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岩心钻探课程设计参考资料第一章 岩石的物理力学性质§1 岩石的强度岩石强度是指岩石在各种形式的外力〔拉伸、压缩、剪切、弯曲〕作用下抵抗破碎的能力强度的单位是Pa〔帕〕或MPa〔兆帕〕，常见岩石的强度见表1-1和表1-2表1-1 几种常见岩石单轴向抗压强度表岩石名称抗压强度〔MPa〕岩石名称抗压强度〔MPa〕石英磁铁矿蚀变闪长岩55.1石英镜铁矿330.0致密灰岩95.6硅化流纹斑岩306.8闪长岩200.2硅质板岩261.1绢云母拉长片岩142.6球状流纹岩257.2石英片岩187.5伟晶岩204.7细粒硅化硬砂岩186.9黑云母花岗岩134.2岩矽卡岩互层64.8斜长黑云母片岩78.4煌斑岩132.0蚀变凝灰岩115.2黑云母石英闪长岩207.0花岗闪长岩169.8角闪石闪长岩144.0钠长斑岩102.4蚀变正长斑岩29.0细粒花岗岩183.3强硅化粉砂岩164.6细中粒花岗岩154.8绿泥石化闪长玢岩231.0辉绿岩254闪长玢岩143.0粗粒花岗岩100.1硅化灰岩241.0细粒斜长花岗岩170.2安山岩122.0中粒斑状花岗岩153.0含铁石英岩247.0石灰闪长岩192.0硅质灰岩166.0砂质页岩174.8风化花岗闪长岩36.0结晶灰岩40.0白云岩157.4粉砂岩223.1店花岗岩220.0千枚岩183.7纯橄榄岩56.0二云母石英片岩65.4变质安山岩33.0绢云母片岩125.2橄榄岩25.0粉砂岩63.1辉长岩82.8黄铁铝锌矿358.6菱镁岩95.3深灰色硅质页岩75.5表1-2 几种主要岩石在不同形变化下相对强度岩石名称相对强度〔%〕抗压抗剪抗弯抗拉花岗岩100982-4砂 岩10010-122-62-5石灰岩100158-104-10页 岩10025146§2 岩石的硬度岩石的硬度是岩石抵抗工具侵入的能力。

硬度的单位是MPa〔兆帕〕常见岩矿物的压入硬度见表1-3和表1-4 表1-3 常见岩石的压入硬度 单位：MPa岩石名称压入硬度岩石名称压入硬度泥质板岩泥质页岩2-7.5石英闪长岩40-43中粒砂岩17-25辉绿岩50-55细粒砂岩25-33玄武岩10-14粉砂岩7-9.5辉岩34-38多孔石灰岩石英岩58-73致密石灰岩11-20碧玉铁质岩70-81致密白云岩12-14岩9.5-13硅化白云岩40-45霓石角岩80-85燧石60-70正长斑岩31.5-33含泥质和钙质的燧石36-43浑长岩20-24花岗岩30-37石灰岩7-15正长岩35-38 表1-4 不同矿物的各种硬度表 单位：MPa矿 物名 称莫氏硬度HM显微硬度Hµ赫兹硬度HZ压入硬度HE肖氏硬度HS洛氏HR维氏HV诺氏HL滑 石岩 盐石 膏方解石硬石膏白云岩萤 石磷灰石长 石燧 石石 英黄 玉刚 玉金刚石1-23--456-78910--222818--150026604150-5840---252006301100220032501890536079509250-10000112001430020600100000--33013501700-16303600-49304900-560074507100-90201250017000-2200080000-8500050-140920--110023702530-3080525011500-50-2051170--160024102930-483050207100-6-833--374079-868988-§3 岩石的研磨性岩石研磨性是指岩石磨损工具的能力它决定了钻头及切削具的消耗。

岩石研磨性指标视测定方法而定岩石按研磨性分类见表1-5岩石磨擦系数见表1-6和表1-7表1-5 研磨杆所得岩石研磨性分类表研磨性等 级研磨性程 度研磨性指 标〔mg〕代 表 岩 石1极低<5石灰岩、岩、不含石英的软流化矿〔方铅矿、闪锌矿、磁黄铁矿〕磷灰石岩盐、页岩2低5-10硫化矿及重晶石、硫化矿泥岩、软的片岩〔石灰质、泥质、绿泥质、绿泥板状的〕3中下10-18碧玉岩、角岩、石英硫化矿石细粒岩浆岩、石英长石细粒砂岩、铁矿石、矽化石灰岩4中18-30石英长石细粒砂岩、辉绿岩、粗粒黄铁矿砷黄铁矿脉石英、石英硫化矿石细粒岩浆岩、矽化灰岩、碧玉铁质岩、玄武熔岩5中上30-45石英及长石中粗砂岩、斜长花岗岩、霞石正长岩、细粒花岗岩及闪长岩珍岩、云英岩、煌斑岩辉长岩、片麻岩、矽片黄铁长英岩、滑石棱镁片岩6较高45-65中粗粒花岗岩、闪长岩、花岗闪长岩、正长岩、玢岩霞石正长岩、角斑岩、辉岩二长岩、闪长岩、石英及矽化片岩、片麻岩7高65-90玢岩闪长岩、花岗岩、花岗霞石正长岩8极高>90含刚玉岩石表1-6 几种岩石的磨擦系数表岩石名称磨擦系数岩石名称摩擦系数铁质石英岩花岗岩石英质砂岩石灰岩泥灰岩粘土表1-7 不同介质下的岩石磨擦系数表岩石名称岩石外表状况枯燥水湿润泥浆湿润泥质页岩石灰岩白云岩弱胶结尖角颗粒砂岩弱胶结圆角颗粒砂岩硬质砂岩石英岩花岗岩无水石膏-011-0.13§4 岩石的可钻性岩石的可钻性表示钻进过程中岩石抵抗破碎的程度是岩石的综合特性，是衡量钻进难易程度的主要指标。

