 B.提高硬度 C.降低摩擦系数 D.抗硫化氢答案：A29.在绳索取心中，岩心卡簧材料通常选用A.60Si2Mn B.45钢 C.304不锈钢 D.铜合金答案：A30.当采用液动锤钻进时，冲击功与泵压的关系可近似表示为A.W∝P^0.5 B.W∝P^1.0 C.W∝P^1.5 D.W∝P^2.0答案：C二、多项选择题（每题2分，共20分，多选少选均不得分）31.下列属于钻井液润滑性评价指标的有A.极压膜强度 B.四球磨斑直径 C.泥饼摩擦系数 D.动切力答案：A、B、C32.导致孔斜急剧增大的地质因素包括A.断层破碎带 B.软硬互层界面 C.岩脉侵入体 D.高角度节理答案：A、B、C、D33.关于空气锤钻头“喷嘴”设计，正确的有A.超音速喷嘴可降低耗风量 B.拉瓦尔管型可提升冲击功 C.喷嘴数量越多风压损失越小 D.出口马赫数一般取1.5–2.0答案：A、B、D34.钻杆疲劳寿命受下列哪些因素影响显著A.表面粗糙度 B.腐蚀环境 C.平均钻压 D.钻柱转速答案：A、B、C、D35.在定向井钻具组合中，稳定器安放位置直接影响A.增斜率 B.方位漂移 C.钻压传递 D.钻柱屈曲答案：A、B、C、D36.下列属于随钻测井（LWD）电阻率测量误差来源的有A.井眼扩径 B.泥浆侵入 C.地层各向异性 D.工具偏心答案：A、B、C、D37.关于煤层气井“洞穴完井”，正确的有A.通过负压激动诱导煤粉排出 B.洞穴直径可达1–2m C.需使用可膨胀式封隔器 D.适合原生结构煤答案：A、B、C38.在深海钻探中，隔水管涡激振动（VIV）抑制措施包括A.螺旋列板 B.整流罩 C.质量块调谐 D.顶部张紧力增大答案：A、B、C、D39.下列属于钻井液“环保型”处理剂的有A.聚乳酸微球暂堵剂 B.改性淀粉降滤失剂 C.磺化沥青 D.乙基纤维素答案：A、B、D40.在干热岩（HDR）钻探中，面临的技术难题有A.高温水泥浆失水 B.钻头热疲劳 C.井壁失稳 D.循环漏失答案：A、B、C、D三、判断题（每题1分，共10分，正确打“√”，错误打“×”）41.钻杆接头螺纹的“台肩”主要起密封作用。答案：√42.空气锤钻进时，排气温度越低越好。答案：×43.在相同钻压下，PDC钻头转速越高则机械钻速一定增加。答案：×44.钻井液屈服值越高，携岩能力越强，但易压漏地层。答案：√45.绳索取心钻进中，内管到位后“张圈”未弹开会导致堵心。答案：√46.牙轮钻头轴承密封失效后，最先表现为轴承温度降低。答案：×47.在水平井中，钻柱摩阻与井眼曲率半径成反比。答案：√48.采用泡沫钻进时，泡沫稳定性与水质硬度无关。答案：×49.钻孔轨迹控制中，磁偏角每年会发生变化，需实时校正。答案：√50.钻铤的“中性点”永远位于钻铤柱的几何中点。答案：×四、填空题（每空1分，共20分）51.在金刚石钻头胎体配方中，常用________作为骨架金属，以提高耐磨性。答案：钨carbide52.绳索取心钻杆的螺纹类型为________螺纹，具有自锁性能。答案：梯形53.空气反循环钻进时，岩粉经________通道被携带至地表。答案：内管中心54.钻井液API滤失量测试标准压差为________MPa。答案：0.6955.钻杆疲劳裂纹源区通常呈现________形貌。答案：贝壳状或海滩状56.在定向井中，工具面角指________与井眼高边之间的夹角。答案：钻头主切削方向57.牙轮钻头轴承密封常用材料为________橡胶。答案：丁腈58.采用液动锤钻进时，最优冲击频率与岩石________频率接近，可提高破岩效率。答案：自振59.在煤层气井中，为减少储层伤害，钻井液滤失量应控制在________mL以下。答案：560.深海钻探隔水管补偿器行程一般为________m。答案：8–1261.钻柱“中性点”指轴向力等于________的点。答案：零62.在干热岩钻探中，常用________水泥体系以抵抗高温。答案：磷铝酸盐63.空气锤钻头喷嘴出口马赫数一般设计为________。答案：1.5–2.064.钻井液塑性粘度反映流体在________流动时的内摩擦。答案：层流65.钻孔轨迹测量中，磁方位角需进行________校正才能获得真方位角。答案：磁偏角与收敛角66.在双壁反循环钻进中，外管与内管环隙流速一般控制在________m/s。答案：1–267.钻杆接头镀铜厚度通常为________μm。答案：8–1268.采用泡沫钻进时，泡沫半衰期应大于________min。答案：6069.在极地冻土钻探中，钻头热导率应________，以减少融洞。答案：低70.钻井液屈服值与塑性粘度的比值称为________，用于判断携岩能力。答案：动塑比五、简答题（每题6分，共30分）71.简述空气反循环连续取样钻进的工作原理及适用条件。答案：空气反循环连续取样钻进利用双壁钻杆，压缩空气经环隙下行，在孔底驱动空气锤或冲击器，破岩后岩粉由内管中心通道高速上返，实现连续取样。适用于干旱缺水、漏失地层、矿化度高及需要连续取样的固体矿产勘查；要求地层较完整、孔壁稳定性好，孔深一般<800m，岩粉粒径<5mm。72.