《工程钻探》复习提纲
绪论
1、钻探工程的基本过程：
是有动力机（电机、柴油机）带动钻机回转，并由钻机供给钻杆柱一定的轴向压力和扭拒，从而使钻头勊取岩石，达到不断向深部钻进获取地质资料的目的。
2、钻进的3个基本作业、2个基本工序、两项重要内容是什么？
破碎岩石、清除岩屑、维护孔壁是钻探工作的基本作业。钻进和升降两个必要的基本作业程序(或称工序)
采取岩心或收集岩屑，这是钻探的一个中心问题和必要环节。
岩心采取和防止钻孔弯曲是钻探工作的两项重要内容。
3、什么是钻进规程？
4、钻探工程的应用范围和分类？
1．找矿
(1)地质普查钻探。为了查明地层性质及产状，了解地层及地质构造，或验证物探资料而进行的普查找矿钻探。
(2)地质勘察钻探。为探明矿区的地质构造，矿体的产状、品位、估计矿体储量，为矿产开发提供必要的地质资料。
(3)水文地质钻探。查明地下水状态、水质、水量及其运动规律等水文地质资料。
(4)工程地质钻探。为查明桥基、坝基、路基或水库、港口、大型设备、高层建筑的地质基础和地基承载能力等而进行的专门钻探工作。
(5)油、气田钻探。为勘探石油及天燃气等矿产而进行的钻探工作。油气田钻探通常也简称为石油钻井。
(6)地热钻探。为寻找地下热源而进行的钻探。
(7)海洋钻探。为探明海底下的矿物而进行的钻探。2．开采矿产资源
(1)为民用和工业用的普通水资源的开采而钻进的供水井；
(2)为民用取暖和工农业用的热水资源的开采而钻进热水供水井；
(3)为开发能源而在陆地和海洋上进行的石油和天然气的开采钻井；
(4)为开采盐矿而钻的对接孔；
(5)为开采垃圾沼气而钻的采气孔。
3．工程施工
(6)利用钻进技术建造导弹、卫星发射井：
(7)利用钻进技术把核废料或其他有害物埋在地下深部的处理井；
(8)代替开凿隧道而进行的大直径钻井或管棚钻进；
(9)矿山各种辅助设施孔：如通风孔，疏导地下水孔以及电缆孔等；
(10)为安装室内设备(如空调等)而进行的微型孔钻进
按钻头所用切削材料分类：金刚石钻进、硬质合金钻进、钢粒钻进
按碎岩方式分类：回转钻进、冲击钻进、冲击回转钻进、回转冲击钻进。
按冲洗液循环方式钻进：正循环钻进、反循环钻进、孔底局部反循环钻进
按钻进目的分类：地质钻进、石油钻进、水井钻进、工程施工钻进
5、钻孔及其要素
钻孔要素：即钻孔直径、钻孔方向和钻孔深度。
6、根据孔深，钻孔可分为哪几类？
浅孔，0—150m，常用于物探地质调查，水文及工程地质勘查。
中深孔，150—1 000m，为勘探一般矿藏时所采用。
深孔，l 000m以上，一般为勘探开发石油以及科学深钻时采用。
第一章钻进设备
1、什么是钻探设备？
从事钻探工作所使用的全套技术装备
6、钻机的作用？
是实施钻具的回转和给予轴向压力，以破碎岩石加深钻孔，完成从孔内起下钻具或升降套管等工作。
7、钻探工艺要求钻机能完成的工序是？
①提供使钻杆柱及碎岩钻具(钻头)回转的动力；
②具有能使钻杆柱及碎岩钻头继续前进的能力，以达到不断破碎岩石、连续钻进的目的；
③当钻头磨钝后、需要提取岩心及处理有关井内事宜时，钻机具有使钻杆柱及钻进工具提出孔口及再下入孔内继续下一个回次钻进的能力。
8、回转式钻机的基本组成有那些？
回转机构、给进机构、升降机构、传动机构、操纵装置及机座等基本部分组成。
9、回转器有哪几种方式？
立轴式、转盘式二大类。
10、要求回转器的结构与性能必需满足那些要求？
①回转器的转速和扭矩的性能应能适应钻进工艺孔内情况变化的要求。
②要求回转器能反向回转。
③回转器应有良好的导向作用。
④根据使用要求回转器应能在一定范围内变更倾角，可钻进不同方向的钻孔。
⑤回转器应做到回转运动平稳，震动摆动小。
11、给进机构任务是？
量钻具重量；进行加压或减压钻进——调节和保持孔底钻头上的轴向压力和钻进速度；并根据钻头的钻进速度给进钻具，保证钻头连续不断地钻孔；平衡钻具重量；倒杆、提动和悬挂钻具；强力起拔钻具等。
12、给进机构其性能应满足那些工艺要求？
①能根据地层性质、钻进方法、钻头类型和直径，无级调节轴心压力
②能无级地调节钻进速度，最好能自动调节。
③有快速提升和一定的起重能力。
④应能准确迅速地反映孔内情况，以便及时掌握和分析孔内情况，调整钻进工艺或采取处理措施，因此要具有一定的观测装置，如孔底压力、进尺和钻速的观测仪表等。
⑤要尽可能缩短辅助工序时间。
13、传动机构的任务是？
传递与切断动力：变速与变矩，实现柔性传动和过载保护，分配动力与换向；改变运动形式，如将旋转运动转变为往复运动及驱动仪表等。
14、钻机的技术参数是什么的重要依据？
钻机的技术参数是选择钻机、使用钻机及评价钻机的重要依据。
15、钻机的技术特性参数包括那些内容？
钻机的能力参数、各工作机构的工作参数，配备动力机的有关参数、钻机的重量及总体尺寸等。
16、选用、评价钻机的原则有那些？
①钻进能力参数②回转系统参数③钻机给进系统参数
④钻机升降系统参数
17、钻探对钻机的要求有那些？
①具有适合钻进规程需要的转速和调节范围，以便有效的破碎岩石；
②向钻头传递足够的轴心压力，并有适当的调节范围，以适应最优的钻压选择。
③能完成升降钻具工作，并能随钻具的变化而改变提升速度。
④具有可变换钻进角度的功能。
⑤具备处理孔内事故，纠斜的功能。
⑥工作平稳，重量轻，尺寸小，美观大方。
18、泥浆泵在钻探工作中的作用？
(1)清除岩屑(2) 冷却、润滑钻头和钻具；3) 保护井壁(4)供给钻具能量(5)输送特种物质(6)判断孔内情况19、钻探工作对泵的要求？
根据钻探工作对泵的要求，目前钻探主要采用往复泵。1）往复式泵的工作原理2）往复式泵的技术性能参数3）往复式泵的主要优点
①能在冲洗液含有较高的固相含量及研磨性颗粒的条件下工作；
②能排送较大的泥浆中的颗粒；③容易使用与维护；
④可靠性强；⑤可在较大的范围内调节泥浆压力及流量
20、泵按工作原理分为哪几类？
叶轮泵：如离心泵（单级离心泵、多级离心泵、潜水泵、深井泵）、轴流泵、混流泵、漩涡泵等。依靠叶轮的旋转运动输送液体。
容积泵：往复泵（柱塞泵、活塞泵）、回转泵（螺杆泵、齿轮泵）。
依靠工作时的容积变化输送液体。
喷射泵：依靠液体的流动的能量输送液体。
21、往复式泵的主要优点？
①能在冲洗液含有较高的固相含量及研磨性颗粒的条件下工作；
②能排送较大的泥浆中的颗粒；③容易使用与维护；
④可靠性强；⑤可在较大的范围内调节泥浆压力及流量
第二章岩土的可钻性1、什么是岩土的可钻性？岩土的可钻性及其分级极为
重要，它是合理选择什么的依据，同时也是制定钻
探什么的基础和考核什么的依据。
是表示钻进过程中岩石破碎的难易程度。
岩石可钻性是合理选择钻进方法、钻头类型和结构、钻进规程参数的依据，也是制订钻探生产定额和编制钻探生产计划的依据。
2、在生产中，通常以什么来作为衡量岩土可钻性的指
标？岩土的可钻性是个多变量函数，它主要受哪些
因素的影响？目前国内外评价岩土的可钻性有哪
些方法？
它首先受岩石性质，特别是岩石力学性质的影响，也受技术条件（钻探设备和工具的类型、钻进方法、钻孔直径和深度等）和工艺条件（钻头压力、钻具转速、冲洗液数量和性能等）的影响。
1用岩石力学性质评价岩石的可钻性2用实钻速度评价岩石的可钻性3用微钻速度评价岩石的可钻性4用碎岩比功评价岩石的可钻性
3、钻头碎岩刃具与岩石作用的主要方式有哪些？
切削一剪切型；冲击型；冲击一剪切型。
4、碎岩刃具有各种各样的形状，在研究时我们一般抽
象为哪两种压头对岩石的作用？
1平底圆柱形压头压入时岩石的应力状态2球形压头压入时岩石的应力状态
5、布西涅司克的解其正应力δz可用a/z的函数来表达，
请写出函数表达式及应力分布曲线？
6、轴向力和切向力共同作用下岩石的应力分布分哪几个区？碎岩工具对岩石的作用有哪些特点？
在半无限体内，形成正应力区(Ⅰ)、拉应力区(Ⅱ）和过渡区（Ⅲ）。
(1) 轴向力与切向力共同作用时，可视为碎岩工具对孔底岩石表面以某一角度施加作用力。岩石破碎效果将由此作用力的数值和方向来决定
(2）轴向力与切向力共同作用时，碎岩工具下方岩石中产生不均匀的应力状态
(3) 当岩石中出现拉应力时，在其他条件相同的情况下，岩石将在作用力比较小的时候，在拉应力区开始破碎。
