2025年1月钻探工模考试题与答案

2025年1月钻探工模考试题与答案1.【单项选择】在金刚石绳索取心钻进中，当泵压表突然升高0.8MPa、钻速下降30%、转盘扭矩减小且岩心采取率由92%骤降至45%时，最可能发生的孔内情况是（）A.钻头胎体严重冲蚀B.岩心自卡导致堵心C.钻杆接头螺纹刺漏D.孔底涌水造成岩心冲蚀答案：B解析：绳索取心依靠卡簧抱紧岩心，岩心自卡后冲洗液循环通道受阻，泵压升高；岩心无法进入内管导致采取率骤降；扭矩减小说明钻头不再破碎新岩石，符合堵心特征。刺漏与涌水均会使泵压下降，可排除。2.【单项选择】某矿区设计孔深1200m，采用φ89mm钻杆，钻井液密度1.08g/cm³，若要求孔内最大静液柱压力不超过地层破裂压力的80%，则该孔段允许的最大地层破裂压力梯度为（）A.1.65kPa/mB.1.78kPa/mC.1.92kPa/mD.2.05kPa/m答案：C解析：最大静液柱压力P=ρgH=1.08×9.81×1200=12.71MPa；允许破裂压力=12.71/0.8=15.89MPa；梯度=15.89/1200=1.92kPa/m。3.【单项选择】在空气潜孔锤正循环钻进中，若空压机额定排量25m³/min、钻杆外径114mm、孔径216mm、孔深850m，忽略泄漏，则环空返速最接近（）A.18m/sB.22m/sC.26m/sD.30m/s答案：B解析：环空面积A=π/4×(0.216²0.114²)=0.026m²；返速v=Q/A=25/60/0.026≈22m/s。4.【单项选择】采用φ75mm绳索取心钻头钻进石英岩，钻压12kN、转速850r/min、泵量120L/min，若单位体积岩石破碎功为120MJ/m³，则理论机械钻速约为（）A.0.6m/hB.1.1m/hC.1.7m/hD.2.3m/h答案：B解析：钻头破岩功率P=F×v=12000×π×0.075×850/60=40kW；每秒钟破碎岩石体积=P/120×10⁶=3.33×10⁻⁴m³/s；钻速v=Q/A=3.33×10⁻⁴/(π/4×0.075²)=0.30m/s≈1.1m/h。5.【单项选择】某深孔采用φ127mm钻杆+φ178mm钻铤组合，钻铤线重2.3kN/m，钻杆线重0.34kN/m，设计钻压180kN，若要求中性点位于钻铤内且安全系数1.2，则最少需下入钻铤长度为（）A.78mB.94mC.108mD.122m答案：C解析：钻铤浮重=2.3×(11.08/7.85)=2.0kN/m；需提供钻压180×1.2=216kN；长度L=216/2.0=108m。6.【单项选择】在泥浆闭路循环系统中，除砂器最佳处理量应等于（）A.泥浆泵额定排量的110%B.泥浆泵额定排量的100%C.泥浆泵额定排量的80%D.泥浆泵额定排量的50%答案：A解析：除砂器需处理全部循环液并考虑10%的富余量，防止瞬时峰值导致溢流。7.【单项选择】当采用螺杆马达+PDM组合进行定向造斜时，若工具面角稳定指向75°，但实测井斜角由8°降至6°，方位由45°增至60°，则最可能的原因是（）A.马达压降不足B.地层倾角变化C.钻具反向扭转D.钻压过大导致马达失速答案：B解析：井斜减小、方位增大说明钻头趋向沿地层上倾方向漂移，为典型地层力作用。8.【单项选择】在破碎性地层取心时，为抑制岩心“糖葫芦”现象，应优先调整（）A.降低转速50%B.增大泵量30%C.减小钻压20%D.提高泥浆屈服值至25Pa答案：D解析：提高屈服值可增强泥浆携岩能力，减少岩心在内管中碰撞断裂。9.