第一篇：钻探工程复习题
钻探工程概论复习题
一、简答题 每题10分
1.根据岩石的变形特性，图示说明岩石的三种类型。
答:岩石的弹性和塑性:物体在外力作用下产生变形，撤消外力后，变形随之消失，物体恢复到原来的形状和体积的性质称为弹性；而外力撤消后，物体变形不能消失的性质称为塑性。在弹性变形阶段，应力与应变服从虎克定律。虽然岩石（尤其是沉积岩）并非理想的弹性体，但仍可以用压入试验测出的弹性模量E来满足工程施工的需要。岩石的变形特征及其分类:弹脆性岩石, 弹塑性岩石, 高塑性和高孔隙性岩石
弹脆性岩石: 弹脆性岩石（花岗岩、石英岩、碧石铁质岩）在压头压入时仅产生弹性变形，至A点最大载荷为Pmax处便突然完成脆性破碎，压头瞬时压入，破碎穴的深度为h ［图(a)］。这时破碎穴面积明显大于压头的端面面积，即h/δ＞5。
弹塑性岩石:弹塑性岩石（大理岩、石灰岩、砂岩）在压头压入时首先产生弹性变形，然
后塑性变形。至B点载荷达Pmax时才突然发生脆性破碎［图(b)］。这时破碎穴面积也大于压头的端面面积，而h/δ=2.5～5，即小于第一类岩石。
高塑性（粘土、盐岩）和高孔隙性岩石（泡沫岩、孔隙石灰岩）区别于前二类，当压头压入时，在压头周围几乎不形成圆锥形破碎穴，也不会在压入作用下产生脆性破碎［图(c)］，h/δ=1。
高塑性和高孔隙性岩石:高塑性（粘土、盐岩）和高孔隙性岩石（泡沫岩、孔隙石灰岩）区别于前二类，当压头压入时，在压头周围几乎不形成圆锥形破碎穴，也不会在压入作用下产生脆性破碎［图(c)］，h/δ=1。2.什么是岩石破碎的体积破碎？
答：岩石的变形破碎形式、表面破碎、疲劳破碎、体积破碎。
体积破碎： 切削具上的载荷继续增加，接触压力大于或等于岩石硬度，切削具可有效地切入岩石，结果是：切削具在孔底移动时不断克服岩石的结构强度，切下岩屑，这种变形破坏方式称为体积破碎，这个区称为体积破碎区。体积破碎时，会分离出大块岩石，破碎效果好。
(表面破碎
切削具与岩石的接触压力远远小于岩石硬度，切削具不能压入岩石。切削具移动时，将研磨孔底岩石，岩石破碎是由接触摩擦功引起的，研磨的岩石颗粒很小，钻进速度低。这种变形破碎方式称为岩石的表面研磨，这个区称为表面破碎区。
疲劳破碎
切削具上的轴向载荷增加，但接触压力仍小于岩石硬度，可使岩石晶间联系破坏，岩石结构间缺陷发展，特别是孔底受多次加载产生的疲劳裂隙更加发展，于是众多裂隙交错，仍可产生较粗岩粒的分离，这种变形破碎方式称为疲劳破碎，这个区称为疲劳破碎区。)3.什么是岩石的各向异性？对钻进有哪些影响？
答: 岩石根据其成因可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。如果把变质岩分别包括在岩浆岩和沉积岩中，那么地壳里岩浆岩占95％，沉积岩仅占5％。但是以地表出露的面积计，前者只占25％，后者却占75％。
沉积岩的主要构造特征是在沉积形成过程中产生的层理。层理反映岩石成分在垂直方向向上变化的情况。层理的发生主要决定于下列原因：成分相同时颗粒大小在垂直方向上的变化，不同成分颗粒的交替和某些矿物颗粒在一定方向上的定向。层理产生的原因
1－成分相同，颗粒大小在垂直方向呈规律性变化； 2－不同矿物成分各层相互交替； 3－颗粒按一定方向排列； 4－一种颗粒呈规律性分布
沉积岩在平行于和垂直于层理面方向上的岩石物理力学性质具有明显差异，即各向异性。
变质岩的主要构造特征是片理。人们常常把它和层理相混起来。岩石沿平行平面分裂为薄片的能力叫做片理。片理面常常不与层理面一致。片理面发生在单向压力作用的方向，而这种单向压力可以和层理面成不同的角度。片理会引起岩石的各向异性。
影响:岩石的硬度具有明显的各向异性。但层理对岩石硬度的影响正好与对岩石强度的影响相反。垂直于层理方向的硬度值最小，平行于层理的硬度最大，两者之间 可相差1.05～1.8倍。岩石硬度的各向异性可以很好地解释钻孔弯曲的原因和规律，并可利用这一现象来实施定向钻进.标准答案: 岩石在不同方向上表现出不同的强度值称为岩石的各项异性。
岩石的各向异性分为两种：一种是由于微裂缝的存在以及在不同方向上的排列，分布不同而导致的，这种各向异性会随着岩石的应力变化而变化，可称为应力各向异性；另一种是由于岩石颗粒的定向排列引起的，这种岩石的各向异性不会随着岩石的应力变化而改变。
对钻进的影响：
影响进效率的：由于在不同的层理结构上表现出不同的强度性质，在钻进这样的岩石层时会加大钻进的工作量，因此岩石的各向异性会影响钻进效率。
影响钻孔偏斜：由于存在岩石的各向异性，使得钻杆在钻进过程中出现受力不平衡的情况，使得钻杆发生一定角度的偏斜甚至弯曲，会影响钻孔的偏斜量。4.影响岩石硬度的因素有哪些？
答:岩石的硬度反映岩石抵抗外部更硬物体压入（侵入）其表面的能力。岩石由各种矿物组成，强硬矿物多，则硬度大
因此影响岩石矿物第一个因数是矿物，硬质矿物成分有：金刚石，刚玉，石英等 岩石的胶结方式：泥质胶结，硬度低，钙质胶结和铁质胶结，硬度大，坚硬，硅质胶结，非常坚硬
硬度与抗压强度有联系，但又有很大区别。抗压强度是固体抵抗整体破坏时的阻力，而硬度则是固体表面对另一物体局部压入或侵入时的阻力。因此，硬度指标更接近于钻掘过程的实际情况。因为回转钻进中，岩石破碎工具在岩石表面移动时，是在局部侵入（可能非常微小）的同时使岩石发生剪切破碎。由前面的分析知道，工 具压入岩石是很难的，而压入后剪切破岩却较容易。所以我们说，硬度对钻掘工程而言是一个主要力学性能参数。
影响岩石硬度的因素:（1）岩石中石英及其他坚硬矿物或碎屑含量愈多，胶结物的硬度越大，岩石的颗粒越细，结构越致密，则岩石的硬度越大。而孔隙度高，密度低，裂隙发育的岩石硬度将会降低。（2）岩石的硬度具有明显的各向异性。但层理对岩石硬度的影响正好与对岩石强度的影响相反。垂直于层理方向的硬度值最小，平行于层理的硬度最大，两者
之间 可相差1.05～1.8倍。岩石硬度的各向异性可以很好地解释钻孔弯曲的原因和规律，并可利用这一现象来实施定向钻进。（3）在各向均匀压缩的条件下，岩石的硬度增加。在常压下硬度越低的岩石，随着围压增大，其硬度值增长越快。（4）一般而言，随着加载速度增加，将导致岩石的塑性系数降低，硬度增加。但当冲击速度小于10m/s时，硬度变化不大。加载速度对低强度、高塑性及多孔隙岩石硬度的影响更显著。
5.钻探技术的基本构成是什么？ 钻井技术理论主要内容
设备：钻孔施工所使用的地面设备总称。包括钻探机、动力机、泥浆泵、钻塔等。工艺：取心钻探技术，无岩心钻探技术，多介质反循环钻探技术，其它反循环钻探技术，水文水井钻探技术
岩石与钻头,井眼轨道设计与控制,钻井液,优选参数钻井,油气井压力预测与控制, 固井与完井,特殊复杂井钻井技术’
理论基础：地质学基础、矿物岩石学、地层学、构造地质学、钻探工程、工程地质、工程与环境物探、钻探机械、6.简述硬质合金钻头的碎岩机理（文字与简图）
答：与刀具（切削类似）相联系：
利用镶焊在钻头体上的硬质合金切削具，作为破碎岩石的工具，这种钻进方法通称为硬质合金钻进。
利用镶焊在钻头体上的硬质合金切削具，作为破碎岩石的工具，这种钻进方法通称为硬质合金钻进。显然，它是以破碎岩石的切削研磨材料而命名的。这类命名方式还有：金刚石钻进、钢粒钻进等。
硬质合金是一种坚硬材料，前面已经讨论过。但在实际使用中，硬质合金钻进只适用于钻进中等硬度以下的地层，即可钻性1 ～7 级和部分8 级地层。若在更为坚硬的岩层中钻进，则切削效果很差，切削具磨损很快或易折断而迅速失去钻进能力。当前，软的和中硬以下的地层，尤其是土层的钻孔工作，主要靠硬质合金钻进。钻头上切削具切入岩石的必要条件是：切削具与岩石接触面上的单位压力必须大于（或最小等于）岩石的抗压入硬度，即：
式中Py ——单个切削具上的轴向压力；
S0 ——切削具与岩石的接触面积；
Hr ——岩石的抗压入硬度。
Py ≥S0Hr 是切削具切入岩土的必要条件。否则，切削具在井底就不能切入岩土，碎岩过程只能是切削具对岩土的表面磨蚀，碎岩效果很差。因此，在硬质合金钻进中，必须有足以使切削具切入岩石的轴向压力。
7.金刚石钻头有哪些主要类型？
答：合理选择金刚石钻头
选用不当存在的问题：
选用的一般原则：孕镶钻头：坚硬、致密、弱研磨性（优质金刚石、较低的金刚石浓度），均匀性差、完整度差、破碎地层（金刚石浓度高、胎体硬度大）；表镶钻头：硬度较低、完整岩层；PCD或PDC钻头：中硬及中硬以下岩石。从钻头唇面形状：岩石坚硬、致密、研磨性小者，应选择接触面积小的同心的或交错的尖齿形或梯齿形唇面；钻裂隙的、软硬互层、研磨性的岩层，应用内外径补强、耐磨性好的半圆唇面；当钻进倾角大、易斜的岩层，应选用阶梯形或锥形唇面，以便钻头起导正作用。
贺鑫答案：金刚石钻头按其制造方法不同，可分为烧结法和电镀法两种。金刚石钻头按包镶形式的不同，可分为表镶钻头与孕镶钻头两种 1.表镶钻头
金刚石分布在胎体表面上，当其刃角磨钝后可回收复用。钻头按金刚石粒度分粗、中、细三种：5～20粒/克拉的为粗粒钻头；20～40粒/克拉的为中粒钻头；40～100粒/克拉的为细粒钻头。一般情况下，细粒钻头适用于钻进致密、坚硬地层。金刚石都是用天然品。硬度较低、完整岩层；
2.孕镶钻头