1、载荷大小的形响
2、破碎工具形状的形响
3、施力方式的影响
4、环境的形响
7、岩石变形破碎有哪几种方式？
Ⅰ表面破碎区；Ⅱ疲劳破碎区；Ⅲ体积破碎区
8、平底圆柱型、球型、尖楔状切削具压入时的岩石变形破碎过程？
平底圆柱型：压模压入岩石时破碎过程是呈循环式的。即从岩石弹性变形、塑性变形、形成主压力体、剪切体剪出、压模跳跃或下落完成一个循环，然后再开始一个新的破碎循环。
球型：在球状切削具压入条件下，从理论上说，开始时切削具与岩石接触的是一个点，实际上是一个非常小的表面积。随着外载的增加，由于切削具和岩石都产生弹性变形，这个接触面开始增大。
由于应力分布不均匀，所以在岩石内产生剪应力，导致形成小的剪切和岩屑（图a）。
外载增加时，接触面增大，产生与原有裂隙平行的新裂隙系（图b）。
如果外载再增加，则接触面增大，产生的新裂隙系向岩石深处伸展。
外载继续增加时，在接触面上的应力增大。裂隙向岩石内伸展的深度随接触面上应力的增加而增大。以后的破碎过程与平底压模时类似。
尖楔状：在尖楔状切削具磨圆部分下方，首先产生弹性变形，然后产生挤压和压碎（图a）、此后切削具切入岩石，切入深度与剪切角φ0和刃尖角β有关。
继续施加外载时，在φ1>φ0的角度下产生剪切体m'o'a ˊ和bˊoˊnˊ（图b，c）
切削具以小体积剪切方式来破碎岩石，一直继续到切削具侧刃的表面接触到未破碎岩石的侧壁上为止（图d）。此后切削具象主压力体的作用一样，产生大体积mon
的剪切。切削具继续切入岩石时，上述过程将重复进行（图e）。
积mon的剪切。切削具继续切入岩石时，上述过程将重复进行（图e）。
9、关于破碎岩石时消耗的能量与破碎产物的关系，黎金格尔定律和基尔别切夫定律？
黎金格尔定律认为：固体破碎功与破碎过程中物体表面积的增加成比例。即：随着粉碎度的增加破碎功与破碎产物粉碎度的关系是指数关系。
基尔比切夫定律认为：破碎功与物体破碎的体积成比例。基尔比切夫定律则是直线关系。
10、常用哪些指标来衡量岩石破碎的效果？
(1) 岩石破碎过程的发展不是随载荷的增加而平稳进行的，
(2) 只有当载荷达到某一定值时，才能产生大体积剪切破碎，
(3)当载荷不足以产生大剪切时，只能根据弹塑性不同在岩石中产生压裂或压皱作用，形成裂隙。
(4)载荷过小时，在岩石表面形成微小裂
(5)在实际钻进中，在轴向力和水平力（转矩）作用下破碎岩石时实际上是一个由数个小剪切和一个大剪切组成的不断循环的过程。
第三章回转钻进
第一节硬质合金钻进1、什么是硬质合金钻进？适用于哪些岩层？有哪些特点？
利用镶焊在钻头体上的硬质合金切削具作为碎岩的工具的钻进方法
它适用于软岩层及中硬岩层的钻进工作，即可钻进1—4级软的沉积岩及中硬的5—7级及部分8级岩浆岩和变质岩。
1）由于切削具固定在钻头体上，它可以钻进任意倾角的钻孔，不受孔向、孔径和孔深的限制。
2）可以根据不同的岩性和要求，合理地设计和选择钻头的结构，以便在不同的岩层中取得较优的效果，并满足工作要求。
3）钻进中操作简便，容易掌握。
4)钻孔质量容易保证，岩心采取率较高，孔斜较小。
2、硬质合金钻进对塑性岩石来说，钻头切削具切入岩
石的必要条件是什么？钻头切削具的切入深度与
钻压、切削具宽度、刃尖角及岩石的抗压强度成什
么比例关系？对脆性岩石来说，回转切削过程的实
质是什么？
切削具与岩石接触面上的单位压力必须大于或至少等于岩石的抗压入强度（压入硬度）。
对塑性岩石来说，切入深度h0与轴向压力Py成正比，而与切削具的宽度b，刃尖角β的正切，以及岩石
的抗压入强度成反比。
在脆性岩石中回转切削过程是由数个小剪切和一个大剪切所组成的不断循环的过程。
3、在硬质合金钻进过程中，在碎岩的同时也伴随着切
削具的磨损，切削具被磨损的程度由哪些因素所决
定？
(1）绝对磨损，是切削具高度的磨损，也称总磨损(2）相对磨损，可分为：①单位时间的磨损
②单位进尺的磨损
③单位摩擦功的磨损
4、如何计算切削具磨损的高度？
式中：σ——岩石的压入硬度；f——岩石与切削具的摩擦系数；R-r——切削具宽度；R+r——钻头平均
直径；η——切削具刃尖角β和摩擦角φ所决定的
系数。不同岩石硬合金切削具的抗磨性能系数值可
查表。
5、钻探用硬质合金切削具有哪些形状？形状的确定主要考虑哪些因素？
片状、柱状、针状(1)有利于破碎岩石；(2)有利于抗磨损；
(3)有利于抗断、抗崩；(4)有利于镶焊和修磨。
6、取心式硬质合金钻头的结构要素有哪些？硬质合金
切削具在空白钻头上镶嵌形式有几种？构成刃口
有哪几个角度？
钻头体；切削具的出刃；切削具的镶焊角度；切削具在钻头上的排列和布置；切削具的数目；水口、水槽
的形式与数目等。
切削具在钻头底面的排列，有均布排列和密集排列两种类型
当φ=0时，即φ=900，切削具垂直于钻头唇面，称为直镶
当φ为正时，即φ<900称为正斜镶
当φ为负，即φ>900时，称为负斜镶
β
π
ω
β
σ
η
tg
r
R
nt
r
R
fP
tg
r
R
P
h y
y
)
(
)
(
2
)
(-
+
-
-
=
7、硬质合金切削具在钻头底面上有几种排列方式？硬
质合金切削具在钻头底面上的排列形式，应考虑哪
些因素？
①均布排列：单环排列、多环排列
②密集排列：堆状排列、硫松排列
①切削具应成组地排列在钻头底端，每组完成一个环槽
宽度的切削；
②有利于玻碎岩石，即将孔底环宽分成多环来分别破碎
岩石，造成更多的自由面，有利于碎岩；
③尽量提高抗磨能力，并使各个切前具的磨损均匀，以
免局部磨损过多而影响整个钻头的寿命。
④便于排除岩粉，减少岩屑对切削具的磨损和避免重复
碎岩。
8、取心式硬质合金钻头分为哪几类？
磨锐式钻头、自磨式钻头
9、硬合金钻进规程包括哪些？什么是最优钻进规程？强力钻进规程？特殊钻进规程？
钻进规程：是指为提高钻进效率、降低成本、保证质量所采取的技术措施，通常指可由操作者人为改变的参数组合。
生产中有不同的钻进规程：最优规程、合理规程、专用规程
指在一定地质条件和钻进方法下，为保证钻孔质量，获取最高钻速或最低钻进成本而选择的钻进参数搭配。
在给定条件下，当规程参数选择受到某种制约时（例如设备功率不足，钻具强度不够、冲洗液泵量不足等），在保证钻孔质量的同时争取最大钻速的钻进参数组合叫做合理规程。
为完成特种取心，纠斜，定向钻进等任务所采用的参数组合称为专用规程。
10、如何确定最优的回次钻程时间？
l) 利用VM—t和VR—t两曲线的交点来确定to，在钻进过程中，随时计算VM= VR=H/(t+T )。当两者相等时，此时间即为最优钻程时间t0 ,即结束钻程而起钻。
2) 利用回次进尺曲线的相应切点来确定to
当直线AB与H—t曲线相切时，to=为最大值，也即VR 为最大值。与该切点相对应的时间即为to 。
2) 利用回次进尺曲线的相应切点来确定to
在实际应用中，当某一孔深的T确定后，即A点确定后，可依A点为中心，用一直尺的边代替AB，随着钻进，不断绘出H-t曲线。当直尺与曲线相切时，便可结束钻程而起钻。
11、不同地层的钻进特点有哪些？
该类岩层容易切入，所以应选用适当的钻压，使切刃切入岩石适当深度后，应尽量采用快的转速，以提高机械钻速。选用的规程应为：适当的钻压、较快的转速及较大的泵量，即采用“中压、快转、大泵量”的钻进规程。同时选用优质泥浆护孔，以保护孔壁。
对中硬地层岩层，应选用大钻压、中转速和适当的泵量，一般称为“大压、中速、中泵量”的钻进规程。
在高研磨性岩层，应充分发挥大钻压的作用，选用适当小的转速和较大的泵量，使孔底保持清洁，以减小磨损。在钻头选用上，可选用抗磨性能强的磨锐式硬合金钻头或自磨式硬合金钻头。
在裂隙地层，应选用较低的钻压、中等转速、中等泵量。钻速要求应适当，以避免切削具崩断和钻孔偏斜。在钻头选用上，应选用抗崩刃和抗折断能力强的（负前角）钻头。
第二节牙轮钻头钻进1、牙轮钻头钻进的特点有哪些？
