钻探灌浆工试题及答案

钻探灌浆工试题及答案一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分。在每小题列出的四个选项中，只有一个是符合题目要求的）1.在岩心钻探中，金刚石钻进主要适用于（）级岩石。A.1～4B.4～6C.6～12D.12以上2.硬质合金钻进在钻进过程中，为了防止卡钻和烧钻，泵送冲洗液必须遵循的原则是（）。A.先停泵后提钻B.先提钻后停泵C.边提钻边停泵D.停泵与提钻同时进行3.在帷幕灌浆中，常用的灌浆方法之一是“自上而下分段灌浆法”，该方法的主要优点是（）。A.施工速度快，工序简单B.能够提高灌浆压力，保证灌浆质量C.钻进工作量小D.不需要待凝时间4.泥浆在钻探工程中的主要作用不包括（）。A.冷却钻头B.携带岩粉C.保护孔壁D.增加岩石硬度5.某灌浆孔在设计压力下的吸浆量持续减少，当吸浆量小于（）L/min时，可持续灌注30～60分钟后结束灌浆。A.0.4B.1.0C.2.0D.5.06.在地质钻探中，衡量岩石可钻性的指标是（）。A.普氏硬度系数B.岩石抗压强度C.岩石密度D.岩石孔隙率7.灌浆过程中，若发生地表冒浆现象，通常采取的处理措施是（）。A.立即停止灌浆，封孔B.降低灌浆压力，限流、限量，或采用间歇灌浆C.提高灌浆压力以压住冒浆D.增大浆液浓度8.水泥灌浆中，常用的普通硅酸盐水泥的细度要求为通过80μm方孔筛的筛余量不大于（）。A.5%B.10%C.15%D.20%9.钻探过程中，发生“埋钻”事故的主要原因是（）。A.钻压过大B.孔壁坍塌或岩粉沉淀过多C.转速过高D.冲洗液量过大10.在固结灌浆质量检查中，通常采用（）进行检测。A.压水试验B.抽水试验C.声波测试D.钻孔电视11.灌浆泵压力表的摆动范围不应超过灌浆压力的（）。A.5%B.10%C.15%D.20%12.金刚石钻进中，钻头底唇面与岩石接触面积过大，容易导致（）。A.钻进速度过快B.钻头早期磨损C.发生“打滑”现象D.岩心采取率低13.帷幕灌浆孔的偏斜率一般要求不得大于（）。A.1%B.2%C.3%D.5%14.配制水泥浆液时，水灰比常用的表示方式是重量比，例如3:1表示（）。A.水3份，水泥1份B.水泥3份，水1份C.水泥浆体积比D.水泥浆密度比15.钻机立轴转速的选择，主要依据是（）。A.钻孔深度B.钻孔直径C.岩石性质和钻头直径D.钻杆强度16.灌浆结束标准中，在设计压力下，当注入率不大于0.4L/min时，继续灌注的时间不少于（）。A.20minB.30minC.60minD.90min17.使用化学灌浆材料时，必须特别注意的问题是（）。A.材料成本B.环境保护与人员安全C.灌浆压力D.凝结时间18.钻孔测斜中，常用的仪器是（）。A.水准仪B.经纬仪C.测斜仪D.罗盘仪19.砂砾石地层中钻进，为了防止孔壁坍塌，最有效的护壁方法是（）。A.清水钻进B.泥浆护壁C.空气钻进D.干钻20.在灌浆施工记录中，常用“吕容（Lu）”值来表示岩体的（）。A.强度B.弹性模量C.透水性D.变形模量二、多项选择题（本大题共15小题，每小题2分，共30分。在每小题列出的四个选项中，至少有两个是符合题目要求的，多选、少选、错选均不得分）1.钻探冲洗液的主要功能包括（）。A.携带、悬浮和排除岩粉B.冷却和润滑钻头、钻具C.稳定孔壁，平衡地层压力D.保护岩心，防止污染2.造成岩心堵塞的原因主要有（）。A.钻进软硬互层岩石B.钻头内径过小C.冲洗液量过大D.