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《工程钻探与取样技术》中的岩石研磨性分析

时间:2023-10-13 理论教育 版权反馈
【摘要】:岩石磨损工具的能力称为岩石的研磨性。对于机械回转钻进而言,除岩石的强度、硬度和变形特征之外,岩石的研磨性指标也是不可忽略的重要因素。岩石的研磨性决定碎岩工具的效率和寿命,对钻进规程参数选择、钻头设计及使用具有重大影响。岩石的研磨性不是与矿物成分对应的单值性指标,必须在具体条件下通过实测才能获得数据。介质会改变岩石的研磨性,湿润和含水的岩石研磨性降低。

《工程钻探与取样技术》中的岩石研磨性分析

机械方法破碎岩石的过程中,工具本身也受到岩石的磨损而逐渐变钝,直至损坏。岩石磨损工具的能力称为岩石的研磨性。

对于机械回转钻进而言,除岩石的强度、硬度和变形特征之外,岩石的研磨性指标也是不可忽略的重要因素。岩石的研磨性决定碎岩工具的效率和寿命,对钻进规程参数选择、钻头设计及使用具有重大影响。

在钻进过程中存在着两种类型的磨损:①破岩过程中的摩擦磨损,将使钻头切削具变钝,减小钻头的内外径,从而缩短钻头工作寿命。它与所钻岩石的研磨性、钻头切削具的耐磨性及钻进规程参数有关。②磨粒磨损,它与从孔底分离出来的岩屑硬度和研磨性、孔底区域内岩屑的数量有关,即取决于钻进速度、冲洗液吹洗孔底的程度。在孕镶金刚石钻进中这种磨损形式是把双刃剑,如果岩粉量合适,能起到超前磨蚀钻头胎体帮助金刚石出刃,提高机械钻速的作用;但孔底岩粉量过多又可能导致钻头的非正常磨损,甚至导致事故的产生。

岩石的研磨性不是与矿物成分对应的单值性指标,必须在具体条件下通过实测才能获得数据。没有测试条件时,可以通过分析自然因素和工艺因素的影响来定性确定岩石的研磨性。

(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。(www.xing528.com)

(2)岩石颗粒形状越尖锐,颗粒尺寸越大,胶结物的黏结强度越低,岩石的研磨性越强。

(3)硬度相同时,单矿物岩石的研磨性较低,非均质和多矿物的岩石(如花岗岩)研磨性较强。因为这类岩石中较软的矿物(云母长石)首先被破碎下来,使岩石表面变得粗糙,同时石英颗粒出露,而增强了研磨能力。

(4)介质会改变岩石的研磨性,湿润和含水的岩石研磨性降低。

(5)岩石的研磨性还与钻头的耐磨性、移动速度、岩屑能否完全排出等孔底过程有密切关系。如果钻压不大转速很高,或者钻压很大转速很低,都可能增大磨损量。所以,要从岩石的研磨性出发选择钻头切削具材料、确定钻进规程和冲洗规程,以保证钻头的均衡磨损。

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