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钻凿工艺学绪言根据钻岩工具所用的材质，将钻进方法分为：硬合金钻进、金刚石钻进、钢粒钻进。根据施加外力的性质或方式，可把钻进方法分为：冲击钻进、回转钻进、冲击回转钻进。为了使钻进工作能够不断地进行，也即使钻孔向地层深部不断地延伸到预定的地点，必须进行破碎岩石、清除岩屑、维护孔壁等三项必须的工作环节。钻速：机械钻速、回次钻速、技术钻速、经济钻速、循环钻速第一章岩石性质及破碎机理塑性指数：用破碎前消耗的总能量与弹性变形能量之比；影响岩石强度的因素：岩石的物质成分岩石的结构构造岩石的容重和孔隙度受力条件应力状态载荷速度岩样的线性尺寸温度和湿度岩石的硬度：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。影响岩石硬度的因素：岩石的矿物成分和结构构造（岩石的强度具有明显的各向异性，岩石的孔隙度增加，密度降低，其强度则降低，反之亦然。因此，一般岩石的强度随埋深的增大而增大。）多向应力状态载荷速度液体介质工具形状和尺寸岩石的研磨性：用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。影响岩石研磨性的因素：岩石颗粒的硬度越大，其研磨性也越强，富含石英的岩石具有强研磨性岩石胶结物的粘结强度越低，岩石的研磨性越强。岩石颗粒形状越尖锐，颗粒尺寸越大，则岩石的研磨性越强。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。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。试验证明，当工具与所钻岩石表面摩擦时，在轴向压力未达到岩石的压入硬度值之前，动摩擦系数是轴向力和滑动速度的增函数，而达到和超过后，动摩擦系数便保持恒定或有所下降。岩石的可钻性：岩石的可钻性是在一定钻进方法下岩石抵抗钻头破碎它的能力。它反映了钻进作业中岩石破碎的难易程度，它不仅取决于岩石自身的物理力学性质，还与钻进的工艺技术措施有关，所以它是岩石在钻进过程中显示出来的综合性指标。它是合理选择钻进方法、钻头结构及钻进规程参数的依据，同时也是制订钻探生产定额和编制钻探生产计划的基础。岩石可钻性是个多变量的函数，它不仅受控于岩石的性质，而且与外界技术条件和工艺参数有密切的关系。岩石的可钻性评价：用岩石力学性质评价岩石的可钻性用实钻速度评价岩石的可钻性用微钻速度评价岩石的可钻性用碎岩比功评价岩石的可钻性钻头碎岩刃具：根据刃具同岩石的作用方式和碎岩机理，所有碎岩刃具可分为：切削——剪切型、凿碎型、凿碎——剪切型；岩石破碎过程的基本概念：岩石破碎过程的发展，不是随载荷的增加而平稳的进行的，而是当荷载达到某一值后，发生突然的侵入破碎；只有当荷载达到某一定值时，才能产生大体积崩落破碎；当载荷不足以产生大剪切时，则只能在岩石中产生压裂作用，形成一些裂隙；载荷过小时，只是在岩石表面形成一些微小裂纹，甚至发生弹性变形，因此破碎效果极差；第二章岩心钻探钻具一套回转岩心钻具是由钻头、岩心管、异径接头、取粉管、钻杆住、连接接头、水龙头等组成；钻杆柱的功用：（1）钻杆柱把钻压和扭矩传递给钻头，实现连续给进；（2）钻杆柱为清洁孔底和冷却钻头提供输送冲洗介质的通道；（3）钻杆柱还是更换钻头、提取岩心管和进行事故打捞的工作载体；（4）在绳索取心钻进和水力反循环连续取心钻进中，钻杆柱还是提取岩心的通道；（5）用孔底动力机钻进时，靠钻杆柱把动力机送至孔底，输送高压液体或气体并承担反扭矩。钻铤：在大口径钻进中常会用到钻铤。钻铤直径大于钻杆，位于钻杆柱的最下部。其主要特点是壁厚大（相当于钻杆壁厚的4～6倍），具有较大的质量、强度和刚度。给钻头施压保证复杂应力条件下的必要强度减缓钻头的震动控制孔斜零断面和中和点：在减压钻进中，部分自重由钻机提拉而平衡，所以在钻杆柱的某点纵向力为零；钻杆柱的旋转方式：（钻杆柱受力严重部位是下部、孔口处和零断面附近。）钻杆柱像一根刚性的弯曲杆，它围绕着钻孔中心旋转，称为公转；这种情况下钻杆产生一边偏磨；钻杆像一根柔性轴，虽然弯曲，但围绕着自身的中心旋转，称为自转；此时钻杆表面产生均匀磨损；钻杆柱围绕钻孔轴线旋转，但不是沿着孔壁滑动而是沿着孔壁反向滚动（公转与自转的结合），钻杆柱同时围绕自身轴线和钻孔轴线旋转。其磨损均匀，也受到交变弯曲应力的作用，但循环次数比第一种形式低得多。钻杆柱的合理使用：用参数KT=Td/Tl作为判别指标。Td－钻孔钻进时间；Tl－钻杆柱使用寿命。（1）变换使用方式（KT≤0.5及0.7＜KT≤1时）（2）综合使用方式（KT＝0.7时）第三章硬质合金钻头1.硬质合金钻进：利用镶焊在钻头体上的硬质合金切削具，作为破碎岩石的工具这种钻进方法称为硬质合金钻进。2.可钻性适用级别：中等硬度以下的岩层，即1-7级和部分8级的岩层。3.硬质合金钻进井底碎岩过程：1）塑性岩石