钻进参数不合理（如钻压过大）3.灌浆施工中，常用的灌浆方式有（）。A.纯压式灌浆B.循环式灌浆C.自上而下分段灌浆D.自下而上分段灌浆4.影响浆液扩散半径的因素包括（）。A.灌浆压力B.浆液的粘度C.灌浆时间D.地层的裂隙开度和渗透性5.钻探设备安装完毕后，必须进行的安全检查项目包括（）。A.皮带轮防护罩是否安装牢固B.机械运转部分是否有异响C.朋绳是否拉紧、地锚是否牢固D.电气设备接地是否良好6.帷幕灌浆前必须进行的准备工作包括（）。A.测放孔位B.钻设先导孔C.进行压水试验D.抬动观测装置安装7.常用的钻探取心工具包括（）。A.单动双管钻具B.双动双管钻具C.喷反钻具D.绳索取心钻具8.水泥浆液性能的主要指标包括（）。A.密度B.粘度C.结石强度D.凝结时间（初凝、终凝）9.发生卡钻事故后，常用的处理方法有（）。A.强力提拔B.上下串动钻具C.反转D.震动或使用反丝钻具反取10.在复杂地层中钻进，预防孔壁坍塌的措施有（）。A.使用优质泥浆B.快速钻进C.下入套管护壁D.减小泵量11.灌浆过程中发生串浆时，处理措施包括（）。A.串浆孔与灌浆孔同时灌浆B.在串浆孔内灌入浓浆C.将串浆孔堵塞，待灌浆孔灌结束后再扫孔灌浆D.停止灌浆12.关于“GIN”灌浆法（强度包络线灌浆法），下列说法正确的有（）。A.限制灌浆压力和注浆量的乘积为一个常数B.旨在使用尽可能低的压力获得最大的密实度C.适用于宽大裂隙地层D.可以简化灌浆工艺13.钻孔弯曲的预防措施包括（）。A.安装钻机要周正水平B.立轴钻杆不得过长C.使用粗径钻具D.钻进软硬互层时减压钻进14.灌浆质量检查的方法通常有（）。A.检查孔压水试验B.钻孔取芯C.物探检测（如声波、地震波CT）D.开挖检查15.在高压灌浆施工中，必须配置的安全设施有（）。A.防喷装置B.耐高压灌浆管路和阀门C.压力表缓冲器D.安全泄压阀三、判断题（本大题共20小题，每小题1分，共20分。正确的打“√”，错误的打“×”）1.金刚石钻进时，转速越高，钻进效率一定越高。（）2.泥浆的粘度越大，携带岩粉的能力越强，但对钻具的回转阻力也越大。（）3.帷幕灌浆必须严格按照分序加密的原则进行，即先灌I序孔，再灌II序孔，最后灌III序孔。（）4.在钻进过程中，如果发现钻孔漏失，应立即停止钻进，先进行堵漏处理。（）5.灌浆压力是指灌浆孔孔口处的压力表读数。（）6.纯压式灌浆浆液在孔内不循环，容易发生沉淀堵塞裂隙，仅适用于浅孔灌浆。（）7.岩心采取率是衡量钻探质量的重要指标，要求一般不低于80%。（）8.使用膨润土配制泥浆时，必须经过预水化处理，才能充分发挥其性能。（）9.灌浆过程中，如果吸浆量突然为零，说明地层已经灌满，可以立即结束灌浆。（）10.钻探中“钻压”是指施加在钻头上的轴向压力，其大小主要取决于钻具的重量。（）11.化学灌浆材料通常具有粘度低、可灌性好、凝胶时间可控等特点。（）12.自下而上分段灌浆法不需要待凝，因此施工速度快，适用于所有地层条件。（）13.钻孔发生严重偏斜时，可以通过使用纠斜钻具或扩孔纠斜。（）14.灌浆用的水泥应保持新鲜，受潮结块的水泥只要粉碎后仍可使用。（）15.在松散覆盖层中钻进，为了取样准确，通常采用冲击回转钻进。（）16.压水试验的成果通常用透水率q表示，单位是吕容。（）17.灌浆栓塞的作用是隔离灌浆段，防止浆液外返。（）18.钻机功率的大小主要取决于钻孔的深度，与钻孔直径无关。（）19.灌浆结束必须采用“屏浆”措施，即在设计压力下保持一段时间的灌注。（）20.