(1)牙轮在孔底绕钻孔轴线和绕牙轮轴滚动时，对岩石起压入、压碎、剪切作用的同时，带有一定频率的冲击。在几种破碎方式联合作用下碎岩，提高了碎岩效果；(2）牙轮靠滚动和滑动，回转时转矩小，消耗的功率小；(3）轴心载荷均匀分布在碎岩牙轮上，在牙齿与岩石不大的接触面积上；造成很高的比压，提高了碎岩效果；(4）牙轮沿孔底滚动时，牙齿与岩石的接触传递为瞬时的，接触时间短，减少了牙齿的磨损，延长牙齿的寿命。(5）牙齿与岩石接触的时间短，因接触摩擦而产生的热量少，此热量在牙轮回转一周中可由冲洗介质完全带走，因此不会因过热而降低牙齿的力学性能。
2、牙轮钻头的基本参数有哪些？
1）钻头直径2）牙轮轴线偏移值（移轴）3) 牙轮轴线与钻头轴线夹角β4) 牙轮的形状及布置5) 牙轮上牙齿的布置
3、牙轮钻头的碎岩原理？
1）冲击、压碎作用
钻进时，加在钻头上的轴心载荷（静载），使牙齿压碎岩石，这就是压碎作用。
钢齿钻头的压入压碎是尖楔工具对岩石的压入压碎过程，而镶硬合金的球齿钻头，则是球形工具压入压碎岩石的过程。
同时，钻头旋转时，牙轮的纵向振动，产生冲击载荷（动载），使牙齿冲击破碎岩石，称为冲击破碎。
2）剪切破碎作用
牙轮齿对岩石的剪切破碎作用，是由于牙齿相对孔底岩石的滑动而产生的。
产生滑动的主要因素是由于牙齿布置时的超顶、移轴和复锥而产生的。
4、钻压、转速对牙轮钻进的影响是什么？
实验表明，钻进速度与钻压之间呈非线性关系。
由图看出，牙轮钻进的钻压有个门槛值，当钻压小于这
个门槛值时，根本不进尺；钻压值在ab区间内，钻进速度较低；在be段钻
压与钻
速成正
比；当
钻压处
于cd段时，随着钻压的增加，钻速增加的速率呈下降趋势；当超过d点时钻压的增加反而会引起钻速的下降。在一定范围内，转速与钻速成正比。当超过这个范围，随转速的增加，钻进速度的增加率减小。
第三节金刚石钻进
1、金钢石钻进有哪些特点?
①钻进效率高，特别是在岩石硬度大的地层，钻进效
率提高的幅度较大。
②钻孔质量好，岩心采取率比较高，而且岩心完整、光
滑。
③金刚石钻进的钻孔弯曲较小。
④孔内事故少，应用范围广。
⑤装备轻，劳动强度低，钻探成本小。
2、金刚石聚晶烧结体和金刚石复合片各有哪些特点？它的特点是：
(1）耐热性好，有的达12000C时热稳定性性能基本不变，可与天然金刚石媲美，甚至超过天然金刚石；(2）抗压强度高达3000MPa
(3）可以直接合成所需的片、块、圆柱等形状和一定大小的单体；
(4）致密、晶体交互生成，无裂隙；耐磨性能好。(5）用于钻进中硬及部分硬地层。但由于硬度较低，不能用于大部分硬和坚硬地层。
复合片的特点：
(1)复合片金刚石层中的金刚石含量高达99%，粘结金
属含量仅占1％左右，故金刚石层硬度高、耐磨性
极好；
(2)复合片金刚石层很薄，一般控制在0. 5—1mm左右。
因此，刃口锋利而且始终保持自锐；3、金刚石的有哪些物理力学性质？
①颜色抗压强度耐磨性热膨胀系数导热性热稳
定性电磁性荧光
4、钻探对金刚石有哪些要求？
5、金刚石钻头破碎岩石机理是什么？
金刚石钻头破岩过程存在着研磨、切削、压裂、压碎等破岩形式。
表镶钻头：分析其破碎岩石过程时，取单颗金刚石为研究对象，并将其视为球体，如上图所示。
理论和试验表明：表镶金刚石钻头破碎坚硬脆性岩石时，其主要破碎方式为压裂、压碎加体积剪切，而
切削破碎方式是次要的。
在破碎塑性大的硬及中硬岩右时，则主要以切削方式破碎岩石，而以压裂压碎为辅。
孕镶钻头：所用的金刚石的粒度小，且埋藏于胎体之中，其实际碎岩机理和砂轮磨削类似，如图所示。
以刃具面多而小金刚石对岩石进行刻划磨蚀、微切
削、微压裂压碎。
6、金刚石钻头有哪几部分组成？分为哪几类？
金刚石钻头破岩过程存在着研磨、切削、压裂、压碎等破岩形式。
表镶钻头：分析其破碎岩石过程时，取单颗金刚石为研究对象，并将其视为球体，如上图所示。
理论和试验表明：表镶金刚石钻头破碎坚硬脆性岩石时，其主要破碎方式为压裂、压碎加体积剪切，而
切削破碎方式是次要的。
在破碎塑性大的硬及中硬岩右时，则主要以切削方式破碎岩石，而以压裂压碎为辅。
孕镶钻头：所用的金刚石的粒度小，且埋藏于胎体之中，其实际碎岩机理和砂轮磨削类似，如图所示。
以刃具面多而小金刚石对岩石进行刻划磨蚀、微切
削、微压裂压碎。
7、选择金刚石钻头的原则？
(1）软至中硬和完整均质岩层，一般宜用天然表镶钻头、复合片钻头、聚晶钻头，部分可用烧结体钻头。(2)硬至坚硬致密的岩层（7~12级），一般宜用孕镶钻头，
或细粒表镶金刚石钻头。
(3）在破碎、软硬互层、裂隙发育或强研磨性岩层，如煤系地层，宜用耐磨性好的、补强的电镀孕镶钻头。选择金刚石钻头的原则：
(4）强研磨性岩层，用高耐磨性胎体；中等研磨性岩层，用中等耐磨性胎体；弱研磨性岩层，选用低耐磨性
胎体。
(5)复杂岩层，研磨性越强、越硬，选用金刚石品级好、
粒度相对细的钻头。
(6）强研磨性、较破碎的岩层，在保证金刚石包镶良好
的条件下，选用金刚石浓度较高的钻头。反之，均质致密、弱研磨性的岩层，选用金刚石浓度较低的钻头。
(7）岩层软，排粉多，选用复合片钻头或聚晶钻头。
第四节钢粒钻进
1、钢粒钻进的特点有哪些？钢粒钻进的缺点和使用上
的局限性？
作为碎岩磨料的钢粒，不被固定在钻头上面，而是在周围岩石的限制下，靠钻头的底唇把钢粒压在其下，随着钻头的转动，带动钢粒在岩石上面不断滚动，达到破碎岩石的目的。
1、钢粒钻进不适宜用小口径钻进
2、钢粒钻进不能用于钻进小倾角的、接近于水平的钻孔，只适用于钻进倾角75°~90°的钻孔。(3) 钢粒钻进不能钻进大裂隙、空洞或涌水量大的地层。在这些地层中，钢粒会漏失或被冲走。(4）对冲洗液量的调节和掌握，必须适应孔底钢粒分布及分选的要求，且需随着孔底情况的变化而改变
2、钢粒钻进的碎岩方式有那些？
1）压碎碎岩2）压裂碎岩3）井底脉动冲击作用
3、钢粒钻进的投砂方法有哪些？
1、投砂方法及投砂量
向孔底供给钢粒的方法称投砂方法。钢粒钻进的投砂方法有三种：即一次投砂法、结合投砂法和连续投砂法。其中以一次投砂法使用最为广泛。
第四章冲击及冲击回转钻进
1、什么是冲击回转钻进？它对哪些岩石有很好的效果？冲击回转钻进用钻头有哪些主要的类型？
冲击回转钻进是钻头在静压作用下进行回转，同时辅以纵向冲击动载，从而形成以回转切削和纵向冲击相结合的碎岩钻进方法。
此种方法对破碎坚硬和研磨性岩石冲击回转钻进用钻头的特点
有很好的效果。
冲击回转钻进用钻头的特点
1) 冲击回转钻进时钻头刚体承受冲击荷载、轴向静载和扭矩
2) 取心冲击钻头壁厚较普通取心钻头厚
3) 钻头体的外形多呈多边形，
4) 为使钻头切削具承受大冲载
5) 切削具的出刃形式多为平底形，且出刃量较大。
2、液动冲击回转钻进用钻头
①取心式硬合金钻头
②金刚石钻头
3、风动冲击回转钻进用钻头
第五章其它钻进方法第一节机械振动钻进
第二节机械螺旋钻进：长螺旋钻短螺旋钻环状螺旋钻
第三节旋挖式钻机钻进
第六章钻孔冲洗及护壁堵漏
1、钻孔冲洗液的功用？钻探对冲洗液有哪些要求？钻
孔冲洗方式有几种？
实质：冲洗介质在孔内的连续或定期的循环，达到清洗孔底，携带和悬浮岩屑与岩粉，冷却钻头，保护孔壁等多种目的。
1、清洗孔底，携带和悬浮岩屑
2、冷却钻头
3、润滑钻头和钻具
4、保护孔壁
5、其他功用
1) 冲洗液的性能应能在较大的范围内进行调节，以便适应钻进各种复杂地层；
2)冲洗液应有良好的冷却散热能力和润滑性能；
3)冲洗液在使用中应能抗各种外界干扰，其性能基本保持稳定。
4）冲洗液的使用应不妨碍或有利于取心、防斜、测井等工作的进行。
5）冲洗液应不腐蚀钻具和地面的循环设备；冲洗液应无毒和不污染环境。
1、全孔正循环
2、全孔反循环
2、冲洗介质的种类及使用范围有哪些？
冲洗液按介质的不同，可分为：气体液体
按形成的分散体系不同可分为：纯气体液／气气／液固／液固／气液／液纯液体的7种
选择冲洗液的主要依据是：保证钻进过程中孔壁稳定；减少钻具的回转阻力和震动；预防钻孔漏失或喷涌；保持生产层的自然渗透性；保证高的岩矿心采取率和品质；保证有较高的技术经济指标。
3、泥浆的功用？为保证钻探所钻地层的要求，经常对
泥浆的哪些性能进行测定？（要求掌握概念）（1)清洗孔底，冷却钻头，润滑钻具，携带和悬浮岩屑；（2)平衡地层压力，维持孔壁稳定，防止坍塌掉块；(3）防止水敏岩层崩塌、垮孔、膨胀、缩径；
（4）泥皮造壁、防止渗漏；
（5）堵塞小的孔隙、裂隙漏水。
