1、一、填空題1、物體在外力作用下產生變形，外力撤除以后，變形隨之消失，物體又恢復到原來的形狀和體積的性質稱為彈性變形；物體在外力作用下產生變形，外力撤除以后，變形不能消失的性質稱為塑性變形。 巖石在外力作用下，直至破碎而無明顯形狀改變的情況稱為脆性變形。巖石在外力作用下只改變其形狀和大小而不破壞自身的連續性，這種情況稱為塑性變形。 2、一般來說，石英顆粒含量多、顆粒粗的巖石，其膠結強度越小，研磨性越高。石英顆粒含量少、顆粒細的巖石，其膠結強度越大研磨性越低。 3、巖石的機械性質包括巖石的彈性、巖石的強度、巖石的硬度、巖石的研磨性、巖石的可鉆性。 4、根據摩氏硬度標準，硬度最低的礦物是滑石；根據摩

2、氏硬度標準，硬度最低的礦物是金剛石。5、增大孔隙壓力將使巖石由塑性破壞轉變為脆性破壞。6、按結構及工作原理將鉆頭分為刮刀鉆頭、牙輪鉆頭、金剛石鉆頭。7、自洗移軸牙輪的特點是齒圈嚙合、副椎、超頂、移軸。8、常見的金剛石鉆頭的類型有天然金剛石鉆頭、PDC鉆頭、TSP鉆頭 。9、天然金剛石能作為鉆頭切削刃是由于最硬、抗壓強度最強、抗磨損能力最高。 10、下列能夠適用于硬地層的鉆頭有（銑齒牙輪鉆頭、鑲齒牙輪鉆頭、雙錐形冠部的金剛石鉆頭、逼壓式水槽結構的金剛石鉆頭）。適用于軟地層的鉆頭有（圓錐形鑲齒牙輪鉆頭、球形鑲齒牙輪鉆頭、雙錐形冠部的金剛石鉆頭、逼壓式水槽結構的金剛石鉆頭）。能夠適用于硬地層的鉆頭有

3、鑲齒牙輪鉆頭、“B”形冠部的金剛石鉆頭。11、鉆頭以上水龍頭以下部分的鋼管柱的總稱是鉆柱。12、鉆桿的剛級越高，管材的屈服強度越大，鉆桿的各種強度也就越大。13、舊API鉆桿接頭類型有內平式、貫眼式、正規式。14、井下四器包括穩定器、減震器、震擊器、懸浮器。15、起下鉆時，鉆柱受到的作用力有軸向的拉力、鉆井液靜液壓力、鉆井液對鉆柱的摩擦力、提升或下放速度變化產生的動載。正常鉆井時，鉆柱受到的作用力有鉆壓產生的壓力、鉆井液產生的浮力、循環壓耗引起的附加軸向拉力。 16、鉆鋌的作用有給鉆頭施加鉆壓、保證壓縮條件下的必要強度、減輕鉆頭的振動、擺動和跳動等，使鉆頭工作平穩、控制井斜。17、鉆桿屈服強度

4、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，三者之間的關系是FyFPFa。18、鉆柱疲勞破壞的基本類型有純疲勞破壞、傷痕疲勞破壞、腐蝕疲勞破壞。影響氫脆破壞的因素有鋼材強度、硫化氫的含量、鉆井液的PH值。 19、鉆進時鉆頭將沿著破碎阻力最小的方向傾斜。20、井眼方向線與重力線之間的夾角稱為井斜角。以正北方向為始邊，順時針方向旋/轉到井眼方位線上所轉過的角度稱為井斜方位角。以正北方位為始邊順時針轉至平移線上所轉過的角度稱為井眼曲率。21、產生井斜的原因有地質條件、下部鉆柱彎曲、轉盤安裝不平、方鉆桿彎曲、天車、游車和轉盤三點不在一條鉛垂線上。22、控制井斜常采用的防斜鉆具有鐘擺鉆

5、具、偏重鉆鋌、塔式鉆具、滿眼鉆具。23、YXY式的滿眼鉆具組合包括近鉆頭扶正器、中扶正器、上扶正器、第四扶正器。/24、狗腿嚴重度是指井眼曲率。25、影響鉆速的因素有鉆壓、轉速、牙齒磨損、水力因素、鉆井液性能。26、射流擴散角表示了射流的密集程度，越小，則射流的密集性越高，能量就越集中。27、水力參數包括射流速度、射流水功率、射流沖擊力、鉆頭壓降、鉆頭水功率。其中射流水力參數有射流速度、射流水功率、射流沖擊力。鉆頭水力參數有鉆頭壓降、鉆頭水功率。 28、當鉆井泵處在額定泵功率狀態時，獲得最大鉆頭水功率的條件是QoptQr。29、最大井斜角在86°95°的屬于水平井。 30、