【单项选择】采用φ96mm冲击回转钻进，单次冲击功320J、冲击频率28Hz、钻压8kN，若岩石凿碎比功为85MJ/m³，则理论纯钻速约为（）A.0.9m/hB.1.4m/hC.1.9m/hD.2.5m/h答案：C解析：每秒破岩体积=320×28/85×10⁶=1.05×10⁻⁴m³/s；钻速=1.05×10⁻⁴/(π/4×0.096²)=0.52m/s≈1.9m/h。10.【单项选择】当孔内出现“灌肠”型塌孔，测得泥浆失水量8mL/30min、泥皮厚度2mm，则首要处理措施为（）A.加入0.3%CMC降失水B.加入5%KCl抑制水化C.加入0.5%玻璃胶提高粘度D.加入10%重晶石提高密度答案：A解析：失水量高导致泥皮厚而疏松，无法支撑孔壁，降失水为首要。11.【单项选择】在绳索取心打捞过程中，若绞车提升拉力达到65kN仍无法提断岩心，则下一步合理操作是（）A.瞬时冲击至75kNB.开泵憋压至10MPaC.正转15圈后上提D.下放0.3m重新打捞答案：C解析：正转可使卡簧进一步抱紧岩心，同时扭断岩心根部，为规范操作。12.【单项选择】采用空气泡沫钻进，泡沫质量分数需维持在（）以上才能有效携岩。A.55%B.65%C.75%D.85%答案：C解析：经验表明泡沫质量分数>75%时，其表观粘度急剧上升，携岩能力显著增强。13.【单项选择】某孔深900m处发生严重漏失，漏速30m³/h，地层承压当量密度1.25g/cm³，若采用LCM桥堵，则桥堵浆液中颗粒级配D50应接近裂缝开度的（）A.1/2B.1/3C.1/5D.1/7答案：B解析：桥堵理论要求D50≈裂缝开度/3，可形成稳定桥架。14.【单项选择】在随钻测量（MWD）中，若磁偏角5°、网格收敛角+2°，则真方位与网格方位换算关系为（）A.真方位=网格方位+3°B.真方位=网格方位3°C.真方位=网格方位+7°D.真方位=网格方位7°答案：A解析：真方位=磁方位+磁偏角；网格方位=真方位收敛角；合并得真方位=网格方位+磁偏角+收敛角=5°+2°=3°，即网格方位=真方位+3°，故真方位=网格方位3°，选项B正确。（注：题目设置陷阱，需仔细推导）15.【单项选择】当采用双壁反循环连续取心时，若外管φ219mm、内管φ89mm、泵量600L/min，则内管返速最接近（）A.1.6m/sB.2.1m/sC.2.6m/sD.3.2m/s答案：B解析：内管面积A=π/4×0.089²=0.0062m²；返速=600/60/1000/0.0062≈2.1m/s。16.【单项选择】在深孔金刚石钻进中，若发现钻头胎体出现“喇叭口”磨损，其主因是（）A.钻压过高B.转速过低C.泥浆含砂量高D.钻头底唇面与岩面不垂直答案：D解析：不垂直导致外侧或内侧局部过载，形成喇叭口。17.【单项选择】采用φ71mm螺杆马达进行定向，若马达压降3.2MPa、排量320L/min、马达效率75%，则输出扭矩约为（）A.1.8kN·mB.2.4kN·mC.3.0kN·mD.3.6kN·m答案：C解析：水功率P=3.2×320/60=17.1kW；轴功率=17.1×0.75=12.8kW；扭矩T=9550×12.8/（1500×0.8）≈3.0kN·m（假定马达转速1200r/min）。18.【单项选择】当孔内出现“泥包”钻头现象，最先表现的参数变化是（）A.泵压升高、扭矩减小B.泵压升高、扭矩增大C.泵压降低、扭矩增大D.泵压降低、扭矩减小答案：B解析：泥包导致过流面积减小，泵压升高；钻头切削面被糊，扭矩因摩擦增大。19.【单项选择】在破碎带采用套管护壁，若套管外径φ244mm、壁厚12mm、钢材密度7.85g/cm³，则每米套管浮重为（）A.4.2kN/mB.5.1kN/mC.6.0kN/mD.6.9kN/m答案：B解析：截面积A=π/4×(0.244²0.220²)=0.0087m²；线重=0.0087×7.85×9.81=5.1kN/m；泥浆中浮重=5.1×(11.08/7.85)=4.4kN/m，但选项无4.4，取干重最接近5.1。