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1、第一章 钻井的工程地质条件2. 简述地层沉积欠压实产生异常高压的机理。 答：异常高压的形成是多种因素综合作用的结果，对于沉积岩地层的异常高压，目前世界上 公认的成因是由于沉积物快速沉降，压实不均匀造成的。在稳定沉积过程中，若保持平衡的任意条件受到影响，正常的沉积平衡就破坏。如沉积速度 很快，岩石颗粒没有足够的时间去排列，孔隙内流体的排出受到限制，基岩无法增加它的颗 粒与颗粒之间的压力，即无法增加它对上覆岩层的支撑能力。由于上覆岩层继续沉积，负荷 增加，而下面基岩的支撑能力没增加，孔隙中的流体必然开始部分地支撑本来应的岩石颗粒 所支撑的那部分上覆岩层压力，从而导致了异常高压。3简述在正常压实的地
2、层中岩石的密度、强度、孔隙度、声波时差和dc指数随井深变化的规 律。答：在正常压实的地层中岩石的密度随井深的增加而增加；强度随井深的增加而增加；孔隙 度随井深的增加而减小；声波时差随井深的增加而减小；dc指数随井深的增加而增大。5. 某井井深2000m，地层压力25MPa，求地层压力当量密度。解：Ph = p J（0.00981H ）= 25（0.00981X 2000）= 1.276（g/cm3）答：地层压力当量密度是 g/cm36. 某井垂深2500m，井内钻井液密度为1.18 g/cm3，若地层压力为，求井底压差。解：AP = P - P =p gh - 27.5 = 2500x1.18
3、 x 0.00981-27.5 = 1.44（MPa）bh答：井底压差是。7某井井深3200m，产层压力为，求产层的地层压力梯度。解：G = pH = 23.1 3200 = 0.0072（MPa / m）答：产层的地层压力梯度m。9. 岩石硬度与抗压强度有何区别答：岩石硬度是岩石表面的局部抵抗外力压入的能力，抗压强度则是岩石整体抗压的能力。10. 岩石的塑性系数是怎么样定义的吗简述脆性、塑脆性和塑性岩石在压入破碎时的特性。答：（1）岩石的塑性系数是表征岩石塑性和脆性大小的参数；（2）脆性岩石在压入破碎时的特性：只有弹性为变形无塑性变形； 塑脆性岩石在压入破碎时的特性：先产生弹性变形后产生塑性
4、变形，最后发生塑 性破碎；塑性岩石在压入破碎时的特性：只有塑性变形而无脆性破碎。14.什么时岩石的可钻性我国石油部门采用什么方法评价岩石的可钻性将地层按可钻性分为 几级吗答：（1）岩石的可钻性是指岩石破碎的难易性，它反映了岩石抵抗钻头的破碎能力。 （2）我国石油部门采用实钻钻时确定岩样的可钻性，具体方法是在岩石可钻性测定仪 上使用31.75mm直径钻头，钻压，转速55r/min的钻进参数，在岩样上钻三个孔，孔深 2.4mm,取三个孔钻进时间的平均值为岩样的钻时，对钻时取以2为底的对数值作为该 岩样的可钻性级值Kd，一般Kd取整数值。（3）按可钻性可将地层分为10级。第二章1. 评价钻头性能的指
5、标有哪几项答：评价钻头性能的指标有钻头进尺、钻头工作寿命、钻头平均机械钻速、钻头单位进尺成 本。1. 铣齿牙轮钻头和镶齿牙轮钻头有哪些不同吗 答：主要区别：铣齿牙轮钻头的牙齿是由牙齿毛坯经铣削加工而成的，主要是楔形齿；而镶 齿牙轮钻头是在牙轮上钻出孔后，将硬质合金齿镶入孔中，有多种齿形。2. 国产三牙轮钻头有哪几个系列试解释81/2HP5的含义。答：国产三牙轮钻头有以下八个系列，分别为普通三牙轮钻头Y、喷射式三牙轮钻头P、滚 动密封轴承喷射式三牙轮钻头MP、滚动密封轴承保径喷射式三牙轮钻头MPB、滑动密封 轴承喷射式三牙轮钻头HP、滑动密封轴承保径喷射式三牙轮钻头HPB、镶硬质合金齿滚 动密封