金刚石不只是分布在胎体表面上，而且，还分布于胎体内部的一定层厚中。金刚石是10～80目的天然粉级品或60～129目JR4级的人造品。含金刚石的胎体层称为工作层。钻进时，随着胎体的磨损，金刚石切刃才不断露出，旧切刃失去工作能力或脱掉，新切刃相继出露参加工作。因此，孕镶钻头可保持稳定的钻速，应用范围较广。它坚硬、致密、弱研磨性（优质金刚石、较低的金刚石浓度），均匀性差、完整度差、破碎地层（金刚石浓度高、胎体硬度大）；
3.还有一种“多层钻头”。它是孕镶钻头的变种形式，与孕镶的区别是胎体内部的金刚石分成几层并有一定排列方式。
钻头按金刚石成因分类，可分为天然金刚石钻头(表镶)和人造金刚石钻头(都是孕镶)。此外，还有一种聚晶金刚石钻头，金刚石的镶焊属于表镶，但在工作时却起孕镶钻头作用。它用于钻进较软和研磨性强岩层，可得到很高的钻速。8.地质岩心钻探与油气井钻探的主要区别在哪里？
答:地质岩新钻探指地质勘查钻探，主要目的是钻取地下岩石的岩心，以供科学研究。油气井钻探的目的是抽取石油和天然气。在钻井工艺上有很大区别，油气井钻探相对复杂。
主要区别有以下几点： 1.钻孔的直径：
Hole：孔，用于地质钻探，孔比较小，用于勘察，勘探 Well：井，用于油气井钻探，孔比较大，往往还要用于生产 2.钻孔的深度：
钻探：比较浅，油气井：比较深，技术有，成本高 3.低层情况：
钻探：地层比较复杂，低层遇到的种类比较多 油气井：一般低层地层单一。
9.空气钻进技术有哪些优点？
答: 1：空气是低密度介质，无液注压力，对流体矿产很重要，对保护储层、产层很有利；2：空气钻进也可采用一些气动工具来提高碎岩效率。
空气钻井是一种特殊的欠平衡钻井技术。它是将压缩空气既作为循环介质，携带岩屑，又作为破碎岩石的能量。
空气钻井的优势在于：1.显著提高机械钻速，缩短钻井周期；2.井底清洗及冷却条件好，延长了钻头使用寿命，节省了钻头用量；3.使用空气锤钻头钻压小、转速低、扭矩小，防斜效果更加良好；4.可有效避免井漏等井下复杂情况的发生，有利于环境保护。
空气钻井的缺点主要在两个方面：一是空气钻井是欠平衡钻井，因而当遇到地层出水、油气侵显示时，便不能够平衡地层压力，要立即转换成钻井液钻井方式。所以即使在空气钻井时也要配置好压井泥浆，随时准备转换钻井方式。二是空气钻井费用高，空气钻井每天耗油量是8吨至10吨。
空气钻井时可用三牙轮钻头，也可以用PDC钻头钻进，但一般采用空气锤钻头钻进，效果更佳。
气锤钻头是由空气锤和空气钻头两部分组成，高压气体通过钻杆进入空气锤钻头，一部分高压空气从空气锤中心通孔到钻头水眼吹出，用于携带岩屑，另一部分高压空气进入空气锤环形空间气室用于推动空气锤内活塞上下运动做功，从而对井底岩石进行高频冲击，使岩石发生体积破碎,实现旋转冲击式快速钻进。
空气钻井时，钻台上的立压、悬重、扭矩、转盘这些工程参数可正常采集。而泵冲、电导、温度、密度、池体积、流量等这些与钻井液钻井相关的传感器均无法安装、无法采集。
10.什么是钻孔结构（也称井身结构）？
答:钻孔结构设计是与钻进有关的，所有工程计算的基础。钻孔结构是指钻孔由开孔至终孔，钻孔剖面中各孔段的深度和口径的变化情况。一般来说，换径次数越多、钻孔结构越复杂；换径次数越少，钻孔结构越简单。在可能情况下，应使钻孔结构尽量简单.钻孔结构设计的依据:钻孔的用途和目的；．该地层的地质结构、岩石物理力学性质； 钻孔的设计深度和钻孔的方位方向、顶角方向；必需的终孔直径；钻进方法、钻探设备参数
钻孔结构设计的内容:确定各岩层的钻进方法；确定钻孔终孔直径； 确定套管层次、下放深度和套管直径；拟定孔身直径和开孔直径。
11.套管在钻探工程中起什么作用？
答:保护孔壁，支撑孔壁防止倒塌，为钻探提供通道
在钻探施工过程中，套管用途很广。钻进复杂地层时，用套管护壁堵漏，可保证正常钻进。岩心钻探抽水试验孔可用套管进行止水，保证抽水资料的准确性。长期水文观测和开采孔，可用套管作为出水的通道。
下多层套管的目的主要是考虑一下几个方面：
一、每口井至少有两层套管;必须下表层套管，目的是保护浅部地层特别是地层水不受污染；
二、通常每口井钻进时所穿越的地层存在多个压力系统，钻井行业标准规定同一裸眼井段上下地层压力系数差不得超过0.4；
三、如果同一裸眼井段上下压力系数相差太大，无法进行钻井施工，会出现上漏下喷，必须将上部薄弱地层下套管封住；
四、对于特别复杂的地层，如容易缩径和蠕变的石膏盐地层为减少卡钻等事故复杂，多下层套管可减少钻井施工的难度和缩短钻井周期，经评估有可能还降低钻井成本。
12.钻探设备包括哪些主要内容？
答: 钻探设备是指用于钻探施工这种特定工况的机械装置和设备，主要由钻机、泥浆泵及泥浆搅拌机泥浆净化设备、钻塔等组成。通常，主要类型的钻探设备均由钻机、钻塔－桅杆、泥浆泵等三部分构成。当然，对于一些大型钻探设备来讲，划分得可能会更细一点，如石油钻机就号称8大件：井架、天车、游动滑车、大钩、水龙头、绞车、转盘、泥浆泵。（钻探设备必须满足不同钻进工艺方法，但随着工艺方法的变化，钻探设备通常只是就设备的某一部分进行改造即可满足新工法的要求，而考虑到工艺方法的多样性，钻探设备的多功能/多用途已经越来越成为新型钻机设计时所重点考虑的技术关键。）钻机：是完成钻进施工的主机，它带动钻具和钻头向底层深部钻进，并通过钻机上的升降机来完成起下钻具和套管、提取岩心、更换钻头等辅助工作。钻塔的主要功能：起下钻具（套管）、减压钻进时悬挂钻具、处理孔内事故并为空中作业提供平台。
泵的主要功能是：向孔内输送冲洗液以及清洗底孔、冷却钻头和润滑钻具。通常，主要类型的钻探设备均由钻机、钻塔－桅杆、泥浆泵等三部分构成。
1.钻机：钻机（drill）是在地质勘探中，带动钻具向地下钻进，获取实物地质资料的机械设备。又称钻探机。主要作用是带动钻具破碎孔底岩石，下入或提出在孔内的钻具。可用于钻取岩心、矿心、岩屑、气态样、液态样等，以探明地下地质和矿产资源等情况。主要分类：潜孔钻机 凿岩钻机 全液压一体机 探矿钻机
2.钻塔：钻塔是一种具有一定高度和跨度的金属桁架，是钻井设备的重要组成部分，分为天车、塔身主体、二层台、起塔架、副腿、底盘六个主要部分（可以根据实际需要增减结构部分），钻塔在钻井过程中，用于安放和悬挂提升系统，承受钻具重量，存放钻杆或钻铤等，必须具有足够的承载能力、强度、刚度、整体稳定性和必要的操作使用空间。系列钻塔从结构上分为单管两脚塔、三角塔、四角塔、A型塔、K型塔、桅杆型塔、门字型塔、动态型塔等；从起塔方式上分为液压式、机械式、组装式、伸缩式、折叠式等；从钻塔工作角度上分为直立式和倾斜式；从选材上分为角钢塔、管子塔、型钢塔；从安装型式分为散装型、整体车装型等；从用途上分为石油钻井、水文凿井、岩土工程、地质找矿、煤
田勘探、工程勘察等；从提升有效高度上分为8米~55米；从提升能力上分为5吨到1000吨等。
3.泥浆泵：钻探过程中﹐向钻孔里输送泥浆或水等冲洗液的机械。泥浆泵是钻探设备的重要组成部分。在常用的正循环钻探中﹐它是将地表冲洗介质──清水﹑泥浆或聚合物冲洗液在一定的压力下﹐经过高压软管﹑水龙头及钻杆柱中心孔直送钻头的底端﹐以达到冷却钻头﹑将切削下来的岩屑清除并输送到地表的目的。常用的泥浆泵是活塞式或柱塞式的﹐由动力机带动泵的曲轴回转﹐曲轴通过十字头再带动活塞或柱塞在泵缸中做往复运动。在吸入和排出阀的交替作用下﹐实现压送与循环冲洗液的目的。
13.什么是正循环钻进？什么是反循环钻进？反循环的形式有多少种？
答：正循环：冲洗液或压缩空气通过钻杆柱中间的内孔送到孔底，然后携带孔底已破碎的岩屑沿着孔壁与钻杆柱外表面的环状间隙流回到地表，把岩屑排到地面。反循环钻进与传统的正循环钻进相反，冲洗液自供水池，经过井口和钻杆与孔壁环状间隙，以自流方式流到孔底，然后携带岩粉通过钻杆内孔返回井口，并经过水接头和排渣管排到供水池，经沉淀澄清后重新流入孔内。
反循环钻进按照产生冲洗液上升流动的方式不同，可分为地表喷射反循环，泵吸反循环和气举反循环三种方式。
随着生产、科学技术的发展，人们对钻孔直径的要求越来越大，如何解决钻进中，取心和排除孔内大量岩粉就成为突出的问题。五十年代初期，国外最早采用泵吸反循环钻进方法，使钻进效率提高2 —15 倍，钻进成本大幅度降低。这一成果发表后，引起世界各国的重视，目前反循环钻进方法已为世界许多国家所采用，并取得显著经济效益。
我国七十年代初期开始研试大口径反循环钻进，并取得钻速高、成本低、搬迁操作方便等较好的效果。
14.钻进参数主要有哪些？各自起到什么作用？
答：(一)钻具转速
进行冲击回转钻进时，钻具回转转速的高低，主要是根据所钻岩石的性质，所用磨料的种类，以及冲击器冲击功的大小和冲击频率的高低等因素进行确定。
以块柱状硬质合金为磨料的钻头，钻进硬岩层或钻进强研磨性岩层时由于破碎岩石的主导作用是冲击载荷，所以钻具的回转转速应在20～80r/min之间。所钻的岩石越硬，其钻具的回转转速应越低。
钻进较软岩石或钻进裂隙发育的岩石时，由于冲击破碎岩石的作用并不大，而是以回转切削破碎岩石为主。所以应提高钻具的转速，一般可在80～300r/min之间。
选择钻具转速除考虑上述所说的岩石性质外，还要考虑冲击器的性能状况。如冲击器的冲击功较大时，可适当的提高钻具转速；反之，应降低钻具的转速，同样。冲击器的冲击频率较高时，钻具的转速也应适当增加；反之，应适当降低转速。
