巖土鉆掘工程學(xué)考試重點(經(jīng)典)

巖土鉆掘工程題型：填空1’×16，判斷1’×10，名詞解釋3’×5，簡答6’×4，論述10’×1&12’×1，計算10’×1第一章巖土的物理力學(xué)性質(zhì)及其破碎機(jī)理1.巖石按粘結(jié)狀態(tài)的分類：堅固巖石、粘結(jié)性巖石、松散性巖石、流動性巖石2.影響巖石強(qiáng)度的因素（自然和工藝因素）：一般情況下，造巖礦物強(qiáng)度越高，巖石的強(qiáng)度也越高。巖石的孔隙度減小，密度增大，強(qiáng)度則升高。因此，一般巖石的強(qiáng)度隨埋深的增大而增大。巖石的強(qiáng)度具有明顯的各向異性。垂直于層理方向的抗壓強(qiáng)度最大，平行于層理的抗壓強(qiáng)度最小，在與層理斜交方向上的抗壓強(qiáng)度介于兩者之間。巖石的受載方式導(dǎo)致巖石的強(qiáng)度值差異很大：巖石的抗壓強(qiáng)度最大，抗剪強(qiáng)度約為抗壓強(qiáng)度的10%。因此，鉆掘過程中，破巖工具應(yīng)主要以剪切的方式來破碎巖石。多向應(yīng)力狀態(tài)下的巖石強(qiáng)度比簡單應(yīng)力狀態(tài)下的強(qiáng)度高出許多倍。加載速度的影響：加載速度增加，巖石的強(qiáng)度提高；②加載速度對塑性巖石強(qiáng)度的影響大，對脆性巖石強(qiáng)度的影響小。影響巖石硬度的因素（自然和工藝因素）（1）巖石中堅硬礦物愈多、膠結(jié)物的硬度越大、巖石的顆粒越細(xì)、結(jié)構(gòu)越致密，巖石的硬度越大。而孔隙度高、密度低、裂隙發(fā)育的巖石硬度將會降低。（2）巖石的硬度具有明顯的各向異性。層理對巖石硬度的影響與對巖石強(qiáng)度的影響相反。垂直于層理方向，硬度值最??；平行于層理方向，硬度最大；兩者之間可相差1.05～1.8倍。（3）在各向均勻壓縮的條件下，巖石的硬度增加。在常壓下硬度越低的巖石，隨著圍壓增大，其硬度值增長越快。（4）一般而言，隨著加載速度增加，將導(dǎo)致巖石的塑性系數(shù)降低，硬度增加。但當(dāng)沖擊速度小于10m/s時，硬度變化不大。加載速度對低強(qiáng)度、高塑性及多孔隙巖石硬度的影響更顯著。3.巖石硬度的測定：靜壓入法：以1～5mm2的壓頭壓入巖樣表面，巖石破碎時的載荷Pmax除以接觸面積S，則為巖石的硬度值Hy（通常稱為壓入硬度）。沖擊回彈法：利用重物落在巖石表面后回彈高度或回彈角度或回彈次數(shù)來確定巖石的硬度。4.巖石可鉆性的概念:巖石可鉆性是表示鉆進(jìn)過程中巖石破碎的難易程度。5.根據(jù)刃具與巖石作用的方式和碎巖機(jī)理，可把碎巖刃具分：切削-剪切型、沖擊型、沖擊-剪切型三類。第二章鉆探設(shè)備與鉆頭1.（填空）鉆探設(shè)備的組成：提升系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)、動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、鉆機(jī)底座、輔助系統(tǒng)2.鉆頭的種類（按類型）:刮刀鉆頭、牙輪鉆頭、硬質(zhì)合金鉆頭、金剛石鉆頭、特殊用途鉆頭3.鉆頭的使用范圍：（1）刮刀鉆頭，用于軟、塑性巖石，扭矩大、對鉆具不利，無活動件。