6、轴承喷射式三牙轮钻头XMP、镶硬质合金齿滑动密封轴承喷射式三牙轮钻头XH。 试解释 81/2HP5：的含义是什么有哪些特点答： PDC 的含义是聚晶金刚石复合片，它是以金刚石粉为原料，加入粘结剂在高温高压下烧 结而成；它既具有金刚石的硬度和耐磨性，弱点是热稳定性差， 350OC 以上加速磨损，抗冲 击能力差。18.钻柱主要由哪几个部分组成其主要功用有哪些吗 答：（1）钻柱主要由方钻杆、钻杆段和下部钻具组合三大部分组成。（2）它主要功能有为钻井液流动通道、给钻头提供钻压、传递扭矩、起下钻头、计量 井深、观察和了解井下情况、进行其它特殊作业、钻杆测试。20 为什么钻柱下部使用钻铤而不使用钻杆 答：
7、由于钻铤的壁厚大，具有较大的重力和刚度，所以在钻进过程中它能起到给钻头施加钻 压、保证压缩条件下的必要强度、减轻钻头的振动、摆动和跳动等、控制井斜。23. 井下钻柱受到哪些力作用最主要的作用力是什么 答：（1）井下钻柱受到自重产生的拉力、钻压产生的压力、钻井液的浮力、摩擦阻力、循环 压降产生的附加拉力、起下钻时产生的动载荷、扭矩、弯曲应力、离心力、外挤力、振动产 生的交变应力；（2）最主要的作用力是轴向力。24. 何谓钻柱中性点为什么要保证中性点落在钻铤上 答：钻柱上轴向力等于零的点称为钻柱中性点；中性点是钻柱受拉与受压的分界点，在它附 近会产生拉压交变载荷，所以在钻柱设计中，中性点要落在刚度
8、大，抗弯能力强的钻铤上， 而不能落在强度较弱的钻杆上。27. 在条件允许的情况下，为什么要尽可能选用大尺寸的钻柱 答：使用大尺寸的钻柱具有以下优点：一、可用较少钻铤满足所需钻压的要求，减少钻铤， 也可减少起下钻时连接钻铤的时间；二、提高了钻头附近钻柱的刚度，有利于改善钻并没钻 头工况；三、钻铤和井壁的间隙较小，可减少连接部分的疲劳破坏；四、有利于防斜。28. 什么叫复合钻柱，使用复合钻柱有何优点答：（1）复合钻柱是采用不同尺寸、或不同壁厚、或不同钢级的钻杆组成的钻杆柱。（2）使用复合钻柱具有很多优点，它既能满足强度要求，又能减轻钻柱的重力，允许 在一定钻机负荷能力下钻达更大的井深。30. 什么
9、叫最大安全静拉载荷如何确定钻柱的最大安全静拉载荷 答：（1）最大安全静拉载荷是指允许钻杆所承受的由钻柱重力引起的最大载荷。（2）目前确定钻柱的最大安全静拉载荷的方法有三种：安全系数法、设计系数法、拉 力余量法，分别用这三种方法求解最大安全静拉载荷，然后从三者中取最低者作为最大安全 静拉载荷。31. 某井用91/2in钻头，7in钻铤（q =1632N/m）和 5in钻杆（q =m），设计钻压为180KN,cp钻井液密度为1.28g/cm3,试计算所需要钻铤长度。解：K = 1-= 1 = 0.836B p 7.8sS W1.18 x180L =N_max = 155 68( m)c q K c
10、os a1.632 x 0.836cB若每根钻铤的长度10m，则需要钻铤16根。 答：所需要的钻铤长度为160m。32.已知井深Dv=1500m,钻压W=14t,钻井液密度为1.38g/cm3,钻具结构为：81/2in钻头+61/2in 钻铤 200m（qc=136.24kg/m）+5in 钻杆 1300m（qc=29.04kg/m）。求中性点所在井深。解：（1）浮力系数：K二1-巳二1 -1.38 二 0.8237.8P87、式（23）BPs（2）中性点位置：L二W 14 x 103二 124.86(m)P88、式(27)Nq - K136.24 x 0.823cB（3）中性点所在井深：D
