鉆井工程試卷三

1、考試試卷參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)課程名稱(chēng)：鉆井工程（A卷）一、不定項(xiàng)選擇題(每小題2分，10小題，共20分)1狗腿嚴(yán)重度是指（C）A井斜變化率B方位變化率C井眼曲率D以上都不是E以上都是2從提高機(jī)械鉆速的角度來(lái)看，應(yīng)當(dāng)將鉆井液中的粘土固相含量（B）A增大B減小C保持不變D以上都可以3轉(zhuǎn)盤(pán)鉆扶正器鉆具組合能（ABC）A增斜B降斜C穩(wěn)斜D僅只能穩(wěn)斜4舊API鉆桿接頭類(lèi)型有（ABC）A內(nèi)平式B貫眼式C正規(guī)式DNC接頭E以上都是5. 下列哪些屬于水力參數(shù)（ABCDE）A射流速度B射流水功率C射流沖擊力D鉆頭壓降E鉆頭水功率6. 鉆桿屈服強(qiáng)度下抗拉力Fy，鉆桿最大允許拉伸力FP，鉆桿最大安全靜拉力Fa，三者之

2、間的關(guān)系是(A) AFyFPFaBFPFyFaC FaFyFPD無(wú)法確定；7動(dòng)濾失的特點(diǎn)是(B)A濾餅厚、濾失量大 B濾餅薄、濾失量大C濾餅薄、濾失量小 D濾餅厚、濾失量小8 地層破裂壓力檢測(cè)方法有（ABCD）A休伯特和威利斯法B馬修斯和凱利法C伊頓法D液壓實(shí)驗(yàn)法9天然金剛石能作為鉆頭切削刃是由于（ABC）A最硬 B抗壓強(qiáng)度最強(qiáng)C抗磨損能力最高D熱穩(wěn)定性好E抗沖擊能力強(qiáng)10影響靜濾失量的因素：（ABCDE）A濾餅的滲透性 B固相含量及類(lèi)型 C壓差D溫度 E濾失時(shí)間二、名詞解釋?zhuān)ū敬箢}共10小題，每小題2分，共20分）1巖石可鉆性一定鉆頭規(guī)格、類(lèi)型及鉆井工藝條件下巖石抵抗鉆頭破碎的能力。2塑性系

3、數(shù)巖石破碎前耗費(fèi)的總功與巖石破碎前彈性變形功的比值。3中和點(diǎn)在垂直井中，中和點(diǎn)將鉆柱一分為二，上面一段鉆柱在鉆井液中的重力等于大鉤懸重，下面一段鉆柱在鉆井液中的重力等于鉆壓。4PDC鉆頭聚金金剛石復(fù)合片鉆頭。5工程師法壓井又稱(chēng)一次循環(huán)法壓井。井涌關(guān)井后，計(jì)算壓井液密度，然后繼續(xù)關(guān)井，按壓井鉆井液的密度配置鉆井液。用配制的鉆井液進(jìn)行循環(huán)壓井。6地層破裂壓力井下一定深度裸露地層，承受流體的壓力是有限的。當(dāng)液體達(dá)到一定數(shù)值時(shí)會(huì)使地層破裂，該液體壓力稱(chēng)為地層破裂壓力。7比水功率井底單位面積上的鉆頭水功率。8狗腿角兩條方向線(xiàn)之間的夾角。9裝置方位角裝置角與井斜方位角之和。10欠平衡鉆井井底有效壓力小于地

4、層壓力，此種鉆井方式稱(chēng)為欠平衡壓力鉆井。三、作圖識(shí)圖題（本大題共3小題，共10分）VALPAASANA設(shè)計(jì)方位線(xiàn)NAEEA1請(qǐng)?jiān)谙旅嫠酵队皥D上作出A的N、E坐標(biāo)、平移、視平移、平移方位角、水平投影長(zhǎng)度（3分）2下圖是聲波時(shí)差法預(yù)測(cè)異常壓力圖（共3分）（1）在圖中繪出異常壓力段，并說(shuō)明是異常高壓還是異常低壓？0tH異常層位答：圖中為異常高壓。 （1分） （2）解釋所判斷出的異常壓力的依據(jù)。答：異常高壓地層中孔隙度大，地層流體多，聲波在流體中的傳播速度低于在固體中的速度，在圖中異常層位的聲波時(shí)差偏大，說(shuō)明流體較多，所以為異常高壓。（2分）3下圖是鉆壓對(duì)鉆速的影響圖。（4分）（1）常規(guī)鉆井時(shí)通常在

