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答:钻井工程是指通过钻井工具(钻头、钻杆、钻链等)钻进地层的过程。)在初步探明油、气、水层后,再与套管连接,向下延伸到油、气、水层。
岩土工程:与工程建设中对岩土或土壤的利用、改造或改造有关的科学技术。由此可知,钻掘工程对岩土工程的发展起到了巨大的推动作用,主要是利用钻掘工程发现了地层下丰富的物质资源,为岩土工程的发展提供了良好的条件和先进的技术。同时我们可以知道,钻探工程是岩土工程的一小部分,岩土工程必须利用钻探技术挖掘地下物质资源,进而开采资源,这就意味着钻探工程为岩土工程的发展做出了决定性的因素。
2.钻井工程的全过程?
答:钻孔前,应在设计孔位平整场地,控制好钻井冲洗液循环池和水池,以及安装钻塔14和钻孔机房15所必需的基坑。安装7号钻机、泵18和电机19,按照设计的钻井方向驱动钻塔内的钻机和泵。用安装好的钻机按设计方向钻孔,然后将孔口管6固定在孔口处。
钻井时,先用绞车16钻至孔下钻柱。钻柱由岩心管3、变径接头4和钻柱5组成。钻柱总长度应大于孔深,所有钻柱之间用密封螺纹连接。钻柱的上部穿过钻机的旋转垂直轴8,并由卡盘9保持。钻水龙头10安装在钻杆柱顶部,通过高压软管17与泵18连接。冲洗钻孔的同时旋转,小心地将钻头降低至孔底并开始钻孔。
根据新钻岩石的物理力学性质,在轴向力和旋转力的共同作用下,钻头在孔底钻出一个环形空间,产生岩心2,随着钻进的加深,岩心2将充满岩心管。
冷却钻头,从孔底移除破碎的钻屑,并将它们带到地面。用清洗介质清洗孔。
当芯子充满芯管时,芯子应从芯管下部可靠地夹紧和折断。
提升钻头时,将钻柱卸到单独的支架上,并放在支架上。一般立根由2-4根钻杆通过螺纹连接而成,立根的长度取决于钻塔的高度,一般应比钻塔低3米左右。提钻时可以用张力计测量钻柱的质量。
钻具提至地面后,拧开钻头,从岩心管中取出岩心。冲洗并去除岩心上的泥皮,测量岩心的长度,然后依次放入岩心盒中,标明取心的井段和岩心收获率。每次提起电钻时都要仔细观察。磨损后,及时更新钻头,重复上述步骤。
3.岩石的强度。
答:强度是固体材料在外载荷作用下抵抗破坏的性能指标。影响岩石强度的因素:(1)造岩矿物的强度。(2)孔隙密度。(3)各向异性。(4)岩石加载方式。(5)应激状态。(6)加载速度。
4.岩石硬度
答:岩石的硬度反映了岩石抵抗外部较硬物体压入其表面的能力。影响岩石硬度的因素:(1)岩石中新矿物的性质。(2)各向异性。(3)在各个方向均匀压缩的情况下,岩石的硬度增加。(4)随着加载速度的增加,岩石的塑性系数会降低,硬度会增加。
5.岩石的研磨性。
答案:岩石的研磨性:岩石磨损工具的能力称为岩石的研磨性。有两种:(1)摩擦磨损。(2)磨粒磨损。
影响岩石研磨性的因素:(1)岩石颗粒硬度越大,研磨性越强。(2)岩胶结构的粘结强度越低,岩石的研磨性越强。(3)岩石的形状越尖锐,粒径越大,岩石的研磨性越强。(4)多孔岩石表面粗糙,与工具的局部接触容易产生应力集中,增强了岩石的研磨性。(5)在硬度相同的情况下,单矿物的可磨性较低,非物质和多矿物岩石的可磨性较强。(6)介质会改变岩石的研磨性。
6.岩石破碎的三种方式。
答:岩石破碎:是在开挖中使部分岩体脱离母体而破碎或堵塞的技术和理论。分为切割粉碎、冲击粉碎和爆炸粉碎。
7.轴向钻机由哪些部分组成?