泥浆的相对密度和固相含量
泥浆的流变性能（塑性粘度、表观粘度、动切力、静切力）漏斗粘度
滤失性能〔失水量和泥饼厚度〕
以及含砂量、润滑性、胶体率和pH值等。
泥浆的相对密度是泥浆的质量与同体积水质量之比。
泥浆中的固相含量是指泥浆中固体颗粒占的重量或体积百分数。
1．湿蒸汽的状态参数p,t,v,x 中，不相互独立的一对是（D ）D ．(p,t)2．在不可逆循环中（B ）A ． ??>?ds T q B ． ??t w >t C ．t DP =t w =t D ．t w > t DP >t 6．如果孤系内发生的过程都是可逆过程，则系统的熵（C ） A ．增大 B ．减小 C ．不变 D ．可能增大，也可能减小21．理想气体的可逆过程方程式=n pv 常数，当n ＝ ∞ 时，即为等体过程。 7．pdv dT c q v +=δ适用于（A ）A ．可逆过程，理想气体 B ．不可逆过程，理想气体 C ．可逆过程，实际气体 D ．不可逆过程，实际气体 8．电厂蒸汽动力循环回热是为了（C ）A ．提高循环初参数 B ．降低循环终参数C ．提高平均吸热温度 D ．提高汽轮机的相对内效率 9．活塞式压气机采取分级压缩（ C ）A ．能省功 B ．不能省功 C ．不一定省功 D ．增压比大时省功 10．理想情况下活塞式压气机余隙体积的增大，将使生产1kg 压缩空气的耗功量（C ）A 增大 B ．减小C ．不变 D ．的变化视具体压缩空气的耗功量 11．下列各项中，不影响燃烧过程热效应的是（C ）A ．反应物的种类 B ．反应温度C ．反应速度D ．反应压力 12．欲使亚声速气流加速到超声速气流应采用（C ）A ．渐缩喷管B ．渐扩喷管C ．缩放喷管D ．前后压差较大直管 13．水蒸汽h －s 图上定压线（C ．在湿蒸汽区是直线，在过热蒸汽区是曲线 14．为提高空气压缩制冷循环的制冷系数，可以采取的措施是（D ） A ．增大空气流量 B ．提高增压比C ．减小空气流量 D ．降低增压比 15．在范德瓦尔方程中，常数b 为考虑气体 而引入的修 正项。（C ）A 分子间内位能 B ．分子运动动能C ．分子本身体积D ．分子间相互作用力 二、多项选择题16．理想气体可逆等温过程的体积变化功w 等于（AC ）A ．2 1 p p RT ln B ．1 2p p RT ln C ．1 2v v RT ln D ．2 1v v RT ln E ．(p 2v 2－p 1v 1) 17．vdp dh q －=δ适用于 AC A ．可逆过程，理想气体 B ．不可逆过程，理想气体 C ．可逆过程，实际气体D ．不可逆过程，实际气体 E ．任意过程，任意气体 18．再热压力若选得合适，将使（BCDE ） A ．汽耗率提高 B ．热耗率提高 C ．循环热效率提高 D ．排汽干度提高 E ．平均吸热温度提高 19．马赫数小于1的气流可逆绝热地流过缩放管时，如果把喷管的渐扩段尾部切去一段，在其他条件不变的情况下，其（BDE ）A ．流量变小B ．流量不变 C ．流量变大 D ．出口压力变大E ．出口速度变大 20．不可逆循环的热效率（BE ） A ．低于可逆循环的热效率 B ．在相同的高温热源和低温热源间低于可逆循环的热效率 C ．高于可逆循环的热效率 D ．在相同的高温热源和低温热源间高于可逆循环的热效率 E ．可能高于，也可能低于可逆循环的热效率 三、填空题 22．在一定的压力下，当液体温度达到 饱和 时，继续加热，立即出现强烈的汽化现象。 23．湿空气的绝对温度是指lm 3湿空气中所含水蒸汽的 质 量 。 24．火电厂常用的加热器有表面式和 混合 式。 25．可逆绝热地压缩空气时，无论是活塞式压气机还是叶轮式压气机，气体在压气机内的 状态变化 规律是相同的。 26．理想气体的绝热节流效应是 零效应 。 27．利用平均比热表计算任意体积气体在定压过程中的吸热量时，应使用公式 Q ＝V 0 )t |c -t |(c 1t 0'p 2t 0'p 1 2?? 。 28．图示通用压缩子图上一状态点A ，其位置表明： 在该状态下气体分子之间的相互作用力 主要表现为 排斥 力。
一、简答题（每小题?5?分，共?30?分） 1、未饱和湿空气经历绝热加湿过程，其干球温度、湿球温度和露点温度如何变化 2、定压、定温、绝热和定容四种典型的热力过程，其多变指数的值分别是多少 3、画出燃气轮机装置定压加热理想循环的?p-v?图和?T-s?图，并写出其用循环增压比表示的热效率公式。（假设工质为理想气体，比热取定值） 4、反映往复活塞式内燃机混合加热循环特性的设计参数有哪几个写出其定义式。 5、住宅用空调机当夏天环境温度升高时，其制冷系数和耗功量如何变化 6、为什么在湿蒸汽区域进行的绝热节流过程总是呈现节流冷效应 二、计算题（共?70?分） 1?．（?18?分）?3kmol?温度?t?1?＝?100 ℃的氮气流与?1kmol?温度?t?2?＝?20 ℃的空气流在管道中绝热混合。已知混合前空气的摩尔分数为：?x?N 2 ?＝?0.79?、?x?O2＝?0.21?，若混合前后氮气、空气和混合物的压力都相 等，试求： (1)?混合后气体的温度； (2)?混合气体中?N 2?和?O?2?的摩尔分数； (3)?对应于?1kmol?的混合气产物，混合过程的熵增。
设摩尔热容为定值：?C?p，m，N2＝?29.08kJ/?（?kmol·K?）、?C?p，m?，O2＝29.34kJ/?（?kmol·K?）、?R?＝?8.314kJ/?（?kmol·K?） 2?．（?17?分）空气初态为?p?1＝?0.4MPa?、?T?1?＝?450K?，初速忽略不计。经一喷管绝热可逆膨胀到?p?2＝?0.1MPa?。若空气的?Rg?＝?0.287 kJ/ (kg·K)?；?c?p＝?1.005 kJ/ (kg·K)?；?γ?＝?c?p?/?c?v?＝?1.4?； ?=0.528?；试求： 临界压力比?ν cr （1）在设计时应选用什么形状的喷管为什么 （2）喷管出口截面上空气的流速?C?f2?、温度?T?2?和马赫数?Ma?2； （3）若通过喷管的空气质量流量为?q?m?＝?1kg/s?，求：喷管出口截面积和临界截面积。 3?．（?15?分）活塞式压气机每秒钟从大气环境中吸入?p?1＝?0.1MPa?、?t1＝?17 ℃的空气?0.1m 3?，绝热压缩到?p?2＝?0.4MPa?后送入储气罐。若该压气机的绝热效率?η?c,s?=0.9?，空气的?Rg?＝?0.287k J/ (kg·K)?；?c?p?＝?1.005 kJ/ (kg·K)；?γ?＝?c?p?/?c?v?＝?1.4?；试求： (1)?压气机出口的空气温度； (2)?拖动压气机所需的功率； (3)?因摩擦引起的每秒钟的熵产。 4．（?20?分）一单级抽汽回热循环如图?1所示，水蒸气进入汽轮机的状态参数为5MPa、450℃，在10kPa下排入冷凝器。水蒸气在0.45MPa压力下抽出，送入混合式给水加热器加热给水。给水离开加热器的温度为抽
第一阶段在线作业 单项选择题 第1题目前对地层压力等级的划分尚未有统一的明确的标准。应用我国石油工业的习惯用语，一般将地层压力分为四个级别。超高压地层压力PP为 A、0.90≤PP＜1.20 B、1.20≤PP＜1.40 C、1.40≤PP＜1.80 D、PP＞1.80 A、某一深度 B、套管鞋深度 C、单位井深 D、单位垂直深度 A、钻柱长度 B、测量井深 C、垂直井深 D、设计井深 A、地层破裂压力 B、循环压力 C、地层压力 D、回压 第5题井深2800m，钻井液密度1.24g/cm3，下钻时存在一个1.76MPa的激动压力作用于井底，计算井底压力当量钻井液密度( )g/cm3。 A、1.3 B、1.24 C、1.18 D、0.064
第6题地层压力是确定钻井液（）的依据。 A、密度 B、粘度 C、失水 D、切力 第7题正常压力地层中随着井深的增加，地层压力梯度（）。 A、增大 B、不变 C、减小 D、不确定 第8题上覆岩层压力是指某深度以上的( )所形成的压力。 A、岩石的重力 B、孔隙流体 C、岩石骨架应力 D、岩石基质和孔隙内流体的总质量 第9题当孔隙压力等于上覆岩层压力时，骨架应力( )。 A、大于零 B、等于零 C、小于零 D、不确定 第10题地层破裂压力一般随着井深的增加而( )。 A、不变 B、减小 C、增大 D、不确定 第11题地层破裂压力是确定( )的重要依据之一。