5、圖中哪個(gè)區(qū)間工作？ABC鉆速鉆壓OM答：AB區(qū)間。 （1分）（2）解釋為什么不在其他工作區(qū)間工作？答：OA區(qū)間內(nèi)，鉆頭牙齒沒(méi)有充分吃入地層，BC區(qū)間內(nèi)，巖屑不能被充分沖離井底，造成重復(fù)切削。（1分）（3）在圖中標(biāo)出門(mén)限鉆壓M的位置，并解釋其含義。答：M相當(dāng)于牙齒開(kāi)始?jí)喝氲貙訒r(shí)的鉆壓。 （2分）四、判斷題（本大題共20小題，共10分）1隨著巖石所受?chē)鷫旱脑龃?，巖石表現(xiàn)為從塑性到脆性的轉(zhuǎn)變。（）2進(jìn)入異常高壓地層之后，巖石孔隙度減小，聲波速度增大，聲波時(shí)差減小。（）3巖石強(qiáng)度隨圍壓的增加而減小。（）4復(fù)合鉆桿柱是一種上部尺寸小，下部尺寸大的組合方式。（）5牙輪鉆頭因切削齒可采用不同的材料和齒形，因

6、而可適用于各種地層。（）6機(jī)械鉆速快的鉆頭可適用于淺井段。（）7一般來(lái)說(shuō)，用于軟地層金剛石鉆頭齒高比用于硬地層的齒高要高。（）8在軟硬交錯(cuò)地層鉆進(jìn)時(shí)，一般應(yīng)按較硬的巖石選擇鉆頭類(lèi)型。()9PDC鉆頭作為金剛石鉆頭的一種，主要適用于極硬地層。（）10滿(mǎn)眼鉆具組合能起到防斜的作用。()11絲扣連接的條件是尺寸相等、扣型相同、公母扣相配。（）12井眼軌道是指實(shí)鉆井眼軸線(xiàn)形狀。()13目前在油田使用的磁性測(cè)斜儀是以磁北極為基準(zhǔn)。（）14鐘擺鉆具組合多用于對(duì)井斜已經(jīng)較大的井進(jìn)行降斜。（）15一般來(lái)說(shuō)，平行于地層層面方向可鉆性比垂直于層面方向可鉆性高。（）16一只鉆頭在鉆進(jìn)過(guò)程中，如果鉆井液性能和排量都不

7、變，泵壓也不變。()17所謂半軟關(guān)井，是指發(fā)現(xiàn)井涌后，適當(dāng)打開(kāi)節(jié)流閥，再關(guān)防噴器。（）18氣侵關(guān)井，環(huán)空內(nèi)含有氣體，所以立壓大于套壓。()19可鉆性級(jí)值越大，地層越難鉆。()20牙輪鉆頭是一體式鉆頭，無(wú)活動(dòng)件。()五、填空題（本大題共10小題，共10分）1井眼周?chē)鷰r石受力有上覆巖層壓力、巖石內(nèi)孔隙流壓力、水平地應(yīng)力、鉆井液液柱壓力。2牙輪上的牙齒按材料分銑齒、鑲齒。3天然金剛石鉆頭冠部形狀有雙錐階梯形、雙錐形、“B” 形、脊圈式B形。4TSP鉆頭水力結(jié)構(gòu)主要有四種類(lèi)型，它們分別是逼壓式水槽、輻射形水槽、輻射形逼壓式、螺旋形水槽。5泵壓傳遞基本關(guān)系式是。6鉆井泵的工作狀態(tài)有兩種，它們分別是：額定

8、泵壓工作狀態(tài)、額定功率工作狀態(tài)。7井眼軌道圖示法有兩種，它們分別是：垂直投影圖與水平投影圖相結(jié)合；垂直剖面圖與水平投影圖相結(jié)合。8射流對(duì)井底清洗主要作用形式有射流沖擊壓力作用、漫流橫推作用。9轉(zhuǎn)盤(pán)造斜工具有變向器、射流鉆頭、持正器組合。10欠平衡鉆井方式有空氣鉆井、充氣鉆井、泡沫鉆井、霧化鉆井等。每題1分六、簡(jiǎn)答題（本大題共5小題，共20分）1評(píng)價(jià)鉆頭技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有哪些？且對(duì)之進(jìn)行解釋。（4分）鉆頭進(jìn)尺：一個(gè)鉆頭鉆進(jìn)的井眼總長(zhǎng)度；鉆頭工作壽命：一個(gè)鉆頭的累計(jì)總使用時(shí)間；鉆頭平均機(jī)械鉆速：一個(gè)鉆頭的進(jìn)尺與工作壽命之比。鉆頭單位進(jìn)尺成本：表示為：指標(biāo)及解釋各0.5分2牙輪鉆頭采取哪些方式破碎巖石?