各种岩石都有它的最优冲击间距值，根据生产实践经验，一般可钻性为6～7级的岩石，S=10～15mm；7～8级，S=8～10mm；9～10级，S=5～8mm，较为适宜。
进行针状硬质合金钻进时。钻具的转速不应低于200r/min。一般为200～300r/min。
进行金刚石冲击回转钻进时，为了充分发挥金刚石磨削破碎岩石的作用以提高钻进效率，钻具的转速应在600r/min以上(二)钻压
液动冲击回转钻进钻头上施加的轴向压力有两个方面的作用：一是在岩石中造成一定的预加应力以及回转时切入岩石，以提高破碎岩石的效果；另一个作用是克服冲击器工作时所产生的反弹力，以减少冲击能量的传递损失。图 5-38 轴向压力与回次进尺的关系
P–轴压，×9.8N；H–平均回次长度，m
钻进较软岩石时，由于岩石的抗破碎强度较低，基本上是以回转剪切作用为主进行破碎岩石。为充分发挥回转切削岩石的作用，应采用较大的轴向压力。一般可控制在8000N左右
钻进较硬岩石时，由于岩石的抗破碎强度较高，基本上是以冲击载荷的作用进行破碎岩石，故所采用的轴向压力应小一些。一般可控制在4000～6000N范围之间。
如果所施加轴向压力过大，不但会造成硬质合金过早磨损，甚至会产生崩刃或崩脱，会导致钻进效率降低。但压力也不宜过小，过小的压力不能克服冲击器所产生的反弹力，将降低冲击能量的传递效率，同样也会降低钻进效率。(三)泵量与泵压
由于冲击器是以高压液流为动力。推动冲锤进行工作。所以冲洗液不仅是为了冷却钻头和冲洗岩粉，而且对钻头的工作性能也有决定性影响。它直接影响冲击频率的高低和冲击功的大小，即随着泵量的增加，冲击频率及冲击功也相应得到增加。
只要地层允许(冲洗液上返流速不大于所钻地层的要求)、水泵工作性能正常，应尽量满足冲击器工作时的水量。同时还应加大一部分泵量，以补充管路各接头处的泄漏损失。
15.影响地层可钻性的因素有哪些？
答：岩石的可钻性是在一定钻进方法下岩石抵抗钻头破碎它的能力。它反映了钻进作业中岩石破碎的难易程度，它不仅取决于岩石自身的物理力学性质，还与钻进的工艺 技术措施有关，所以它是岩石在钻进过程中显示出来的综合性指标。由于可钻性与许多因素有关，要找出它与诸影响因素之间的定量关系十分困难，目前国内外仍采 用试验的方法来确定岩石的可钻性。不同部门使用的钻进方法不同，其测定可钻性的试验手段，甚至可钻性指标的量纲也不尽相同。例如，地勘部门在回转钻进中以单 位时间的钻头进尺（机械钻速）作为衡量岩石可钻性的指标，分成12个级别，级别越大的岩石越难钻进；在冲击钻进中常采用单位体积破碎功来进行可
钻性分级。而在石油钻井部门则以机械钻速与钻头进尺的乘积或微型钻头的钻时作为衡量指标，分成10个级别。
二、综述题 每题25分。
1.钻探工程在国民经济建设中能够发挥哪些作用？
①地质普查或勘探钻孔用于了解地质构造、找矿或探明矿产储量；②水文地质钻孔，勘察地下水文地质情况；③水井，为工业、农业、国防及生活而开发利用或补给地下水资源并有充实水文地质资料作用；④工程地质钻孔，勘察或为建筑厂基、坝址、水库、桥梁及道路等探明工程基础状况；⑤石油钻井，勘查和开发石油、天然气；⑥地热钻孔，勘探和开发地下热水与蒸气资源；⑦工程基础施工钻孔，为加固处理建筑工程基础而应用的基础桩或管桩所施工的钻孔；⑧开发钻孔，开采地下卤水、溶解岩盐、硫磺、燃烧气化地下煤炭等；⑨采矿或隧道等工程的辅助钻孔，采矿或隧道施工时为通风、排水、探水、探气、冻结、运输以及建筑和通讯安装管线、爆破、取样、灌浆等所施工的钻孔。我国是世界上最早开展钻探工程的国家，据文字记载，两千多年前，在四川内陆地区就开始凿井求盐。随着科学技术与国民经济的发展，钻探工程技术日益得到迅速发展和提高，其应用范围也越来越广泛
钻进技术的用途钻进技术的主要应用范围有：地质勘察钻探。为探明矿区的地质构造，矿体的产状、品位、估计矿体储量，为矿产开发提供必要的地质资料。水文地质钻探。查明地下水状态、水质、水量及其运动规律等水文地质资料。工程地质钻探。为查明桥基、坝基、路基或水库、港口、大型设备、高层建筑的地质基础和地基承载能力等而进行的专门钻探工作。油、气田钻探。为勘探石油及天燃气等矿产而进行的钻探工作。油气田钻探通常也简称为石油钻井。
老师答案：地质矿产勘探钻进；水文水井钻进；工程地质勘察、基础工程施工钻进；
油气井钻进；爆破孔钻进(采矿、物探)； 科学钻探（海洋、湖泊、大陆、环境、冰川、外星）；
地热、干热岩钻采；水力采矿；核废料掩埋、二氧化碳掩埋等；地质灾害治理（边坡锚固、抗滑桩、止水帷幕等）；非开挖铺管；文物考古钻探；竖井钻凿（矿山、地下核试验等）； 抢险救灾（地下灭火、通风孔等）„„
2.泥浆在钻探工程中的重要作用是什么？
答: 钻进过程中，用液体或气体的连续循环把孔内的岩屑冲洗或吹洗出来，称为钻孔冲洗。冲洗用的介质，不论是液体还是气体习惯上都被叫做冲洗液或钻井液(drilling fluid)。由于早期的冲洗液多为粘土与水的混合物，所以冲洗液也被笼统地称做泥浆(mud)，泥浆这个术语一直沿用，现在还有不少人把冲洗液统称为泥浆。
钻井液的作用: 悬浮和携带岩屑及加重剂；平衡地层压力和井壁侧压力，稳定井壁，防止井喷、井漏和井塌等事故的发生；传递水功率，帮助和破碎岩石； 冷却和润滑钻头及钻具；为井下钻具提供动力；部分地支承钻柱和套管的重量； 从钻井液中获得所钻地层的地质资料。
3．为什么说上天难、入地更难？
答:
油井领域--技术最难点--地质导向钻井，深海钻井，井下精确定方位。碳酸盐岩地层裂缝发育带钻井取心难保证取心收获率；碳酸盐岩地层裂缝发育带地层钻井中较难防止井漏；油井开采过程中,无法解决的砂,蜡,垢,腐蚀对油井及流程管线的影响,造成的油井抽油杆偏磨等引起油井检泵周期较短.低孔低渗油藏，提高采收率！1.钻遇的地层复杂且不可见。由于地球的地层结构复杂多变，尤其是在比较深的地层更是恶劣。而钻探工程的主要目的是钻孔，钻深孔，在钻孔的过程中会遇到各种各样的地层，这对钻探工程提出了比航天工程更高的要求。例如遇到极其坚硬的地层，对钻头的考验就比较大了，若是地层偏斜还要防止钻孔偏斜弯曲的问题，若是遇到比较疏松的地层往往还要防止其倒塌，加上地层中有地下水层或者含腐蚀性的化学物质等诸多复杂恶劣的情况，使得钻探工程的难度更大。
2.钻探工程中设备工作条件恶劣。在一般的钻探过程中，钻探设备都工作在高负荷情况下。除此之外，由于要实时地对钻探工作依据地层的变化作出相应的调整，因此还要对工作设备准确性以及可靠性作出更高的要求。因此钻探设备应同时满足重载和实时性以及准确性的要求，这对钻探技术的要求比航天工程更加高了。
3.工作设备和控制设备的通信艰难。在航天过程中，要从地面观测和控制航天器是相对简单的，可以直接通过无线电磁传播即可，因为电磁波可以在真空中传播，信息交互过程中没有很大的障碍。相反由于钻探工程的工作设备钻头往往在地底下，电磁波的传输受到的往往很容易受到干扰，很难及时的提取到地下工作设备所反馈的信息。
4.超井深作业难度大。比如英国研究人员领导的一个小组将首次向地下钻探到达地幔，并从那里取回样本。这项令人难人置信的大工程将需要在海床上钻通5英里(约8045米)坚硬的岩石，其温度最高可达298摄氏
度。一旦到达那里，设备所要承受的压力大得惊人，高达每平方英寸400万磅(约合每平方厘米281吨)———相当于通常重力的28.5万倍。这相比在航天过程中受到的压力就大得多了
(世界上最深的钻孔是前苏联的SG-3孔，终孔深度达12261m，其次为德国KTB孔，其终孔孔深度为9101m，二孔皆因发生严重的孔内事故（严重孔斜、卡钻、埋卡、缩径使下钻找不到井眼）而迫终孔，我们应引以为戒。万米科学深钻是一项高难度的高新技术工程，在结晶岩中钻进的主要难点是：
1在万米深井中，在高温、高压条件下，不仅岩石坚硬、难钻，且岩石具有一定塑性，易产生孔底缩径事故，甚至在下钻进，找不到井眼，国外超深井钻进出现过类似事件。
2由于科学钻井往往需要全孔连续取样，势必占用大量升降作业时间，导致施工周期明显增大。
3对钻杆柱的性能有更高的要求，在起下钻具时，钻杆柱上部承受万米钻杆重量，需要有很高的抗拉强度，而钻杆柱的底部在钻进时承受压力及回转扭矩，对其抗弯强度有很高的要求，一旦发生钻杆折断事故，处理起来相当困难，势必占用大量时间。
4在高温、高压条件下，采用一般化学处理剂处理的泥浆将会失掉其稳定性，在复杂地层中钻进时，井壁失稳，产生事故。
5当采用井底液动钻具（涡轮钻、螺杆钻、液动潜孔锤）钻进时，在万米钻杆中产生相当大的钻井液压力损失，对钻井泵有更高的要求；由于钻具中密封圈受热膨胀易损，对其材质有更高要求；在背压很大的情况下，液动潜孔锤启动困难。
6超深硬岩钻进中，当钻遇硬岩陡斜地层时，极易产生钻孔弯曲，面且随着钻孔的加深，钻孔弯曲度呈指数曲线增加，从而给钻进工作带来极大困难。深钻硬岩钻进防斜、纠斜是一大难题。
7在超深钻进时，如钻遇高压流体，将导致井涌、井喷；当钻遇漏失进，将出现钻井液漏失。)4．钻探工程中体现了哪些现代工业技术进步？
钻探工程的发展融合的国民经济各方面技术的发展，钻探设备的很多方面都应用了国内国际最先进的发展水平。因此钻探工程的发展也推动了现代工业技术的进步。首先：顶部驱动（大动率，特殊性能的电动机发展）。其次： 钻杆方面的发展，体现了现代工业对材料的合理选择、新材料的开发、其性能的调整等诸多方面起了很大的推动作用；钻进方法改进，如金刚石钻头的应用；
