特种钻探工艺学复习资料

一、 填空

1． 地热异常区多出在带、以及海沟区。P 3

2． 地热钻探中通常要检测 等数

据，并分别作出曲线或图表，以判断地热储层的动态或估算储量。P 66

3． 地热田分为三种。P 12

4． 地热井按照不同功能分为灌井。P 15

5． 空气钻进分为几种类

型。P 23

6． 冻土钻探中可使用作为冲洗介质。P 77

7． 保证冰冻胶结岩石不融解的条件是：tmax ＜0℃，即是 的上或气态冲洗介质的温度都不应高于0℃。P 76

8． 通过一定的工艺和技术措施使钻孔按某个预先设定的 轨迹进行延伸，

并最终完成某一预定目的层的钻进过程，称为“受控定向钻探”，简称

“定向钻进”。

9． 为研究地壳深部的结构、物质组成、、

等而进行的钻探称为科学钻探。在大陆上进行的科学钻探称为“大陆科学钻探”。P 171

10． 反循环钻探法在矿化带以及非胶结、半胶结

裂隙带、欠发育或低压地层，采样取心效果更好，钻进更顺利。P 185

11． 新能源的概念是指：以及等。P 1

12． 海洋石油钻井工程首先要根据地层设计书要求和相关资料进行钻井工程

设计，钻井工程设计包括井身结构、使用钻头尺寸、类型、下入套管程序、固井、泥浆事故预防处理及成本和完成钻井周期等内容。P 145

13. 浮式钻井的两种基本形式是。P 111

14. 常见的机械式连续造斜器有 万向节式无楔造斜器 等。P 156

15. 孔底动力钻具主要有三种。

16. 螺杆钻具是一种把转化为的装臵。

17. 中国大陆科学钻探工程（CCSD ）有安徽潜山、山东诸城、江苏东海县

三个候选地址，最终选址在江苏东海县 。

二、名词解释：

1. 中间介质法 ：采用双循环系统即利用地下热水间接加热某些“低沸点物质”