A、地层压力 B、抽吸压力 C、坍塌压力 D、最大允许关井套压 第12题地层坍塌压力指的是液柱压力由大向小到一定程度时井壁岩石发生剪切破坏造成井眼坍塌时的（）。 A、地层压力 B、基岩应力 C、液柱压力 D、地面压力 第13题地层漏失压力是指某一深度的地层产生（）时的压力。 A、地层破裂 B、钻井液漏失 C、岩石变形 D、地层坍塌 第14题对于正常压力的高渗透性砂岩，往往地层漏失压力比（）小得多。 A、地层坍塌压力 B、地层压力 C、地层破裂压力 D、实际允许关井套压 第15题对钻井来说，（）检测关系到快速、安全、低成本的作业甚至钻井的成败。 A、地层温度 B、地层压力 C、地层倾角 D、地层水密度 第16题只有掌握地层压力、地层破裂压力和（）等参数，才能正确合理地选择钻井液密度，设计合理的井身结构和井控设备。 A、岩石应力
工程热力学期末试卷 建筑环境与设备工程专业适用 （闭卷，150分钟） 班级 姓名 学号 成绩 一、简答题(每小题5分，共40分) 1. 什么是热力过程？可逆过程的主要特征是什么？ 答：热力系统从一个平衡态到另一个平衡态，称为热力过程。可逆过程的主要特征是驱动过程进行的势差无限小，即准静过程，且无耗散。 2. 温度为500°C 的热源向热机工质放出500 kJ 的热量，设环境温度为30°C，试问这部分热量的火用（yong ）值（最大可用能）为多少？ 答： = ??? ? ? ++-?=15.27350015.273301500,q x E 303.95kJ 3. 两个不同温度（T 1,T 2）的恒温热源间工作的可逆热机，从高温热源T 1吸收热量Q 1向低温热源T 2放出热量Q 2，证明：由高温热源、低温热源、热机和功源四个子系统构成的孤立系统熵增 。假设功源的熵变△S W =0。 证明：四个子系统构成的孤立系统熵增为 （1分） 对热机循环子系统： 1分 1分 根据卡诺定理及推论： 1 4. 刚性绝热容器中间用隔板分为两部分，A 中存有高压空气，B 中保持真空，如右图所示。若将隔板抽去，试分析容器中空气的状态参数（T 、P 、u 、s 、v ）如何变化，并简述为什么。 答：u 、T 不变，P 减小，v 增大，s 增大。 自由膨胀 12iso T T R S S S S S ?=?+?+?+?W 1212 00ISO Q Q S T T -?= +++R 0S ?=iso 0 S ?=
5. 试由开口系能量方程一般表达式出发，证明绝热节流过程中，节流前后工质的焓值不变。（绝热节流过程可看作稳态稳流过程，宏观动能和重力位能的变化可忽略不计） 答：开口系一般能量方程表达式为 绝热节流过程是稳态稳流过程，因此有如下简化条件 ， 则上式可以简化为： 根据质量守恒，有 代入能量方程，有 6. 什么是理想混合气体中某组元的分压力？试按分压力给出第i 组元的状态方程。 答：在混合气体的温度之下，当i 组元单独占有整个混合气体的容积（中容积）时对容器壁面所形成的压力，称为该组元的分压力；若表为P i ，则该组元的状态方程可写成：P i V = m i R i T 。 7. 高、低温热源的温差愈大，卡诺制冷机的制冷系数是否就愈大，愈有利？试证明你的结论。 答：否，温差愈大，卡诺制冷机的制冷系数愈小，耗功越大。（2分） 证明：T T w q T T T R ?==-= 2 2212ε，当 2q 不变，T ?↑时，↑w 、↓R ε。即在同样2q 下(说明 得到的收益相同)，温差愈大，需耗费更多的外界有用功量，制冷系数下降。（3分） 8. 一个控制质量由初始状态A 分别经可逆与不可逆等温吸热过程到达状态B ，若两过程中热源温度均为 r T 。试证明系统在可逆过程中吸收的热量多，对外做出的膨胀功也大。
全国石油工程设计大赛赛题 2011-04-11 11:18:17 来源：全国石油工程设计大赛组委会浏览：682次 全国石油工程设计大赛赛题 为使本次大赛的作品更加实用和接近油田生产实况，大赛组委会提供的基础数据均来自于我国某油田新探区块，当中可能存在不完善的部分，参赛团队可根据实际情况借鉴相似油藏开发资料或进行合理的假设，但必须进行必要的论证。 大赛作品（油田总体开发方案）可参考SY/T10011-2006《油田总体开发方案编制指南》和《钻井手册》（上下册）。 大赛赛题咨询邮箱：npedc@https://www.doczj.com/doc/af7960591.html, 基础数据如下： 1.地面概况资料 1.1 地理位置与自然地理概况 1.2 油田地理位置图 2.地质静态资料 2.1 区域地质概况与油藏地质特征 2.2 MM断块Es33①新增石油探明储量含油面积图 2.3 MM断块M1-M3井剖面图 2.4 MM断块Es33①有效厚度等值线图 2.5 MM断块Es33①渗透率等值线图 2.6 MM断块Es33①孔隙度等值线图 2.7 MM断块Es33①砂厚等值线图
2.8 MM断块M1-M2-M3井油层对比图 2.9 M1井测井数据处理成果图 2.10 M2井测井数据处理成果图 2.11 M1-M2-M3测井解释成果表 2.12 M1-M2-M3井分层数据表 2.13 M1-M2井压力预测数据 2.14 M1-M2井岩性及分层数据 3.实验室资料 3.1 M1井高压物性分析数据表 3.2 M1井泥页层物理化学性能 3.3 M2井五敏实验数据 3.4 M2井岩心相渗曲线 3.5含油污水检测数据 4.生产动态资料 4.1 M1-M2井压裂施工曲线 4.2 M1-M2试油、试采数据表 4.3 M1-M2生产数据表 全国石油工程设计大赛组织委员会 2011年4月11日
一、1.若已知工质的绝对压力P=，环境压力Pa=，则测得的压差为(B)A.真空pv= B.表压力pg=.真空pv= D.表压力p g= 2.简单可压缩热力系的准平衡过程中工质压力降低，则(A) A.技术功为正 B.技术功为负 C.体积功为正 D.体积功为负 3.理想气体可逆定温过程的特点是(B)=0 =>W
专业班级 姓名 考试日期 2008年 1 月 3 日
一、判断题（对的打“√”，错的打“ ”，每题1分，共20分） 1．在计量井深时，一般以转盘面作为基准面。（）2．对泥砂岩剖面，用dc指数监测地层压力时，砂岩段的dc指数不作为计算点。（）3．在三轴应力条件下岩石的塑性会减小，强度会增大。（）4．PDC钻头一般适用于高转速、低钻压下工作。（）5．中和点处的轴向力为零，因此钻具一般不会在此处发生破坏。（）6．门限钻压的大小与水力因素有关，因此门限钻压可以为负值。（）7．在钻速方程中，转速指数λ的值一般大于1。（）8．压井过程过立管压力的大小是通过调节节流阀的开启度来实现的。（）9．钻井泵在额定功率工作方式下，最优排量即为泵的额定排量，泵压为额定泵压。（）10．满眼钻具组合就是采用大尺寸钻铤填满井眼，防止井斜。（）11．所谓井深结构实际上就是指各层套管的下深。（）12．发现井涌时，可采用循环观察方法确定井内情况后再进行关井。（）13．钻井过程中发生了井漏，说明地层已被压破。（）14．发生键槽卡钻后，可大力上提和下放的方法活动钻具，以求解卡。( ) 15．弯接头属于转盘造斜工具。（） 二、填空题（每空1分，共20分） 1．沉积岩可分为沉积和沉积两大类。 2．当钻遇压力过渡带或异常高压地层时，一般会出现机械钻速，dc指数的现象。3．在套管强度设计时，下部套管一般按设计，上部一般按。 4．牙轮钻头的移轴会产生滑动；超顶会产生滑动。 5．目前常用的全面钻进钻头类型有、和。 6．常用的固相控制设备包括、、和。7．在第一临界井深前，最优喷嘴直径随井深的增大而，在第一和第二临界井深间，最优喷嘴直径随井深的增大而。 8．在确定井眼轨迹时，可直接测量的参数有、和。
