《固體礦產(chǎn)鉆探工(高級)試題》考試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題1分，共30分。每題只有一個(gè)正確答案，請將正確選項(xiàng)的字母填在括號內(nèi)）1.在金剛石繩索取心鉆進(jìn)中，當(dāng)孔深超過800m后，最容易出現(xiàn)的孔內(nèi)事故是（）。A.鉆桿脫扣??B.巖心堵塞??C.鉆桿疲勞斷裂??D.鉆頭泥包答案：C2.采用WL—A型繩索取心鉆具時(shí)，內(nèi)管總成到位報(bào)信機(jī)構(gòu)依靠（）實(shí)現(xiàn)信號傳遞。A.泵壓突變??B.鉆具回轉(zhuǎn)扭矩突變??C.懸重突變??D.沖洗液溫度突變答案：A3.在可鉆性級別為Ⅷ級的矽卡巖中，推薦鉆頭唇面金剛石濃度為（）克拉/厘米2。A.3.5??B.4.5??C.5.5??D.6.5答案：B4.孔斜測量中，采用磁法測斜時(shí)，必須進(jìn)行的校正項(xiàng)目是（）。A.磁偏角??B.磁傾角??C.磁暴修正??D.溫度漂移答案：A5.當(dāng)沖洗液密度由1.08g/cm3降至1.02g/cm3時(shí)，孔壁穩(wěn)定性最可能受到的影響是（）。A.坍塌壓力增大??B.破裂壓力增大??C.滲透漏失加劇??D.泥餅增厚答案：A6.在空氣泡沫鉆進(jìn)工藝中，泡沫穩(wěn)定性衰減的主控因素是（）。A.發(fā)泡劑濃度??B.氣液體積比??C.礦化度??D.環(huán)空返速答案：C7.采用φ75mm口徑繩索取心時(shí)，為獲得≥85%的巖心采取率，回次進(jìn)尺一般控制在（）米以內(nèi)。A.2.0??B.2.5??C.3.0??D.3.5答案：B8.鉆桿接頭螺紋疲勞裂紋最常見的萌生位置是（）。A.公扣根部第一牙??B.母扣端面??C.公扣導(dǎo)向面??D.母扣退刀槽答案：A9.在孔底動(dòng)力螺桿鉆具中，若馬達(dá)壓降升高15%而排量不變，則最可能發(fā)生的故障是（）。A.轉(zhuǎn)子鍍鉻層剝落??B.定子橡膠溶脹??C.軸承組燒損??D.傳動(dòng)軸斷裂答案：B10.采用低固相聚合物泥漿時(shí)，維持動(dòng)切力≥8Pa的主要目的是（）。A.提高攜巖效率??B.降低濾失量??C.抑制頁巖水化??D.減少鉆頭泥包答案：A11.當(dāng)孔內(nèi)出現(xiàn)“憋泵”現(xiàn)象，泵壓瞬間由4MPa升至9MPa，回轉(zhuǎn)阻力正常，應(yīng)首先判斷為（）。A.鉆頭胎體掉塊??B.巖心自卡??C.鉆桿刺漏??D.孔壁掉塊卡鉆答案：B12.在六級圍巖中施工φ96mm定向孔，若采用隨鉆測量系統(tǒng)，其磁性工具面誤差允許值為（）。A.±1.0°??B.±1.5°??C.±2.0°??D.±2.5°答案：B13.金剛石鉆頭出現(xiàn)“唇面拋光”失效形式，其本質(zhì)是（）。A.金剛石石墨化??B.胎體過度磨損??C.金剛石脫落??D.金剛石微破碎答案：D14.采用繩索取心雙管鉆具時(shí)，內(nèi)管卡簧自由內(nèi)徑應(yīng)比巖心外徑?。ǎ﹎m。A.0.1～0.3??B.0.3～0.5??C.0.5～0.7??D.0.7～0.9答案：B15.在孔深1200m處進(jìn)行水力割縫，若泵排量為18L/s，則射流雷諾數(shù)約為（）。