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时间:2019-07-08
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1、第一章1.岩石的物理——力学性质有哪些?岩石力学性质是岩石在受外力作用后所表现的性质,包括岩石的变形特性、强度特性、表面特性等。变形特性包括弹性塑性和脆性;强度特性包括抗压抗剪抗拉和抗弯强度;表面特性包括硬度和研磨性,这些力学性质对钻进速度、碎岩功耗和钻头寿命等有直接的影响。3.岩石在静载作用下的破碎机理在平底压头受载时,在第一极值带会形成环形裂纹,呈圆锥形向深部延伸,到一定深度后截止,而对称轴上的第二危险值带朝边缘发展,形成镰刀状极限状态区,继续加载时极限区的体积和压力增大,他向外趋于排挤或排开周围岩石的力也增大,由于岩石的抗剪抗拉强度很小,一旦侧压力达到某一极值时,周围的岩石便突然崩离并
2、形成破碎穴,周围岩石崩离后,丫头下方的圆锥被压碎,压头突然入侵到一定深度。特点是塑性变形+“跳跃性”剪蹦,破碎坑穴大于切削具的断面积4.岩石在动载作用下的破碎机理当冲击能量不大时,在岩石的表面只能见到压头冲击的痕迹—边缘出现裂纹。增加冲击能后,在边缘之外变出现环形崩离体,称之为脆性破碎第一形态,随着冲击能的增加,崩离题的体积稍有增加。冲击能量达到一定值后,压头地下的岩石发生与静压时相似的脆性破碎,称之为脆性破碎第二形态,再继续增大冲击能,不会引起破碎形态的明显的质的变化,余下的能量使压头的侵深有所增加,并使接触面周围的岩石,崩离体出现,当冲击能达到相当大的数值的时候,则出现稳定的第三破碎形态
3、。特点:“跳跃性”剪蹦,体积破碎5.影响碎岩效果的因素载荷大小的影响,;碎岩工具形状的影响,;加载速度的影响,液柱压力的影响.6.岩石可钻性分级的方法:1)按岩石的物理力学性质分级:压入硬度法、摆球硬度法、普氏系数法、综合力学性质法;2)利用现场实际钻进资料,即实钻法;3)利用破碎岩石单位体积所消耗功,即比功法;4)利用模拟钻进实验台对岩石进行标定,即微钻法。7.岩石的强度和硬度的区别和联系:强度是固体物质在外载作用下抵抗破坏的能力。硬度是岩石抵抗外部更硬物体压入其表面的能力。前者时抗压强度是固体抵抗整体破坏时的阻力,硬度是故意表面对另一物体局部压入或侵入时的阻力。硬度指标更接近于钻探过程的
4、实际情况。一般硬度和抗压强度成正相关。8.为啥说岩石的单轴抗压强度与钻探工程的关系密切?因为在回转钻进中,岩石破碎工具在岩石表面移动时,是在局部侵入的同时是岩石发生剪切破碎。岩石的抗压硬度为单向抗压硬度的(1+2n)倍。9.影响岩石强度的因素:影响岩石强度因素可分为自然因素和工艺因素两类。(1)一般造岩矿物强度高者其岩石的强度也高。但沉积岩的强度取决于胶结物所占的比例及成分。(2)岩石的孔隙度增加,密度降低,其强度则降低,反之亦然,一般岩石的强度随埋深的增大而增大。(3)岩石的强度具有明显的各向异性。(4)岩石的受载方式导致岩石的强度值差异很大。(5)多向应力状态下的岩石强度比简单应力状态下
5、的强度高出许多倍。(6)外载作用速度的增加使岩石的应变速率增大,大幅度地提高岩石的强度;加载速度对塑性岩石强度的影响大于对脆性岩石强度的影响。10.影响岩石硬度的因素分为自然因素和工艺因素两大类(1)岩石中石英及其他坚硬矿物或碎屑含量愈多,胶结物的硬度越大,岩石的颗粒越细,结构越致密,则岩石的硬度越大。而孔隙度高,密度低,裂隙发育的岩石硬度将会降低。(2)岩石的硬度具有明显的各向异性。但层理对岩石硬度的影响正好与对岩石强度的影响相反。垂直于层理方向的硬度值小,平行于层理的硬度最大。(3)在各向均匀压缩的条件下,岩石的硬度增加。在常压下硬度越低的岩石,随着围压增大,其硬度值增长越快。(4)随着
6、加载速度增加,将导致岩石的塑性系数降低,硬度增加。11.影响岩石研磨性的自然因素和工艺因素,(1)岩石颗粒的硬度越大,岩石的研磨性也越强,富含石英的岩石具有强研磨性。(2)岩石胶结物的粘结强度越低,岩石的研磨性越强。(3)岩石颗粒形状尖锐,颗粒尺寸越大,则岩石的研磨性越强。(4)孔隙性岩石表面粗糙,在与工具接触的局部易产生应力集中,从而增强岩石的研磨性。(5)硬度相同的时,单矿物岩石的研磨性较低,非均质和多矿物的岩石研磨性较强。(6)介质会改变岩石的研磨性,湿润和含水的岩石硬度和研磨性都会降低。12.影响岩石可钻性的固有因素和技术因素固有因素——岩石自身因素和自然环境因素;技术因素——设备因
7、素、工具方法、工艺参数。第四章:1.金刚石的特性:金刚石为碳的结晶体,晶体结构为正四面体,碳原子之间以共价键相连,结构非常稳定,典型的晶型有:立方体,八面体,十二面体。金刚石是世界是最硬、抗压强度最大、抗磨碎能力最强的材料。2.天然与人造金刚石各分几个等级:天然金刚石品级:TTTYTBTDTXTS人造金刚石品级:RTRYRB3.表镶金刚石的碎岩过程:即金刚石沿同心圆运动时,它向岩石传递一定的能量,岩石吸收能量
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