答:动力机、离合器、变速箱、分动箱、立轴、绞车、液压装置。
8、硬质合金钻头的结构三要素。
答:一定数量的硬质合金刀具以一定的形式排列在钻头体上,可以形成钻进不同地层的钻头结构。这些决定钻头结构的元素被称为硬质合金钻头的结构元素。
钻头体:是刀具的支撑体。
切削刀具分为:内外切削刃和底部切削刃。
9、磨刀。
答:磨尖的硬钻头合金钻头的刀具磨损后,可以用砂轮重新磨成单斜面锐角刀具,从而切入岩石,钻速会随着刀具的磨损而逐渐降低。钻头体的形状可分为刃磨钻头和普通环形钻头。
罗纹钻头是一种切削工具,在钻头体的外部均匀地焊接有若干罗纹片,罗纹中嵌有小切削刃。
普通环形钻头:可钻进中等硬度或中等硬度的弱研磨性地层。
10,自磨钻头。
答:钻硬岩时,除金刚石钻头和钢粒钻头外,常用自磨硬质合金钻头。自磨钻刀具磨损后接触面积保持不变,不存在刃磨钻刀具逐渐变钝的弱点。但小截面刀具的抗折断能力很差,需要用带齿低碳钢支撑刀具。
11,金刚石钻头类型及破岩机理。
答:(1)表贴金刚石钻头。金刚石沿同心圆运动时,向岩石传递一定的质量,岩石吸收能量后断裂形成小凹槽。在弹脆性岩石中,由于大小剪切体的产生,沟槽的宽度大大超过金刚石吃入岩石的深度。金刚石钝化后,需要在孔底某一点反复补充载荷才能使岩石破碎,即此时的岩石破碎过程具有疲劳破碎的性质。
(2)孕镶金刚石钻头。孕镶金刚石钻头的孔底破岩过程不同于表面孕镶钻头,因为所用的金刚石颗粒很小,埋在胎体中。孕镶钻头必须保持钻进规程中的自磨刃性质,以保持钻进速度恒定不衰减。
12,金刚石钻头的结构要素。
答:(1)钻头用金刚石:天然和人造金刚石颗粒取决于新钻头的岩性。(2)胎体中金刚石的含量:金刚石的含量是影响钻头性能的重要参数。(3)钻头胎体性能:根据新钻岩石正确选择胎体硬度。(4)钻头研磨面形状:研磨面形状多为平底线,在井下运行一段时间后可自然形成弧形。(5)钻头的喷嘴:设计成多喷嘴和小喷嘴,以防止钻孔燃烧。
13,钻井速度。
答:(1) ROP:从通孔下放钻具-钻井-从孔内提起钻具,在生产循环中称为返回。随着钻井的深入和岩石可钻性的提高,一次下钻需要花费大量的时间。因此,有必要优化钻井参数,实现钻具提升作业的机械化,以提高钻井时间。
(2)循环钻井:指从开孔到通过钻孔整个生产周期的平均机械钻速。
14,钻井程序(最优、合理和特殊)
答:在地质技术条件和钻井方法已经确定的情况下,在保证钻井质量指标的前提下,为获得最高的钻井速度或最低的每米钻井成本而选择的钻井参数组合称为最优程序。
在给定的技术装备下,当钻井程序参数的选择受到限制时,保证钻井质量指标和争取最大钻井速度的钻井参数组合称为合理程序。
为了完成特殊取芯、井斜校正、定向钻进等任务,所用参数作为特殊程序进行匹配。
15,金刚石钻探的关键程序。
答:钻头轮胎温升正常,耗电稳定,钻头磨损略有减少。但在临界规定下,钻头轮胎的温升会急剧上升,功耗会急剧增加,钻头磨损严重,甚至会烧毁钻头。
(1)胴体温度与WOB P和ROP N的关系
(2)功耗、机械钻速和钻井规程之间的关系。
(3)屠体温度和洗涤液之间的关系。
(4)钻头磨损与钻井规程的关系。
16,螺旋钻头的临界速度。
答:临界转速的概念:转速较低时,岩屑的离心惯性力较小,孔壁对岩屑的摩擦力不足以使岩屑相对于叶片运动,因此岩屑在任何时候都只能旋转而不能上升。随着转速的增加,孔壁与钻屑之间的摩擦力增大。转速超过某个临界点后,孔壁与钻屑之间的摩擦力足以使钻屑相对螺旋叶片运动,钻屑就会上升。这个速度的临界点叫做临界速度。
17,DTH钻机。
答:(1)阀式撞击器:正向撞击器、反作用撞击器、双作用撞击器。
(2)无阀冲击器:射流冲击器和射流冲击器。