工程热力学习题集 一、填空题 1．能源按使用程度和技术可分为 能源和 能源。 2．孤立系是与外界无任何 和 交换的热力系。 3．单位质量的广延量参数具有 参数的性质，称为比参数。 4．测得容器的真空度48V p KPa =，大气压力MPa p b 102.0=，则容器内的绝对压力为 。 5．只有 过程且过程中无任何 效应的过程是可逆过程。 6．饱和水线和饱和蒸汽线将压容图和温熵图分成三个区域，位于三区和二线上的水和水蒸气呈现五种状态：未饱和水 饱和水 湿蒸气、 和 。 7．在湿空气温度一定条件下，露点温度越高说明湿空气中水蒸气分压力越 、水蒸气含量越 ，湿空气越潮湿。（填高、低和多、少） 8．克劳修斯积分 /Q T δ?? 为可逆循环。 9．熵流是由 引起的。 10．多原子理想气体的定值比热容V c = 。 11．能源按其有无加工、转换可分为 能源和 能源。 12．绝热系是与外界无 交换的热力系。 13．状态公理指出，对于简单可压缩系，只要给定 个相互独立的状态参数就可以确定它的平衡状态。 14．测得容器的表压力75g p KPa =，大气压力MPa p b 098.0=，则容器内的绝对压力为 。 15．如果系统完成某一热力过程后，再沿原来路径逆向进行时，能使 都返回原来状态而不留下任何变化，则这一过程称为可逆过程。 16．卡诺循环是由两个 和两个 过程所构成。 17．相对湿度越 ，湿空气越干燥，吸收水分的能力越 。（填大、小） 18．克劳修斯积分 /Q T δ?? 为不可逆循环。 19．熵产是由 引起的。 20．双原子理想气体的定值比热容p c = 。 21、基本热力学状态参数有：（ ）、（ ）、（ ）。 22、理想气体的热力学能是温度的（ ）函数。 23、热力平衡的充要条件是：（ ）。 24、不可逆绝热过程中，由于不可逆因素导致的熵增量，叫做（ ）。 25、卡诺循环由（ ）热力学过程组成。 26、熵增原理指出了热力过程进行的（ ）、（ ）、（ ）。 31.当热力系与外界既没有能量交换也没有物质交换时，该热力系为_______。 32.在国际单位制中温度的单位是_______。
一、判断题： 1. 平衡状态一定稳定状态。 2. 热力学第一定律的实质是能量守恒定律； 3．公式d u = c v d t 适用理想气体的任何过程。 4．容器中气体的压力不变则压力表的读数也绝对不会改变。 5．在T —S 图上，任意二条可逆绝热过程线不能相交。 6．膨胀功与流动功都是过程的函数。 7．当把一定量的从相同的初始状态压缩到相同的终状态时，以可逆定温压缩过程最为省功。 8．可逆过程是指工质有可能沿原过程逆向进行，并能恢复到初始状态的过程。 9. 根据比热容的定义式 T q d d c ，可知理想气体的p c 为一过程量； 10. 自发过程为不可逆过程，非自发过程必为可逆过程； 11．在管道内作定熵流动时，各点的滞止参数都相同。 12．孤立系统的熵与能量都是守恒的。 13．闭口绝热系的熵不可能减少。 14．闭口系统进行了一个过程，如果熵增加了，则一定是从外界吸收了热量。 15．理想气体的比焓、比熵和比定压热容都仅仅取决与温度。 16．实际气体绝热节流后温度一定下降。 17．任何不可逆过程工质的熵总是增加的，而任何可逆过程工质的熵总是不变的。 18. 不可逆循环的热效率一定小于可逆循环的热效率； 19．混合气体中质量成分较大的组分，其摩尔成分也一定大。 20．热力学恒等式du=Tds-pdv 与过程可逆与否无关。 21．当热源和冷源温度一定，热机内工质能够做出的最大功就是在两热源间可逆热机对外输出的功。 22．从饱和液体状态汽化成饱和蒸汽状态，因为气化过程温度未变，所以焓的变化量Δh=c p ΔT=0。 23．定压过程的换热量q p =∫c p dT 仅适用于理想气体，不能用于实际气体。 24．在p －v 图上，通过同一状态点的定熵过程的斜率大于定温过程的斜率。
2006-2007 学年第二学期 《钻井工程》课程考试试卷（A卷）参考答案 一、名词解释（共20分，每题2分） 1、地层破裂压力（2分） 在井下一定深度裸露的地层，承受流体压力的能力是有限的，当液体压力达到一定数值时会使地层破裂，这个液体压力称为地层破裂压力。 2、岩石硬度（2分） 岩石抵抗其他物体表面压入或侵入的能力 3、TSP钻头（2分） 热稳定性聚晶金刚石钻头 4、水平投影长度（2分） 井眼轨迹上某点至井口的长度在水平面上的投影，即井深在水平面上的投影长度。 5、井斜方位角（2分） 在水平投影图上，以正北方位线为始边，顺时针方向旋转到井眼方位线上所转过的角度。 6、中性点（2分） 钻柱上轴向力等于零的点。 7、钻井液的定义（2分） 钻井时用来清洗井底并把岩屑携带到地面、维持钻井操作正常进行的流体称为钻井液。 8、工程师法压井（2分） 关井等候配置压井重钻井液，然后开启节流阀并开泵注入压井液；在一个循环周内将原来的钻井液替出，恢复地层－井眼系统的压力平衡。 9、平衡压力钻井（2分） 在有效地控制地层压力和维持井壁稳定的前提下，尽可能降低钻井液密度，使钻井液液柱压力刚好平衡或略大于地层压力，达到解放钻速和保护油气层的目的。这种钻井方法称为平衡压力钻井。 10、岩石可钻性（2分） 岩石抗破碎的能力
二、填空题（共15分，每空1分） 1、岩石强度的大小取决于(岩石的)内聚力、(岩石颗粒间的)内摩擦力。 2、射流对井底清洗主要作用形式有两种：一是射流的冲击压力作用（或冲击翻转），二是漫流的横推作用（或漫流横推）。 3、关井的方式有硬关井、软关井、半软关井三种。 4、钻柱在井眼内的旋转运动可能的形式有自转、公转、公转与自转的结合、无规则的旋转运动四类。 5、随着围压的增大，岩石表现出从脆性向塑性的转变。 6、钻井时从普通喷嘴喷出的射流属于淹没非自由连续射流（或淹没非自由射流）。 7、用井下动力钻具钻井时，钻柱上部所受扭矩小于钻柱下部所受的扭矩。 三、是非题（共15分，每题1.5分） 1、地层孔隙压力越高，则岩石基岩应力越小。是（√），否（） 2、由于气侵发生溢流关井，压力稳定后，立管压力小于关井套压。是（√），否（） 3、对于塑性岩石，塑性系数等于1。是（），否（√） 4、一般说来，垂直地层层面方向可钻性高，平行层面方向可钻性低。是（√），否（） 5、滤饼的渗透性是影响钻井液滤失量的主要因素。是（√），否（） 6、使用满眼钻具组合能够控制井斜角的大小。是（），否（√） 7、地层流体侵入井眼后，钻井液的电导率必然降低。是（），否（√） 8、牙轮的超顶和复锥会引起轴向滑动，剪切掉齿圈之间的岩石。是（），否（√） 9、井眼轨迹是指一口井钻完之后的井眼轴线形状。是（√），否（） 10、在钻柱下放时，可使井底液柱压力减小。是（），否（√） 四、简答题（共20分，每题4分） 1、简述地层沉积欠压实产生异常高压的机理 在沉积过程中，建立正常静液压力环境的条件受到影响，如沉积速度过快，岩石颗粒没有足够的时间去排列，孔隙内流体排出受到限制，基岩无法增加它的颗粒间的压力。随着上覆岩层继续沉积，负荷增加，孔隙中的流体必然开始部分地支撑本来应由岩石颗粒来支撑的那部分上覆岩层压力，从而导致异常高压。（2分） 异常压力的形成，还需要一个密封结构。最常见的密封结构是一个低渗透的岩层，该封闭结构降低了正常流体的散逸，从而导致欠压实和异常的流体压力。（2分） 2、简述国产三牙轮钻头有哪几个系列？试解释215.9MPB4的含义