套管的主要作用是导向，不能起到护壁作用。（）四、填空题（本大题共15小题，每小题1分，共15分。请将正确的答案填在题中的横线上）1.在钻探工程中，_______是指钻头在单位时间内破碎岩石的深度或长度。2.金刚石钻进按照切削具的镶嵌方式，分为表镶和_______两种。3.泥浆的固相含量越高，其密度_______，对钻具的磨损也越大。4.灌浆施工中，当某一级水灰比浆液注入量已达到_______L以上，且灌浆压力及注入率无明显改变时，应改浓一级水灰比。5.钻孔结构是指钻孔由开孔至孔底所通过的_______、套管程序和钻进方法的综合。6.帷幕灌浆的质量检查孔应在该部位灌浆结束_______天后进行。7.常用的测斜仪原理是根据_______原理和磁通门原理测量钻孔顶角和方位角。8.在灌浆记录仪中，常用的传感器包括压力传感器、_______传感器和密度传感器。9.钻进过程中，为了防止钻孔弯曲，应选用_______的钻具组合，并合理控制钻压。10.水泥浆液的搅拌时间，使用普通搅拌机时不少于_______分钟。11.砂砾石地层灌浆常采用_______材料，因其具有较好的抗冲刷性和析水性。12.钻孔冲洗的质量直接影响灌浆效果，冲洗方法包括高压水冲洗、_______和风水联合冲洗。13.岩石的_______性是指岩石抵抗工具切入其表面的能力，是选择钻头类型的重要依据。14.在GIN灌浆法中，GIN值的单位通常是_______。15.钻探中常用的提引系统包括滑车、钢丝绳和_______。五、简答题（本大题共6小题，每小题5分，共30分）1.简述金刚石钻进中发生“烧钻”事故的原因及预防措施。2.什么是帷幕灌浆？其主要目的是什么？3.简述泥浆在钻探工程中的“护壁”机理。4.在灌浆施工中，遇到大吸浆量（吃浆量很大）且长时间不减压的情况，应如何处理？5.钻孔发生严重倾斜事故后，常用的纠斜方法有哪些？6.简述“自上而下分段灌浆法”与“自下而上分段灌浆法”的优缺点及适用范围。六、计算与分析题（本大题共4小题，共35分。要求写出必要的计算过程、公式和结果）1.（8分）某灌浆孔段长L=5.0m，在灌浆过程中，记录仪显示该段累计注入水泥量C=500kg，浆液平均水灰比（重量比）为(1)试计算该孔段注入的纯浆液总量（体积，单位L）。(2)试计算该孔段的单位耗灰量（单位注入量，单位kg/m）。2.（8分）某压水试验段长L=5m，试验压力P(1)计算该岩体的透水率q（单位Lu）。(2)根据计算结果，判断该岩体的透水性等级（参考标准：q≤1Lu为极微透水，1<q3.（9分）配制水灰比为0.8:1的水泥浆液100L（假设水泥比重=(1)计算需要的水泥量和水量（以kg为单位）。(2)计算该浆液的比重（密度）。(注：计算公式参考：V=+，其中V为浆液体积，为水泥重量，为水重量，γ为比重。)4.（10分）某钻机在钻进过程中，立轴转速n=300r/min(1)计算钻头每转一圈的进尺量（即切削深度，单位mm）。(2)如果钻头直径D=参考答案与解析一、单项选择题1.C[解析]金刚石钻进适用于中硬至坚硬、研磨性强的岩石，通常对应普氏硬度系数6～12级。2.B[解析]必须先提钻，确认钻具提出孔底后再停泵，防止岩粉沉淀埋钻。3.B[解析]自上而下分段法可以随着深度的增加逐渐提高灌浆压力，且上部灌浆后形成盖板，防止下部灌浆时抬动地层，质量更有保证。4.D[解析]泥浆不能增加岩石硬度，反而有助于冷却和润滑。5.A[解析]根据常规灌浆规范，吸浆量小于0.4L/min时可视为结束标准之一。