20.【单项选择】采用反循环冲击器钻进，若潜孔锤耗风量18m³/min、上返风速需≥25m/s，则最小钻孔直径应为（）A.150mmB.180mmC.210mmD.240mm答案：C解析：面积A=18/60/25=0.012m²；直径D=√(4A/π)=0.124m，考虑钻杆占面积，孔径需≥210mm。21.【多项选择】下列哪些措施可有效降低金刚石钻头“抛光”现象的发生概率（）A.选用高钻压低转速参数B.加入4%石墨粉润滑C.阶段性减少泵量30%D.选用高浓度胎体E.每钻进0.5m提钻扫孔答案：A、B、D解析：高钻压低转速利于金刚石出刃；石墨润滑减少抛光；高浓度胎体增加自锐。减少泵量反而易烧钻；频繁提钻降低效率。22.【多项选择】在易斜地层钻探中，导致井斜角增大的主要因素包括（）A.地层倾角大于60°B.钻铤刚度不足C.钻头侧向切削不对称D.钻压低于临界值E.转盘转速过高答案：A、B、C解析：高倾角、钻铤刚度低、钻头不对称均产生侧向力；低钻压不易斜；高转速对井斜影响小。23.【多项选择】关于空气泡沫钻进特点，下列描述正确的有（）A.泡沫液柱压力仅为清水的15%～25%B.泡沫对岩心污染程度低于聚合物泥浆C.泡沫携岩能力随深度增加而线性降低D.泡沫漏失量对裂缝宽度敏感E.泡沫可循环使用，但需连续补充发泡剂答案：A、B、D、E解析：泡沫密度低，液柱压力小；无固相污染；携岩能力受泡沫稳定性影响，非简单线性；裂缝宽则漏失大；泡沫易破需补剂。24.【多项选择】在孔内事故处理中，下列情况适合采用“套铣”方法的有（）A.钻杆中部断落且断口不齐B.钻头胎体与岩心管粘连C.绳索取心内管打捞头滑脱D.套管下段螺纹倒扣E.潜孔锤逆止阀卡死答案：A、B、D解析：套铣可磨铣不规则断口、粘连胎体、倒扣套管；内管滑脱用打捞矛；逆止阀卡死需震击或泡酸。25.【多项选择】下列参数中，直接影响随钻测量（MWD）脉冲信号传输速率的有（）A.泥浆塑性粘度B.泵量波动幅度C.钻杆内径D.地层电阻率E.钻头喷嘴直径答案：A、B、C解析：粘度、泵量波动、内径影响压力波衰减与反射；地层电阻率与电磁MWD有关，非脉冲；喷嘴直径影响小。26.【多项选择】在破碎地层取心时，为减少岩心“自磨”现象，可采取（）A.内管加设橡胶衬套B.采用双动双管钻具C.降低转速40%D.增加卡簧抱紧力E.内管涂覆聚氨酯涂层答案：A、C、E解析：橡胶、涂层缓冲减磨；降低转速减少碰撞；双动双管反而增加相对运动；卡簧力过大易碎心。27.【多项选择】下列关于钻孔漏失分类与对应处理原则，匹配正确的有（）A.渗透性漏失—提高泥浆粘度+桥堵B.裂缝性漏失—LCM桥堵+快干水泥C.溶洞性漏失—惰性材料+水泥浆回填D.诱导性漏失—降低泥浆密度E.所有漏失都应先尝试提高密度答案：A、B、C、D解析：E错误，提高密度可能加剧诱导性漏失。28.【多项选择】在钻探现场，导致泥浆“发酵”产生H₂S气体的常见原因有（）A.淀粉类处理剂高温降解B.含硫地层侵入C.泥浆pH>11D.长期停钻未循环E.加入过量杀菌剂答案：A、B、D解析：淀粉厌氧发酵、地层硫、停钻静止均产H₂S；高pH抑制但非原因；杀菌剂减少发酵。29.【多项选择】采用顶部驱动系统（TDS）相比传统转盘钻进的优势包括（）A.可连续接单根不停止循环B.可实现反扣倒钻具C.可精确控制转速±1r/minD.可自动排放钻杆E.可降低卡钻概率答案：A、B、C、E解析：TDS可连续循环、反扣、精确调速；减少停泵卡钻；排放钻杆需铁钻工，非TDS本身功能。30.【多项选择】在钻孔轨迹预测模型中，需重点考虑的地层参数有（）A.各向异性指数B.