水文水井钻探工技术能力考核试卷及答案

水文水井钻探工技术能力考核试卷及答案一、单项选择题（共15题，每题2分，共30分）1.水文水井钻探中，用于破碎岩石的核心工具是（）。A.钻杆B.钻头C.套管D.泥浆泵2.下列不属于回转式钻机主要组成部分的是（）。A.动力机B.卷扬机C.水龙头D.冲击器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.平衡地层压力D.提高钻速4.水文井井身结构中，最内层用于取水的管柱是（）。A.表层套管B.技术套管C.井管（滤水管）D.隔水套管5.钻进过程中，“回次进尺”指的是（）。A.单根钻杆长度B.两次提钻之间的钻进进尺C.钻头直径D.泥浆循环时间6.以下哪种岩石破碎方式属于“剪切破碎”（）。A.牙轮钻头破碎石灰岩B.金刚石钻头破碎花岗岩C.刮刀钻头破碎黏土D.潜孔锤破碎砂岩7.井斜测量中，常用的仪器是（）。A.水准仪B.陀螺测斜仪C.经纬仪D.罗盘仪8.水文井洗井的主要目的是（）。A.清除孔内岩屑B.提高井的出水量C.检测井深D.加固井壁9.钻杆的常用连接方式是（）。A.焊接B.螺纹连接C.法兰连接D.卡箍连接10.钻进松散地层时，优先选用的钻头类型是（）。A.金刚石钻头B.硬质合金钻头C.牙轮钻头D.刮刀钻头11.泥浆密度的常用测量仪器是（）。A.马氏漏斗B.密度计C.粘度计D.含砂量测定仪12.水文井成井后，井管外封闭段的材料通常选用（）。A.碎石B.黏土球C.水泥浆D.粗砂13.钻进过程中，“蹩钻”现象的主要原因是（）。A.钻压过小B.钻头磨损严重C.泥浆密度过高D.转速过快14.井管安装时，“浮板”的作用是（）。A.防止井管下沉B.平衡井管浮力C.固定井管位置D.增加井管强度15.水文钻探中，“岩心采取率”的计算方法是（）。A.岩心长度/钻头直径B.岩心长度/回次进尺C.岩心重量/岩石密度D.岩心体积/钻孔体积二、多项选择题（共10题，每题3分，共30分，错选、漏选均不得分）1.水文水井钻探常用的钻进方法包括（）。A.回转钻进B.冲击钻进C.振动钻进D.反循环钻进2.泥浆的主要性能指标有（）。A.密度B.粘度C.含砂量D.酸碱度（pH值）3.井斜的危害包括（）。A.增加钻具磨损B.影响井的出水量C.导致井管无法下入D.降低岩心采取率4.水文井井管的常用材料有（）。A.钢管B.塑料管C.铸铁管D.混凝土管5.钻进参数主要包括（）。A.钻压B.转速C.泵量D.钻头类型6.洗井的常用方法有（）。A.活塞洗井B.空压机洗井C.化学洗井D.酸化洗井7.钻具组合（钻具结构）的组成部分包括（）。A.钻头B.钻铤C.钻杆D.扶正器8.松散地层钻进时，可能出现的问题有（）。A.孔壁坍塌B.缩径C.岩心堵塞D.漏失9.水文钻探质量控制的关键指标包括（）。A.井深误差B.井斜角C.岩心采取率D.井管安装深度10.钻探设备日常维护的内容包括（）。A.润滑转动部件B.检查钢丝绳磨损C.清洗泥浆泵D.更换钻头三、填空题（共10题，每题2分，共20分）1.水文水井钻探中，钻杆的常用材质是______（填“钢”或“铝合金”）。2.泥浆的粘度通常用______（仪器名称）测定，单位为秒（s）。3.井身结构设计的核心参数是______和______（填两个关键参数）。4.冲击钻进时，“冲程”指的是______的上下移动距离。5.岩心管的主要作用是______和______（填两个作用）。