（2）牙輪鉆頭，應(yīng)用廣泛，用于軟—硬地層，扭矩小，牙輪轉(zhuǎn)動。（3）金剛石鉆頭，用于堅硬、高研磨性地層，無活動件。（4）PDC鉆頭，用于軟到中硬的均質(zhì)地層，無活動件，鉆壓小，鉆速快。（5）取芯鉆頭，從地下井內(nèi)取出巖石，進(jìn)行分析。刮刀鉆頭從在極軟和軟地層使用發(fā)展到極軟、軟和中硬地層使用；金剛石鉆頭從堅硬和硬地層使用，發(fā)展到堅硬、硬和中硬地層使用。4.（填空）鉆頭性能指標(biāo)：鉆頭進(jìn)尺（米）、鉆頭工作壽命（小時）、機(jī)械鉆速（米/小時）、單位進(jìn)尺成本（元/米）5.銑齒牙輪鉆頭和鑲齒牙輪鉆頭有哪些主要區(qū)別：銑齒牙輪鉆頭的牙齒是由牙齒毛坯經(jīng)銑削加工而成的，主要是楔形齒；而鑲齒牙輪鉆頭是在牙輪上鉆出孔后，將硬質(zhì)合金齒鑲?cè)肟字?，有多種齒形。第三章鉆具、鉆塔與鉆機(jī)鉆具是指方鉆桿以下(含方鉆桿)鉆頭以上(含鉆頭)各部分鋼管柱的總稱。方鉆桿作用：傳遞扭矩和承受井內(nèi)鉆具的重量。3.鉆鋌作用：（1）給鉆頭施加鉆壓；（2）保證復(fù)雜應(yīng)力條件下的必要強(qiáng)度；（3）減輕鉆頭的振動使其工作穩(wěn)定；（4）控制孔斜。4.（名詞）鉆孔結(jié)構(gòu)：是指鉆孔由開孔至終孔，各孔段的深度和口徑的變化情況。一般來說，鉆孔換徑次數(shù)越多，鉆孔結(jié)構(gòu)越復(fù)雜。5.（簡答）有下列情況之一者必須下套管：（1）下孔口管，以保護(hù)孔口處巖土層不被沖壞，并將沖洗液導(dǎo)向循環(huán)槽，孔口管的另一個重要作用正是導(dǎo)正鉆孔方向；（2）加固很難用泥漿護(hù)壁的不穩(wěn)定地層；（3）隔離漏水層與涌水層；（4）當(dāng)設(shè)備負(fù)荷能力不足或處理孔內(nèi)異常需要縮小一級孔徑，而上覆地層又有坍塌掉塊、縮徑危險時。6.鉆機(jī)按使用地區(qū)條件分：陸地鉆機(jī)、海洋鉆機(jī)、海灘鉆機(jī)、沙漠鉆機(jī)等7.（填空）鉆塔按照結(jié)構(gòu)特點可以分為：三腳鉆塔、四腳鉆塔、A型鉆塔和桅桿四種類型。第四章回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)用鉆頭1.鉆孔的鉆進(jìn)方法：鉆進(jìn)方法是指向地下鉆孔（井）時，破碎孔（井）底巖石的方法及技術(shù)措施的總稱。目前主要是應(yīng)用機(jī)械的方法破碎巖石。2.井下動力鉆具主要有三類：螺桿鉆具、渦輪鉆具和沖擊器。3.牌號的意義：合金牌號如YG8c的意義為：YG——鎢-鈷系硬質(zhì)合金；8——鈷的百分含量為8%；c（x）——粗（細(xì)）粒合金。4.典型硬質(zhì)合金鉆頭：松軟及中軟巖層用鉆頭：肋骨式鉆頭、薄片硬合金鉆頭。中硬及較硬巖層用鉆頭：內(nèi)外鑲硬質(zhì)合金鉆頭、單雙粒硬合金鉆頭和品字形硬合金鉆頭。5.（計算）題1、在鉆探的切削具磨損與鉆進(jìn)進(jìn)尺計算中：已知：v0=A/so2，且機(jī)械轉(zhuǎn)速Vm=A/(S0+θt)2，其中：S0－切削具的初始面積，mm2；t－磨損時間，min；A—系數(shù)，為常量；θ－磨損系數(shù)，mm2/min。求鉆頭在t時間內(nèi)的總進(jìn)尺？求平均鉆速？第八章鉆井事故處理與預(yù)防1.