岩心钻探岩石的可钻性分级表见表1-8 >.表1-8 岩石可钻性分级标准表岩 石 级 别岩 石 类 别岩石物理性质时效回次长度〔m〕代 表 性 岩 石压入硬度MPa摆球硬度统计效率m／h弹次塑性系数金刚石硬合金钢粒1松软疏散的280次生黄土、次生江泥土、泥质土壤、软砂质土壤、冲积砂土层、湿的软泥硅、土泥灰质腐植层2较松软疏散的240黄土层、红土层、松散的泥灰层、松散的高岭土类、砂浆、黄土层、冰含有10﹪-20﹪砾石的粘土，砂质土层3软的200全部风化变质的页岩、板岩、千枚岩、片岩、轻微微胶结的砂层、泥灰层、石膏质土层、褐煤烟煤、松软锰矿4较软的1.70页岩类、较致密的泥灰岩、泥质砂岩、块状石灰岩、白云岩、风化剧烈的橄榄岩、和蛇纹岩、铝矾土、中硬煤层、岩盐钾盐无水石膏高岭土层、褐铁矿、火山碳灰岩5稍硬的900-190028-350.33- 0.372.90- 3.802.501.50卵石碎石砾石层、崩层泥质板岩、细粒石灰岩、细粒结晶的石灰岩岩、蛇纹岩、纯橄榄岩、风化的角闪斑岩、硬烟煤无煤烟松散砂质硅灰岩6中等硬度1750- 275034-420.29- 0.352.001.501.30黑色角闪斜长片麻岩、白云斜长片麻岩、黑云母岩、白云岩、蚀变角闪闪长岩、角闪岩角岩7中等硬度2600- 360040-481.401.351.10白云斜长片麻岩、石英白云石岩、透辉石化闪长玢岩、黑云角闪斜长岩、透辉石岩、白云石岩、石英闪长玢岩、黑云母石英片岩8硬的3400-440046-540.801.200.85花岗岩、矽卡岩、化闪长玢岩、柘榴子矽卡岩、石英闪长斑岩、石英角闪岩、混合伟晶岩、黑云母花岗岩、斜长闪长岩、斜长角闪岩、混合片麻岩、凝灰岩9硬的4200-520052-601.000.65混合岩化浅粒岩、花岗岩、斜长角闪岩、混合闪长岩、斜长闪长岩、钾长伟晶岩、橄榄岩斜长混合岩、闪长玢岩、斑状花岗岩闪长岩10坚硬的5000-610059-680.750.50硅化岩、矽卡岩、混合斜长片麻岩、钠长斑岩、钾长伟晶岩、斜长角闪岩、长英质混合岩化角闪岩、斜长岩、花岗岩、石英岩、硅质凝灰砂砾岩、英安质角砾熔岩11坚硬的6000-720067-750.500.32凝灰岩 石英角岩 英安岩12最坚硬>1000〉70<0.20<0.600.16石英角岩 玉髓熔凝灰岩 纯石英岩. >.第二章 岩心钻探设备岩心钻探设备的选择依据是施工地区地质条件、钻探目的、钻进方法、孔径、孔深、交通条件等。

§1 岩心钻机常用的岩芯钻机有立轴式和转盘式全液压钻机用得少，过去以*U型为主，目前还保存使用，作为保存机型，开展机型为液压立轴式岩心钻机"*Y〞型，有*Y-1、*Y-2、*Y-3、*Y-4、*Y-5等数种钻机的技术性能见表2-1、2-2、2-3、2-4、2-5、2-6、2-7表2-1 *Y系列1型钻机主要技术参数表型 号技 术 参 数*Y-1*Y-1A钻进深度 m钻杆直径 mm钻孔倾角 (°)1004275-90100 10042 4375-90立轴回转器通孔径 mm44转 速正r/min142;285;570160-1035(五档)反r/min给进机构型 式上顶力 kN给进力 kN给进展程 mm双油缸24.514.。