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鉆頭選型和鉆頭使用的依據是巖石的機械物理性能和地層條件。與鉆頭使用密切相關的巖石性質是:硬度、塑性和研磨性。
巖石的硬度是指巖石抵抗鉆頭切削件壓入的能力。巖石的硬度與巖石顆粒的成分、大小及顆粒間的膠結物性質有關。比較級別為:1級一滑石;2級一石膏;3級一方解石;4級一螢石;5級一磷灰石;6級一正長石;7級一石英;8級一黃玉;9級一剛玉;10級一金剛石。級數越高，硬度越大，鉆速越慢。
巖石的塑性與脆性是兩個對立的概念，物體在破壞前呈塑性變形的性質叫塑性，物體在破壞前不發生塑性變形的性質叫脆性。塑性大的物體沒有脆性或脆性很小，反之，脆性大的物體沒有塑性或塑性很小。對巖石而言，可分為三類，一類是在破壞前不發生塑性變形的脆性巖石，如花崗巖、石英砂巖;二類是在破壞前塑性變形很大的塑性巖石，如泥巖;三類是在破壞前呈現不大的塑性變形后即破碎的塑脆性巖石，如泥質膠結的砂巖。巖石的研磨性指在巖石與鉆頭接觸的表面上，巖石和巖屑對鉆頭的磨損作用。巖石磨損鉆頭的能力叫巖石的研磨性，與巖石本身的成分、顆粒大小和形狀等有關。巖石的研磨性越大，鉆頭磨損越嚴重，鉆頭總進尺就越少。按單位磨擦路程磨損把各種巖石按研磨性由小到大共分為12級。1級一泥巖和碳酸鹽巖;2級一石灰巖;3級一白云巖;4級一硅質巖石;5級一含鐵-鎂巖石及含5%石英的低研磨性巖石;6級一長石巖;7級一含石英多于15%的長石巖及含石英顆粒10%的較低研磨性巖;8級一石英晶質巖石;9級一石英碎屑巖，硬度PYz350Kg/mm2;10級一石英碎屑巖，硬度PY =100~200Kg/mm2及含石英顆粒10~20%的巖石;11級一石英碎屑巖，硬度PY =200~250Kg/mm2及含石英顆粒30%的巖石;12級一石英碎屑巖，硬度PY〈100Kg/mm2。鹽巖、泥巖和一些硫酸鹽、碳酸鹽巖等不含石英顆粒時是研磨性最小的巖石;石灰巖、白云巖等是低研磨性巖石;火成巖中含長石及石英少，粒度細，礦物間的硬度差小研磨性小
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