来推动汽轮机做功的发电方式。

2. 运动补偿:运动补偿的含义是抵偿浮式钻井船的升沉运动对钻井作业的影响。

3. 大陆科学钻探：为研究地壳深部岩石圈，生物圈，水圈的组织结构，物质成分，

形成机理等而进行的在陆地上施工的钻井工程。

4. 偏心距:螺杆钻转子中心到定子中心的距离。

5. 气举反循环：气举反循环工艺类同于泥浆反循环钻进工艺，压缩空气起到气举

泵的作用，压气注入循环介质形成反循环。

6. 变幅系数（kn ）:kn=e/R2，即偏心距与转子半径的比值。

7. 喷射反循环：喷射反循环是利用泵将冲洗液通过喷射器形成负压，产生抽吸作

用，以形成反循环。

8. 扩容降压法：通过降低压力而使热水沸腾变为蒸汽，以推动汽轮发电机转动而

发电。

9. 泵吸反循环：泵吸反循环主要利用砂石泵产生的吸程形成泥浆反循环。

10. 尾管：气举反循环中的单壁钻杆，即混合室一下部分，长度是沉没深度的4-6

倍。

11. 冻土钻探：在冻结岩石冻土层中进行钻探施工。

12. 孔底动力钻具：一种以循环介质为动力，把压力能转为机械能的井下动力钻

具，主要有螺杆钻具、涡轮钻具、海洋柔杆电钻三种。

13. 沉没系数：井口到混合室的长度与沉没深度的比值。

14. 沉没深度：双壁钻具的长度，即水龙头到混合室的长度

三、判断并改错

1. 地热井与油气井使用泥浆的目的是不相同(相同) 的，地热井泥浆需（不需）

用高密度泥浆控制井喷，并要求在100（150）℃以上能保持泥浆稳定性的处理

剂； （ X ）

2. 在无包心形成法的内摆线参数方程中，当动点距e=R2，且R 1=2R2，处于

滚圆上的动点O （任意截面的几何中心）运动时，截面园所扫过的面积，就应该

是衬套任意截面的形状。 （ 应该是对的，编者不能确定，看天意 ）

3. 在进入钻杆柱内的冲洗介质的温度和孔内冻结岩石的温度相差不大时，

孔底温度的升高主要由钻头破碎岩石做功所决定。 （ √ ）

4.砂石泵的启动方式主要有两种，一是利用安装在水泵吸水侧的真空泵启动，

另一种是配一台灌注泵启动。但不能用（可以用）射流泵启动。 （ X ）

四、简述题

1. 地热的生成由哪三个方面组成？

1形成地壳的岩石中，如花岗岩、玄武岩、橄榄岩等等，其中花岗岩放射性元素

丰度高，含有放射性的元素缓慢而不断的衰变，释放出来的能量。

2 大地板块沿缝合线相互碰撞、错动产生的摩擦热。

3地球内部通过地壳产生的热传导和热对流，形成地热储层，或沿断层带形成喷

出地面的温泉、气泉或间歇喷泉等。

2. 钻进中高温地热井应该怎样选择钻井液系统？P17

1、钻进表层覆盖层选用常规泥浆；

2、表层底部至热储层以上选用低固相泥浆；

3、钻穿热水型热储层选用低固相泥浆。

4、空气钻进选用空气作为循环介质。

3. 冻土钻探中影响井内温度的因素有哪些？P70

1、冲洗介质的用量和初始温度；

2、冲洗介质的流动速度和流态；

3、冲洗介质和所钻岩石的物理性质和热物理性质；

4、所钻岩石的自然温度及其随深度而变化的情况；

5、钻杆和套管的结构特性和材料特性；

6、机械钻速和回次时间；

7、井底钻头破碎岩石所消耗的功率。

4. 镙杆钻进系统包括那些组成部分，分别完成什么任务？

回转系统：顾名思义

洗井系统：同上

反扭矩制动系统同上：

升降系统：同上

给进系统：同上

5. 螺杆钻定向钻探的优点有哪些？P159

1. 钻杆不转动，可以减少钻杆的疲劳和磨损。

2. 由于钻杆不转动，钻进过程中摩擦功率损失减少，传递到井底的比功率高，有

效破碎岩石。

3. 与专用偏斜工具和随钻定向仪配合，可精确控制钻井方向。

4. 螺杆钻结构简单，易损件少，工作可靠，操作方便，维修容易。

5. 钻进时，可通过调节输入的泵量来改变输出流速。

6. 钻具比涡轮钻短，还能制成弯曲外形钻具，进行定向钻进非常方便。钻直孔时

能有效控制井斜，提高钻孔质量。

7. 在磁性矿区进行螺杆钻随钻定向钻探在国际上是首创，除极坚硬地层均可采

用。

6. 中国大陆科学钻探工程设计包括那些内容？

①全面使用人造金刚石钻探

②改部分孔段不取岩心为全孔段取芯

③采用绳索取芯钻进大幅提高有效生产时间，缩短工期

④大力采用孔底动力机驱动的取芯钻具

⑤用小口径钻孔结构

⑥解决科学钻探面临的两个技术关键的方法

⑦研制并行自动控制钻进系统

7. 反循环钻探按循环方式分为哪几种？P 186

泵吸反循环：利用砂石泵(离心泵) 在钻杆内腔造成负压产生的抽吸作用, 使钻杆内腔液体J 二升的反循环钻进技术称泵吸反循环钻进。其驱动液体的压力一般小于一个大气压(0 1兆帕), 因此它在浅孔时效率高。孔深大于80米时抽吸效率迅速降低。，

喷射反循环：利用射流泵射出的高速液流造成负压, 使钻杆内腔产生抽吸作用的反向循环钻进技术, 称射流反循环钻进。其他应用情况及优缺点与泵吸反循环钻进类似。比泵吸反循环的优点是避免了离心砂泵的直接磨损。

气举反循环：气举反循环钻进技术以压缩空气注入钻杆内孔至一定深度与冲洗液混合形成低密度(小于1) 的气一液混合液, 使钻杆内外液体密度产生差异, 从而使其压力差造成冲洗液反向循环的钻进，取得较好的钻进效果

中心取样反循环：空气反循环连续取样钻进。是一种以压缩空气作为冲洗循环介质, 采用反循环的流动方式, 将全面钻进过程中产生的岩屑从双壁钻杆的中心通道中连续不断地输送到地表, 并以此作为地质的实物资料进行分析化验。CSR 钻进方法, 其纯钻进时间比例高, 钻速快, 适合于在复杂地层、漏失地层和无水干旱地区钻进, 对解决特殊地层取心难的问题有很好的效果。

8. 地面喷射反循环喷射器的布臵方式及优缺点？P 192

①喷射器接近于水龙头②喷射器接近地面；这两种布臵方法的特点是地面管道简单，起下钻工艺简单，但是形成的负压小，效率低，不利于钻孔。

③喷射器臵于孔底接近钻头处，这种布臵方法的上升流速高，排量大，钻得深，排除大岩块效率高，但是管路复杂，起下钻具工序复杂。

. 9. 地面动力系统钻进的特点及危害是什么？

特点，易于操控，容易观察工作情况，发生事故时可以及时发现及时处理。 危害：传递扭矩时钻杆要回转，易使钻杆疲劳和磨损，在传递扭矩时产生损失，在钻进深孔时用钻杆传递扭矩困难。对孔壁稳定性影响大。