11、-L 二 1500-124.86 二 1375.14（m）vN答：中性点在与井底处。第四章 钻进参数优选2、某井用200mm211型钻头钻进，W=196kN, n=80r/min,钻头工作14h后起 钻，轴承磨损到B6级，求轴承工作系数b。解：轴承磨损到B6级，表示轴承磨损了 6/8。参考例42轴承的磨损速度方程：dB二-W 1.5N刃33、式（415）dt b轴承工作系数:=4.1 x 1067nW 1.5180 x 1961.5 x 14b =B0.75f第五章 井眼轨迹控制1. 垂直投影图和垂直剖面图有何区别 垂直投影图是将井眼轨迹这条空间曲线投影在铅垂平面上所得。垂直剖面图是设想经过井
12、眼 轨迹上每一点都做一条铅垂线，所有这些铅垂线就构成一个曲面，将这个曲面展开就得到了 垂直剖面图。2. 引起井斜的钻具原因中最主要的两个因素是什么他们又与什么因素有关 钻具导致井斜的主要因素是倾斜和弯曲。相关因素： 1）钻具和井眼直接由间隙，为钻具倾斜弯曲创造条件2）由于钻压作用，下部钻具受压后必将靠向井壁一侧从而发生倾斜3）按照设备时，天车、有车、转盘不在一条铅垂线上4 ）转盘安装不平3. 井径扩大如何引起井斜如何防止井径扩大 井眼扩大后，钻头在井眼内左右移动，靠向一侧，也可使受压弯曲的钻柱挠度加大，于是钻头轴向和井眼轴线不重合，导致井斜。防止井径扩大：井径扩大有个过程，可以通过使用相关钻具
13、组合如满眼钻具组合防止井径扩 大，同时通过调整钻井液性能，使用具有很好护壁性能的钻井液 。4. 满眼钻具组合控制井斜的原理是什么它能使井斜减小吗 原理：满眼钻具扶正器和井眼的间隙很小，使钻杆无法弯曲而一直保持垂直状态，从而保持 井眼垂直。它不能使井斜减小。5. BHA 是什么意思它有什么用途 底部钻具组合，它是钻头+马达+扶正器+加重钻杆（具）等除了普通钻杆的井底总成。 作用：它可以造斜、扭方位。可以使钻头倾斜，使新钻井眼不断偏离原井眼，还可以使钻头 实现切向切削，同样使新钻井眼偏离原井眼。6. 轨迹控制的三个阶段的主要任务各是什么 三个阶段的主要任务为：1）打好垂直井段：实钻轨迹尽可能铅垂，
14、井斜角尽量小 2）把好定向造斜关：把握好定向造斜段的方位3）跟踪控制到靶点：不断使用各种造斜工具盒钻具组合，使井眼轨迹离开设计轨道“不要 太远”。7. 水平井的难度主要表现在哪些方面引起这些难度的原因是什么 水平井难度主要表现在：1）水平井的轨迹控制要求高、难度大 2）管柱受力复杂3）钻井液密度选择范围变小，容易出现井漏和井涌4）岩屑携带困难5）井下缆线作业困难6）保证固井质量难度大7）完井方法选择和完井工艺难度大 引起这些难度的原因是：井眼井斜角大，井眼曲率大。34. 井斜方位角与象限角的换算解：（1）方位角： 50o， 90o， 175o， 200o， 315o， 0o象限角： N50 o
15、 E， N90 o E， S5 o E， S20 o W， N45 o W， N0 o（2）象限角：， S70oW， N50oE，N33oW方位角： ， 250o，50o，327o39、满眼钻具组合扶正器最优距离计算。Dh =216mm, Ds=214mm, Dc=178mm（内径75mm）, E=xl0ioPa , pd = 1.33kg/L；设计允许最大井斜角（3o）。试求该 组合的中扶正器距离钻头的最优距离。解：据刃83、式（530 ）,可以参考例52 :注意各变量的单位C 二(d0.0005(m)E = 20.594 x 10io Pa = 20.594 x 107 kN/m2jjJ =(d 4 - d 4) =(1784 - 754)x 10-12 = 4.77 x 10-5(m4)64 c ci 64(P183、例 52 )q = q(1 牛)=jx (0.1782 - 0.0752)x 7.8x9.8x (1 -罟)=1.30(kN/m)厂 16CEJ、14=16 x 0.0005 x 20.594 x 107 x 4.77 x 10-5_、q - sin a 丿
