岩土钻掘工程试题答案

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1、《岩土钻掘工程学》课程试题库1答案一.判断题（请选择正确的观点或方案）1.A2.A3.A4.A5.B6.B7.A8.B9.B10.A11.B，C12.C13.C14.B15.B16.B17.B18.B19.B20.A20.B21.B22.A24.A，B，D25.C，E，F26.B13二.填空题1.岩浆岩、沉积岩和变质岩三类。金属和非金属矿床赋存于岩浆岩和变质岩中，而煤和石油等可燃性矿产通常赋存于沉积岩中。2.可把岩石分成三类：(a)弹-脆性岩石、(b)弹-塑性岩石和(c)高塑性岩石。3.弱研磨性泥岩，中研磨性灰岩，强研磨性石英砂岩。4.由岩心管、异径接头、取粉管、扶正器、钻铤

2、、钻杆和主动钻杆组成。5.传递钻压和扭矩的载体、输送冲洗介质的通道、更换钻头、提取岩心管和处理事故的载体、绳索取心和反循环连续取心时岩心的通道和承担孔底动力机反扭矩的载体。6.破碎塑性岩石时，其切入深度h0与轴向力Py成正比，而与切削具的刃角β、刃宽b、岩石的压入硬度Hy成反比。7.①  在软岩和中硬岩层应选择硬质合金回转钻头；②  在中硬及部分中硬以上岩层应选择铣齿牙轮钻头；③  在硬岩岩层应选择金刚石钻头或钢粒钻头；④  在硬脆岩层应选择镶齿牙轮钻头。8.以WC颗粒为骨架，钴为粘结剂。9.含钴量越高，则其硬度↓、耐磨性↓、抗弯强度↑、冲击韧性↑；WC颗粒越细，则其硬度↑、

3、耐磨性↑；反之，则抗弯强度↑、韧性↑。10.①钻头体，②切削具出刃，③切削具的镶焊角度，④硬质合金切削具在钻头体上的布置方式，⑤切削具在钻头体上的数目，⑥钻头的水口和水槽。11.冲击-回转钻进特点是以冲击载荷碎岩为主，回转力矩主要是使切削具沿孔底剪切两次冲击间残留的岩石脊峰，其适用范围硬-坚硬岩石；回转-冲击钻进特点是在一般硬质合金或金刚石回转钻进基础上增加高频低冲击功，其适用范围中硬-硬岩石。12.“钻孔弯曲强度”的含义是单位孔身长度的顶角或方位角变化。13二.论述题（参考答案）1.岩石按其粘结状态可分为：坚固岩石、粘结性岩石、松散性岩石和流动性岩石。在钻探施工中：坚固岩石

4、若无裂纹孔（井）壁稳定不必加固，而在强裂隙性岩石中必须加固与防漏；粘结性岩石在湿润状态下具有膨胀性，易造成孔（井）壁缩径；松散性岩石必须加固孔（井）壁，以防止坍塌；流动性岩石必须跟管钻进。2.岩石的力学性质是岩石在外载作用下才表现出来抵抗变形和破坏的能力。包括强度、硬度、弹性、脆性、塑性和研磨性等。岩石的强度——岩石在载荷作用下抵抗破坏的能力；岩石的硬度——反映岩石抵抗外部更硬物体压入（侵入）其表面的能力；岩石的弹性指标——弹性模数：弹性范围内应力与应变的比值，泊松比：弹性变形阶段横向应变与纵向应变的比值；岩石的塑性指标——塑性系数：岩石破碎前所消耗的总能量与弹性变形的能量之

5、比；岩石的研磨性——岩石磨损工具的能力。3.岩石的孔隙度——岩石中孔隙体积与岩石总体积之比。岩石的孔隙性削弱了岩石的强度。4.岩石的各向异性表征岩石在不同的方向上力学性质的差异。强度——垂直于层理方向抗压强度最大，平行于层理最小，斜交方向介于两者之间；硬度——垂直于层理方向硬度最小，平行于层理最大；弹性模量——平行于层理最大，垂直于层理方向最小。在钻探工作中将导致孔斜。5.因为岩石硬度反映的是岩石抵抗外部更硬物体压入（侵入）其表面的能力。既岩石表面对另一物体局部压入或侵入时的阻力。所以它更接近于钻掘过程的实际情况。6.岩石的塑性系数K=（岩石破碎前所消耗的总能量/弹性变形的能

6、量）。按岩石塑性系数可把岩石分为弹-脆性（K=1）、弹-塑性（K=2~6）和高塑性（K＞6）岩石。7.岩石的研磨性——岩石磨损工具的能力。影响因素：岩石颗粒硬度越大，胶结物粘结强度越低，岩石颗粒形状越尖锐、颗粒尺寸越大，岩石表面越粗糙（非均质和多矿物岩石），则研磨性越强；湿润和含水的岩石研磨性降低。不一定岩石的硬度越大其研磨性就一定强。13例如：泥质石英砂岩其中的胶结物较软，压入硬度并不大，钻进中较软的胶结物首先被破碎下来，石英颗粒出露使岩石表面变粗糙，从而增强了研磨能力。1.测定岩石硬度的常用方法：静压入法、冲击回弹法。其中前者模拟硬质合金和金刚石钻进，后者模拟牙轮钻进、冲

7、击回转钻进。2.碎岩工具与岩石作用的三类主要方式：切削-剪切型——钻头碎岩刃具轴向力Py和切向力Px作用下，以速度vθ向前移动切削(剪切)岩石；冲击型——刃具给孔底岩石以直接的冲击动载；冲击-剪切型——钻头刃具上不仅作用有轴向力Py、切向力Px和回转速度vθ，还有冲锤或牙轮滚动对刃具的冲击速度vz。举例：切削-剪切型——硬质合金钻进；冲击型——钢丝绳冲击钻；冲击-剪切型——牙轮钻进、液动冲击-回转钻进。3.平底压头在外载作用下压入岩石时，接触面下方岩石的等应力分布状态如图所示，最大剪应力所在的第一危险极