6、與渦輪鉆具相比，螺桿鉆具轉速較小，扭矩較大。31、螺桿鉆具要求在施工作業過程中，鉆井液的含砂量小于1%。常溫螺桿鉆具要求井下溫度不能超過95。32、井眼軌跡測量儀器中需要電纜的是有限隨鉆測斜儀。33、斜井的穩定性和方位角有關系，一般位于最小水平主應力方向的井眼最穩定。定向角會對井斜角和井斜方位角產生影響，當定向角在井眼高邊右側0°90°之間時為增斜增方位。定向角會對井斜角和井斜方位角產生影響，當定向角在井眼高邊右側90°180°之間時為減斜增方位。定向角會對井斜角和井斜方位角產生影響，當定向角在井眼高邊左側0°90°之間時為增斜減方位

7、。定向角會對井斜角和井斜方位角產生影響，當定向角在井眼高邊左側90°180°之間時為減斜減方位。34、在打定向井時，對于直井段的軌跡控制，要求當造斜點深度小于500m時，保證井眼井斜角不大于1°。要求當造斜點深度為5001000m時，保證井眼井斜角不大于1.5°；要求當造斜點深度大于1000m時，保證井眼井斜角不大于2°。35、轉盤鉆扶正器鉆具組合能增斜、降斜、穩斜。36、內巖心筒的作用是存儲及保護巖心。外巖心筒的作用是傳遞扭矩而帶動鉆頭旋轉、保護內巖心筒、承受鉆壓。37、為了在二次、三次采油中更多地了解地層構造，通常采用定向取心的方式。為了防

8、止鉆井液的污染以及因壓力和溫度的降低而不能反映井底條件下的原始狀況，通常采用保壓密閉取心方式。38、磁性定位套管只用于油層套管。套管扶正器主要用于油層套管。套管鞋一般用于表層套管。油層套管的引鞋一般為鋼質材料。39、常用的套管類型有表層套管、技術套管、油層套管。40、油層套管的下入深度取決于油、氣層的位置和完井方法，所以進行井身結構設計時應從技術套管開始。 41、為了檢驗固井注水泥質量，以利于油氣井后期完成工作和今后的采油作業，一般在固井后2436h進行聲波測井。42、當需要高密度水泥漿時，應在水泥漿中使用加重劑。當要求降低水泥漿密度時，應在水泥漿中使用減輕劑。當需要改變水泥漿的流動性能時，應

9、在水泥漿中使用減阻劑。 43、固井過程中防止阻卡措施的是改善套管下入間隙、保證井壁穩定、防止硬卡；防止阻卡措施的是降低套管下入阻力、降低粘吸壓力、減少粘卡機會。44、在固井過程中需要將水泥漿返至地面的井是高壓氣井。45、油井水泥的主要成分有硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣、鐵鋁酸四鈣 、石膏。 46、對于裂縫性油氣層，普遍采用的完井方法是裸眼完井法。47、研究表明，若堵漏漿液中含有一定濃度的，其粒徑為漏失通道寬度約1/3的硬顆粒材料，那么就容易在漏失通道中“架橋”形成基本“骨架”。 48、常見的卡鉆類型有粘吸卡鉆、井壁坍塌卡鉆、砂橋卡鉆、縮徑卡鉆、泥包卡鉆。49、由于鉆具被井壁濾餅粘附和吸附而不能

10、自由活動的現象稱為粘吸卡鉆。50、粘吸卡鉆最容易卡的位置是鉆鋌。51、井內的巖屑下沉至井底或滯留在井段某處，堵塞環空，埋住鉆頭與部分鉆具形成的卡鉆稱為砂橋卡鉆。 起鉆時若發生砂橋，則環空液面不降。 52、鉆井液的循環排量大、返速高呈紊流狀態，容易沖蝕井壁地層，引起坍塌。鉆井液的循環排量小、返速低呈層流狀態，某些松軟地層極易縮徑。53、軟泥、泥餅、鉆屑粘吸在鉆頭上，把鉆頭包成一個圓柱狀活塞，使鉆頭遇卡的現象稱為泥包卡鉆。54、由于井壁不穩定，井壁巖石的碎塊落入井內卡住鉆具的現象稱為井壁坍塌卡鉆。 55、當發生卡鉆時，處理的方法有強力活動、震擊解卡、浸泡解卡劑、側鉆。 56、只能用于老井復活的水平

11、井是超短半徑水平井。 二、判斷題1、隨著巖石所受圍壓的增大，巖石表現為從塑性到脆性的轉變。（×）2、巖石強度隨圍壓的增加而減小。 （×）3、巖石屈服強度隨孔隙壓力的減小而增大。 （ ）4、對于脆性巖石，其塑性系數Kp=1。（ ）5、對于塑性性巖石，其塑性系數Kp=。 （ ）6、根據摩氏硬度的標準，滑石的硬度最小，金剛石的硬度最大。（ ）7、牙輪鉆頭因切削齒可采用不同的材料和齒形，因而可適用于各種地層。（ ）8、牙輪鉆頭是一體式鉆頭，無活動件。 （ × ）9、機械鉆速快的鉆頭可適用于淺井段。 （ ）10、PDC鉆頭鉆進的地層應是均質地層，以避免沖擊載荷。 （ ）11