一．是非题 1．两种湿空气的相对湿度相等，则吸收水蒸汽的能力也相等。（ ） 2．闭口系统进行一放热过程，其熵一定减少（ ） 3．容器中气体的压力不变，则压力表的读数也绝对不会改变。（ ） 4．理想气体在绝热容器中作自由膨胀，则气体温度与压力的表达式为 k k p p T T 11212-??? ? ??= （ ） 5．对所研究的各种热力现象都可以按闭口系统、开口系统或孤立系统进行分析，其结果与所取系统的形式无关。 （ ） 6．工质在相同的初、终态之间进行可逆与不可逆过程，则工质熵的变化是一样的。 （ ） 7．对于过热水蒸气，干度1>x （ ） 8．对于渐缩喷管，若气流的初参数一定，那么随着背压的降低，流量将增大，但最多增大到临界流量。（ ） 9．膨胀功、流动功和技术功都是与过程的路径有关的过程量 （ ） # 10．已知露点温度d t 、含湿量d 即能确定湿空气的状态。 （ ） 二．选择题 （10分） 1．如果热机从热源吸热100kJ ，对外作功100kJ ，则（ ）。 （A ） 违反热力学第一定律； （B ） 违反热力学第二定律； （C ） 不违反第一、第二定律；（D ） A 和B 。 2．压力为10 bar 的气体通过渐缩喷管流入1 bar 的环境中，现将喷管尾部截去一小段，其流速、流量变化为（ ）。 （A ） 流速减小，流量不变 （B ）流速不变，流量增加 （C ） 流速不变，流量不变 （D ） 流速减小，流量增大 3．系统在可逆过程中与外界传递的热量，其数值大小取决于（ ）。 （A ） 系统的初、终态； （B ） 系统所经历的过程； [ （C ） （A ）和（B ）； （ D ） 系统的熵变。 4．不断对密闭刚性容器中的汽水混合物加热之后，其结果只能是（ ）。 （A ）全部水变成水蒸汽 （B ）部分水变成水蒸汽 （C ）部分或全部水变成水蒸汽 （D ）不能确定 5．（ ）过程是可逆过程。 （A ）.可以从终态回复到初态的 （B ）.没有摩擦的 （C ）.没有摩擦的准静态过程 （D ）.没有温差的 三．填空题 （10分） 1．理想气体多变过程中，工质放热压缩升温的多变指数的范围_________
第七届中国石油工程设计大赛 导读：我根据大家的需要整理了一份关于《第七届中国石油工程设计大赛》的内容，具体内容：石油已成为世界各国的重要战略物资,在国家能源体系中的地位和作用也日益凸显。下面我为大家整理了，希望大家喜欢。石油工程设计参赛对象全日制在校研究生、本科生和专科生，参赛学... 石油已成为世界各国的重要战略物资,在国家能源体系中的地位和作用也日益凸显。下面我为大家整理了，希望大家喜欢。 石油工程设计参赛对象 全日制在校研究生、本科生和专科生，参赛学生需组成1-5人的团队，学历构成不限。 石油工程设计赛题设置 2.1 方案设计类 大赛组委会提供现场油(气)田区块的地质资料，参赛学生参考《油(气)田开发方案总体编制指南》和《中国石油工程设计大赛作品要求》完成油(气)田开发方案的设计，主要包括油(气)藏工程、钻完井工程、采油(气)工程、地面工程和HSE与经济评价等部分的设计，赛题设综合组和单项组，每人只限参加一个组别的比赛。 综合组：完成油(气)藏工程、钻完井工程、采油(气)工程、地面工程、HSE、经济评价等一整套油(气)田总体开发方案，由3～4名在校学生组成，指导老师1～4名。 单项组：完成油(气)藏工程、钻完井工程、采油(气)工程和地面工程四
项中任一项的设计方案，由1～2名在校学生组成，指导老师1名。 2.2 创新创业类(全国石油高校"互联网+"创新创业大赛) 创新组：选手根据方案设计类赛题的数据资料，对整套油气田开发过程中涉及到的相关技术工艺进行创新设计，包括软件的编写、工艺的创新、设备或装置的设计等。作品完成后，填写作品申报说明书并附相关的设计图纸、软件程序等。由1～2名在校学生组成，指导教师1名。 创业组：选手根据赛题的主题要求，基于 Ocean 平台进行软件开发，作品完成后，提交插件程序、代码、用户手册等。由1～5名在校学生组成，指导教师1～3名。 注：选手可同时参加方案设计类和创新创业类的比赛。 石油工程设计作品要求 3.1 内容要求 (1)内容完整，方案设计类作品应按照《斩获卓越杯——中国石油工程设计大赛指南》完成，创新创业类作品应有详细的说明书及必需的附件; (2)设计方案有详细的计算过程和充分的论证; (3)禁止抄袭，不得用相似的项目报告冒充; (4)技术创新类作品禁止使用已有的专利、著作或论文; (5)若引用他人成果需说明并指明出处。 3.2 格式要求 (1)参赛作品按照工程项目报告方式编写，计算过程以附录形式给出; (2)按照大赛组委会规定的方案格式要求进行排版。 3.3 提交要求
最新工程热力学期末复习题答案 《工程热力学》练习题参考答案 第一单元 一、判断正误并说明理由： 1.给理想气体加热，其热力学能总是增加的。 错。理想气体的热力学能是温度的单值函数，如果理想气体是定温吸热，那么其热力学能不变。 1.测量容器中气体压力的压力表读数发生变化一定是气体热力状态发生了变 化。 错。压力表读数等于容器中气体的压力加上大气压力。所以压力表读数发生变化可以是气体的发生了变化，也可以是大气压力发生了变化。 2.在开口系统中，当进、出口截面状态参数不变时，而单位时间内流入与流出 的质量相等，单位时间内交换的热量与功量不变，则该系统处在平衡状态。 错。系统处在稳定状态，而平衡状态要求在没有外界影响的前提下，系统在长时间内不发生任何变化。 3.热力系统经过任意可逆过程后，终态B的比容为v B大于初态A的比容v A，外 界一定获得了技术功。 错。外界获得的技术功可以是正，、零或负。 4.在朗肯循环基础上实行再热，可以提高循环热效率。 错。在郎肯循环基础上实行再热的主要好处是可以提高乏汽的干度，如果中间压力选的过低，会使热效率降低。 6．水蒸汽的定温过程中，加入的热量等于膨胀功。 错。因为水蒸汽的热力学能不是温度的单值函数，所以水蒸汽的定温过程中，加入的热量并不是全部用与膨胀做功，还使水蒸汽的热力学能增加。 7．余隙容积是必需的但又是有害的，设计压气机的时候应尽可能降低余隙比。 对。余隙容积的存在降低了容积效率，避免了活塞和气门缸头的碰撞，保证了设备正常运转，设计压气机的时候应尽可能降低余容比。 8．内燃机定容加热理想循环热效率比混合加热理想循环热效率高。 错。在循环增压比相同吸热量相同的情况下，定容加热理想循环热效率比混合加热理想循环热效率高；但是在循环最高压力和最高温度相同时，定容加热理想循环热效率比混合加热理想循环热效率低。 9．不可逆过程工质的熵总是增加的，而可逆过程工质的熵总是不变的。 错。熵是状态参数，工质熵的变化量仅与初始和终了状态相关，而与过程可逆不可逆无关。 10．已知湿空气的压力和温度，就可以确定其状态。
钻井技术试题 一、选择题(每题4个选项，只有1个是正确的，将正确的选项填入括号内) 1.当地层软硬交错或地层倾角较大时易发生( B )。 (A)井喷(B)井斜(C)井漏(D)井径缩小 2.“钻时”通常用( C )来表示。 (A)m／min (B)s／m (C)min／m (D)h/m 3.钻井液密度的作用是对井底和井壁产生( A )。 (A)压力(B)摩擦力(C)润滑作用(D)润湿作用 4.井壁形成滤饼能( C )和阻止进一步滤失。 (A)保护钻具(B)提高钻速(C)巩固井壁(D)保护钻头 5.氢氧化钠是强碱，主要用来调节钻井液的( A )。 (A)pH值(B)密度(C)粘度(D)失水 6.钻井中要求钻井液含砂量( A )。 (A)越小越好(B)越大越好(C)适当高些(D)适当低点 7.钻井液密度升高，钻速将( B )。 (A)升高(B)下降(C)不变(D)加快 8.钻井液粘度的大小对钻井液携带岩屑的能力( A )。 (A)影响很大(B)影响很小(C)无影响(D)略有影响 9.通常在保证携带岩屑的前提下，粘度应尽量( B )。 (A)高(B)低(C)保持不变(D)提高 10.表示岩石渗透性大小的量，称为岩石的( C )。 (A)硬度(B)渗透量(C)渗透率(D)刚度 11.为降低钻井液对油气层的损害，浸泡时间( B )越好。 (A)越长(B)越短(C)越来(D)越大 12. 井身轴线的切线与( C )之间的夹角叫井斜角。 (A)井身轴线(B)正北(C)铅垂线(D)正南 13.填井打水泥塞的长度一般为( B )m。 (A)20～50 (B)100～150 (C)300～350 (D)200～300 14.填井打水泥塞，在打完水泥顶替水泥浆时，钻杆内水泥浆液面必须( C )钻杆外水泥浆液面。 (A)略低于(B)远低于(C)略高于(D)等于 15.钟摆段钻铤单位长度越重及井斜角越大，钟摆力( A )。 (A)越大(B)越小(C)越稳定(D)越不稳定 16.影响岩心收获率的因素一般有：①操作技术和取心工具：②长筒取心时外筒的稳定性；③( C )；④井下复杂情况。 (A)岩心爪(B)钻具(C)地层(D)井眼 17.取心钻进中，( A )不均匀，使岩心柱忽粗忽细，过细处断开，横卡内筒，造成“磨心”“卡心”。. (A)送钻(B)井径(C)井深(D)含砂 18.评价钻头的选型是否合理，最重要的衡量指标是( C )。 (A)钻进效果(B)进尺(C)钻井成本(D)磨损情况 19.键槽遇卡的主要现象是：能下放而不能上提；能循环而泵压( B )。 (A)升高或憋泵(B)正常(C)略有下降(D)略有升高 20.浴井解卡法是把( B )泵入井内，使其返到卡点部位浸泡，减小滤饼摩阻系数，边泡边活动钻具而解卡的一种方法。 (A)重钻井液(B)解卡剂(C)稠钻井液(D)隔离液