(3)带阀DTH锤:排气结构、防空机构和配气机构。
18,采用土芯。
答:工程地质钻探的主要任务之一是在岩土层中取岩芯或原状土样。岩芯样品的自然结构一般不容易被破坏,但土样容易被扰动。
借用方法:(1)按压方法:分为连续按压法和间歇按压法。前者采用滑轮组合装置将取样器一次快速压入地层,适用于软土层取样,后者将取样器分两次或多次压入地层。
(2)压入法:一般适用于硬土层和硬土层的取样,可分为孔外压入法和孔内压入法。
(3)旋挖法:在硬土层中取土样或岩样时,如果不能采用上述取土方法,可采用旋挖法或带机械旋转钻孔的取土器。
19,岩(矿)芯回收率及其影响因素。
答:岩芯采取率:实际从孔中取出的岩芯长度与实际钻孔尺寸的比值。对于岩心,一般要求岩心不小于65%,岩心不小于75%。不足的话就要补。
影响因素:
(1):自然因素:影响取心数量和质量的自然因素主要是新钻岩石的物理力学性质和岩层缝的结构和构造。
(2)人为因素:①钻进方式选择不合理:钻进时钢粒振动大,孔壁间隙大,钻出的岩芯细,对岩芯磨损影响较大,而硬质合金钻进时磨损轻微,金刚石钻进时磨损极小。②钻具结构的合理选择:钻进中使用弯曲或偏心钻杆、钻杆、钻头时,钻进过程中钻具旋转,产生离心力和水平振动,使岩心受到碰撞和磨损而损坏。③钻井规程:压力、速度和泵排量。④操作方法不正确:钻进时盲目追求尺寸,返出时间长,钻进不及时,会增加岩芯在孔底被破坏的可能性。
20、取芯工具和方法。
答:(1)夹料法:当用硬质合金和钢粒钻中硬及中硬以上、完整的岩矿性质时,在钻进循环结束时,可将材料从钻杆放入孔底,夹住并拧断岩心。
(2)卡簧的夹紧方法:卡簧安装在钻头体的内锥面上,返回结束时钻具稍上提,即可断芯。
(3)干钻卡钻法:在最后一次钻孔结束时停止供水,用取出的岩粉卡住岩芯一小段干钻尺寸,然后通过转动将其拧出。
(4)沉淀卡位法:在每一循环结束时停止冲洗液的循环,利用芯管内悬浮岩粉的沉淀来卡位岩心。
(5)楔块破碎机夹紧法:在钻拌结束时,将钻具提出孔外,下入楔块破碎机,用锤子冲击楔块楔入岩心,然后下入夹具提起岩心。
21,其他取芯方法。
答:(1)单层岩心管钻具。
(2)双管钻具。①双作用双管②单作用双管
(3)绳索取心钻具:①单动双层芯管②打捞装置。
(4)反循环钻孔取芯:①孔底局部反循环取芯;②全孔反循环取心。
22、钻井液的作用。
答:(1)良好的冷却散热能力和润滑性能。
(2)良好的剪切和稀释性能。
(3)良好的护壁、防漏和抗外界影响能力。
(4)具有自身不发酵变质、不腐蚀钻具的性能。
23.钻位结构三要素。
通常我们把井深、方位角和顶角称为井斜三要素,决定了钻井轨迹。
24.钻孔弯曲的充要条件。
井眼弯曲的根本原因是大直径钻具轴线偏离井眼曲线。
1,有孔壁间隙,为大直径钻具倾斜或弯曲提供了空间。这种情况主要影响钻孔的抗弯强度。
2.它具有倾倒或弯曲的力,为大直径钻具轴线偏离钻孔轴线提供动力。
3.大直径钻具斜面稳定。大直径钻具斜面是指大直径钻具倾斜或弯曲的轴线与平面孔壁之间的间隙以及在倾斜或弯曲时实现钻孔弯曲的必要条件,大直径钻具稳定的斜面是残余钻孔弯曲的充分条件。
25.钻井漏失的判别、测量和堵漏方法
1.从岩石结构来看:由于第一次漏失往往发生在钻探过程中的几层,发现漏失后,首先要对钻探取出的岩心进行分析,观察孔底附近是否有疏松、裂缝、节理发育或溶蚀,以及有多完整。
2.从钻井过程来看:如果钻井过程中突然发生漏失,并伴有钻井速度突然加快或钻具掉落,就要考虑是否遇到了破碎带、大裂缝或大溶洞。
3.从孔内水位来判断:当孔底漏于底层无水时,孔内没有稳定的水位,称为总孔漏。
测量方法1。简单的现场测量方法1。止水测量方法2。隔离压力测试方法。
2.井温确定方法
3.钻孔检漏仪