第二章--岩石的破碎机里.pptVIP

第三节 岩石在外载下的破碎过程 动压入时破碎岩石的能容量AV (即破碎单位体积岩石所消耗的能量)，可按下式确定： （J/cm3） 式中 TK ——冲击能量，J， V ——破碎岩石体积，cm3。 第三节 岩石在外载下的破碎过程 第三节 岩石在外载下的破碎过程 由于破碎体积不均匀地变化，造成能容量曲线有最大值和最小值。 从总体上看， 随着冲击能量 TK 的增加，动载破碎岩石的能容量有减小的趋势。 能容量曲线上的第一个最小值与形成第二破碎形态相对应；第二个最小值与形成第三破碎形态相对应。形成第二和第三破碎形态后，冲击能虽然增加，但破碎体积基本不变，所以单位体积破碎功出现最大值。 第三节 岩石在外载下的破碎过程 对于岩石破碎过程的解释，概括起来可以得出以下的基本概念： (1) 岩石破碎过程的发展，不是随载荷的增加而平稳地进行的， 而是当载荷达到某一值后， 发生突然的侵入破碎。 (2)载荷过小时，只是在岩石表面形成一些微小裂纹，甚至只发生弹性变形。因此破碎效果极差。 (3) 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。 (4)只有当载荷达某一定值时，才能产生大体积崩落破碎，这时破碎效果最好。 第三节 岩石在外载下的破碎过程 不论是动载还是静载压入时，破碎岩石能容量都是跳跃式地逐渐减小，并且动载破碎的能容量比静载的要高，如下表。 破碎形态 能容量， J/cm3 加载方式 第一破碎形态 第二破碎形态 第三破碎形态 静载 － 109 39 动载 195 145 50 第三节 岩石在外载下的破碎过程 第三节 岩石在外载下的破碎过程 由上表可以看出，随着加载速度的增加，岩石的单位体积破碎功增大。破碎工具对岩石作用时，岩石中发生硬化和松弛两个过程。硬化的实质是岩石颗粒结晶晶格产生严重的扭曲，导致变形阻力增大，而松弛则使变形阻力减小。从硬化到松弛需要一定的时间。加载速度大，松弛过程不能得到充分进行，从而影响破碎效果。 第三节 岩石在外载下的破碎过程 （六）动－静载联合碎岩 研究和试验表明，在一定的静载作用下加高频动载作用，会减缓钻头磨损，提高破岩效率。较小的钻压(静载)可减少钻柱的多次弯曲，避免较大静载产生的井斜和钻柱磨损及疲劳损坏，还能防止钻头早期损坏。 静载的作用： （1）提高冲击动载作用力的峰值； （2）使切削具和地层紧密接触，减少动载作用的传递损失 第三节 岩石在外载下的破碎过程 动－静载联合下岩石碎岩过程： （1）孔底不规则的表面在静载作用下被压平; （2）静载逐渐增加，接触处产生弹性变形: (3)在静载和动载联合作用下，钻头下面的岩石开始出现微裂纹，钻头外侧边界处的应力集中线向外形成放射性的裂纹; (4) 2个主要裂纹在岩石中形成一个长而窄的岩屑压碎和压实带，形成破碎区，岩石表面破裂，出现许多贝壳状的碎块: (5)作用力增长变慢，两侧产生的剪切体被工具吃入而崩出，作用力下降，形成一个破碎坑。 第四节 碎岩效果指标 碎岩效果指标的定义：衡量钻进速度、钻进成本、钻进质量的经济技术指标。钻进速度、钻进成本、钻进质量之间有着密切的联系。 钻进效果指标内容 包括：钻速、每米钻孔成本、岩矿心采取率和钻孔弯曲等。 它们受多因素的影响，包括不可控因素和可控因素。不可控 因素是指客观存在的因素，如所钻的地层、岩性及其埋深等；可控因素是指通过一定的设备和技术手段可进行人工调节的因素，如钻头类型、冲洗液性能、钻压、转速和泵量等。 第四节 碎岩效果指标 1、机械钻速 机械钻速是单位纯钻进时间内所钻的进尺。计算式如下： （m/h） 式中：H——钻进进尺，m； t——纯钻进时间，h。 机械钻速表示岩石钻进的难易程度，取决于岩石的性质、钻进 方法、钻具、钻进工艺和技术的合理性等因素。机械钻速表示了钻进工作最基本的状况，在一定的条件下，必须优选钻进参数。 2、回次钻速 表示从钻具开始下入钻孔，进行钻进，直到把钻具从钻孔提出的工 序中（即所谓