说明钻井液滤失量过高对储层的伤害机理及控制措施。答案：高滤失量使大量自由水进入储层，引起水锁、粘土膨胀、微粒运移，降低渗透率。控制措施：①选用优质膨润土与降滤失剂（如CMS、PAC-LV）；②提高矿化度与储层水配伍；③加入暂堵剂（碳酸钙、可降解微球）形成低渗泥饼；④优化泥浆流型，降低动滤失；⑤近平衡钻井，控制压差<3MPa。73.列举导致钻孔轨迹突变的五种钻具因素并给出预防办法。答案：①弯接头磨损：定期探伤更换；②稳定器外径磨损：每趟钻测量外径，低于标准立即更换；③螺杆定子脱胶：下井前高温高压测试；④钻铤螺纹疲劳：采用镀铜+扭矩台肩监控；⑤PDC钻头保径齿脱落：选用高耐磨保径齿，控制钻压与转速。74.说明绳索取心“堵心”故障的判断方法与处理步骤。答案：判断：钻速骤降、泵压升高、回转扭矩波动、岩心采取率突降。处理：①立即停钻慢提，确认内管是否到位；②若堵心严重，采用“震击+反转”使卡簧松开；③提出内管检查卡簧、钻头水眼，清除泥包；④调整泥浆性能，降低失水、提高携岩；⑤重新下入，适当减小钻压与转速。75.简述深海钻探隔水管涡激振动（VIV）的危害及抑制技术。答案：VIV导致隔水管疲劳裂纹、接头密封失效、作业窗口缩小。抑制技术：①螺旋列板破坏涡脱落相关性；②整流罩减小横向力；③质量块调谐改变固有频率；④顶部张紧力实时优化，避开临界流速；⑤采用浮力块降低有效重量，提高阻尼。六、计算题（每题10分，共30分）76.某绳索取心钻孔孔深1200m，钻杆外径71mm、内径55mm，泥浆密度1.08g/cm³，钻铤长120m、外径89mm、内径57mm，钻压12kN。求钻柱“中性点”距孔底距离（忽略浮力系数影响）。答案：钻杆线重q1=（0.071²-0.055²）×π/4×7850=11.2kg/m钻铤线重q2=（0.089²-0.057²）×π/4×7850=27.8kg/m设中性点位于钻铤段，距孔底xm：12000=27.8×9.81×x →x=44.1m验证：钻铤120m>44.1m，假设成立。答：中性点距孔底44.1m。77.某空气锤钻进，喷嘴出口直径8mm，总压0.9MPa，温度30℃，空气绝热指数k=1.4，气体常数R=287J/(kg·K)。求理论出口马赫数1.8时的质量流量。答案：临界压力比P/P0=(2/(k+1))^(k/(k-1))=0.528P0=0.9MPa，P=0.475MPa，出口背压0.1MPa<P，为超音速。T0=303K，出口温度T=T0/(1+(k-1)M²/2)=303/(1+0.2×1.8²)=184K出口密度ρ=P/RT=0.1×10⁶/(287×184)=1.89kg/m³出口音速a=√(kRT)=√(1.4×287×184)=272m/s出口速度V=Ma=1.8×272=490m/s面积A=π×0.004²=5.03×10⁻⁵m²质量流量Q=ρAV=1.89×5.03×10⁻⁵×490=0.0465kg/s答：0.0465kg/s。78.某水平井段长800m，井眼直径152mm，钻杆外径127mm，泥浆密度1.25g/cm³，钻柱平均摩阻系数0.25，井斜角90°，求滑动下入时大钩悬重降低值（忽略浮力）。答案：正压力N=单位长度浮重×长度×cosθθ=90°，cosθ=0，理论上无轴向摩阻；实际存在井眼轨迹波动，取等效平均角85°。单位长度浮重q=(0.127²-0.108²)×π/4×7850×9.81=22.4N/mN=qLcos85°=22.4×800×0.0872=1563N摩阻F=μN=0.25×1563=391N考虑轨迹狗腿，实际放大3倍：F实≈1.2kN答：大钩悬重降低约1.2kN。七、综合分析题（每题15分，共30分）79.某金属矿勘查孔设计孔深2500m，终孔直径75mm，地层依次为第四系松散层0–200m、矽卡岩200–800m、矽卡岩化灰岩800–1800m、石英闪长岩1800–2500m。区域断层发育、地应力高、涌水压力3.5MPa。请给出完整钻探工艺方案，包括钻孔结构、钻进方法、钻井液体系、取心工具、轨迹控制、事故预防及环保措施。答案：钻孔结构：Ø150mm开孔，下Ø146mm套管200m隔离松散层；二开Ø122mm至800m，下Ø118mm技术套管封隔矽卡岩裂隙；三开Ø98mm至1800m，下Ø94mm套管；四开Ø75mm终孔。钻进方法：0–200m采用气动潜孔锤跟管钻进；200–2500m采用绳索取心液动锤复合钻进，提高取心质量与效率。钻井液体系：200–800m采用钙–聚合物低固相体系，密度1.08g/cm³，失水<5mL，防塌；800–2500m转为钾盐–聚磺体系，密度1.18g/cm³，抗温>150℃，加入沥青质防塌剂与超细碳酸钙暂堵，降低涌水侵污。取心工具：Ø122mm采用HQ绳索取心，Ø98mm采用NQ，Ø75mm采用BQ；液动锤冲击频率15–20Hz，取心率≥95%。轨迹控制：采用陀螺+磁测组合，每50m测斜，井斜角<3°；断层带加密至25m，采用1.5°弯接头+稳定器组合纠斜。事故预防：高应力段采用高屈服强度G105钻杆，扭矩限值80%额定；涌水段采用