最后钻探工程是一门综合性的应用技术学科，它的发展对国民经济的发展作用十分巨大，同时对现代工业的技术进步也起到了很大的推进作用。
国外近十年来发展的主要钻井技术：水平井；大位移井；小井眼钻井；欠平衡钻井
顶部驱动；连续油管钻井；随钻测量/地质导向；自动化（闭环）钻井。电驱动钻机和顶驱系统的应用正在逐步推广，电驱动钻机占钻机总数的百分比已达23%，1993年全世界装备了约350套顶驱系统。90年代初国外商业应用了连续 软管钻井装置，到1995年中期，全世界连续管作业装置达614套，其中相当一部分用于钻井。钛合金钻杆。高达48米的我国首台9000米交流变频超深井石油钻机2005年12月9日在陕西宝鸡石油机械有限责任公司通过专家评审验收，这是我国自行研制开发的具有自主知识产权的第一台9000米超深井钻机，标志着我国在超深井石油钻机研制生产方面取得新的重大突破。随钻测量/随钻测井(MWD/LWD)技术发展迅速，已研制了适用于各种井眼尺寸的MWD/LWD工具。其测量参数已逐步增加到近20种钻井和地层参数，目前，传感器离钻头尚有1～2米的距离。新的仪器化钻头
“十五”以来，随着一批成熟技术的不断推广应用，大大提高了钻井技术水平，扩大了勘探领域，提高了勘探开发效果。优快钻井技术广泛应用，提高了钻井速度；定向井、丛式井钻井技术成为常规技术，在生产中广泛应用；规模应用复杂结构井钻井技术尤其是水平井技术，提高了油气产量，降低了开发成本；欠平衡压力钻井配套技术的推广应用，引进配套了20多
套欠平衡装备并实现了国产化，编制了我国第一部欠平衡钻井行业标准——《欠平衡钻井技术规范》；深井钻井技术获得长足进步，复杂深井钻井速度加快；钻井液技术进步明显，油气层保护技术不断创新完善；固井完井技术不断提高；钻井装备、工具、测量仪器研发技术更加成熟。
同时，一些攻关技术取得突破性进展，初步显示了良好的应用前景。通过多年的攻关研究并引进先进工具，分支井钻井技术得到了初步应用；大位移井钻井技术取得突破，具备了钻探水平位移达4000～5000米大位移井的能力；气体钻井试验取得良好效果；地质导向钻井配套技术研发获得成功；超深井钻井和实体膨胀管技术取得突破性进展；钻井信息技术也初见成效。
另外，套管钻井技术先导性试验、旋转导向钻井技术、自动垂直钻井技术、全过程欠平衡钻井技术等4项前沿技术攻关，取得了实质性进展。我国第一套自主研发的机械式自动垂直钻井工具在雷北1井的试验成功，标志着自动垂直钻井技术达到国内领先水平；在大牛地气田大平3井实现了静止欠平衡作业，自主研发的井下套管阀，性能指标已达到国外进口产品水平，具备了现场试验的能力。
第二篇：钻探工程概论复习题（最终版）
钻探工程概论复习题
一、简答题 每题10分
1.根据岩石的变形特性，图示说明岩石的三种类型。
2.什么是岩石破碎的体积破碎？
3.什么是岩石的各向异性？对钻进有哪些影响？
4.影响岩石硬度的因素有哪些？
5.钻探技术的基本构成是什么？
6.简述硬质合金钻头的碎岩机理（文字与简图）
7.PDC钻头的碎岩机理
8.金刚石钻头有哪些主要类型？
9.地质岩心钻探与油气井钻探的主要区别在哪里？
10.空气钻进技术有哪些优点？
11.什么是钻孔结构（也称井身结构）？
12.套管在钻探工程中起什么作用？
13.简述绳索取心钻具的主要组成，它有哪些优点？
14.钻探设备包括哪些主要内容？
15.钻具按用途可以分为哪些？分述其主要作用。
16.什么是正循环钻进？什么是反循环钻进？反循环的形式有多少种？
17.钻进参数主要有哪些？各自起到什么作用？
18.影响地层可钻性的因素有哪些？
19.钻孔灌注桩的基本流程。
二、综述题 每题25分。
1.钻探工程在国民经济建设中能够发挥哪些作用？
2.泥浆在钻探工程中的重要作用是什么？
3．为什么说上天难、入地更难？
4．钻探工程中体现了哪些现代工业技术进步？
5.简述钻探设备与钻探工艺之间的关系？
6.试论述深部钻探的关键技术（分别从钻孔结构与管材级配、钻探设备、钻杆及钻具、护壁堵漏等方面论述）
第三篇：11765钻探工程概论考试复习题
11765钻探工程概论考试复习题
一、简答题 每题10分
1.根据岩石的变形特性，图示说明岩石的三种类型。
弹塑性岩石 弹脆性岩石
高塑性和高孔隙性岩石
岩石的硬度反映岩石抵抗外部更硬物体压入（侵入）其表面的能力。
硬度与抗压强度有联系，但又有很大区别。抗压强度是固体抵抗整体破坏时的阻力，而硬度则是固体表面对另一物体局部压入或侵入时的阻力。因此，硬度指标更接近于钻掘过程的实际情况。因为回转钻进中，岩石破碎工具在岩石表面移动时，是在局部侵入（可能非常微小）的同时使岩石发生剪切破碎。由前面的分析知道，工具压入岩石是很难的，而压入后剪切破岩却较容易。所以我们说，硬度对钻掘工程而言是一个主要力学性能参数。
（1）岩石中石英及其他坚硬矿物或碎屑含量愈多，胶结物的硬度越大，岩石的颗粒越细，结构越致密，则岩石的硬度越大。而孔隙度高，密度低，裂隙发育的岩石硬度将会降低。
（2）岩石的硬度具有明显的各向异性。但层理对岩石硬度的影响正好与对岩石强度的影响相反。垂直于层理方向的硬度值最小，平行于层理的硬度最大，两者之间 可相差1.05～1.8倍。岩石硬度的各向异性可以很好地解释钻孔弯曲的原因和规律，并可利用这一现象来实施定向钻进。
（3）在各向均匀压缩的条件下，岩石的硬度增加。在常压下硬度越低的岩石，随着围压增大，其硬度值增长越快。
（4）一般而言，随着加载速度增加，将导致岩石的塑性系数降低，硬度增加。但当冲击速度小于10m/s时，硬度变化不大。加载速度对低强度、高塑性及多孔隙岩石硬度的影响更显著。
5.钻探技术的基本构成是什么？
设备：钻孔施工所使用的地面设备总称。包括钻探机、动力机、泥浆泵、钻塔等。
工艺：取心钻探技术，无岩心钻探技术，多介质反循环钻探技术，其它反循环钻探技术，水文水井钻探技术
地质学基础、矿物岩石学、地层学、构造地质学、钻探工程、工程地质、工程与环境物探、钻探机械、6.简述硬质合金钻头的碎岩机理（文字与简图）
与刀具（切削类似）相联系：利用镶焊在钻头体上的硬质合金切削具，作为破碎岩石的工具，这种钻进方法通称为硬质合金钻进。
可得到很高的钻速。
8.地质岩心钻探与油气井钻探的主要区别在哪里？
主要区别有以下几点： 1.钻孔的直径：
Hole：孔，用于地质钻探，孔比较小，用于勘察，勘探 Well：井，用于油气井钻探，孔比较大，往往还要用于生产
2.钻孔的深度： 钻探：比较浅，油气井：比较深，技术有，成本高 3.地层情况：
钻探：地层比较复杂，低层遇到的种类比较多 油气井：一般低层地层单一。
9.空气钻进技术有哪些优点？
空气钻进的实质是以压缩空气代替冲洗液，作为钻进中的循环介质来冷却钻头，吹洗钻孔把岩屑携带出地表的一种高效率、先进钻进方法。空气钻进可以正循环钻进，也可以反循环钻进，在钻探设备上只需要增加一台移动式空气压缩机，孔口防尘及除尘等设备。空气钻进特别适用于干旱缺水地区、常年永冻层、孔内严重漏水地层及用水钻进较困难地区。我国北方各省和西北各地有很多这样的地区，因此，研究空气钻进具有很大的现实意义。
1.钻进效率高： 空气钻进效率比一般钻进法约提高9 —11 倍。其原因是：孔底岩石减掉了钻孔内的液柱静压力，有助于岩石最大限度地释放残余应力，使孔底岩石处于一种负压效应状态，借助切削具的碎岩作用，岩屑呈“爆炸” 形式崩离岩体，从而提高了钻进效率。另外压缩空气以高速吹洗孔底、孔内干净，几乎完全没有重复破碎，故在硬岩和深孔时，钻进效率更为显著。
2.钻头寿命长： 空气钻进钻头寿命长，除上面提到的因素外，还有一重要因素，即当压缩空气经过钻头时，由于压力骤然降低，在此大量吸收热量，有利于冷却钻头，防止烧钻，并为切削具创造有利的工作环境。与一般钻进方法相比，钻头寿命可提高十倍以上。
3.能取得正确的地质资料：空气钻进以空气为循环介质，它不污染岩石和孔壁这不仅对洗井、抽水等工作有益，而且可以获取正确的水文地质资料。
4.空气钻进不用水：这在干旱缺水地区其优越性更为显著，同时可以避免因漏水而带来的堵漏问题和冲洗液、岩粉等对含水层堵塞的影响。
脆性岩石（花岗岩、石英岩、碧石铁质岩）在压头压入时仅产生弹性变形，至A点最大载荷为Pmax处便突然完成脆性破碎，压头瞬时压入，破碎穴的深度为h ［图(a)］。这时破碎穴面积明显大于压头的端面面积，即h/δ＞5。
弹塑性岩石（大理岩、石灰岩、砂岩）在压头压入时首先产生弹性变形，然后塑性变形。至B点载荷达Pmax时才突然发生脆性破碎［图(b)］。这时破碎穴面积也大于压头的端面面积，而h/δ=2.5～5，即小于第一类岩石。
高塑性（粘土、盐岩）和高孔隙性岩石（泡沫岩、孔隙石灰岩）区别于前二类，当压头压入时，在压头周围几乎不形成圆锥形破碎穴，也不会在压入作用下产生脆性破碎［图(c)］，h/δ=1。
2.什么是岩石破碎的体积破碎？
岩石的变形破碎形式
表面破碎 疲劳破碎 体积破碎
表面破碎
切削具与岩石的接触压力远远小于岩石硬度，切削具不能压入岩石。切削具移动时，将研磨孔底岩石，岩石破碎是由接触摩擦功引起的，研磨的岩石颗粒很小，钻进速度低。这种变形破碎方式称为岩石的表面研磨，这个区称为表面破碎区。疲劳破碎