A.1.2×10???B.2.1×10???C.3.0×10???D.4.5×10?答案：C16.當(dāng)采用PDC全面鉆進(jìn)鉆頭時(shí)，切削齒后傾角一般設(shè)計(jì)為（）。A.5°～8°??B.10°～15°??C.15°～20°??D.20°～25°答案：B17.在破碎地層中，為抑制孔壁掉塊，優(yōu)先選擇的泥漿體系是（）。A.飽和鹽水??B.鉀鈣基聚磺??C.油基??D.硅酸鹽答案：B18.鉆桿接頭冷作硬化層深度一般控制在（）μm，以兼顧抗疲勞與抗應(yīng)力腐蝕。A.30～50??B.50～80??C.80～120??D.120～150答案：C19.采用陀螺測斜儀時(shí)，其漂移率必須≤（）°/h，才能保證終點(diǎn)孔斜精度。A.0.1??B.0.3??C.0.5??D.0.8答案：B20.當(dāng)孔內(nèi)出現(xiàn)“跳鉆”現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速由800rpm驟降至200rpm，泵壓不變，優(yōu)先檢查（）。A.鉆頭軸承??B.鉆桿彎曲??C.鉆機(jī)傳動(dòng)??D.孔底馬達(dá)答案：A21.在空氣反循環(huán)取樣鉆進(jìn)中，最小上返風(fēng)速應(yīng)≥（）m/s，才能有效攜巖。A.10??B.15??C.20??D.25答案：C22.采用φ56mm繩索取心鉆頭，其金剛石粒度優(yōu)選范圍為（）目。A.20/30??B.30/40??C.40/50??D.50/60答案：C23.當(dāng)泥漿含砂量＞0.5%時(shí)，對鉆具磨損影響最大的粒級是（）。A.＞74μm??B.44～74μm??C.20～44μm??D.＜20μm答案：A24.在孔底溫度150℃條件下，定子橡膠應(yīng)選用（）體系。A.NBR??B.HNBR??C.FKM??D.Aflas答案：D25.采用渦輪鉆具時(shí)，扭矩與排量關(guān)系近似為（）。A.T∝Q1·???B.T∝Q1·???C.T∝Q2·???D.T∝Q2·?答案：C26.當(dāng)孔內(nèi)出現(xiàn)“橡皮糖”巖心，其主因是（）。A.鉆壓不足??B.轉(zhuǎn)速過高??C.沖洗液抑制性差??D.鉆頭胎體過硬答案：C27.在繩索取心中，打撈矛最大允許拉伸載荷為（）kN。A.45??B.55??C.65??D.75答案：C28.采用雙壁鉆桿反循環(huán)時(shí)，氣舉效率與（）呈指數(shù)正相關(guān)。A.內(nèi)管截面積??B.外管截面積??C.環(huán)空截面積??D.鉆桿壁厚答案：A29.當(dāng)孔壁出現(xiàn)“鍵槽”卡鉆，優(yōu)先采用的解卡方法是（）。A.強(qiáng)力回轉(zhuǎn)??B.震擊器上擊??C.泡解卡劑??D.倒扣套銑答案：B30.在固體礦產(chǎn)勘查規(guī)范中，鉆孔終孔后，水泥封孔候凝時(shí)間應(yīng)≥（）小時(shí)。A.24??B.36??C.48??D.72答案：C二、多項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分。每題有兩個(gè)或兩個(gè)以上正確答案，多選、少選、錯(cuò)選均不得分）31.下列哪些措施可有效降低繩索取心鉆桿螺紋疲勞失效概率（）。A.采用加厚過渡帶??B.