12、、PDC鉆頭作為金剛石鉆頭的一種，主要適用于極硬地層。 （ × ）12、牙輪鉆頭牙輪上的牙齒分為銑齒和鑲齒兩大類，其中銑齒適用于軟到中硬地層，而鑲齒適用于硬地層。 （× ）13、在軟硬交錯地層鉆進時，一般應按較硬的巖石選擇鉆頭類型。（ ）14、鉆桿的鋼級由鉆桿鋼材的最小屈服強度決定。 （ ）15、鉆進時，鉆柱上部受力最為嚴重；起下鉆時，井口處受到的拉力最大。（× ）16、絲扣連接的條件是尺寸相等、扣型相同、公母扣相配。 （ ）17、鉆鋌處在鉆柱的最下部，它起到給鉆頭施加鉆壓，減輕鉆頭振動，保證強度和控制井斜等的作用。 （ ）18、方鉆桿位于鉆柱的最上端，鉆進時，方

13、鉆桿將地面轉盤扭矩傳遞給鉆柱，帶動鉆頭旋轉。 （ ）19、鉆井時，受到扭矩和拉力最大的部位是鉆鋌。（ × ）20、一般來說，平行于地層層面方向可鉆性比垂直于層面方向可鉆性高。（）21、鐘擺鉆具組合多用于對井斜已經較大的井進行降斜。 （ ）22、滿眼鉆具組合能起到防斜的作用。 （ ）23、一只鉆頭在鉆進過程中，如果鉆井液性能和排量都不變，泵壓也不變。（）24、鉆頭由硬地層進入軟地層時，井眼只會出現向下傾方向傾斜的趨勢。 （×）25、目前在油田使用的磁性測斜儀是以磁北極為基準。 （）26、井眼軌道是指實鉆井眼軸線形狀。 （× ）27、螺桿鉆具與渦輪鉆具相比，轉速較小，

14、扭矩較大。 （ ）28、常規取心工具中的自鎖式取心工具通常適用于松軟或破碎性地層取心。 （×）29、常規取心工具中的加壓式取心工具是中硬至硬地層取心的基本工具。（×）30、常規取心工具中的加壓式取心工具通常適用于松軟或破碎性地層取心。（）31、套管扶正器主要用于表層套管。 （×）32、凡是因液柱壓力不平衡而造成的井漏，往往使泵壓上升，鉆井液進多出少。（×） 33、裂縫性油氣層通常采用水平鉆井技術，在完井過程中普遍采用裸眼完井方法（）粘吸卡鉆最容易發生在鉆頭部位。 （ × ）34、防止井壁坍塌卡鉆最經濟、最有效的辦法是加快鉆井速度，爭取在泥頁巖大

15、規模坍塌之前把井完成。 （ ）35、凡是施工不當而造成的井漏，往往使泵壓下降，鉆井液進多出少。 （× ） 36、爆炸松扣法可以對已卡鉆柱進行解卡。 （ × ）37、母錐是從落魚內孔打撈落魚的一種常用工具。 （ × ） 38、卡瓦打撈筒是從落魚外徑抓撈落魚的一種工具。 （ ）39、公錐和卡瓦打撈矛都是從落魚外部打撈落魚的一種常用工具。（ × ） 40、預防和清除巖屑床是常規定向井安全鉆井與直井安全鉆井相比顯著的不同之處。 （ × ）41、地質導向鉆井技術是按預先設計的井眼軌道來進行鉆井的。 （ × ）三、解釋概念題1、石油鉆井：是指利用

16、專用設備和技術，在預先選定的地表位置處，向下或一側鉆出一定直徑的孔眼，一直達到地下油氣層的工作。2、探井：在油氣田范圍內，為確定油氣藏是否存在，圈定油氣藏的邊界，并對油氣藏進行工業評價，取得油氣開發所需的地質資料而鉆的井。3、參數井：指在含油盆地內，為了解區域構造，提供巖石物性參數所鉆的井。4、巖石強度：巖石的強度是巖石在一定條件下提抗外力破壞的能力。5、巖石的硬度：是指巖石表面抵抗其它物體壓入或侵入的能力。6、巖石可鉆性：指在一定鉆頭規格、類型及鉆井工藝條件下巖石抵抗鉆頭破碎的能力。7、鉆柱：指鉆頭以下水龍頭以上部分的鋼管柱的總稱，它由方鉆桿、鉆桿、加重鉆鋌、配合接頭、穩定器等組成。8、復合

17、鉆柱：即采用不同尺寸（上大下?。虿煌诤瘢ㄉ虾裣卤。?，或不同鋼級（上高下低）的鉆桿組成的鉆桿柱。9、中性點：指鉆柱上軸向力等于零的點。在垂直井中，中性點將鉆柱一分為二，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。10、井斜角：過井眼的軸線上某測點作其切線，該切線向井眼前進方向延伸的部分稱為井眼方向線，井斜角即井眼方向線與重力線之間的夾角。11、井斜方位角：指以正北方位線為始邊，順時針方向旋轉到井眼方位線上所轉過的角度。12、井眼軌跡控制：是指鉆井工作者按照有關鉆井技術對井眼軌跡遵循設計的井眼軌道實施的控制。13、井眼軌道設計：是指一口井開鉆之前是由設計者