抗压强度C.泊松比D.内摩擦角E.地层孔隙压力答案：A、C、D解析：各向异性、泊松比、摩擦角决定侧向切削特性；抗压强度影响钻速；孔隙压力对井斜影响小。31.【判断】在金刚石钻进中，钻头每克拉金刚石承担钻压应控制在0.8～1.2N，否则易造成金刚石早期碎裂。（）答案：正确解析：经验值0.8～1.2N/克拉可保证正常出刃与自锐。32.【判断】空气潜孔锤钻进时，若孔口返渣突然减少且气压升高，可判断为钻杆螺纹刺漏。（）答案：错误解析：刺漏会导致气压降低，返渣减少；气压升高多为堵孔或钻头排气孔堵塞。33.【判断】在绳索取心中，卡簧内径与岩心外径的合理间隙应为0.1～0.3mm。（）答案：正确解析：间隙过小易卡死，过大易滑脱，0.1～0.3mm最佳。34.【判断】采用φ89mm钻杆钻进，若孔深超过800m，则必须采用S135钢级以保证抗拉安全系数≥1.8。（）答案：错误解析：需综合计算钻具组合重量，非绝对深度决定，G105亦可能满足。35.【判断】在泥浆体系中，加入0.2%聚丙烯酰胺（PAM）主要作用是提高动切力、降低滤失量。（）答案：错误解析：PAM主要起絮凝携岩作用，降滤失需与CMC复配。36.【判断】当孔内出现“键槽”卡钻时，应采用震击器向上震击并伴随慢速转动。（）答案：正确解析：向上震击+转动可逐步破坏键槽。37.【判断】在定向钻进中，若井斜角>65°，则方位测量需采用陀螺仪，磁测工具将失效。（）答案：错误解析：磁测工具在高倾角仍可用，需进行磁倾角校正；陀螺仪用于磁干扰环境。38.【判断】采用反循环连续取心，若内管返速>3m/s，则岩心冲刷严重，采取率将显著降低。（）答案：正确解析：高速气流易吹蚀岩心表面，尤其软岩。39.【判断】在破碎地层下套管，若采用“漂浮”下套管技术，可减少套管弯曲及井壁刮削。（）答案：正确解析：漂浮降低有效重量，减少压弯与刮削。40.【判断】钻孔涌水时，立即增大泥浆密度至涌水当量密度以上，是最安全有效的首要措施。（）答案：错误解析：需先判断涌水是否含硫化氢、是否高压，盲目提密度可能压漏地层或引发井喷。41.【填空】在金刚石绳索取心钻进中，为保证岩心直径符合φ55mm标准，钻头内径应设计为________mm，卡簧自由内径应为________mm。答案：56.0；55.3解析：钻头内径比岩心大1mm供间隙；卡簧自由状态略小于岩心0.2～0.3mm，确保抱紧。42.【填空】某孔深1000m处发生严重漏失，漏速40m³/h，决定采用桥堵+快干水泥浆封堵。若水泥浆密度1.85g/cm³、造浆率0.75m³/t，则需准备________t水泥，并配________m³桥堵浆液（桥堵剂加量8%）。答案：32；12解析：假设封堵段环空容积12m³，水泥浆用量12m³，需水泥12/0.75=16t；桥堵浆液与水泥浆等量，故桥堵浆12m³，含桥堵剂0.96t；总水泥16t，但桥堵浆不需额外水泥，题目问“水泥”指快干水泥，故16t，但需考虑顶替液与附加30%，修正后约32t（含附加）；桥堵浆12m³。43.【填空】在空气潜孔锤钻进中，若空压机额定压力2.4MPa、孔深1200m、最大孔径250mm，则沿程压降可按经验公式ΔP=0.025×Q¹·⁸×L/D⁴·⁸³计算（Q：m³/min；L：m；D：m）。当Q=20m³/min、D=0.25m时，沿程压降为________MPa，故孔底潜孔锤工作压力仅剩________MPa。答案：0.42；1.98解析：ΔP=0.025×20¹·⁸×1200/0.25⁴·⁸³=0.42MPa；剩余=2.40.42=1.98MPa。44.【填空】采用φ96mm螺杆马达进行定向造斜，若马达弯角1.5°、工具面角90°、钻压12kN、转速30r/min，则理论造斜率约为________°/30m。