冷滾壓螺紋根部??C.提高表面鍍銅層厚度??D.降低鉆柱轉(zhuǎn)速??E.采用S135鋼級材料答案：A、B、D32.導(dǎo)致孔底馬達(dá)“早期失速”的原因包括（）。A.定子橡膠溶脹??B.轉(zhuǎn)子鍍鉻層剝落??C.鉆井液含砂量高??D.鉆頭水眼堵塞??E.鉆壓過大答案：A、B、C33.關(guān)于空氣泡沫鉆進(jìn)，下列說法正確的是（）。A.泡沫質(zhì)量數(shù)應(yīng)控制在0.6～0.9??B.最小上返風(fēng)速15m/s即可攜巖??C.礦化度升高會導(dǎo)致泡沫衰變??D.發(fā)泡劑最佳濃度區(qū)間0.3%～0.5%??E.需要配套泡沫發(fā)生器答案：A、C、D、E34.下列屬于孔壁穩(wěn)定性評價(jià)必需參數(shù)的是（）。A.巖石單軸抗壓強(qiáng)度??B.地層孔隙壓力??C.巖石泊松比??D.泥漿動(dòng)切力??E.地應(yīng)力方向答案：A、B、C、E35.陀螺測斜儀相對于磁測斜儀的優(yōu)勢有（）。A.不受磁干擾??B.可用于套管內(nèi)測量??C.精度更高??D.測量速度快??E.成本低答案：A、B、C36.關(guān)于金剛石鉆頭“唇面燒鉆”失效，下列描述正確的是（）。A.與沖洗液量不足有關(guān)??B.唇面溫度＞650℃??C.金剛石石墨化??D.胎體氧化起皮??E.鉆壓過大是誘因答案：A、B、C、D、E37.下列屬于鉀鈣基聚磺泥漿特點(diǎn)的是（）。A.抑制性強(qiáng)??B.濾失量低??C.抗溫達(dá)180℃??D.含磺化瀝青防塌??E.對環(huán)境影響小答案：A、B、C、D38.在定向鉆進(jìn)中，造成工具面漂移的原因有（）。A.地層各向異性??B.鉆具組合剛度不對稱??C.鉆壓波動(dòng)??D.泥漿密度變化??E.鉆頭磨損不均答案：A、B、C、E39.關(guān)于繩索取心打撈器，下列說法正確的是（）。A.打撈矛錐角60°??B.安全銷剪切力≥1.5倍正常載荷??C.撈矛頭硬度HRC55～60??D.需配震擊器使用??E.允許最大拉伸75kN答案：A、C、E40.下列屬于固體礦產(chǎn)鉆探原始班報(bào)必須記錄的內(nèi)容是（）。A.回次進(jìn)尺??B.巖心長度??C.鉆頭類型??D.泥漿性能參數(shù)??E.鉆機(jī)型號答案：A、B、C、D三、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”）41.在繩索取心中，內(nèi)管到位后泵壓升高值與鉆頭水眼壓降無關(guān)。（×）42.空氣反循環(huán)鉆進(jìn)適用于干旱缺水地區(qū)及漏失地層。（√）43.陀螺測斜儀漂移率與地球自轉(zhuǎn)角速度無關(guān)。（×）44.鉆桿接頭鍍銅層越厚，抗粘扣性能越好，但疲勞強(qiáng)度下降。（√）45.當(dāng)泥漿含砂量＞1%時(shí)，對PDC切削齒的沖蝕磨損呈指數(shù)級增長。（√）46.在破碎地層中，提高鉆速可有效降低孔壁掉塊風(fēng)險(xiǎn)。（×）47.繩索取心鉆頭胎體硬度越高，越適合堅(jiān)硬致密巖層。（√）48.采用飽和鹽水泥漿時(shí)，需配套使用抗鹽降濾失劑SMP2。（√）49.孔底溫度＞200℃時(shí)，定子橡膠仍可選用HNBR體系。（×）50.