切削具上的轴向载荷增加，但接触压力仍小于岩石硬度，可使岩石晶间联系破坏，岩石结构间缺陷发展，特别是孔底受多次加载产生的疲劳裂隙更加发展，于是众多裂隙交错，仍可产生较粗岩粒的分离，这种变形破碎方式称为疲劳破碎，这个区称为疲劳破碎区。
体积破碎
切削具上的载荷继续增加，接触压力大于或等于岩石硬度，切削具可有效地切入岩石，结果是：切削具在孔底移动时不断克服岩石的结构强度，切下岩屑，这种变形破坏方式称为体积破碎，这个区称为体积破碎区。体积破碎时，会分离出大块岩石，破碎效果好。
3.什么是岩石的各向异性？对钻进有哪些影响？
岩石在不同方向上表现出不同的强度值称为岩石的各项异性。
岩石的各向异性分为两种：一种是由于微裂缝的存在以及在不同方向上的排列，分布不同而导致的，这种各向异性会随着岩石的应力变化而变化，可称为应力各向异性；另一种是由于岩石颗粒的定向排列引起的，这种岩石的各向异性不会随着岩石的应力变化而改变。对钻进的影响：
影响进效率的：由于在不同的层理结构上表现出不同的强度性质，在钻进这样的岩石层时会加大钻进的工作量，因此岩石的各向异性会影响钻进效率。
影响钻孔偏斜：由于存在岩石的各向异性，使得钻杆在钻进过程中出现受力不平衡的情况，使得钻杆发生一定角度的偏斜甚至弯曲，会影响钻孔的偏斜量。
4.影响岩石硬度的因素有哪些？
但在实际使用中，硬质合金钻进只适用于钻进中等硬度以下的地层，即可钻性1 ～7 级和部分8 级地层。若在更为坚硬的岩层中钻进，则切削效果很差，切削具磨损很快或易折断而迅速失去钻进能力。当前，软的和中硬以下的地层，尤其是土层的钻孔工作，主要靠硬质合金钻进。
7.金刚石钻头有哪些主要类型
金刚石钻头按其制造方法不同，可分为烧结法和电镀法两种。金刚石钻头按包镶形式的不同，可分为表镶钻头与孕镶钻头两种
1.表镶钻头
金刚石分布在胎体表面上，当其刃角磨钝后可回收复用。钻头按金刚石粒度分粗、中、细三种：5～20粒/克拉的为粗粒钻头；20～40粒/克拉的为中粒钻头；40～100粒/克拉的为细粒钻头。一般情况下，细粒钻头适用于钻进致密、坚硬地层。金刚石都是用天然品。硬度较低、完整岩层；
2.孕镶钻头
金刚石不只是分布在胎体表面上，而且，还分布于胎体内部的一定层厚中。金刚石是10～80目的天然粉级品或60～129目JR4级的人造品。含金刚石的胎体层称为工作层。钻进时，随着胎体的磨损，金刚石切刃才不断露出，旧切刃失去工作能力或脱掉，新切刃相继出露参加工作。因此，孕镶钻头可保持稳定的钻速，应用范围较广。它坚硬、致密、弱研磨性（优质金刚石、较低的金刚石浓度），均匀性差、完整度差、破碎地层（金刚石浓度高、胎体硬度大）；
3.还有一种“多层钻头”。
它是孕镶钻头的变种形式，与孕镶的区别是胎体内部的金刚石分成几层并有一定排列方式。钻头按金刚石成因分类，可分为天然金刚石钻头(表镶)和人造金刚石钻头(都是孕镶)。此外，还有一种聚晶金刚石钻头，金刚石的镶焊属于表镶，但在工作时却起孕镶钻头作用。它用于钻进较软和研磨性强岩层，10.什么是钻孔结构（也称井身结构）？
钻孔结构设计是与钻进有关的，所有工程计算的基础。钻孔结构是指钻孔由开孔至终孔，钻孔剖面中各孔段的深度和口径的变化情况。据地层理想柱状图做出来的。一般来说，换径次数越多、钻孔结构越复杂；换径次数越少，钻孔结构越简单。在可能情况下，应使钻孔结构尽量简单。根据地层条件，一层一层放入套管，所形成图示的结构：
层套管;必须下表层套管，目的是保护浅部地层特别是地层水不受污染；
二、通常每口井钻进时所穿越的地层存在多个压力系统，钻井行业标准规定同一裸眼井段上下地层压力系数差不得超过0.4；
三、如果同一裸眼井段上下压力系数相差太大，无法进行钻井施工，会出现上漏下喷，必须将上部薄弱地层下套管封住；
四、对于特别复杂的地层，如容易缩径和蠕变的石膏盐地层为减少卡钻等事故复杂，多下层套管可减少钻井施工的难度和缩短钻井周期，经评估有可能还降低钻井成本。钻探地质套管是供地质部门进行岩心钻探使用的钢管。套管又是钻探和钻井工作中下人钻孔内,用以保护孔壁封闭孔身的钢管。它的主要功用是防止孔壁坍塌,隔离地层,封闭涌水或
设计依据
1．钻孔的用途和目的；
2．该地层的地质结构、岩石物理力学性质；
3．钻孔的设计深度和钻孔的方位方向、顶角方向； 4．必需的终孔直径；
5．钻进方法、钻探设备参数。
11套管在钻探工程中起什么作用？ 保护孔壁，支撑孔壁防止倒塌，为钻探提供通道 在钻探施工过程中，套管用途很广。钻进复杂地层时，用套管护壁堵漏，可保证正常钻进。岩心钻探抽水试验孔可用套管进行止水，保证抽水资料的准确性。长期水文观测和开采孔，可用套管作为出水的通道。
下多层套管的目的主要是考虑一下几个方面：
一、每口井至少有两 漏水层、油气层。在开采井中,套管又是流体、气体生产的通13.什么是正循环钻进？什么是反循环钻进？反循环的形道,例如水井、油气井、地热井、溶解类矿产的开采钻井等,都式有多少种？
必须下入生产套管。地质钻探孔内的套管外径小,一般下入的套管也较浅,在钻探任务完成后要将套管起拔出来,可以继续正循环钻进是泥浆自供应池由泥浆泵泵出，输入软管送往使用。石油天然气下入的表层套管、技术套管和油层套管,在水龙头上部进口，再注入旋转空心钻杆头部，通过空心钻机一下入井内之后,都需要注水泥将套管与井壁固结起来,封闭死直流到钻头底部排出，旋转中的钻头将泥浆润滑，并将泥浆扩管外的环状间隙,套管就无法取出。即使无工业油气流的探井,散到整个孔底，携同钻碴浮向钻孔顶部，从孔顶溢排地面上泥下入了套管也一样丢弃在井内。供水井下入的套管称为井管,浆槽。
强度要求不高,井浅时可不用无缝钢管,用铸铁管。反循环钻进与正循环钻进的差异在钻进时泥浆不经水龙头直接注入钻孔四周，泥浆下达孔底，经钻头拌和使孔内部浆液12钻探设备包括哪些主要内容？
均匀达到扩壁，润滑钻头，浮起钻碴，此时压缩空气不断送入水龙头，通过固定管道直到钻头顶部，按空气吸泥原理，将钻钻探设备是指用于钻探施工这种特定工况的机械装置和设渣从空心钻杆排入水龙头软管溢出。
备，主要由钻机、泥浆泵及泥浆搅拌机、泥浆净化设备、钻塔反循环钻进按照产生冲洗液上升流动的方式不同，可分为等组成
地表喷射反循环，泵吸反循环和气举反循环三种方式。不同反钻机：是完成钻进施工的主机，它带动钻具和钻头向底层循环钻进方式，随着钻孔深度的变化，钻进效率也有所不同，深部钻进，并通过钻机上的升降机来完成起下钻具和套管、提所示为三种反循环钻进方式在不同孔深时的效率曲线，从曲线取岩心、更换钻头等辅助工作。变化情况可以看出，地表喷射反循环钻进效率，在浅孔段效率钻塔的主要功能：起下钻具（套管）、减压钻进时悬挂钻具、较高，气举反循环钻进效率在50 m 以后较高。在选择反循环处理孔内事故并为空中作业提供平台。
钻进方式时，应根据孔深、水位等情况进行合理的选择，为了泵的主要功能是：向孔内输送冲洗液以及清洗底孔、冷却提高钻进效率，有时也采用两种方式相结合的复合式反循环钻钻头和润滑钻具。
进。
通常，主要类型的钻探设备均由钻机、钻塔－桅杆、泥浆泵等三部分构成。
14钻进参数主要有哪些？各自起到什么作用？
当然，对于一些大型钻探设备来讲，划分得可能会更细一点，如石油钻机就号称8大件：井架、天车、游动滑车、大钻进参数主要有以下三个方面：
钩、水龙头、绞车、转盘、泥浆泵。
钻塔设备主要包括以下三个方面的内容：
钻压：钻压也称轴向压力。钻进时，合金的受钻压1.钻机：钻机（drill）是在地质勘探中，带动钻具向地下切入岩石而钻进；同时，因钻压造成合金与岩石的摩钻进，获取实物地质资料的机械设备。又称钻探机。主要作用擦而使合金磨损。所以，在选择钻压时，必须在保证是带动钻具破碎孔底岩石，下入或提出在孔内的钻具。可用质量的前提下从钻进效率和钻头寿命两个方面进行分于钻取岩心、矿心、岩屑、气态样、液态样等，以探明地下析、研究。一般情况下，在松软及软岩石中钻进时，地质和矿产资源等情况。主要分类：潜孔钻机 凿岩钻机 全液因所需钻压不大，对钻速和合金的磨损不是主要问题；压一体机 探矿钻机
而在中硬和硬岩层中钻进时，钻压确定是否合理，对2.钻塔：钻塔是一种具有一定高度和跨度的金属桁架，是钻速和合金磨损影响很大。
钻井设备的重要组成部分，分为天车、塔身主体、二层台、起塔架、副腿、底盘六个主要部分（可以根据实际需要增减结构钻压是孔底碎岩的必要条件。钻压的大小决定着碎岩的方部分），钻塔在钻井过程中，用于安放和悬挂提升系统，承受式和特点，它直接影响钻进速度。
钻具重量，存放钻杆或钻铤等，必须具有足够的承载能力、强机械钻速与钻压的关系是：机械钻速随着钻压的增加而不度、刚度、整体稳定性和必要的操作使用空间。
断地增大。这是两者关系的总趋势。具体可分为3 个阶段：系列钻塔从结构上分为单管两脚塔、三角塔、四角塔、A表面破碎阶段、疲劳破碎阶段、体积破碎阶段。
型塔、K型塔、桅杆型塔、门字型塔、动态型塔等；从起塔方在钻进过程中，切削具逐渐被磨钝后，切削具与岩石的接式上分为液压式、机械式、组装式、伸缩式、折叠式等；从钻
触面积逐渐增大，使切削具接触面上的压强减小，以致低于岩
石的压入硬度，因而碎岩方式由体积破碎过渡到疲劳破碎，甚至表面破碎，钻速急剧下降。所以，在磨锐式硬合金钻头的钻进过程中，为保持较高的钻速，应随着切削具的磨钝而逐渐增大钻压，直至钻探设备或其他条件限制不可能继续增大钻压时为止。