答案：5.2解析：经验公式K=0.2×弯角×钻压^0.5=0.2×1.5×√12≈5.2°/30m。45.【填空】在钻孔灌注桩施工中，若设计桩径1.2m、孔深50m、充盈系数1.15，则理论混凝土方量为________m³，若采用φ250mm导管灌注，导管埋深最小应保持________m。答案：64.8；1.0解析：V=π/4×1.2²×50×1.15=64.8m³；规范要求导管埋深≥1.0m。46.【简答】阐述在深孔金刚石钻进中发生“烧钻”前的三种典型征兆，并给出对应的应急处理程序。答案：征兆：①泵压持续升高0.3～0.5MPa且波动消失；②扭矩突增后迅速下降，伴随钻速锐减至0；③孔口返流温度升高≥10℃，出现刺激性焦糊味。应急程序：①立即停转、停压，保持孔内冲洗液循环冷却2～3min；②缓慢上提钻具0.2～0.3m，观察泵压是否回落；③若泵压仍高，采用“点提”方式每提0.1m停1min，直至泵压恢复正常；④提钻检查钻头，若胎体出现蓝黑色氧化圈或金刚石碳化，必须更换钻头，并检查泥浆性能，确保失水量<4mL、含砂量<0.5%。47.【简答】说明在破碎花岗岩地层实现φ150m以浅绳索取心采取率≥95%的技术组合方案。答案：①钻具组合：采用φ75mm绳索取心双管，内管加设3mm厚聚氨酯衬套，卡簧材质65Mn、硬度HRC48，自由内径55.3mm；②钻头选型：选用高浓度（75%）孕镶金刚石钻头，粒度25/35目，胎体硬度HRC38，底唇面采用弧形水槽，水口面积占比18%；③钻进参数：钻压8～10kN，转速450～550r/min，泵量100～110L/min，保持环空返速0.5m/s；④泥浆体系：采用低固相不分散体系，密度1.03g/cm³，粘度22s，失水量<5mL，加入0.2%KPAM抑制岩屑分散；⑤操作规程：每钻进1m提钻扫孔一次，扫孔钻压不超过3kN；内管投放前冲洗时间≥30s，确保孔底清洁；⑥取心后处理：岩心提出后立即蜡封，避免风化；若岩心直径<54mm，立即更换卡簧。48.【简答】计算题：某矿区设计孔深1800m，采用φ114mm钻杆（线重0.49kN/m）+φ159mm钻铤（线重1.8kN/m）组合，设计钻压200kN，泥浆密度1.12g/cm³，若要求钻杆抗拉安全系数≥1.8，则需下入多少米钻铤？并校核钻杆最大静载。答案：钻铤浮重=1.8×(11.12/7.85)=1.54kN/m；需钻铤长度L=200×1.2/1.54=156m（取安全系数1.2中性点）；钻杆最大静载发生在提钻状态，总重=钻杆重+钻铤重=0.49×(1800156)+1.8×156=0.49×1644+280.8=806+280.8=1086.8kN；浮重=1086.8×(11.12/7.85)=1086.8×0.857=931kN；φ114mmS135钻杆屈服拉力1930kN，安全系数=1930/931=2.07>1.8，满足。故需钻铤156m。49.【简答】描述在孔深1100m处发生“埋钻”事故，钻杆被沉砂埋住200m，砂层松散、粒径0.5～2mm，给出完整处理步骤及所需工具。答案：步骤：①首先接入φ89mm反循环接头，改用大泵量（200L/min）正循环冲砂，同时上下活动钻具，活动行程0.5m，频率10次/min；②若1h无效，下入φ130mm三翼刮刀套铣钻头，套铣长度超过埋钻段20m，套铣参数：钻压5kN、转速80r/min、泵量150L/min，泥浆粘度提高至35s，携砂能力增强；③每套铣3m，采用“震击+反冲”方式：关闭泵，快速上提至震击器工作拉力（600kN），震击5次，再开泵反冲10min；④套铣至埋钻段底部后，投入φ70mm卡瓦打捞矛，缓慢下放至