6.A[解析]普氏硬度系数f是岩石坚固性的代表性指标，常用于可钻性分级。7.B[解析]地表冒浆通常是因为压力过大或地层裂隙贯通，应降压、限流或间歇灌浆，不可盲目加压。8.B[解析]帷幕灌浆水泥细度要求较高，通常要求通过80μm方孔筛筛余不大于10%或5%。9.B[解析]埋钻主要是由于孔壁坍塌或岩粉沉淀过多，导致钻具被埋在孔内。10.A[解析]固结灌浆质量检查主要采用压水试验检查透水率，辅以声波测试。11.B[解析]压力表摆动范围不宜过大，一般不超过灌浆压力的10%，以保证读数准确。12.C[解析]金刚石钻进在坚硬致密岩石中，如果接触面积大，单位面积压力不足，会发生“打滑”不进尺现象。13.B[解析]一般帷幕孔偏斜率要求不大于孔深的2%或具体设计值。14.A[解析]水灰比习惯表示为水:水泥。15.C[解析]转速选择取决于岩石性质和钻头直径，软岩转速高，硬岩转速低；小直径钻头转速高。16.C[解析]常规结束标准：在设计压力下，注入率不大于0.4L/min时，继续灌注时间不少于60min。17.B[解析]化学灌浆材料多具有毒性或腐蚀性，必须特别注意环保与人员安全防护。18.C[解析]测斜仪是专门用于测量钻孔顶角和方位角的仪器。19.B[解析]砂砾石地层松散，必须使用泥浆护壁或套管护壁，清水钻进会导致塌孔。20.C[解析]吕荣值是透水率的单位，定义为在1MPa压力下，每米试验段每分钟注入1升水量。二、多项选择题1.ABCD[解析]冲洗液具有冷却、润滑、护壁、排粉、平衡地压、保护岩心等多种功能。2.ABD[解析]岩心堵塞通常与地层（软硬互层）、钻具结构（内径小）、操作参数（钻压过大造成岩心破碎堵塞）有关。冲洗液量过大通常导致冲蚀岩心，而非堵塞。3.ABCD[解析]纯压式和循环式是浆液流动方式；自上而下和自下而上是分段方式。4.ABCD[解析]浆液扩散受压力、粘度、时间、地层裂隙状态等多种因素影响。5.ABCD[解析]安全检查涵盖机械、安装、电气等各个方面。6.ABD[解析]压水试验通常在先导孔或灌浆前进行，属于钻孔工序的一部分，但严格来说“准备工作”包括测放、安装抬动观测等，钻孔本身是施工过程。此题若选ABC也勉强，但BD是必须的专项准备。标准答案通常包括ABCD。7.ABCD[解析]均为常用的提高岩心采取率的工具。8.ABCD[解析]密度、粘度、结石强度、凝结时间是浆液四大核心性能指标。9.ABCD[解析]均为常用的卡钻处理方法，需根据卡钻性质选择。10.AC[解析]预防坍塌主要靠优质泥浆和套管。快速钻进在松散地层反而容易引起坍塌，减小泵量会导致排粉不畅。11.ABC[解析]串浆处理包括并联灌浆、浓浆堵塞、停灌待凝等。12.ABD[解析]GIN灌浆限制压力和注入量乘积，旨在简化工艺、控制成本，适用于宽大裂隙需控制上抬的情况，但也常被用于常规帷幕。13.ABCD[解析]均为预防钻孔弯曲的有效措施。14.ABCD[解析]均为灌浆质量检查的有效手段。15.ABCD[解析]高压灌浆必须配置防喷、耐压管路、缓冲器及安全阀。三、判断题1.×[解析]转速过高会导致钻头磨损加剧或金刚石碳化，且受地层限制，不是越高越好。2.√[解析]粘度大携带岩粉能力强，但流动阻力大，泵压高。3.√[解析]分序加密是帷幕灌浆的基本原则，以保证灌浆密实度。4.√[解析]发生严重漏失时，不进行堵漏无法继续钻进，且可能引发事故。5.×[解析]灌浆压力通常指孔内灌浆段中点的压力，需考虑浆柱压力和地下水位压力，不仅仅是孔口表读数。6.