18、根據該井地面上下的具體情況對井眼軌道進行的預先設計。14、螺桿鉆具：是以鉆井液為動力的一種容積式井下動力鉆具。15、密閉取心：就是用密封液（預先放置在內巖心筒中的粘性高、流動性好、附著力強、防水性好的高分子液體）將鉆取的巖心迅速保護起來的取心技術。16、定向取心：是指為了鉆取巖心并確定其在原地的方位而采取的取心方法。17、下套管：就是在已經鉆成的井眼中按規定深度下入一定直徑由某種或幾種不同鋼級與壁厚的套管組成的套管柱。18、中途測試：指鉆進中途發現新的油氣顯示井段后，根據本地區勘探開發的需要，停鉆進行自上而下逐層測試的過程。19、井漏：指在石油、天然氣勘探開發的鉆井、修井等作業過程中，工作流體

19、漏入地層的一種井下復雜情況。20、粘吸卡鉆：指由于鉆具被井壁濾餅粘附和吸附而不能自由活動的現象。四、簡答題1、畫出巖石壓入破碎曲線，通過曲線可知巖石分為哪幾類？各有什么特點？ A B C上圖中（1）A為脆性巖石，其特點是OD段為彈性變形階段，達到D點后即發生脆性破碎。（2）B為塑脆性巖石，OA段為彈性變形階段，AB段為塑性變形階段，到達B點時產生脆性破碎。（3）C為塑性巖石，施加不大的載荷即產生塑性變形，其后變形隨變形時間的延長而增大，無明顯的脆性破壞現象。2、簡述巖石在簡單應力條件下和復雜應力條件下巖石強度的變化規律。（1）在簡單應力條件下巖石強度的變化規律為：1）同一巖石，加載方式不同，巖

20、石強度不同。一般而言，有以下關系：抗拉<抗彎抗剪<抗壓。 2）不同方向強度不同。垂直于地層層面方向巖石強度平行于地層層面方向巖石強度。 （2）在復雜應力條件下巖石強度的變化規律為：1）巖石在三軸應力條件下強度明顯增加。 2）對于所有巖石，圍壓增加強度均要增大。但不同類型的巖石，強度所增加的幅度是不一樣的。 3）圍壓對強度的影響程度并不是在所有壓力范圍內都是一樣的。4）三軸應力條件下，巖石表現出從脆性向塑性的轉變，并且圍壓越大，巖石破壞前所呈現的塑性也越大。3、響巖石強度的因素有哪些？影響巖石強度的因素可以分為自然因素和工藝技術因素兩類： (1)自然因素包括：巖石的礦物成分（對沉積巖

21、而言還包括膠結物的成分和比例）、礦物顆粒的大小、巖石的密度、孔隙度、結構及缺陷。同種巖石的孔隙度增加，密度降低，巖石的強度也隨之降低，反之亦然。巖石的強度一般情況下隨著埋藏深度的增加而增加。由于沉積巖存在層理，巖石的強度有明顯的異向性。 (2)工藝技術因素：巖石的受載方式、外載作用的速度、液體介質性質不同，相同巖石的強度不同；巖石的應力狀態不同，相同巖石的強度差別也很大。 4、簡述在井底壓力條件下巖石機械性質的影響因素。（1）井內各向壓力作用下溫度的影響。多數沉積巖在各向壓力作用下，隨著溫度的升高塑性增大。溫度與壓力的升高對巖石強度影響差別很大。（2）液體介質的影響。實踐證明，地層內的液體會使

22、巖石強度降低，特別是含皂類的液體介質對各種巖石硬度降低的作用最大。（3）孔隙壓力的影響。巖石的屈服強度隨著孔隙壓力的減小而增大，當圍壓一定時，增大孔隙壓力將使巖石由塑性破壞轉變為脆性破壞。（4）液柱壓力的影響。井底的巖石，如屬不滲透、無孔隙巖石時，則增大鉆井液的液柱壓力將增大對巖石的“各向壓縮效應”，其結果必然導致巖石的抗壓入強度的增大和塑性的增大，并且在一定的液柱壓力下，巖石從隊形破壞轉為塑性破壞。5、簡述牙輪鉆頭的組成以及工作原理？（1）牙輪鉆頭由鉆頭體、牙爪、牙輪軸、牙輪、牙齒、軸承、噴嘴和儲油潤滑密封壓力補償系統組成。 （2）牙輪鉆頭的工作原理包括：1）牙齒對地層的沖擊、壓碎作用：縱向

