[发明专利]一种获取岩石断裂韧性的各向异性的方法及装置

权利要求书

1.一种获取岩石断裂韧性的各向异性的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1：沿井深方向获取第一岩心和第二岩心，所述第一岩心和所述第二岩心的质心之间距离小于预设距离；

步骤2：沿所述第一岩心的轴向在所述第一岩心表面上进行轴向造槽重复刻划，以在所述第一岩心表面刻划出沿所述第一岩心轴向的沟槽，在所述轴向造槽重复刻划过程中，轴向刻划速度保持恒定，轴向刻划深度单次恒定且逐次增加；

步骤3：根据刀具尖部所述第一岩心破碎形态、刀具尖部擦挂所述第一岩心表面产生的颗粒形态、试验过程中的声音信号和力值信号，判断所述第一岩心所处的破坏状态，若判断所述第一岩心处于塑性破坏状态，则回到所述步骤2，若判断所述第一岩心处于脆性破坏状态，则进入步骤4，并记录所述第一岩心由塑性破坏状态到脆性破坏状态的轴向临界刻划深度；

步骤4：以所述轴向临界刻划深度为轴向初次刻划深度，沿所述沟槽在所述第一岩心表面进行轴向断裂重复刻划，获取每一次刻划过程中不同轴向刻划距离下第一法向力和第一切向力的大小，其中，在所述轴向断裂重复刻划过程中，轴向刻划速度保持恒定，轴向刻划深度单次恒定且逐次增加；

步骤5：将轴向断裂重复刻划过程中每一次刻划的轴向刻划深度、不同轴向刻划距离下第一法向力和第一切向力的数值代入公式(1)，获取所述第一岩心处于脆性破坏状态时，其在不同轴向刻划深度、不同轴向刻划距离下的轴向断裂韧性：

在公式(1)中，K_c1为轴向断裂韧性，F_t1为第一切向力，F_n1为第一法向力，d₁为轴向刻划深度，w₁为轴向刻划宽度，所述轴向刻划宽度w₁为所述刀具尖部的宽度；

步骤6：根据不同轴向刻划深度、不同轴向刻划距离下所述第一岩心的轴向断裂韧性的数值，获取所述第一岩心的轴向断裂韧性的连续剖面；

步骤7：沿所述第二岩心的周向在所述第二岩心表面上进行周向造槽重复刻划，以在所述第二岩心表面刻划出沿所述第二岩心周向的沟槽，在所述周向造槽重复刻划过程中，周向刻划速度保持恒定，周向刻划深度单次恒定且逐次增加；

步骤:8：根据刀具尖部所述第二岩心破碎形态、刀具尖部擦挂所述第二岩心表面产生的颗粒形态、试验过程中的声音信号和力值信号，判断所述第二岩心所处的破坏状态，若判断所述第二岩心处于塑性破坏状态，则回到所述步骤7，若判断所述第二岩心处于脆性破坏状态，则进入步骤9，并记录所述第二岩心由塑性破坏状态到脆性破坏状态的周向临界刻划深度；

步骤9：以所述周向临界刻划深度为第二刻划深度，沿所述沟槽在所述第二岩心表面进行周向断裂重复刻划，获取每一次刻划过程中不同周向刻划距离下第二法向力和第二切向力的大小，其中，在所述周向断裂重复刻划过程中，周向刻划速度保持恒定，周向刻划深度单次恒定且逐次增加；

步骤10：将断裂重复刻划过程中每一次刻划的第二刻划深度、不同周向刻划距离下第二法向力和第二切向力的数值代入公式(2)，获取所述第二岩心处于脆性破坏状态时，其在不同周向刻划深度、不同周向刻划距离下的周向断裂韧性：

在公式(2)中，K_c2为周向断裂韧性，F_t2为第二切向力，F_n2为第二法向力，d₂为周向刻划深度，w₂为周向刻划宽度，所述周向刻划宽度w₂为所述刀具尖部的宽度；

步骤11：根据不同周向刻划深度、不同周向刻划距离下所述第二岩心的周向断裂韧性，获取所述第二岩心的周向断裂韧性的连续剖面；

步骤12：根据所述第一岩心的轴向断裂韧性的连续剖面和所述第二岩心的周向断裂韧性的连续剖面，获取岩石的断裂韧性的各向异性。