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石油钻井配件知识之岩石硬度分级

2015/7/26 23:11:17点击:

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岩石硬度分级

岩石级别

坚固程度

代表性岩石

最坚固

 

最坚固、致密、有韧性的石英岩、玄武岩和其它各种特别坚固的岩石。(f=20)

II

很坚固

很坚固的花岗岩、石英斑岩、硅质片岩、较坚固的石英岩、最坚固的

砂岩和石灰岩。(f=15)

III

坚固

致密的花岗岩、很坚固的砂岩和石灰岩、石英矿脉、坚固的砾岩、很

坚固的铁矿石。(f=10)

 

IIIa

坚固

坚固的砂岩、石灰岩、大理石、白云岩、黄铁矿、不坚固的花岗岩。

(f=8)

IV

比较坚固

一般的砂岩、铁矿石。(f=6)

IVa

比较坚固

砂质页岩、页岩质砂岩。(f=5)

V

中等坚固

坚固的泥质页岩、不坚固的砂岩和石灰岩、软砾石。(f=4)

Va

中等坚固

各种不坚固的页岩、致密的泥灰岩。(f=3)

VI 

比较软

软弱页岩、很软的石灰岩、白垩、盐岩、石膏、无烟煤、破碎的砂岩

和石质土壤。(f=2)

VIa

比较软

碎石质土壤,破碎的页岩,粘结成块的砾石、碎石,坚固的煤,硬化

的粘土。(f=1.5)

VII

软致密粘土、较软的煤、坚固的冲击土层、粘土质土壤。(f=1)

 

VIIa

软砂质粘土、砾石,黄土。(f=0.8)

VIII 

土状

腐殖土,泥煤,软沙质土壤,湿砂。(f=0.6)

IX

松散的

砂,山砾堆积,细砾石,松土,开采下来的煤。(f=0.5)

X

流沙状

流沙,沼泽土壤,含水黄土和其它含水土壤。(f=0.3)

 人们在长期的实践中认识到,有些岩石不容易破坏,有一些则难以破碎,难以破碎的岩石一般也难以凿岩,难以爆破,则它们的硬度也比较大,概括地说就是比较坚固。因此人们就用岩石的坚固性这个概念来表示岩石在破碎时的难易程度。

 坚固性大小用坚固性系数来表示又叫硬度系数,也叫普氏硬度系数(f值)。

 坚固性系数f=R/100(R单位 Kg/cm2) 

 R-岩石标准试样的单向极限抗压强度值。如:

①极坚固岩石f=15~20坚固的花岗岩、石英岩、石灰岩等)

②坚固岩石f=8~10(不坚固的花岗岩,坚固的砂岩等)

③中等坚固岩石f=4~6(普通砂岩,铁矿等)

④不坚固岩石f=0.8~3(如黄土,仅为0.3)

 矿岩的坚固性也是一种抵抗外力的性质,但它与矿岩的强度却是两种不同的概念。强度是指矿岩抗压缩、拉伸、弯曲及剪切等单向作用的性能,而坚固性所抵抗的外力却是一种综合的外力(如抵抗锹、镐、机械破碎,炸药的综合作用力)。

 莫氏硬度

陶瓷及矿物材料常用的划痕硬度叫做莫氏硬度,它只表示硬度由小到大的顺序,不表示软硬的程度。后面的矿物可以划破前面矿物的表面。一般莫氏硬度按10级标准的莫氏硬度计确定,后来因为出现了一些人工合成的硬度大的材料,又将莫氏硬度分为15级。

 维氏硬度

在陶瓷材料的研究中,精确测定材料的硬度,通常在维氏显微硬度计上进行。

 岩石分级

 岩石可分三大类:

1、岩浆岩(喷出岩)

2、沉积岩

3、变质岩

1、岩浆岩主要有:花岗岩、安山岩、闪长岩、流纹岩、玄武岩、辉长岩等。

2、沉积岩主要有:石英砂岩、石灰砾岩、泥铁岩、白云岩、泥岩、石膏等。

3、变质岩主要有:片麻岩、绿泥石片岩、千枚岩、大理岩、云母片岩等。

 虽然岩石的面貌是千变万化的,但是从它们的形成环境,也就是从成因上来划分,可以把岩石分为三大类:沉积岩、岩浆岩和变质岩

1、沉积岩:沉积岩是在地表或近地表不太深的地方形成的一种岩石类型,它是由风化产物、火山物质、有机物质等碎屑物质在常温常压下经过搬运、沉积和石化作用,最后形成的岩石。不论哪种方式形成的碎屑物质都要经过搬运过程,然后在合适的环境中沉积下来,经过漫长的压实作用,石化成坚硬的沉积岩。沉积岩依照沉积物颗粒的大小又分砾岩、砂岩、页岩、石灰岩。

2、沉积岩的形成:

1、风化侵蚀:在河流上的大石头,经年累月被侵蚀风华,逐渐崩解成小的泥沙、碎屑。

2、搬运:这些碎屑被水流从上游搬运到下游。

3、堆积:下游流速减缓,搬运力减小,岩石碎屑便沉积下来。

4、压密:新的沉积物压在旧的沉积物上,时间久了,底下的沉积物被压得较紧实。

5、胶结:地下水经过沉积物的孔隙,带来的矿物质填满孔隙,使岩石碎屑颗粒紧紧胶结在一起,形成沉积岩。

6、露出:沉积在海底的沉积岩层在板块运动的推挤下拱出海面,露出地表。

2、岩浆岩:岩浆岩也叫火成岩,是在地壳深处或上地幔中形成的岩浆,在侵入到地壳上部或者喷出地表冷却凝固并经过结晶作用形成的岩石。因为它形成的条件和沉积岩差别很大,因此它的

特点也与沉积岩明显不同。岩浆岩又分安山岩、玄武岩、花岗岩。有地底岩浆冷却凝固形成。

由于岩浆成分和冷却方式不同,便形成不同的火成岩。岩浆岩的形成:

1、安山岩:岩浆由火山口喷出地面,快速冷却形成。

2、玄武岩:岩浆经由缓和喷发漫流而出,逐渐冷凝形成的。

3、花岗岩:岩浆并不喷出地面,而是在地下慢慢冷却形成的。

3、变质岩:在地壳形成和发展过程中,早先形成的岩石,包括沉积岩、岩浆岩,由于后来地质环境和物理化学条件的变化,在固态情况下发生了矿物组成调整、结构构造改变甚至化学成分的变化,从而形成一种新的岩石,这种岩石被称为变质岩。变质岩是大陆地壳中最主要的岩石类

型之一。变质岩又分板岩、片岩、片麻岩、大理石。变质岩的形成:

1、为变质前的岩层:由于沉积或火山作用,堆积出一层层岩层。

2、挤压岩层:在强大压力和摩擦力作用下,产生温度和压力,使得深埋在地下岩石发生变质作用。

3、变质成新岩石:岩石里分散排布的矿物结晶会呈规矩排列,或生出新矿物来,而变成各种新的变质岩。

 在全球陆地表面,沉积岩覆盖了75%,岩浆岩和变质岩占陆地面积1/4。但是到了地下深处,沉积岩逐渐变成了少数民族。在整个地壳中,沉积岩只占地壳体积的8%,变质岩占了

27%,剩下的65%都是岩浆岩。