6.水文井滤水管的孔隙率一般要求不低于______（填百分比）。7.钻进中，“泵压”突然升高可能是由于______或______（填两个原因）。8.井管安装时，常用的扶正方法是在井管外壁焊接______。9.水文钻探终孔后，需测量孔底沉渣厚度，一般要求不超过______（填数值，单位：米）。10.泥浆失水量过大可能导致______（填一种孔内事故）。四、简答题（共5题，每题6分，共30分）1.简述泥浆护壁的原理。2.井斜产生的主要原因有哪些？如何预防？3.洗井的目的是什么？列举3种常用洗井方法的操作要点。4.钻进过程中遇漏失层时，应采取哪些处理措施？5.如何判断钻头磨损程度？磨损后对钻进效率有何影响？五、计算题（共3题，每题10分，共30分）1.某钻孔设计井深300米，采用φ114mm钻杆（每米重量9.6kg），钻铤长度20米（每米重量65kg），计算孔内钻具总重量（忽略钻头重量）。2.现有密度为1.15g/cm³的泥浆10m³，需调整密度至1.20g/cm³，需加入密度为4.2g/cm³的重晶石粉多少千克？（泥浆体积变化忽略不计）3.某回次钻进中，钻前孔深为150.00米，钻后孔深为155.50米，取出岩心长度为4.80米，计算该回次的岩心采取率。六、操作分析题（共2题，每题15分，共30分）1.现场钻进至200米时，突然出现泥浆返出量减少、泵压下降的现象，试分析可能原因及处理步骤。2.下井管过程中遇到阻卡，无法顺利下入，可能的原因有哪些？应如何排查和处理？七、综合应用题（共1题，30分）某地区需施工一口300米深度的水文勘探井，地层情况：0~50米为黏土层，50~200米为砂卵石层（含砾石），200~300米为石灰岩（中硬）。要求：（1）设计钻进工艺（包括设备选型、钻头类型、泥浆性能参数）；（2）制定井身结构（套管层次、直径、下入深度）；（3）提出质量控制关键点（井斜、岩心采取率、井管安装等）。答案及评分标准一、单项选择题1.B2.D3.D4.C5.B6.C7.B8.B9.B10.D11.B12.B13.B14.B15.B二、多项选择题1.ABCD2.ABCD3.ABC4.ABCD5.ABC6.ABCD7.ABCD8.ABD9.ABCD10.ABC三、填空题1.钢2.马氏漏斗3.钻孔直径；各层套管下入深度4.冲锤（或冲击钻头）5.容纳岩心；保护岩心6.15%~20%（或15%20%）7.钻头水眼堵塞；孔内岩屑过多（或循环系统故障）8.扶正器（或导向环）9.0.5米10.孔壁坍塌（或缩径）四、简答题1.泥浆护壁原理：泥浆在孔壁形成一层薄而致密的泥皮，通过泥浆柱压力平衡地层孔隙水压力和地应力，防止孔壁坍塌；同时泥浆的粘滞性可减少滤液向地层渗透，保持孔壁稳定。（6分，要点：泥皮形成、压力平衡、减少渗透）2.井斜原因及预防：原因：地层软硬不均（2分）、钻具弯曲（1分）、操作不当（如钻压过大、转速过高）（1分）；预防：使用刚性钻具（如加重钻铤）（1分）、控制钻压和转速（1分）、定期测斜校正（1分）。（总分6分，原因3分，预防3分）3.洗井目的及方法：目的：清除孔壁泥皮和孔底沉渣，恢复含水层渗透性，提高井的出水量（2分）。方法要点：活塞洗井：用活塞在井管内上下抽动，利用负压抽吸孔壁泥皮（2分）；空压机洗井：通过压缩空气与泥浆混合形成气水混合物，快速排出孔内杂物（2分）；化学洗井：向孔内注入盐酸（或其他酸液）溶解孔壁钙质胶结物（2分）。