23、振動產生的沖擊力和靜壓力（鉆壓）一起使牙齒對地層產生沖擊、壓碎作用，形成體積破碎坑。2）牙齒對地層的滑動剪切作用：牙輪牙齒的徑向滑動和切向滑動對井底地層產生剪切作用，破碎齒間巖石。 3）噴嘴射流的沖蝕作用：由噴嘴噴出的高速射流對井底巖石產生沖蝕作用，輔助破碎巖石。 6、簡述牙輪鉆頭的選型原則。（1）軟地層應選擇有移軸、超頂、復錐3種結構的牙輪鉆頭，齒應是高、寬、稀、齒尖角大的銑齒或鑲齒。（2）鉆研磨性地層，應該選用帶保徑齒的鑲齒鉆頭。（3）在易斜的地層鉆進時，應選用不移軸或移軸量小、無保徑齒并且齒多而短的鉆頭。（4）選用鑲硬質合金鋼齒鉆頭時要注意根據地層類型和鉆井液的性能選用不同的齒形。（5）

24、在軟硬交錯地層鉆進時，一般應按其中較硬的巖石選擇鉆頭類型，這樣既在軟地層中有較高鉆速，也能順利地鉆穿硬地層。（6）淺井段巖石一般較軟，應選用能獲得較高機械鉆速的鉆頭；深井段地層一般較硬，應選用有較高總進尺的鉆頭。（7）在小井眼鉆井中長選用單牙輪鉆頭。（8）按鉆頭產品目錄選擇鉆頭類型。7、簡述金剛石鉆頭常用的水力結構及其工作特點。金剛石鉆頭常用的水力結構有：（1）逼壓式水槽。這種水力結構的水槽包括高壓水槽及低壓水槽。工作時高、低壓水槽間會形成一定的壓差，在此壓差作用下，部分鉆井液從高壓水槽漫過金剛石工作面后進入低壓水槽，能有效地清洗、冷卻及潤滑每一粒金剛石。這種水槽一般用于軟地層鉆頭。 （2）輻

25、射形水槽。水槽為放射形且在鉆頭工作面上均勻分布，金剛石工作面很窄，所以鉆井液從水眼流出到水槽后能很好地沖洗巖屑，冷卻金剛石。這種水槽一般用于軟到中硬地層。 （3）輻射形逼壓式水槽。這是上述兩種水槽結構的組合，常用于中硬到硬地層鉆頭。 （4）螺旋形水槽。水槽為反螺旋流道，在鉆頭高轉速條件下強迫鉆井液流過金剛石工作面。這種水槽常用在高轉速條件下。 8、簡述利用金剛石作為切削齒材料的利與弊。（1）金剛石是人類目前所知材料中最硬、抗壓強度最強、抗磨損能力最高的材料，因此它是作為鉆頭切削刃最理想的材料。（2）金剛石作為鉆頭切削刃材料也存在著較大的弱點。第一，它的脆性較大，遇到沖擊載荷會引起破裂；第二，它

26、的熱穩定性較差，在空氣中，約在455860之間，金剛石就要出現石墨化燃燒，變為二氧化碳和一氧化碳；在惰性或還原性氣體中不會氧化燃燒，但約在1430時，金剛石晶體會突然爆裂而變成石墨。9、簡述金剛石鉆頭的選型原則。（1）天然金剛石鉆頭適合于在硬至堅硬的地層鉆井；TSP鉆頭適合于在具有研磨性的中等硬度至硬地層鉆井。（2）PDC鉆頭適合于在軟到中等硬度地層鉆井，但是PDC鉆頭鉆進的地層應是均質地層，以避免沖擊載荷，含礫石的地層用PDC鉆頭必須輕鉆壓。（3）對于同一地層使用過的幾種類型的鉆頭，在保證井身質量的前提下，一般以“每米成本”最低的鉆頭作為選型標準。（4）收集鄰近井相同地層鉆過的鉆頭資料及上一

27、個鉆頭的磨損分析，結合本井的具體情況來選擇。（5）按照鉆頭產品目錄中說明的鉆頭適用地層選擇鉆頭類型。10、鉆柱都有哪些部分組成？在鉆井過程中都有哪些作用？（1）鉆柱由方鉆桿、鉆桿、加重鉆桿、鉆鋌、配合接頭、穩定器等組成。 （2）鉆柱是鉆井的重要工具，它的作用有： 1）為循環鉆井液提供由井口流向井底的通道，為鉆頭輸送液體能量。2）給鉆頭施加適當的壓力，使鉆頭的工作刃不斷吃入巖石。3）把地面動力傳遞給鉆頭，使鉆頭不斷旋轉破碎巖石。4）起下鉆頭。5）為井下動力鉆具輸送液體能量，并承受反扭矩。6）根據鉆柱的長度計算井深。7）通過鉆柱可以觀察和了解鉆頭的工作情況、井眼狀況及地層情況等。8）協助各種井下作

28、業工具進行取心、定向、中途測試、擠水泥、打撈井下落物、處理井下事故等特殊作業。11、鉆柱在井下受到哪幾種載荷作用？鉆柱在井下受到的力的載荷有：（1）軸向拉力和壓力：鉆柱受到的軸向載荷主要有自重產生的拉力、由鉆井液產生的浮力和因加鉆壓而產生的壓力。此外，鉆柱與井壁、鉆井液間的摩擦，循環鉆井液時在鉆柱內積鉆頭水眼上所消耗的壓力，起下鉆時上提或下放鉆柱速度的變化等均會產生附加的軸向載荷。 （2）扭矩：在鉆井過程中，鉆柱受到鉆頭扭矩的作用，在鉆柱各個截面上都產生剪應力。鉆柱承受的扭矩在井口處最大，在井底處最小。（3）彎曲力矩：產生彎曲變形的鉆柱在軸向壓力的作用下，將受到彎曲力矩的作用，在鉆柱內產生彎曲