10. 常用地热发电的热力系统有哪三种？工作原理是怎样的？

直接式:直接利用地下的干饱和（或稍具过热度）蒸汽，或者利用从汽、水混合物中分离出来的蒸汽发电。

降压扩容法:通过扩大体积，使液体的沸点降低，将高温液体转化为蒸汽，推动涡轮进行发电。

中间介质法 ： 不直接利用天然蒸汽，而是让它通过换热器，将沸点较低的物质汽化产生蒸汽推动涡轮发电

11. 空气钻进的优点是什么？p23

1钻进速度高。被破碎的岩石处于单一应力状态，切削比较容易，岩屑易排除，在干燥地层，效果更为明显。

2 钻头寿命长。主要原因是岩屑排除快，没有重复破碎，钻头冷却效果好。 3岩样没有污染。

4在泥浆漏失地层更为有效，因没有静水柱压力。

5对生产层损害小

12. 冻土钻探井内温度规程数学模型的假设条件？ P70

1岩石温度随井深的增加而上升；

2冲洗介质的物理性质和热物理性质，按钻井平均温度和平均压力时取值； 3井内不同深度岩石的物理性质和热物理性质，用相应的平均值表示；

4冲洗介质和周围岩石间的不稳定传热系数k τ，根据循环时间（回次时间）确定，与随时间变化的冲洗液介质温度无关。

13. 有哪几种适应不同水深的海洋钻井设施？p101

1， 人工岛，栈桥，桁架式构架，适应水深5~20m。 2， 座底式钻井平台，适应水深20~30m。 3， 自升式钻井船（平台），适应水深20~180m。

4， 半潜式钻井船（平台，高出水面18m ），适应水深60~2000m，目 前最深达3100m 。

5， 深海钻井船，适应水深300~6000m，目前大多在3000m 以内。

14. 气举反循环的工作原理及优缺点是什么？p192-193

工作原理：利用充气形成的液柱压差强化了气体动能作用，从而及时净化孔底，排除岩屑。（或将压缩空气经双壁管下部的喷射器注入内管循环液内，形成一种低密度气液混合介质，外内管之间形成压力差从而产生反循环。）

优缺点：1气举反循环管路简单，内管要设计的内壁平直，接口处密封良好，以获得较大的驱动压力，从而增强排除岩泥堵塞管路的能力。

2．带岩屑的循环液流不流经工作机械，对机件磨损小。

3．水龙头芯管即使产生泄露也不致使系统工作中断。由于系统故障而产生的停钻时间少，使气举反循环有较高的作业时间。

4. 当用并列式或双壁钻杆钻进时，内管平直，在取芯时，可以用它来实现连续取心。

缺点：当沉没深度小于15m 时，反循环系统基本上不能正常工作。一般要 用其他方法配合以辅助钻进浅孔段。

15. 地热泥浆性能调整包括哪些方面？22

1固相控制。控制固相含量是调整泥浆性能的基本措施。

2调整粘度、动切力、静切应力。

3调整造壁性。4保持一定的PH 值。加适量火碱以经常保持PH 值在9.5-10. 5处理水泥，石膏污染。

16. 地热钻探的特点有哪些？15

(1)地热资源多产于火成岩、变质岩石灰岩中，岩层坚硬，研磨性高，地应力高，使岩层不稳定、热储层富含空隙和裂隙，地层压力低。

(2)在 高温（150-200℃以上）状态下，钻探设备与仪器等受到严重的高温影响。

（3）高矿化度高产量45万kg/h的复合卤水，引起地热流体性能的复杂化学作用，造成一系列严重化学危害，是油气井生产一般不会发生的。

（4）高温下，孔内事故处理工作复杂化。

18. 地热钻井与成孔工艺包括哪些内容？56-60

地热井的成井工艺结合了水井和石油钻井两方面的成井工艺，形成独特的成井工艺。

1井管连接方式的改进：早期地热井下入地质套管，但因壁薄，螺纹强度低，使得整个管串连接强度低，耐磨性也差。在下套管、固井和灰岩钻进时，多次发生

套管事故，满足不了成井需要。后来在一部分井内直接下入石油套管完钻。 2套管串结构及固井技术：地热井要求在井管外打水泥固井，以便可靠地封闭上部凉水地层。

固井方法采用钻杆注水泥，提高了固井质量和成功率。

近几年又使用了简易的尾管完井方法和尾管固井技术。技术套管改用尾管下入后，不必再保留与表层套管多余的重叠部分，节省了管材，成井后也省去了割管步骤。

3水量和水温明显达不到要求的井，可采用酸化、二氧化碳或高压空气压缩机作大降深洗井或灌注焦磷酸钠洗井。

上述方法可单独进行也可联合进行，还可以反复多次进行。

19. 螺杆钻具的结构由哪几部分组成？

旁通阀组件：

衬套螺杆副组件：

万向联轴节组件：

驱动轴和驱动组件：

20. 试说明单波齿螺杆钻具中衬套的形状。

参照DNA 形状，自悟！