固體礦產(chǎn)勘查規(guī)范要求，鉆孔終孔后水泥封孔應(yīng)從孔底返至孔口。（√）四、簡答題（每題8分，共40分）51.簡述繩索取心鉆進(jìn)中“巖心自卡”的機(jī)理及預(yù)防措施。答案：巖心自卡是由于巖心柱與內(nèi)管卡簧間摩擦阻力大于巖心柱自身抗拉強(qiáng)度，導(dǎo)致巖心柱被拉斷堵塞。誘因包括：卡簧內(nèi)徑過小、巖心完整性好、鉆壓過大、沖洗液量不足。預(yù)防措施：①卡簧自由內(nèi)徑比巖心外徑小0.3～0.5mm；②控制回次進(jìn)尺≤2.5m；③保持沖洗液量≥回次所需最小排量；④在完整硬巖中適當(dāng)降低鉆壓10%～15%；⑤采用雙錐度卡簧，降低切入角，減小應(yīng)力集中。52.說明空氣泡沫鉆進(jìn)泡沫衰變的化學(xué)機(jī)理及穩(wěn)定措施。答案：泡沫衰變主因是礦化度高的地層水破壞液膜雙電層，導(dǎo)致Marangoni彈性下降，液膜破裂。高價(jià)陽離子（Ca2?、Mg2?）壓縮擴(kuò)散雙電層，降低ζ電位，排液加速。穩(wěn)定措施：①選用抗鹽發(fā)泡劑K??A，濃度0.5%；②添加穩(wěn)泡劑CMCHV0.3%，提高液相粘度；③預(yù)充地層水軟化劑Na?EDTA，絡(luò)合高價(jià)離子；④控制氣液比7:1，泡沫質(zhì)量數(shù)0.75；⑤采用雙層泡沫發(fā)生器，減小氣泡直徑至0.5mm，提高液膜強(qiáng)度。53.列舉孔底馬達(dá)“失速”診斷流程并給出處理方案。答案：診斷流程：①記錄泵壓—排量曲線，若壓降降低＞10%且扭矩下降，判定失速；②停泵后投入轉(zhuǎn)子測量規(guī)，檢查轉(zhuǎn)子鍍鉻層是否剝落；③拆檢定子，測量內(nèi)徑增量，若＞0.5mm判為溶脹；④檢查含砂量，＞0.5%可致磨損失速；⑤測量鉆頭水眼壓降，若＞馬達(dá)額定壓降30%，可致憋壓失速。處理方案：①轉(zhuǎn)子剝落則更換轉(zhuǎn)子并重新鍍鉻；②定子溶脹則更換耐溫氟橡膠定子；③含砂高則啟用除砂器并提高泥漿粘度；④鉆頭水眼小則擴(kuò)大至推薦尺寸；⑤重新設(shè)定鉆壓，不超過馬達(dá)最大扭矩對應(yīng)鉆壓的80%。54.闡述孔壁“鍵槽”卡鉆的形成條件及解除步驟。答案：形成條件：①孔斜角＞8°且方位變化大；②鉆桿接頭在井壁長期往復(fù)磨削；③泥餅?zāi)ψ柘禂?shù)高；④鉆具組合剛度突變。解除步驟：①下入震擊器，先進(jìn)行10kN上擊，持續(xù)5min；②若無效，注入5m3解卡劑（含5%柴油+2%快T+0.5%油酸），浸泡2h；③采用倒劃眼方式，低轉(zhuǎn)速20rpm，上提拉力不超過鉆具屈服極限60%；④若仍卡，則倒扣套銑，套銑筒外徑比鉆頭小2mm，套銑至鍵槽底部以上5m；⑤再次震擊，上提拉力分級增加，每級5kN，直至解卡。55.說明固體礦產(chǎn)鉆探中“水泥封孔”質(zhì)量檢驗(yàn)方法及合格標(biāo)準(zhǔn)。答案：檢驗(yàn)方法：①壓力試漏：終凝后24h，用水泥車向孔內(nèi)試壓1.5倍靜水柱壓力，穩(wěn)壓30min，壓降≤0.5MPa；②聲波測井：采用CBL，聲幅≤20%為膠結(jié)良好；③封孔取樣：在預(yù)計(jì)礦層上下20m各取水泥石樣，抗壓強(qiáng)度≥14MPa；④紅外測溫：檢測水泥水化熱異常段，判斷連續(xù)封固長度；⑤孔口保壓：安裝絲堵，保壓0.5MPa，24h無滲漏。