一、判断命题是否正确，错误的加以改正 1、孤立系统的热力状态不能发生变化。 2、答：×，只要孤立系统发生热力过程，其热力状态就会发生变化。 2、工质从同一初态出发，经过一可逆过程和一不可逆过程到达相同的终态，则两种过程中 S g不可逆S g可逆、S f不可逆S f可逆、S不可逆S可逆。 答：×，S f 不可逆S f可逆 3、热力过程中，系统向外界放热，其温度必然降低。 4、答：×，热力过程中，系统向外界放热，其温度不一定降低。 5、一切不可逆循环的热效率答：×，一切循环的热效率t w net。 q1 t w net。 q1 6、系统吸热，其熵一定增加，系统放热，其熵一定减小。 7、答：×，系统吸热，其熵一定增加，系统放热，其熵不一定减小。 6、工质经过不可逆循环后，有 Q 0 ，根据 dS Q dS 0 。T r ，则有 T r 答：×，工质经过不可逆循环后，有Q 0 ，但dS 0 。 T r 二、选择题 1、刚性绝热容器中间用隔板分为两部分，一部分为高压气体，一部分保持真空，抽去隔板 前后 D A、S 0 ， U 0 ； B 、S0，H 0 ； C、S 0 ， U 0 ； D 、S0，U 0。 2、q c p T w t适用于 C A、任意气体、闭口系统、可逆过程； B、实际气体、开口系统、可逆过程； C、理想气体、开口系统、稳流过程； D、任意气体、开口系统、可逆过程。 3、经过不等温传热后， B A、热量的可用能和废热均减少； B、热量的可用能减少，废热增加； C、热量的可用能不变，废热增加；
D、热量的可用能不变，废热减少。 4、当孤立系统中进行了一不可逆过程后，则孤立系统的总能、总熵、总用的变化为 C A、E 0 ， S 0，E X 0； B、E 0 ， S 0，E X 0 C、E 0 ， S 0，E X 0； D、E 0 ， S 0，E X 0 5、在紧闭门窗的房间内，启动一台打开的冰箱，经过一段时间的运行，则室温将 B A、降低； B、升高； C、不变； D、不定。 6、工质不可逆稳态稳流经过某控制容积，则此控制容积内： B A、储存能不变，熵增加； B 、储存能不变，熵不变； C、储存能增加，熵增加； D 、储存能增加，熵不变。 三、简答题 1、什么是可逆过程实现可逆过程的基本条件是什么可逆过程与准静态过程的区别与联系是 什么 答：可逆过程是当系统完成某一过程后，如果令过程沿相同的路径逆行而能使过程中所涉及到 的一切（系统和外界）都回复到原来的状态，而不留下任何的痕迹的过程 实现可逆过程的基本条件是过程无限缓慢，即所有的不平衡势差无限小；没有耗散效应。 可逆过程与准静态过程的共同点：他们都是无限缓慢的、由连续的、无限接近平衡的状态所组成的过程，都可以在坐标图上用连续的实线来表示。 可逆过程与准静态过程的区别是准静态过程着眼与平衡，耗散效应对它无影响，而可逆过程不但强调平衡，而且强调能量传递效果。 2、理想气体从同一初态膨胀到同一终态比体积，定温膨胀与绝热膨胀相比，哪个过程做功 多若为压缩过程，结果又如何 答：对于膨胀过程而言，定温膨胀做功多，若为压缩过程，则定熵压缩耗功多。可以用示功 图来表示。 3、朗肯循环由哪几个过程组成这些热力过程分别在哪些热力设备中完成 答：朗肯循环由定压加热（ 2 分）、定熵膨胀、定压冷却和定熵压缩四个过程组成，这些热 力过程分别在锅炉和过热器、气轮机、冷凝器以及给水泵中完成的。 四、证明题
全国石油工程设计大赛参赛作品格式说明 参赛作品应有封面、作品说明、目录及正文组成。纸张采用A4，页眉采用报告中出现的各章节的名称，黑体，五号，居中；页脚采用页码，Times New Roman，五号，居中。 文件命名方式：编号_团队名称_参赛单位 封面、作品说明部分：格式详见后文。 目录部分：标题“目录”，字体：黑体，字号：小三。章标题，字体：宋体，字号：小四。（各级标题间采用1.5倍行距，对齐方式:分散对齐，数字和英文字母选用Times New Roman小四号）。 正文部分：格式详见后文，具体如下： 页边距：上3.0cm，下3.0cm，左3.0cm、右3.0cm；页眉：2.0cm，页脚：2.0cm；字体：正文全部宋体、小四；行距：多倍行距：1.25，段前、段后均为0，取消网格对齐选项；每章的章标题：黑体，居中，字号：小三，1.5倍行距，段前为0，段后1行，每章另起一页，插入分节符（不要使用分页符，因为每章的页眉不一样），章序号为阿拉伯数字（如第1章，不要使用汉字一、二等）；章中的各级标题：黑体，居左，字号：小四，1.5倍行距，段前0.5行，段后为0.5。正文中的图、表、附注、公式一律采用阿拉伯数字分章编号。如图1.2，表2.3，附注4.5，式6.7等。如“图1.2”
就是指本论文第1章的第2个图。文中参考文献采用阿拉伯数字根据全文统一编号，如文献[3]，文献[3,4]，文献[6-10]等，在正文中引用时用右上角标标出。附录中的图、表、附注、参考文献、公式另行编号，如图A1，表B2，附注B3，或文献[A3]。 打印要求：一律A4纸打印装订。
编号：_______ 全国石油工程设计大赛 National Petroleum Engineering Design Competition （Times New Roman三号居中） 参赛作品(黑体小初居中) 题目(黑体一号居中) 单位名称：________________________ 团队名称：________________________ 负责人：________________________ 联系方式：________________________ 指导教师：________________________ 联系方式：________________________ （黑体四号，1.5倍行间距） 完成日期年月日 全国石油工程设计大赛组织委员会制
建筑环境与设备工程专业 一、选择题(每小题3分，共分) 1.若已知工质的绝对压力P=0.18MPa，环境压力Pa=0.1MPa，则测得的压差为( B ) A.真空pv=0.08Mpa B.表压力pg=0.08MPa C.真空pv=0.28Mpa D.表压力pg=0.28MPa 2.简单可压缩热力系的准平衡过程中工质压力降低，则( A ) A.技术功为正 B.技术功为负 C.体积功为正 D.体积功为负 3.理想气体可逆定温过程的特点是( B ) A.q=0 B. Wt=W C. Wt>W D. Wt A.焓值增加 B.焓值减少 C.熵增加 D.熵减少 7.空气在渐缩喷管内可逆绝热稳定流动，其滞止压力为0.8MPa，喷管后的压力为0.2MPa，若喷管因出口磨损截去一段，则喷管出口空气的参数变化为( C ) A.流速不变，流量不变 B.流速降低，流量减小 C.流速不变，流量增大 D.流速降低，流量不变 8.把同样数量的气体由同一初态压缩到相同的终压，经( A )过程气体终温最高。 A.绝热压缩 B.定温压缩 C.多变压缩 D.多级压缩 9._________过程是可逆过程。( C ) A.可以从终态回复到初态的 B.没有摩擦的 C.没有摩擦的准平衡 D.没有温差的 10.绝对压力p, 真空pv，环境压力Pa 间的关系为( D ) A.p+pv+pa=0 B.p+pa－pv=0 C.p－pa－pv=0 D.pa－pv－p=0 11 Q.闭口系能量方程为( D ) A. +△U+W=0 B.Q+△U－W=0 C.Q－△U+W=0 D.Q－△U－W=0 12.气体常量Rr( A )
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