[发明专利]岩石抗压强度识别方法、设备以及旋转钻进岩石的方法

权利要求书

1.一种岩石抗压强度识别方法，其特征在于，所述方法包括：

S1、使用旋转钻进装置(100)钻进岩石；

S2、通过所述旋转钻进装置(100)的工作参数计算所述旋转钻进装置(100)所做的功和岩石表面的摩擦能，根据所述旋转钻进装置(100)所做的功与岩石破碎功和岩石表面的摩擦能之和的能量守恒以及所述岩石破碎功与所述岩石的抗压强度σ_压的关系式获得所述岩石的抗压强度σ_压。

2.根据权利要求1所述的岩石抗压强度识别方法，其特征在于，步骤S1包括使用所述旋转钻进装置(100)钻进岩石预定时间t，所述旋转钻进装置(100)包括岩石破碎面呈圆形的钻头，其中，P为所述旋转钻进装置(100)输出的加压力，M为所述旋转钻进装置(100)的输出扭矩，h为所述钻头在所述预定时间t内钻进岩石的深度，n为所述钻头在所述预定时间t内旋转的圈数，μ为所述钻头与岩石的摩擦系数，A为所述钻头的横截面积。

3.根据权利要求1所述的岩石抗压强度识别方法，其特征在于，步骤S1包括使用所述旋转钻进装置(100)钻进岩石预定时间t，所述旋转钻进装置(100)包括筒钻，其中，P为所述旋转钻进装置(100)输出的加压力，M为所述旋转钻进装置(100)的输出扭矩，h为所述筒钻在所述预定时间t内钻进岩石的深度，n为所述筒钻在所述预定时间t内旋转的圈数，r为所述筒钻的半径，t为所述筒钻的壁厚，μ为所述筒钻与岩石的摩擦系数。

4.一种旋转钻进岩石的方法，其特征在于，所述方法使用旋转钻进装置(100)并包括：

S1’、通过权利要求1-3中任意一项所述的方法获得待挖岩石的抗压强度σ_压；

S2’、根据所述抗压强度σ_压调整或保持所述旋转钻进装置(100)的工作参数。

5.一种岩石抗压强度识别设备，其特征在于，所述岩石抗压强度识别设备包括旋转钻进装置(100)、检测装置(200)和控制装置(300)，所述检测装置(200)用于检测所述旋转钻进装置(100)的工作参数，所述控制装置(300)与所述检测装置(200)电连接，以通过所述检测装置(200)检测的工作参数计算旋转钻进装置(100)所做的功和岩石表面的摩擦能，从而根据所述旋转钻进装置(100)所做的功与岩石破碎功和岩石表面的摩擦能之间的能量守恒以及所述岩石破碎功与所述岩石的抗压强度σ_压的关系式获得所述岩石的抗压强度σ_压。

6.根据权利要求5所述的岩石抗压强度识别设备，其特征在于，所述旋转钻进装置(100)包括岩石破碎面呈圆形的钻头，所述控制装置(300)根据公式计算所述抗压强度σ_压，其中，P为所述旋转钻进装置(100)输出的加压力，M为所述旋转钻进装置(100)的输出扭矩，h为所述钻头在预定时间t内钻进岩石的深度，n为所述钻头在所述预定时间t内旋转的圈数，μ为所述钻头与岩石的摩擦系数，A为所述钻头的横截面积。

7.根据权利要求5所述的岩石抗压强度识别设备，其特征在于，所述旋转钻进装置(100)包括筒钻，所述控制装置(300)根据公式计算所述抗压强度σ_压，其中，P为所述旋转钻进装置(100)输出的加压力，M为所述旋转钻进装置(100)的输出扭矩，h为所述筒钻在所述预定时间t内钻进岩石的深度，n为所述筒钻在所述预定时间t内旋转的圈数，r为所述筒钻的半径，t为所述筒钻的壁厚，μ为所述筒钻与岩石的摩擦系数。

8.根据权利要求6或7所述的岩石抗压强度识别设备，其特征在于，所述旋转钻进装置(100)包括钻杆(110)、动力头(120)和用于下放所述钻杆的主卷扬，所述检测装置(200)包括用于检测所述主卷扬的下放长度的第一检测单元(210)和用于检测所述动力头的旋转圈数的第二检测单元(220)。