在磨锐式硬合金钻头钻进中，钻压是一个重要的钻进参数。钻压必须保证切削具切入岩石，以体积碎岩方式进行钻进。然后，依不同岩石性质（其中主要是岩石的压入硬度研磨性和抗剪强度），并考虑到钻进过程中工作刃的磨钝状况，充分发挥锋利刃的作用，力求达到最高的平均机械钻速（纯钻进效率）和最大的钻头进尺来确定钻压值。
另一方面，必须充分考虑到实现所要求钻压的可能性。最大钻压除了受切削具本身和钻头本身的强度限制外，还受到钻杆柱和孔底钻具组成的强度以塔工作角度上分为直立式和倾斜式；从选材上分为角钢塔、管及地面机械设备能力的限制。
子塔、型钢塔；从安装型式分为散装型、整体车装型等；从用在实际生产中，首先确定每颗硬合金切削具上应该施加的途上分为石油钻井、水文凿井、岩土工程、地质找矿、煤田勘压力，然后，再根据一个钻头上镶焊切削具的数目，计算出总探、工程勘察等；从提升有效高度上分为8米~55米；从提升钻压P。
能力上分为5吨到1000吨等。
即：P ＝p·m 3.泥浆泵：钻探过程中﹐向钻孔里输送泥浆或水等冲洗液式中：P —钻头上的总压力；p —每颗切削具上应加的压力的机械。泥浆泵是钻探设备的重要组成部分。在常用的正循（单颗钻压）；m —钻头上切削具的颗数。环钻探中﹐它是将地表冲洗介质──清水﹑泥浆或聚合物冲洗液在一定的压力下﹐经过高压软管﹑水龙头及钻杆柱中心孔钻速：从理论上看，钻速随转速的增加而成正比地增加。直送钻头的底端﹐以达到冷却钻头﹑将切削下来的岩屑清除但实际上钻速并不随转数的增加而呈正比增加，转速的增加有并输送到地表的目的。常用的泥浆泵是活塞式或柱塞式的﹐由其极限值（最优值）。超过此值后，钻速反而会下降，其主要动力机带动泵的曲轴回转﹐曲轴通过十字头再带动活塞或柱原因一是在高转数的情况下，合金在岩石表面上的作用时间太塞在泵缸中做往复运动。在吸入和排出阀的交替作用下﹐实现短，从而影响合金的切人深度，导致钻速下降；另一个原因是压送与循环冲洗液的目的。在高转数的情况下，孔底温度增高，合金的磨损或磨钝加快而
使钻速下降。
泥浆泵排量：钻进时，冲洗液的质量与数量对钻进速度有很大影响。根据国内外的资料证明，钻速随冲洗液的密度或粘度的增大而下降。从理论上看，增大冲洗液量，对提高钻速有一定好处。应当指出，当冲洗液量不足时，孔底颗粒大的岩粉不能被冲起，从而造成孔底重复破碎量的增大，使破碎效率下降；同时，过多的岩粉堆积，也造成合金散热不好，使温度增高，耐磨性降低；有时还易引起堵水、憋泵的现象。但过大的泵量会冲毁岩心或孔壁，并使钻压下降，使钻速降低。当采用大泵量时，则必须给予一定的重视。
送入孔内的冲洗液量、主要是用于清除孔底产生的岩粉和冷却钻头。随着冲洗液量的增加，对孔底清除岩粉和冷却钻头的能力也增强。孔底的清洁状态对钻进影响很大。把孔底破碎下来的岩屑及时冲离孔底，就为连续破碎岩石新鲜面创造了条件，从而避免重复破碎岩屑和无益地消耗功能。同时，孔底清洁也减少了钻具的磨损和防止某些孔内事故的发生。在某些比较松软的岩层，冲洗液流可起到喷射碎岩作用（如石油钻井中的喷射钻井），因此，在硬合金钻进中，尽可能采用较大的泵量是有益的。
但是过大的泵量，使其循环流动阻力也相应地增大，即工作泵压增大。由于流动阻力是流量的平方成正比，所以流动阻力的增长率大大超过泵量的增长率。流动阻力的增大，一大面直接增加了冲洗泵的负荷；另一方面，过大的泵量还会带来在软地层冲毁岩心和孔壁的问题，并且在岩心顶端造成很大的压力，使岩心劈裂而发生岩心堵塞，降低岩心采取率。因此泵量应有一个合理的值。
一般说来，岩石可钻性级别越低，转速越大，机械钻速越高，则所用的泵量应越大；孔径越大，所用的泵量也越大。冲洗液量应保证把岩屑颗粒带出地表。岩屑颗粒向上携带主要决定于上升流速（其次也与冲洗液的性能参数有关），而上升速度又与岩屑颗粒尺寸和其密度有关。清水冲洗时，上方流速不应小于0.25 m／s，而采用泥浆作冲洗液时，上升液流速度不应小于0.2 m／s。依此，流量可按下式来计算。Q ＝F·v
Q —泵量，m 3／s ；
F —管外环状空间的面积，m 2 ； v—上升液流速度，m ／s。15影响地层可钻性的因素有哪些？
一、岩石可钻性的概念
1、岩石可钻性的概念
岩石可钻性是表示钻进过程中岩石破碎的难易程度。在钻探生产中通常用机械钻速作为衡量岩石可钻性的指标，单位是m／h。
2、岩石的可钻性及可钻性分级的意义 可钻性及可钻性分级是决定钻进效率的基本因素，也是确定岩石破碎的难易程度的综合指标。对钻探生产非常重要，它是合理选择钻进方法、钻头类型和结构、钻进规程参数的依据，也是制订钻探生产定额和编制钻探生产计划的依据。
岩石的可钻性是在一定钻进方法下岩石抵抗钻头破碎它的能力。它反映了钻进作业中岩石破碎的难易程度，它不仅取决于岩石自身的物理力学性质，还与钻进的工艺 技术措施有关，所以它是岩石在钻进过程中显示出来的综合性指标。由于可钻性与许多因素有关，要找出它与诸影响因素之间的定量关系十分困难，目前国内外仍采 用试验的方法来确定岩石的可钻性。不同部门使用的钻进方法不同，其测定可钻性的试验手段，甚至可钻性指标的量纲也不尽相同。例如，地勘部门在回转钻进中以单 位时间的钻头进尺（机械钻速）作为衡量岩石可钻性的指标，分成12个级别，级别越大的岩石越难钻进；在冲击钻进中常采用单位体积破碎功来进行可钻性分级。而在石油钻井部门则以机械钻速与钻头进尺的乘积或微型钻头的钻时作为衡量指标，分成10个级别。
二、综述题 每题25分。
1.钻探工程在国民经济建设中能够发挥哪些作用？
我国人口多、资源相对不足。目前资源短缺已成为制约我国经济发展的‘瓶颈’。巨大的资源缺口将成为长期制约我国经济社会发展的重要因素。快速勘查发现矿产资源后备基地，确保国家经济安全已成为十分迫切的战略任务。发深部地质岩心钻探关键技术与装备无论是提升我国的钻探技术水平还是满足资源勘探的迫切需求都是非常必要的；对缓解目前资源短缺制约我国经济发展的瓶颈、发现新的矿产地、拓展新的找矿空间实现资源可持续发展意义重大。” 随着科技进步和经济发展，岩土钻掘工程在国民经济中发挥着越来越大的作用。已广泛应用于：(1)矿产资源勘探和部分矿产的开采；(2)水文地质勘探和水井钻；(3)工程地质勘查和生态环境研究；
(4)地质灾害的防治与环境治理；(5)工民建和道路桥梁的基础工程；(6)国防工程及海岸工程；(7)科学钻探。
地质矿产勘探钻进； 水文水井钻进；工程地质勘察、基础工程施工钻进；油气井钻进；
爆破孔钻进(采矿、物探)；科学钻探（海洋、湖泊、大陆、环境、冰川、外星）；
地热、干热岩钻采；水力采矿；核废料掩埋、二氧化碳掩埋等；
地质灾害治理（边坡锚固、抗滑桩、止水帷幕等）；非开挖铺管；
文物考古钻探；竖井钻凿（矿山、地下核试验等）； 抢险救灾（地下灭火、通风孔等）…… 2.泥浆在钻探工程中的重要作用是什么？
钻井液（drilling fluid）
钻井液（原称泥浆）是指钻井中使用的工作流体。泥浆是广泛使用的钻井液，主要适用于松散、裂隙发育、易坍塌掉块、遇水膨胀剥落等孔壁不稳定岩层。钻井液-其主要功能如下：
1.冲洗井底：钻井液可在钻头水眼处形成高速的液流，喷向井底。这高速喷出的钻井液可将由于钻井液压力与地层压力差而被压持在井底的岩屑冲起，起冲洗井底的作用。
2.携带岩屑：当钻井液在环空的上返速度大于岩屑的沉降速度时，钻井液可将井中的岩屑带出，即在一定的上返速度下，钻井液有携带岩屑（简称携岩）的作用。
3.平衡地层压力：钻井液的液柱压力必须与地层压力相平衡才能达到防止井喷或者钻井液大量漏进地层的目的。可通过调整钻井液密度控制钻井液的液柱压力，使它与地层压力相平衡。
4.冷却与润滑钻头：钻井液可将钻井过程中钻具（钻头与钻柱）与地层摩擦产生的热带至地面，起冷却作用。同时，钻井液能有效地降低钻具与地层的摩擦，起润滑作用。
5.稳定井壁：可在钻井液中加入适当的处理机，使钻井液具有抑制页岩膨胀和（或）分散的能力，同时产生薄而韧的滤饼，起稳定井壁的作用。
6.悬浮岩屑和密度调整材料：当停止循环时，钻井液处于静止状态，其中的膨润土颗粒可互相联结，形成结构，将岩屑悬浮起来。若钻井液中加有密度调整材料（如重晶石），则在停止循环时，钻井液也可将它悬浮起来。钻井液悬浮岩屑和密度调整材料的能力，可使钻井液停止循环后易于再启动。7.获取地层信息：通过钻井液携带出的岩屑，可以获取地层许多信息，如油气显示、地层物性等。
8.传递功率：钻井液可将钻井液泵的功率经钻柱从钻头水眼高速喷射传到井底，提高钻头的破岩能力，加快钻井速度。
钻进过程中，用液体或气体的连续循环把孔内的岩
屑冲洗或吹洗出来，称为钻孔冲洗。冲洗用的介质，不论是液体还是气体习惯上都被叫做冲洗液或钻井液(drilling fluid)。由于早期的冲洗液多为粘土与水的混合物，所以冲洗液也被笼统地称做泥浆(mud)，泥浆这个术语一直沿用，现在还有不少人把冲洗液统称为泥浆。
钻井液作用：
悬浮和携带岩屑及加重剂；平衡地层压力和井壁侧压力，稳定井壁，防止井喷、井漏和井塌等事故的发生；
传递水功率，帮助和破碎岩石； 冷却和润滑钻头及钻具； 为井下钻具提供动力；
部分地支承钻柱和套管的重量；
从钻井液中获得所钻地层的地质资料。冷却、排粉、润滑、支撑
没有泥浆的保护，钻井井壁会遇水膨胀、缩径，甚至流散、垮孔。
3．为什么说上天难、入地更难？