合格標(biāo)準(zhǔn)：試壓合格、CBL聲幅≤20%、水泥石強(qiáng)度達(dá)標(biāo)、連續(xù)封固段覆蓋礦層上下20m、孔口無滲漏。五、計(jì)算題（每題10分，共30分）56.某繩索取心鉆孔孔深900m，孔徑96mm，鉆桿外徑71mm，內(nèi)徑55mm，泥漿密度1.10g/cm3，鉆頭水眼壓降2.1MPa，若要求環(huán)空返速≥0.5m/s，求最小泵排量（L/s），并校核泵壓是否超限（地面管路損失0.5MPa，泵額定壓力12MPa）。答案：環(huán)空截面積A=π/4×(0.0962?0.0712)=0.00332m2最小排量Q=v×A=0.5×0.00332=0.00166m3/s=1.66L/s鉆桿內(nèi)流速v?=Q/A?=0.00166/(π/4×0.0552)=0.70m/s鉆桿內(nèi)沿程損失：Re=ρvD/μ=1100×0.70×0.055/0.01=4235，λ=0.3164/Re^0.25=0.039h_f=λ×(L/D)×v2/2g=0.039×(900/0.055)×0.702/19.62=15.9mP_f=ρgh_f=1100×9.81×15.9=0.17MPa環(huán)空沿程損失：v_a=0.5m/s，D_e=0.096?0.071=0.025m，Re=13750，λ=0.029h_fa=0.029×(900/0.025)×0.52/19.62=13.2m，P_fa=0.14MPa總泵壓=鉆頭壓降+鉆桿損失+環(huán)空損失+地面損失=2.1+0.17+0.14+0.5=2.91MPa＜12MPa，未超限。最小泵排量1.66L/s，泵壓2.91MPa，滿足要求。57.某定向孔設(shè)計(jì)方位角135°，傾角70°，測深600m處測得方位角138°，傾角68°，求該點(diǎn)水平位移、垂深及井斜矢量偏差（結(jié)果保留一位小數(shù)）。答案：設(shè)計(jì)垂深H=600×cos70°=205.2m設(shè)計(jì)北坐標(biāo)N=600×sin70°×cos135°=?195.3m設(shè)計(jì)東坐標(biāo)E=600×sin70°×sin135°=195.3m實(shí)際垂深H′=600×cos68°=224.5m實(shí)際北坐標(biāo)N′=600×sin68°×cos138°=?206.4m實(shí)際東坐標(biāo)E′=600×sin68°×sin138°=183.1m水平位移ΔS=√[(N′?N)2+(E′?E)2]=√[(?11.1)2+(?12.2)2]=16.5m垂深偏差ΔH=224.5?205.2=19.3m井斜矢量偏差ΔD=√(ΔS2+ΔH2)=√(16.52+19.32)=25.4m58.某礦區(qū)需施工φ75mm繩索取心鉆孔，預(yù)計(jì)孔深1200m，巖石單軸抗壓強(qiáng)度180MPa，選用金剛石濃度4.5克拉/cm2，鉆頭壽命指標(biāo)為每米消耗0.8克拉，若鉆頭平均壽命80m，求單孔需準(zhǔn)備鉆頭數(shù)量及金剛石總量（克拉）。答案：總進(jìn)尺1200m，單頭壽命80m，需鉆頭數(shù)n=1200/80=15只單只鉆頭唇面積A=π/4×(7.52?5.52)=20.4cm2單頭金剛石量=4.5×20.4=91.8克拉總金剛石量=15×91.8=1377克拉考慮10%備用，實(shí)際采購量