√[解析]纯压式浆液不循环，易沉淀，仅适用于浅孔或大吸浆量情况。7.√[解析]一般要求岩心采取率不低于80%，重要地段要求更高。8.√[解析]膨润土需要充分水化（水化膨胀）才能发挥粘土的造浆性能。9.×[解析]吸浆量突然为零可能是管路堵塞或裂隙堵塞，需查明原因，不可直接结束。10.√[解析]钻压主要来自钻具重量（加压）或油缸给进。11.√[解析]化学浆液颗粒细，粘度低，可灌入微小裂隙。12.×[解析]自下而上法适用于裂隙不发育、岩层较稳定的条件，并非适用所有地层（如破碎地层容易卡塞）。13.√[解析]纠斜方法包括使用纠斜钻具（如万向节）、扩孔、甚至封孔重钻。14.×[解析]受潮结块的水泥活性降低，强度下降，严禁用于灌浆工程。15.√[解析]覆盖层取样常用冲击回转或振动钻进，以保证原状性。16.√[解析]吕荣是透水率单位。17.√[解析]栓塞的作用就是隔离段长。18.×[解析]钻机功率取决于钻孔深度和直径，深孔大直径钻进需要大功率。19.√[解析]屏浆是保证浆液在压力下凝固扩散的重要措施。20.×[解析]套管的主要作用是护壁，其次是导向。四、填空题1.机械钻速2.孕镶3.越大4.300（注：不同规范有不同数值，常见为300L或400L）5.孔径6.14（或7，视检查时间要求，通常帷幕为14天）7.重力悬锤8.流量（或电磁流量）9.刚性大（或粗径）10.311.粘土水泥（或水泥粘土）12.高压脉动冲洗13.研磨（或坚固）14.MPa·L/m（或MPa·kg/m）15.提引器（或天车）五、简答题1.答：原因：(1)冲洗液量不足或中断，导致钻头冷却不良。(2)钻压过大，钻头胎体过度磨损，包住金刚石。(3)孔底岩粉过多，钻头回转阻力增大产生高温。(4)钻头与孔底岩石配合不当，产生高热。预防措施：(1)保证冲洗液连续供给，观察泵压变化。(2)合理选择钻压，避免盲目加压。(3)钻进硬岩时适当降低转速，减少摩擦生热。(4)发现泵压异常或有憋车现象时，应立即采取轻压、慢转或提钻处理。2.答：帷幕灌浆是指在大坝或闸基的岩石或砂砾石地基中，通过钻孔并灌入浆液，建造一道连续的、起阻水作用的防渗帷幕的施工过程。主要目的：(1)减少地基渗流量，降低水库渗漏损失。(2)降低渗透水流对地基土体的渗透力（扬压力），保证建筑物稳定性。(3)防止渗透水流引起地基土的渗透变形（如管涌、流土）。3.答：泥浆的护壁机理主要包括两个方面：(1)泥皮作用：泥浆在渗入孔壁地层孔隙的过程中，粘土颗粒在孔壁上形成一层致密的泥皮（滤饼），这层泥皮具有较高的抗剪强度和低渗透性，能够有效隔断孔内液柱与地层的流体交换，平衡地层压力。(2)液柱压力：泥浆具有比水更大的密度，孔内泥浆液柱压力可以平衡地层侧压力和地下水压力，从而支撑孔壁，防止坍塌。4.答：(1)限流、限量：限制注入率不大于某一定值（如10-20L/min），灌注一定量后（如500-1000L），若压力不上升，可间歇灌浆。(2)间歇灌浆：停止灌浆，待浆液初凝后，扫孔复灌，反复进行。(3)灌注浓浆或加速凝剂：将水灰比变换至最浓级（如0.5:1），必要时添加速凝剂，促使浆液快速沉淀堵塞大通道。(4)改用其他材料：若水泥浆无效，可改灌粘土水泥浆、水泥砂浆或化学浆液。5.答：(1)扩孔纠斜：使用大直径钻具，从孔口向下扩孔，利用钻具重力扶正钻孔。(2)使用纠斜钻具：如采用万向节连接的钻具，或在钻头上部安装扶正器（钟摆钻具），利用钻具自身的钟摆力减斜。(3)增粗径钻具长度：增加钻具的刚性，强制导向。(4)封孔重钻