（填空）孔內(nèi)事故的種類：卡鉆事故、鉆具斷落事故、井下落物事故、燒鉆事故、套管事故、埋鉆事故、跑鉆事故、測井等事故。2.（名詞）落魚：指在鉆進(jìn)中因斷鉆具、卡鉆等事故發(fā)生后，在處理過程中，掉入或落入井下的鉆具部分，稱之為落魚。（名詞）魚頂（魚頭）：指落魚的頂部，一般計算魚頭深度是為了準(zhǔn)確打撈落魚。3.燒鉆事故的征兆:(1)進(jìn)尺很慢或不進(jìn)尺。(2)嚴(yán)重蹩水，泵壓猛增。高壓腔管蹩勁跳動厲害，水泵壓力表指針突然上升。(3)孔內(nèi)鉆具阻力很大，扭矩表指針急劇上升。(4)動力機(jī)負(fù)荷增大，發(fā)生與正常運(yùn)轉(zhuǎn)時不同的聲音。夜間照明電燈忽明忽暗。(5)水泵往復(fù)次數(shù)減少。(6)提動鉆具團(tuán)難。一旦燒住以后，既開不動車，又提不動鉆具。4.（填空）處理事故中常用的基本方法概括為：撈、提、沖、掃、打、反、串、頂、磨、割、炸、劈、擴(kuò)、震、透第九章鉆孔彎曲與測量1.（名詞）鉆進(jìn)(井)工程施工中，由于自然和技術(shù)因素的影響，實際的鉆孔軌跡往往偏離設(shè)計軌跡，這種現(xiàn)象稱為鉆孔彎曲或鉆孔偏斜。2.（計算）鉆孔軌跡基本要素：利用鉆孔軌跡的基本要素，可以計算出軌跡上每一點的空間坐標(biāo)。設(shè)鉆孔軌跡為一斜直線，坐標(biāo)系的原點為孔口，X軸取正北、Y軸取正東方向，Z軸鉛垂向下。據(jù)鉆孔各深度上(即測點)的頂角和方位角。軌跡上的空間坐標(biāo)計算如下：3.（判斷）鉆頭沿垂直于巖層方向鉆進(jìn)的巖石破碎效率最高，而平行于層理的方向，效率最低，傾斜方向的破巖效率居中。4.鉆孔彎曲的測量：頂角測量原理:液面水平原理（氫氟酸測斜）、懸錘原理方位角測量原理:地磁場定向原理、地面定向原理第十章鉆孔沖洗及護(hù)壁堵漏1.（填空）鉆孔沖洗液的作用：攜帶和懸浮巖粉、冷卻鉆頭、保護(hù)孔壁、潤滑鉆具、平衡地層壓力、傳遞動力。2.沖洗液的類型：清水、泥漿、乳狀液、空氣、液混合液、無固相沖洗液、鹽溶液和飽和鹽水。3.含砂量指泥漿中大于74μm的砂子占泥漿體積的百分?jǐn)?shù)。采用含砂量儀來測定鉆井液的含砂量，一般鉆井液的含砂量不大于4%。4.靜切力和觸變性觸變性：泥漿靜止時，粘土顆粒兩端水化薄膜互相粘結(jié)，從而形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，稠化成膠狀物質(zhì)。當(dāng)再進(jìn)行攪拌或振蕩時，又恢復(fù)原有的流動性，這種性質(zhì)稱為泥漿的觸變性。靜切力：要使靜止?fàn)顟B(tài)的泥漿開始運(yùn)動，破壞單位面積網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)所需的力，稱為靜切力。5.復(fù)雜巖層：鉆進(jìn)過程中，有時會發(fā)生不同程度的鉆孔坍塌、掉塊、漏失、涌水、井噴、膨脹、縮徑等復(fù)雜情況。凡出現(xiàn)上述情況的巖層，通稱復(fù)雜巖層。6.復(fù)雜地層及其分類：附加：（論述一）螺旋鉆進(jìn)的優(yōu)缺點優(yōu)點：（1）在軟巖層中鉆進(jìn)，鉆進(jìn)效率高。（2）不用循環(huán)沖洗液，減少鉆進(jìn)輔助工作，適于缺水、無水地區(qū)和漏失地層中鉆進(jìn)。（3）螺旋鉆進(jìn)鉆桿回鉆時，內(nèi)