①地表下面的温度，压力随着深度的增大而不断增大，还没有那种工具能抵挡住这种考验相反，空中没有这些阻碍，只需要足够快的速度来摆脱地球的引力就行了
②材料自身的影响。由于钻进的深度加深，在起下钻具时，钻杆柱上部承受所有钻杆重量，需要有很高的抗拉强度，而钻杆柱的底部在钻进时承受压力及回转扭矩，对其抗弯强度有很高的要求，由于材料自身的限制，不可能使钻杆无限长。但是航天中则航天器飞的高低则没有此限制。
③钻遇的地层复杂且不可见。由于地球的地层结构复杂多变，尤其是在比较深的地层更是恶劣。在高温、高压条件下，不仅岩石坚硬、难钻，且岩石具有一定塑性，易产生孔底缩径事故，甚至在下钻进，找不到井眼。钻孔的过程中会遇到各种各样的地层，这对钻探工程提出了比航天工程更高的要求。当钻遇硬岩陡斜地层时，极易产生钻孔弯曲，面且随着钻孔的加深，钻孔弯曲度呈指数曲线增加，从而给钻进工作带来极大困难。而航天的空间无限大，可以不考虑这么多因素。④钻探工程中设备工作条件恶劣。在一般的钻探过程中，钻探设备都工作在高负荷情况下。除此之外，由于要实时地对钻探工作依据地层的变化作出相应的调整，因此还要对工作设备准确性以及可靠性作出更高的要求。采用一般化学处理剂处理的泥浆将会失掉其稳定性，如钻遇高压流体，将导致井涌、井喷。因此钻探设备应同时满足重载和实时性以及准确性的要求，航天中的空间大，应变性好，这对钻探技术的要求比航天工程更加高了。
⑤工作设备和控制设备的通信艰难。在航天过程中，要从地面观测和控制航天器是相对简单的，可以直接通过无线电磁传播即可，因为电磁波可以在真空中传播，信息交互过程中没有很大的障碍。相反由于钻探工程的工作设备钻头往往在地底下，电磁波的传输受到的往往很容易受到干扰，很难及时的提取到地下工作设备所反馈的信息。
⑥超井深作业难度大。比如英国研究人员领导的一个小组将首次向地下钻探到达地幔，并从那里取回样本。这项令人难人置信的大工程将需要在海床上钻通5英里(约8045米)坚硬的岩石，其温度最高可达298摄氏度。一旦到达那里，设备所要承受的压力大得惊人，高达每平方英寸400万磅(约合每平方厘米281吨)———相当于通常重力的28.5万倍。这相比在航天过程中受到的压力就大得多了
4．钻探工程中体现了哪些现代工业技术进步？ 1，先进的地球科学、地球物理学是钻探技术的基础，这些先进的技术充分应用于钻探领域。钻进的方法和施工工艺都必须根据所钻地区地层的结构而定。比如，在钻孔结构设计之时，就必须根据地质学家提出的理想地层剖面柱状图来进行；再比如钻头钻具的选择，就要根据钻进所遇地层来决定。还有岩石的性质、地壳的结构、不同地区的地质情况等。
2，钻探工程体现微电子技术。自动化岩心钻机，体现了人工智能技术以及网络技术等。现代先进定向钻进技术更是体现了电子计算机控制技术的先进性。此外，钻探需要采集地下数据，也体现了先进的信号测试与传输技术，数据的处理，反映了先进的计算机技术等等。
3，现代先进的计算机软件技术在钻探中体现。现代钻机的设计，由于先进的设计软件而大大提高效率。钻探工作用各类分析软件来对所要钻探的地层进行模拟，从而使获得的信息形象化，更有利于指导钻探施工的进行。还比如现在很多先进钻探设备都配有高度智能化的神经网络系统来进行控制。然后，能源技术也是与钻探工程密切相关的技术之一。比如非开挖、随钻测量等先进钻探工艺中，某些部件必须得单独供能，比如钻杆中的各个传感器，信息采集系统，反馈系统等，这样就要求能源能在高温高压，或者水中供能，此外为了减少更换能源的次数缩短工期，还要求供能源要有很好的续航能力。4，钻探工程还与空间技术，海洋技术，通讯技术，制造技术等密切相关。全液压顶驱型地质岩心钻机系列比如在大洋科学钻探工程中，要保证钻进过程中水平位移和铅直位移保持稳定，就需要多个随动系统来进行准确的反馈控制，这种尖端设备就不仅仅采用一两种技术就能实现的，需要结合力学，声学，电子学以及计算机科学等等
第四篇：钻探工程
钻探工程（drilling engineering）
在地质勘探和建筑基础勘查中，用钻机按一定设计角度和方向施工钻孔，通过钻孔采取岩心（或矿心）、岩屑或在孔内下入测试仪器，以探查地下岩层、矿体、油气和地热等的工程。简称钻探。探矿工程的重要组成部分。在钻进中，主要应用机械的方法破碎岩石，其他物理的或化学的破碎岩石方法，尚处于试验研究阶段。按破碎岩石的外力作用方式可分为冲击钻进、回转钻进、冲击回转钻进、振动钻进和喷射钻进等；按钻进时是否取岩心（或矿心），可分为取心钻进和不取心钻进；按破碎岩石所使用的磨料，又分为硬质合金钻进、钻粒钻进和金刚石钻进等。钻探是地质勘探的一种重要技术手段，广泛应用于寻找和勘 探 各种矿产、油气藏、地下水、地热，以及为水利建设、工程建筑和交通设施等提供地质资料。
钻探机械主要包括钻机、泥浆泵、动力机和钻塔等。钻机是用于向地下钻孔的最重要的机械设备。泥浆泵又称钻井泵，是向钻孔里输送泥浆或清水等冲洗液的机械设备。钻塔又称井架，是架设在钻场或井场上方，配合钻机绞车进行升降钻具的塔架。
钻探工程按钻孔用途可分为：①固体矿产钻探，钻孔直径小(46～91毫米)，按矿种的不同，深度从几十米到2000多米。②石油天然气钻探，钻孔一般开孔915毫米，终孔216毫米，孔深1000～7000米，通常井口要安装防喷器具。③水文地质钻探，普查孔直径小于150毫米，勘探孔直径150～350毫米，水井直径 150～550 毫米，孔深 300 米。④ 地热钻探，井深1000～3000米。⑤ 工程地质钻探，为勘察坝基、水库、渠道、港口工程、高层建筑以及铁路、公路沿线的工程地质情况。
第五篇：钻探专业复习题
钻探专业复习题
1、机场地基必须平整、坚固、钻塔底部填方部分不得超过塔基面积四分之一，填方部分还必须采取加固措施，防止塌陷和溜方。
2、在山坡修筑地基时，地基靠山坡一边的坡度要适当。在地层岩石坚硬、稳固时，坡度不得大于80度；地层特别松软，坡度不得大于45度，并除掉坡上滑石。
二、设备安装与拆卸
3、根据设备类型，钻孔设计深度和具体条件选定基座的结构形式。（一般用机台木、槽钢和工字钢等）都必须保证安装稳固、周正、水平。
4、基台木长度应比钻塔底座长出200－500毫米，连接机台木的螺丝杆直径不得小于16毫米，并在靠机台木上下加垫片，保证机台牢固。
5、安拆钻塔工作应在安装队长、机长的统一指挥下进行，安装人员必须戴安全帽、在塔上工作时必须系牢安全带和穿平底胶鞋，不得在台板上放任何物件，必要的工具、螺丝放进工具袋，不得在安拆钻塔同时在进行塔下工作。
6、塔架不得安装在输电线下，塔架立起或放倒时，其外侧边缘与输电线路线的边线之间必须保持一定安全距离，最小安全距离应不小于表列数值： 电压（KV）
＜1
1-10
35-110
150-220
350-550 最小安全距离（m）4
7、钻塔应安装稳固、周正。安拆钻塔前，应对钻塔构件及所用工具、绳索、挑杆和起落杆等，要严格进行检查。
8、安装钻塔时，台板必须架设牢固、各部螺拴与构件的规格要符合要求，并装全装牢。钻塔安装完毕后，要从下向上认真进行检查、调整、直到符合要求。
9、拆卸钻塔时，应从上向下逐层逐件拆卸，禁止先拆下层构件，或同时拆卸上下层构件。严禁从塔上往下抛扔钻塔构件、螺丝、工具等。
10、夜间或刮五级以上大风，以及雷雨天气时，禁止安拆钻塔。
11、安装机电设备：
⑴安装机电设备必须周正、水平。各相应的传动轮，必须对线、连接线座与机台木的螺杆下端须加防松螺帽和垫圈。
⑵钻机立轴中心线，天车中心线与孔中心必须在同一条直线上。
⑶电器设备必须安装在干燥、清洁地方。严防油、水及杂物侵入，电器设备及起动、调整装置的外壳应有良好的接地接零保护装置。⑷拆卸各种机电设备时，禁止用大锤猛力敲打或盲目乱拆，机电设备上拆下的小部件，应专人妥善保管。
⑸严禁从高处往下滚放器材、设备。
12、电机场防护设施
⑴应根据现场气候条件选择场房，冬春季节能防寒防雨、夏秋季节能防暑降温。⑵基台必须稳固、平整，地板厚度要大于30—40毫米。⑶座式天车要安装安全档板、吊式天车要安装天车保险绳。
⑷铁塔必须安装绷绳，绷绳的直径不得小于12.5毫米，绳头必须有两个绳卡、绷绳于水平角度不得大于45度。
⑸雷雨季节施工时，塔上必须安装避雷针，并要求与钻塔绝缘、避雷针的接地电阻不得大于15欧姆。
13、设备搬运
1、两人以上抬运器材时，上肩的方向要一致，抬运的重物不宜过高，一般物件距地面200－300毫米为宜。
2、多人抬运大件重物时，要统一指挥，步调一致，互相联系，互相关照。抬重物的同志手要抓住杠子，防止杠子掉下，以防发生事故。
3、搬运大齿轮、皮带轮或其它圆形重物时，要捆扎牢固。停放休息时，要放稳后方可离开。
4、一切器材、工具、零件等严禁从山上向下抛掷或滚放。
5、在搬运之前，应对搬运物件和搬运用的大小杠子及绳索等进行一次详细检查。搬运的物体如有突出的棱角、钉子、扒钉等，应设法清除。
6、用汽车搬运时要放稳、绑牢。使用的跳板要稳固适用。严禁超载、超高、超宽、超长运输。
7、一切器材、设备严禁从汽车上向下抛扔和滚放。
8、用船只或木排搬运时，应由有经验的人员指挥，装运的器材要放在船只的中部，不得超载。
14、钻进
（1）在正常钻进中，不许对设备进行拆卸和修理工作，及天车加油。
（2）皮带运转时，严禁从皮带上跨。禁止用木棒压皮带，不准用带钩的工具卸掉皮带。