9、如何實(shí)現(xiàn)這些方式？（3分） a.沖擊、壓碎作用 縱向振動(dòng)產(chǎn)生的沖擊力和靜壓力（鉆壓）一起使牙齒對(duì)地層產(chǎn)生沖擊、壓碎作用，形成體積破碎坑。縱向振動(dòng)是指牙輪在動(dòng)動(dòng)過(guò)程中，其中心上下波動(dòng)，使鉆頭做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。引起縱向振動(dòng)的原因一是單、雙齒交替接觸井底；二是井底凹凸不平。 b.滑動(dòng)剪切作用 牙輪牙齒的徑向滑動(dòng)和切向滑動(dòng)對(duì)井底地層產(chǎn)生剪切作用，破碎齒間巖石。牙輪的超頂和復(fù)錐引起的切向滑動(dòng)剪切掉牙齒之間的巖石。 移軸引起的軸向滑動(dòng)剪切掉齒圈之間的巖石。 c.射流的沖蝕作用 由噴嘴噴出的高速射流對(duì)井底巖石產(chǎn)生沖蝕作用，輔助破碎巖石。每小點(diǎn)各1分3簡(jiǎn)述異常高壓成因？（3分） 在地層的沉積過(guò)程中，隨著上覆沉積

10、物不斷增多，地層逐漸被壓實(shí)，孔隙度減小。如果地層是可滲透的、連通的，地層中流體的流動(dòng)不受限制（稱(chēng)之為水力學(xué)開(kāi)啟系統(tǒng)），地層孔隙中的流體則隨著地層的壓實(shí)被排擠出去，建立起靜液壓力條件。形成正常壓力地層。（1分）在地層被不滲透的圍柵包圍，流體被圈閉在地層的孔隙空間內(nèi)不能自由流通（稱(chēng)之為水力學(xué)封閉系統(tǒng)）的條件下，隨著地層的不斷沉積，上覆巖層壓力逐漸增大，而圈閉在地層孔隙內(nèi)的流體排不出去，必然承受部分上覆巖層重力。結(jié)果是地層流體壓力升高，異常高壓產(chǎn)生。（2分）4提高鉆頭水力參數(shù)的途徑（4分）鉆頭水力參數(shù)包括：鉆頭水功率、鉆頭壓降。其求解公式如下： 故其提高途徑如下： 提高泵壓及泵功率；（分）由公式()

11、()可知：提高鉆頭壓降與鉆頭水功率，可采用提高泵壓及泵功率的方法。降低循環(huán)壓耗系數(shù)；（分）由公式()()可知：泵壓及泵功率一定時(shí)，可采用降低循環(huán)壓耗系數(shù)來(lái)提高鉆頭壓降與鉆頭水功率。又因，故降低循環(huán)壓耗系數(shù)可采用降低鉆井液的密度、降低鉆井液的粘度、增大管路內(nèi)徑實(shí)現(xiàn)。其中，增大管路內(nèi)徑對(duì)降低循環(huán)壓耗系數(shù)較顯著。增大鉆頭壓降系數(shù)；（分）由公式()()可知：提高鉆頭壓降與鉆頭水功率，可采用增大的方法實(shí)現(xiàn)。增大的途徑有：增大、減小和。實(shí)際上，增大，也增大了井底壓力，這對(duì)鉆速提高不利；減小實(shí)際上增大噴嘴處的能量損耗，這兩種方法不可取。唯一有效辦法是縮小噴嘴直徑。（分）優(yōu)選排量；（分）由公式()()可知：增大排量，可提高鉆頭壓降與鉆頭水功率。但與此同時(shí)，使循環(huán)系統(tǒng)壓耗和循環(huán)系統(tǒng)功率也增大，故存在優(yōu)選排量，使鉆頭和循環(huán)系統(tǒng)的水力能量分配達(dá)到最合理。每小點(diǎn)1分5軌道類(lèi)型及其組成？（4分）1）三段式：垂直段、增斜段、穩(wěn)斜段