29、應力。 （4）離心力：當鉆柱繞井眼軸線公轉時，將產生離心力。離心力將引起鉆柱彎曲或家具鉆柱的彎曲變形。 （5）外擠壓力：最大外擠壓力發生在全空鉆桿下到井底的時候。來自環空的鉆井液柱的載荷會擠壓鉆桿。 （6）扭轉振動：當井底對鉆頭旋轉的阻力不斷變化時，會引起鉆柱的扭轉振動，因而產生交變剪應力，降低鉆柱的壽命。 （7）橫向擺振：在某一臨界轉速下，鉆柱將出現擺振，其結果是使鉆柱產生公轉，引起鉆柱嚴重偏磨。 12、何謂鉆柱的中性點?為什么要保證中性點落在鉆鋌上? （1）指鉆柱上軸向力等于零的點。在垂直井中，中性點將鉆柱一分為二，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

30、鉆壓。 （2） 中性點是鉆柱受拉與受壓的分界點。在鉆柱設計中，我們希望中性點始終落在剛度大、抗彎能力強的鉆鋌上，而不是落在強度較弱的鉆桿上，使鉆桿一直處于受拉伸的直線穩定狀態，以免鉆桿受壓彎曲和受交變應力的作用。因此，設計的鉆鋌的長度不能小于中性點高度。13、鉆柱設計應遵循哪些原則？鉆柱設計包括鉆柱尺寸選擇和強度設計兩個方面內容。在設計中，一般遵循兩個原則：第一式滿足強度要求，保證鉆柱安全工作；第二式盡量減輕整個鉆柱的重力，以便在現有的抗負荷能力下鉆更深的井。（1）鉆柱尺寸選擇的基本原則是： 1）方鉆桿由于受到的扭矩和拉力最大，在供應可能的情況下，應盡量選用大尺寸的方鉆桿。2）在鉆機提升能力允

31、許的情況下，選擇大尺寸鉆桿是有利的。3）鉆鋌尺寸一般選用與鉆桿接頭外徑相等或相近的尺寸。鉆鋌長度取決于鉆壓與鉆鋌尺寸，其確定原則是：保證在最大鉆壓時鉆桿不承受壓縮載荷，即保持中性點始終處在鉆鋌上。（2）鉆桿強度設計。鉆桿柱的設計主要是對抗拉強度設計，即按抗拉強度確定其可下入的深度。其依據的原則是：鉆桿柱所能承受的最大安全靜拉力的大小取決于鉆桿材料的屈服強度、鉆桿尺寸以及鉆柱的實際工作條件。 14、簡述穩定器的作用、基本類型及特點。（1）穩定器的作用是：可以滿足鉆直井時防止井斜的要求，鉆定向井時可起到控制井眼軌跡的作用。穩定器的使用還可以提高鉆頭工作的穩定性，從而延長使用壽命。（2）穩定器的3種

32、基本類型是：剛性穩定器、不轉動橡膠套穩定器和滾輪穩定器。1）剛性穩定器：包括螺旋、直棱兩種，均可做成長型或短型，以適應各種地層和工藝要求，它是使用最廣泛的穩定器。2）不轉動橡膠套穩定器：在井內可不隨鉆柱轉動，優點是不破壞井壁，使用安全，但它不具備休整井壁的能力，加上受井下溫度的限制，使用壽命低，所以應由范圍很小。3）滾輪穩定器：優點是有較強休整井壁的能力，可保持井眼規則，使井眼曲率變化平緩、圓滑，有利于起下鉆、完井電測和下套管等作業、防止井下復雜情況與事故等，主要用于研磨性地層。15、某井擬用7in鉆鋌，鉆柱鋼材密度為s7.85g/cm3，鉆桿線重qc=1632N/m，設計鉆壓200kN,鉆井

33、液密度d=1.3g/cm2，Sn=1.2,不考慮井斜角，試計算所需鉆鋌長度。解：鉆鋌長度可根據下述公式求解： 據題意有： 故鉆鋌長度Lc為： 16、某直井已知：鉆井液的密度為d1.2g/cm3；鉆柱鋼材密度為s7.85g/cm3；最大鉆壓為Wmax180kN；鉆鋌安全系數為SN1.18；所選用鉆鋌的線重為qc1.35kN/m；所選用鉆桿的線重為qp284.96kN/m；鉆桿最小屈服強度為y517.11MPa；鉆桿截面積為Ap34.03cm2；鉆桿安全系數為St1.3；設計系數為1.42；拉力余量為MOP200kN；試計算：（1）所需鉆鋌長度Lc；（2）鉆桿最大可下深度Lp?解：（1）鉆鋌長度可