（总分6分，目的2分，方法各2分，列举3种即可）4.漏失层处理措施：①降低泥浆密度和粘度，减少压力差（2分）；②注入堵漏材料（如锯末、棉籽壳、水泥浆）填充漏失通道（2分）；③采用间歇循环或小泵量钻进（1分）；④严重漏失时，下套管隔离漏层（1分）。（总分6分）5.钻头磨损判断及影响：判断方法：提钻后观察钻头刃部磨损量（如硬质合金钻头刃高磨损超过1/3）（2分）、钻进效率下降（进尺变慢）（2分）、泵压异常（如钻头水眼磨损导致泵压降低）（2分）。影响：磨损后破碎岩石效率降低，钻速减慢（1分），易导致“蹩钻”或“跳钻”（1分），增加钻具磨损（1分）。（总分6分）五、计算题1.钻具总重量计算：钻杆重量：(30020)m×9.6kg/m=280×9.6=2688kg（3分）钻铤重量：20m×65kg/m=1300kg（3分）总重量：2688+1300=3988kg（4分）答：孔内钻具总重量为3988千克。2.重晶石粉添加量计算：设需加入重晶石粉质量为xkg，原泥浆质量=1.15g/cm³×10m³=11500kg（2分）调整后泥浆总质量=11500+x（1分），体积仍为10m³，密度=1.20g/cm³=1200kg/m³（2分）则：(11500+x)/10=1200→x=1200011500=500kg（5分）答：需加入重晶石粉500千克。3.岩心采取率计算：回次进尺=155.50150.00=5.50米（3分）岩心采取率=（岩心长度/回次进尺）×100%=（4.80/5.50）×100%≈87.3%（7分）答：该回次岩心采取率约为87.3%。六、操作分析题1.泥浆返出量减少、泵压下降的原因及处理：可能原因：①孔内漏失（如遇裂隙或溶洞地层）（3分）；②泥浆泵故障（如活塞磨损、凡尔漏失）（3分）；③钻杆断裂或脱扣（泥浆从断裂处漏失）（3分）。处理步骤：①停钻，检查泥浆泵工作状态（如压力表、泵体声音）（2分）；②上提钻具至安全位置，观察泥浆池液面是否下降（判断是否漏失）（2分）；③若泵正常且液面下降，注入堵漏材料（如锯末+水泥）（2分）；④若怀疑钻杆断裂，起钻检查钻具（2分）。（总分15分）2.下井管阻卡的原因及处理：可能原因：①井斜过大，井管与井壁摩擦（3分）；②孔内缩径（如黏土层吸水膨胀）（3分）；③孔底沉渣过多（井管无法到底）（3分）；④井管弯曲或连接不正（3分）。排查处理：①测量井斜，若超过允许值（如1°/100m），需纠斜（2分）；②小排量循环泥浆，冲蚀缩径段（2分）；③起出井管，用钻具扫孔至设计深度（2分）；④检查井管连接，更换弯曲管段（2分）。（总分15分）七、综合应用题（30分）（1）钻进工艺设计：设备选型：选用转盘式钻机（如XY4型），配套BW250型泥浆泵（3分）；钻头类型：0~50米黏土层：刮刀钻头（φ219mm）（2分）；50~200米砂卵石层：牙轮钻头（φ190mm）或组合式钻头（2分）；200~300米石灰岩：金刚石钻头（φ150mm）（2分）；泥浆性能：黏土层：密度1.10~1.15g/cm³，粘度18~22s（2分）；砂卵石层：密度1.20~1.25g/cm³，粘度25~30s（加防塌剂）（2分）；石灰岩：密度1.05~1.10g/cm³，粘度16~20s（低固相泥浆）（2分）。（2）井身结构设计：表层套管：φ245mm×50m（下入黏土层底部，防止孔口坍塌