（3）用人力松紧卡盘时，要有专人掌握离合器或皮带开关，并相互配合好。（4）开孔钻进前，要进行安装验收工作，符合安装要求后方可开钻。
（5）钻机水龙头高压胶管必须设有胶管防缠及水龙头防坠装置，钻进时不得利用人扶持水龙头胶管。修理水龙头，必须停车，并指定专人看管离合器。
（6）扩孔、扫孔、扫脱落岩芯或钻进不正常时，必须由班长或熟练技术工人操作。
（7）经常检查皮带扣的连接是否牢靠，必要时就更换新皮带以防止人身和机械事故。
15、升降钻具
（1）提引器提引钩必须牢固可靠，使用磨菇头必须上紧，起下钻时，要经常看是否松动。
（2）升降钻具前，必须对提引工具进行检查，不合安全要求者应及时更换与修理。
（3）操作过程中，应明确分工，互相配合、步调一致，操作拧管时，就由一人单独操作，以免配合不好发生事故。
（4）下降钻具时，如因孔内水柱（或泥浆柱）的浮力，钻具下降速度缓慢时，提引器随蘑菇头慢慢下降，不得让钻具自动下降，而提引器提前下来。（5）立轴箱打开后，须盖上齿轮防护罩，防止脏物进入及避免意外事故。（6）升降钻具时，塔上不得进行修理工作。
（7）岩芯管提出孔口时，不得用手伸到岩芯管内探摸岩芯。
（8）上塔人员必须系安全带，井口人员应站在钻具起落范围以外。（9）发生跑钻时，严禁抢插垫叉。
16、活动工作台
（1）活动工作台必须安有防坠器和手动定位器以及行程限制器，活动工作台其导向绳上必须距天梁0.3米和距地面2.5米处或第一层台板上。
（2）使用前要检查平衡装置是否合适，防坠装置、制动装置和挂绳等是否安全可靠。（3）活动工作台每次只准一人乘坐，上升前要锁好门。携带工具（钳子、板手等）时要放置妥当，严防掉下伤人。离台前要锁紧制动装置。在最低位置时，还须挂好安全钩。
（4）不准用活动工作台运载重物上塔，卸掉平衡重绳以后，严禁乘坐。
（5）工作台的主要物件如底盘、立柱、栏杆都必须连接成一体，并焊接牢固。工作人员进入之后，要将门关好再进行工作。
（6）工作台的平衡重铊的外面严禁吊挂任何重物，重铊应用导向滑轮导引至钻塔塔角或机台场外人员活动较少的一侧，重铊与地面之间的距离不得低于2.5米。
（7）工作台上部安装导向滑轮的悬臂横梁须牢固可靠，发现有问题或弯曲较大时，应及时修理更换。
（8）所有钢丝绳接头处均须两付以上同径绳卡卡牢。
（9）工作台装有专用手拉绳，严禁用导向绳代替手拉绳，或用升降机导引工作人员手抓提引器上升。在操作地点停留时，必须先锁紧手动定位器，然后再进行操作。
（10）活动工作台要定期检查修理，及时对润滑部位注油，保证安全使用。第三章 一般安全规定
17、个人和工作场内的安全防护
（1）从事岩芯钻探工作的人员，必须接受安全教育，经考合格后方准进入岗位，新工人必须在班长或老工人指导下进行操作。
（2）上班前和上班时都不准喝酒，进工场工作，必须穿戴整齐合体的工作服和安全帽，不得赤脚或穿拖鞋。
（3）在塔上工作时，必须系牢安全带。
18、防风防洪
a、听大风紧警报后，必须做好以下工作： ⑴将塔布卸下，并妥善保管。⑵将钻杆立轴下到孔内安全位置，用提引器吊住钻杆，卡上冲击手把或叉上垫叉。⑶根据大风预报的级别，采取压顶、支护、绳索栏护等方法加固场房。
⑷切断电源，盖好机电设备，将现场报表、易损零件、小件工具等装箱保存好。⑸检查钻塔绷绳质量和牢固程度，必要时应更换与加固。⑹严禁封盖孔口。
b、暴雨和洪水季节，严禁在易滑坡、易坍塌和泥石流发育的地方施工。如果在洪水期非施工不可，必须挖好排水沟和修筑堤坝。
19、防火
a、预防火灾必须做好以下工作。
⑴根据施工场地情况适当配备消防器材和灭火用具。
⑵要除净场房周围杂草，防火道宽应大于5米。在林区草地施工时，应执行当地有关防火规定采取预防措施。⑶场内严禁用明火照明或取暖。
⑷内燃机的排气管和取暖火炉要避开易燃物。⑸在塔上工作时禁止吸烟，场内不准乱丢烟蒂。
⑹场内油料和其它易燃物，必须妥善保存，严禁烟火靠近。
⑺预热机油要用文火，并离开场房五米以外。严禁用明火直接烘烤柴油机底壳。⑻电器着火时，首先切断电源，然后才扑救。
⑼钻进有天然气的钻孔时，机场内要清除一切可能引起的火种。20、处理事故
（1）打吊锤时，要有专人指挥，吊锤下部钻杆必须安装冲击把手。打箍上部应连接钻杆，挂牢提引器并拉紧钻杆。
（2）使用千斤顶时，要垫实地梁，绑牢千斤顶及帽子。打紧卡瓦时，必须用铁锤垫打，卡瓦上部要用冲击把手贴紧卡死并绑牢。孔口要围好，提引器要绑牢。顶拔时要缓慢，不能过猛，要有一定的间歇时间。回杆时，禁止用升降机提吊被顶起的事故钻具。
（3）反钻具时，应使用钢丝绳反管或棘轮反管等方法，不得使用钳子。换杠及用升降机提拉时，应统一行动。
（4）进行孔内爆破作业时，必须由专职的爆破手进行操作。下入爆破筒前，应用相当于爆破长度、直径木棒试探深度。采用并联、电雷管起爆。多余爆破器材应由专人负责归库。
（5）采用上述各种方法处理孔内事故时，除直接操作人员外，其他人员要离开危险区域，非工作人员不得进入场房，处理事故前、后都必须对现场安全设施进行全面检查。
21、安全用电一般规定
a、各类用电人员必须遵守以下规定：
⑴掌握安全用电基本知识和所用设备的性能，熟悉开关电器的正确操作方法。⑵使用电气设备前，必须佩戴好相应的劳动保护用品，认真检查电气装置是否完好，严禁设备带病运转。
⑶暂停使用电气设备，必须切断电源，锁好开关箱。
⑷负责保护所用设备的负荷线，保护零线和开关箱，发现问题及时报告整改，没整改前，禁止使用。
b、凡在架空输电线附近作业时，各种勘察设备、机械应与架空输电线保持一定安全距离。其距离必须不小于各级架空输电线路应延伸距离再加上勘察设备、机械的高度。
c、作业现场的机动车道与架空输电线路交叉时，从架空输电线路下通过的运输机械及其载物顶端与架空输电线路最低点之间的垂直距离必须不小于相关安全距离。
d、用电设备及电气安全防护用品的质量必须符合现行国家标准。
e、搬迁和移动用电线路、电动设备，必须先切断电源，不得带电作业。f、线路跳闸后，必须先查明原因，排除故障后，方可送电，严禁强行送电。g、雷雨时，不得进行户外用电设备的安装、维修和拆除作业。
h、地质钻探现场的线路、电气设备及附近输电线路，在未确认其是否带电以前，必须按带电情况处理。勘察现场严禁有带电的裸露导体。
22、地质钻探现场临时用电
（1）勘察现场的动力线路，必须采用橡套电缆。在三相五线制系统中，不宜采用3芯、4芯电缆另加单芯电缆或导线做中性线。
（2）电缆线路应根据实际架空或悬挂敷设。对经常移动的电缆，应敷设在不被车辆碾压、人踩、器具碰擦及介质腐蚀的地方，否则必须加设保护套。
（3）电缆接头应牢固可靠，并应做绝缘包扎，保持绝缘强度，不得承受张力。（4）临时用房内的用电线路必须采用橡皮电线，并设独立的开关、漏电保护器。严禁缠绕在金属架上或用金属裸线作绑扎线。
（5）动力配电箱与照明配电箱宜分别设置，如合置于同一配电箱内，动力和照明线路应分路设置。
（6）每一机台应设置一个配电箱，距用电机工作区的水平距离不宜大于3m。（7）机台应实行“一机一闸一保险”制，开关箱应设置在机台及用电设备便于操作的部位。严禁用同一个开关电器直接控制两台及两台以上用电设备（含插座）。（8）移动式的配电箱、开关箱应装设在坚固的支架上。应有防水措施，其下底与地面的垂直距离为0.6-1.5m。
（9）配电箱、开关箱内的电器（含插座）应按其规定的位置坚固在电器安装板上，不得松动和歪斜。箱内的连接应用绝缘导线，接头不得松动，带电部位不得外露。
（10）各种开关的额定值与其控制的用电设备额定值相匹配。
（11）所有用电设备必须在设备负荷线的首端处（电源隔离开关的负荷侧）设置防溅型的漏电保护装置。
（12）配电箱、开关箱导线的进、出线口应设在箱体的下底面，严禁设在箱体的其他位置，导线不得与进出箱体口直接接触。
（13）配电箱、开关箱的电源线，严禁用插销连接。
（14）各电气设备的外壳及配电箱、开关箱金属底座、外壳等必须作保护接零。（15）配电箱、开关箱内不得放置任何杂物。
（16）当地质钻探现场与外电线路共用同一供电系统时，电气设备应根据当地的要求作保护接零，或作保护接地，不得一部分设备作保护接零，另一部分设备作保护接地。
（17）保护接零单独设置并专用，不得装设开关或熔断器，重复接地线应与保护零线连接。
（18）用电线路中严禁利用大地作为相线或零线。
（19）在探井等潮湿或有特殊要求的地质钻探现场，电气设备必须采用保护接零。
（20）照明灯具及电缆的设置不得妨碍交通和施工作业。灯具必须与支架绝缘，应使用防水式灯口。
（21）行灯的电源电压不得超过36V，在潮湿的井坑内照明，应采12V以下的电源。
23、电动设备
（1）电动设备要定期检查、维修和保养，不得带病运转和超负荷作业。（2）电机、电焊机等设备，除应做好保护接零外，必须做重复接地。（3）电动设备的负荷线必须按其容量先用无接头的多股铜芯橡套软电缆。（4）手持式电动工具的外壳、手柄、负荷线、插头、开关等必须完好无损，使用前必须作空载检查，运转正常方可使用。
（5）潜水泵的负荷线必须采用YHS防水型橡套电缆，不得承受压力。
（6）电焊机应放在通风良好、干燥、防雨的地方，远离易燃物品，电焊机进、出线必须设安全防护罩。
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