34、根據下述公式求解： 據題意有： 故鉆鋌長度Lc為：（2）鉆桿最大可下深度Lp求解最小屈服強度的抗拉力Fy為： 鉆桿最大允許靜拉力Fp為： 鉆桿最大安全靜拉力Fa求解：(1)安全系數法 (2)設計系數法 (3)拉力余量法鉆桿最大安全靜拉力Fa為中的最小值，即： 由力的平衡有： 故鉆桿柱的最大下深為： 17、某直井已知：某直井已知：井深H=5000m，鉆井液的密度為d1.2g/cm3；鉆柱鋼材密度為s8g/cm3；最大鉆壓為Wmax180kN；鉆鋌安全系數為SN1.18；所選用鉆鋌的線重為qc1.35kN/m。若選用E級新鉆桿，則所選用鉆桿的線重為qp284.96kN/m，鉆桿最小屈服強度下的抗拉

35、力Fy=1760kN，鉆桿安全系數為St1.3，設計系數為1.42，拉力余量為MOP200kN；若選用X-95級的新鉆桿，則鉆桿最小屈服強度下的抗拉力載荷為Fy=2229.71kN。試按照井深進行鉆柱組合設計。解：（1）鉆鋌長度可根據下述公式求解： 據題意有：，故鉆鋌長度Lc為：若按每根鉆鋌10m計，需用19根鉆鋌，總長190m。（2）選擇第一段鉆桿（接鉆鋌）。根據最小屈服強度下抗拉力的大小，先選強度小的鉆桿，即E級新鉆桿，則所選用鉆桿的線重為qp284.96kN/m，鉆桿最小屈服強度下的抗拉力Fy=1760kN。鉆桿最大可下深度L1求解： 鉆桿最大允許靜拉力Fp為： 鉆桿最大安全靜拉力Fa求

36、解：安全系數法： 設計系數法： 拉力余量法：鉆桿最大安全靜拉力Fa為中的最小值，即： 則第一段鉆桿柱的最大下深為： 顯然，需用增加一段較高強度的鉆桿，方能達到設計井深。（3）選擇第二段鉆桿：若選用X-95級的新鉆桿，則鉆桿最小屈服強度下的抗拉力載荷為Fy=2229.71kN。鉆桿最大可下深度L2求解： 鉆桿最大安全靜拉力Fa求解：安全系數法： 設計系數法： 拉力余量法：鉆桿最大安全靜拉力Fa為中的最小值，即： 則第二段鉆桿柱的最大下深為：許用鉆桿的總長度為：L=190+3709+1230=51295000（m），鉆柱總長已超過設計井深。最后設計的鉆柱組合見下表。規范長度，m鉆鋌：線重1.35k

37、N/m190第一段鉆桿：線重284.96kN/m，E級3709第二段鉆桿：線重284.96kN/m，X-95級1101合計500018、簡述影響鉆速的因素。（1）鉆壓對鉆速的影響。鉆壓是影響鉆速的最直接和最顯著的因素之一。鉆壓在較大的變化范圍內與鉆速是近似于線性關系的。（2）轉速對鉆速的影響。一般隨著轉速的提高，鉆速是以指數關系變化的，但指數一般都小于1。（3）牙齒磨損對鉆速的影響。隨著鉆頭牙齒的磨損，鉆頭工作效率將明顯下降，鉆進速度也將隨之降低。（4）水力因素對鉆速的影響。水力因素主要從兩個方面影響鉆速：一是井底水力凈化能力對鉆速的影響，水力凈化能力用水力凈化系數 CH 表示，其為實際鉆速與

38、凈化完善時的鉆速之比。井底完全凈化后，CH=1；否則，CH1。二是水力能量的破巖作用對鉆速的影響，井底比水功率越大，輔助破巖能力越強，鉆速越快。（5）鉆井液性能對鉆速的影響。一是鉆井液密度對鉆速的影響，主要表現為由鉆井液密度決定的井內液柱壓力與地層孔隙壓力之間的壓差增加將使鉆速明顯下降。二是鉆井液運動粘度對鉆速的影響，鉆井液運動粘度的增大，將會增大鉆柱內和環空的壓降，使得井底壓差增大和井底鉆頭獲得的水功率降低，從而使鉆速減小。散失鉆井液固相含量及其分散性對鉆速的影響，鉆井液固相含量增大，機械鉆速降低。分散性鉆井液比不分散性鉆井液的鉆速低；鉆井液中小于1m的固體顆粒越多，對鉆速的影響越大。19、

39、請在下面水平投影圖上作出A的N、E坐標（NA、EA）、水平位移（SA）、視平移（VA）、平移方位角（A）、水平投影長度（LPA）。20、造成井斜的原因有哪些？（1）從客觀上來說，由于所鉆地層的傾斜和非均質性使鉆頭受力不平衡而造成井斜。即也就是地質條件對井斜的影響，具體包括以下幾個方面：1）層狀地層對井斜的影響：地層傾角越大，成層性越強，鉆壓越大，則井斜也就越大。 2）地層各向異性：各向異性使得巖層在不同方向上的強度不同，一般來說，垂直地層層面的強度較小，鉆進時鉆頭將沿著這個破碎阻力最小的方向傾斜。 3）巖性軟、硬交替變換對井斜的影響：當鉆頭由軟地層進入硬地層時，使其沿著地層上傾方向發生傾斜；當

40、地層由硬地層進入軟地層時，有可能時井眼向地層下傾方向傾斜，也有可能向上傾方向傾斜。 （2）從技術上來說，下部鉆具的工作狀態對井斜的影響很大，下部鉆具受壓發生彎曲就會使鉆頭偏斜導致井斜； （3）從主觀上來說，即使有良好的防斜鉆具也會因操作不當而造成井斜。21、滿眼鉆具組合的使用要注意的問題有哪些?滿眼鉆具組合的使用要注意以下問題：（1）在已經發生井斜的井內使用滿眼鉆具組合并不能減小井斜角，滿眼鉆具組合只能做到使井斜角的變化很小或不變化。所以滿眼鉆具組合的主要功用是控制井眼曲率。（2） 使用滿眼鉆具組合的關鍵在于一個“滿”字，即扶正器與井眼的間隙對滿眼鉆具組合的性能影響非常顯著。在使用中應使間隙盡

41、可能小。（3）保持“滿”的另一個關鍵在于井徑不得擴大。這要求有好的鉆井液護壁技術。做到“以快保滿，以滿保直”。（4）不宜在井眼曲率較大的井段使用滿眼鉆具組合，防止卡鉆。22、簡述射流及其對井底的作用？（1）射流是指通過管嘴或孔口過水斷面周界不與固體壁接觸的液流。（2）射流對井底的作用包括兩方面： 1）射流對井底的清洗作用：射流撞擊井底后形成的井底沖擊壓力波河井底漫流是射流對井底清洗的兩個主要形式。極不均勻的沖擊壓力會使巖屑產生一個翻轉力矩，從而離開井底；而射流撞擊井底后形成的漫流是一層很薄的高速液流層，會對井底巖屑產生一個橫向推力，使其離開原來的位置。 2）射流對井底的破巖作用：在巖石強度較低

42、的地層中，射流的沖擊壓力超過地層巖石的破碎壓力時，射流將直接破碎巖石。在巖石強度較高的地層中，高壓射流體擠入巖石裂縫或裂紋，使裂縫和裂紋擴大，降低巖石強度，從而提高鉆頭破碎的效率。23、簡述提高鉆頭水力參數的途徑。鉆頭水力參數包括：鉆頭水功率Pb、鉆頭壓降Pb。其求解公式如下： （1） （2） 故其提高途徑如下： 提高泵壓ps及泵功率Ps；由公式（1）（2）可知：提高鉆頭壓降Pb與鉆頭水功率Pb，可采用提高泵壓ps及泵功率Ps的方法。降低循環壓耗系數KL；由公式（1）（2）可知：泵壓ps及泵功率Ps一定時，可采用降低循環壓耗系數KL來提高鉆頭壓降與鉆頭水功率。又因，故降低循環壓耗系數的途徑是：

43、A、使用低密度鉆井液；B、減小鉆井液的粘度、C、適當增大管路內徑。其中，增大管路內徑di對降低循環壓耗系數KL較顯著。增大鉆頭壓降系數Kb；由公式（1）（2）可知：提高鉆頭壓降與鉆頭水功率，可采用增大Kb的方法實現。增大Kb的途徑有：增大d、減小C和A0。實際上，增大d，也增大了井底壓力，這對鉆速提高不利；減小C實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。優選排量Q； 由公式（1）（2）可知：增大排量Q，可提高鉆頭壓降Pb與鉆頭水功率Pb。但與此同時，使循環系統壓耗和循環系統功率也增大，故存在優選排量Q，使鉆頭和循環系統的水力能量分配達到最合理。24、簡述軌道類型

44、及其組成，并畫出相應的軌道示意圖？（1）軌道類型包括以下幾種類型：1）三段式：垂直段、增斜段、穩斜段。2）多靶三段式：垂直段、增斜段、穩斜段、目標段。3）五段式：垂直段、增斜段、穩斜段、降斜段、目標段。4）雙增式：垂直段、增斜段、穩斜段、增斜段、目標段。（2）各自的形態分別為： 三段式 多靶三段式 五段式 雙增式25、簡述套管的層次與作用。（1）表層套管：主要有兩個作用，一是在其頂部安裝套管頭，并通過套管頭懸掛和支承后續各層套管；二是隔離地表淺水層和淺部復雜地層，使淡水層不受鉆井液污染。（2）中間套管：又稱為技術套管。它的作用時隔離不同地層孔隙壓力的層系或易塌、易漏等復雜地層。根據需要技術套管可以是一層、兩層甚至多層。（3）生產套管：又稱為油層套管。它是鉆達目的層后下入的最后一層套管，其作用是保護生產層，并給油氣從產層流至地面提供堅固通道。（4）尾管：尾管常在已下入中間套管后采用。尾管若下在中間，其作用同技術套管；若為鉆達目的層后