器相比，具有大量高幅度实际声事件点的具有陡峭曲线的切割器是固有韧性较低的。因此，根据累积分布表示2100，切割器制造商#1切割器样本#1切割器绘图2150与切割器制造商#2切割器样本#2切割器绘图2160之间的比较指示切割器制造商#1切割器样本#1切割器比切割器制造商#2切割器样本#2切割器的固有韧性更高。而且，根据图21，存在表示切割器制造商#1切割器样本#1切割器绘图2150的3条曲线以及表示切割器制造商#2切割器样本#2切割器绘图2160的2条曲线。这些绘图2150和2160示出方法1600(图16)具有高分辨能力，使得可检测相同组的样本内的可变性。图16中所提供的方法向用户提供信息以用于以客观方式在其它切割器间对切割器韧性进行排名。
[0083]图17示出根据本发明的示例性实施例的图16的单循环方法1680的详细流程图。参考图17，在步骤1705，单循环方法1680开始。单循环方法1680从步骤1705进行到步骤1710。在步骤1710，读取第一数据点。在完成步骤1710之后，单循环方法1680进行到步骤1715，在该步骤读取下一数据点。在步骤1715之后，单循环方法1680进行到步骤1720。在步骤1720，计算两个数据点之间的差并且将该差与用于限定声事件的第一容许值相比较。根据一个示例性实施例，第一容许值为大约0.5毫伏。然而，第一容许值可以在其它示例性实施例中更高或更低。如果两个数据点之间的差不小于第一容许值，则单循环方法1680进行到步骤1725。在步骤1725，将两个数据点中的第二个限定为可能的声事件点。单循环方法1680从步骤1725进行到步骤1745，在该步骤单循环方法1680确定是否存在另一数据点。如果在步骤1745确定不存在另一数据点，则单循环方法1680进行到步骤1750，在该步骤单循环方法1680停止。然而，如果在步骤1745确定存在另一数据点，则单循环方法1680回到步骤1715。
[0084]如果在步骤1720确定两个数据点之间的差小于第一容许值，则单循环方法1680进行到步骤1730。在步骤1730，将两个数据点之间的差与第二容许值相比较。根据一个示例性实施例，第二容许值为大约0.01毫伏。然而，第二容许值可以在其它示例性实施例中更高或更低。如果两个数据点之间的差不小于第二容许值，则单循环方法1680回到步骤1715，并且不限定第二数据点。然而，如果两个数据点之间的差小于第二容许值，则单循环方法1680进行到步骤1735。
[0085]在步骤1735，确定两个数据点之间的差是否为负并且已经连续地小于“z”次为负或者确定该差是否为正并且已经连续小于“u”次为正。根据一个示例性实施例，“z”为2并且“u”为3。然而，“u”值和“z”值任一或两者可以在其它示例性实施例中更高或更低。如果两个数据点之间的差为负并已经连续地小于“z”次为负或者为正并已经连续小于“u”次为正并非是真的，则单循环方法1680回到步骤1715并且不限定第二数据点。然而，如果两个数据点之间的差为负并已经连续地小于“z”次为负或者为正并已经连续小于“u”次为正，则单循环方法1680进行到步骤1740。
[0086]在步骤1740，两个数据点中的第二个被限定为背景边界点。单循环方法1680从步骤1740进行到步骤1745，在该步骤确定是否存在另一数据点。单循环方法1680继续，直到按照上述步骤到达步骤1750。因此，单循环方法1680提供了一种方法来确定哪些数据点应当被限定为可能的声事件点、背景边界点或者不被限定为任一点类型。
[0087]图18示出根据本发明的示例性实施例的图16的双循环方法1690的详细流程图。参考图18，在步骤1805，双循环方法1690开始。双循环方法1690从步骤1805进行到步骤1810。在步骤1810，使用背景边界点来创建背景噪声函数曲线。在完成步骤1810之后，双循环方法1690进行到步骤1815，在该步骤读取第一可能的声事件点。在步骤1815之后，双循环方法1690进行到步骤1820。在步骤1820，计算出可能的声事件点与背景噪声函数曲线之间的差，并且确定该差是否大于用于限定实际声事件点的第三容许值。根据一个示例性实施例，第三容许值为大约0.08毫伏。然而，第三容许值可以在其它示例性实施例中更高或更低。如果可能的声事件点与背景噪声函数曲线之间的差不大于第三容许值，则双循环方法1690进行到步骤1825。在步骤1825，读取下一可能的声事件点并且双循环方法1690回到步骤1820。然而，如果可能的声事件点与背景噪声函数曲线之间的差大于第三容许值，则双循环方法1690进行到步骤1830。
[0088]在步骤1830，计算实际声事件点与背景噪声函数曲线之间的幅度、持续时间和面积。双循环方法1690从步骤1830进行到步骤1840。在步骤1840确定是否存在另一可能的声事件点。如果存在另一可能的声事件点，则双循环方法1690回到步骤1825，在该步骤双循环方法1690继续。然而，在步骤1840，如果不存在另一可能的声事件点，则双循环方法1690进行到步骤1845，在该步骤双循环方法1690停止。因此，双循环方法1690提供了一种方法来确定哪些数据点应当被限定为实际声事件点并然后为每个所限定的声事件点计算面积。
[0089]图22示出根据示例性实施例的图10的处理器1020的框图。如先前所述，用于执行图16-18中所示的一个或多个步骤的方法是在处理器1020内执行的。然而，在某些其它示例性实施例中，这些方法是人工执行的，或者是人工地和处理器内执行的组合。处理器1020位于数据记录仪590或计算机系统内。尽管显示一个处理器1020，但是可以使用多个处理器而不脱离示例性实施例的范围和精神。处理器1020包括一个或多个处理器引擎
2200ο
[0090]处理器引擎2200包括:声数据收集引擎2210、背景点确定引擎2220、可能的声事件点确定引擎2230、背景噪声函数曲线内插引擎2240、实际声事件点确定引擎2250、实际声事件面积计算引擎2260、以及累积面积和负荷曲线引擎2270。尽管在处理器引擎2200内包括7个引擎，但是引擎的数量可以在其它示例性实施例中更大或更小。另外，这些先前提到的处理器引擎2200中的一个或多个可以被组合成更少的处理器引擎2200或者被分成附加的处理器引擎2200而不脱离示例性实施例的范围和精神。
[0091]声数据收集引擎2210从至少声传感器收集数据，该数据包括背景点和可能的声事件点。在一些示例性实施例中，声数据收集引擎2210也收集来自负荷的数据，使得相应的背景点和可能的声事件点与给定负荷相关。背景点确定引擎2220评价从声传感器获得的数据，并且确定所述数据点是否是背景点。背景点确定引擎2220执行图16的步骤1615。可能的声事件点确定引擎2230评价从声传感器获得的数据，并且确定所述数据点是否是可能的声事件点。可能的声事件点确定引擎2230执行图16的步骤1625。背景点确定引擎2220和可能的声事件点确定引擎2230彼此同时运行，但是可以在一些替代的示例性实施例中彼此独立地运行。
[0092]背景噪声函数曲线内插引擎2240使用先前确定的背景点来生成背景噪声函数曲线。背景噪声函数曲线内插引擎2240执行图16的步骤1620。实际声事件点确定引擎2250使用先前确定的可能的声事件点和背景噪声函数曲线来确定实际声事件点。实际声事件点确定引擎2250执行图16的步骤1630。一旦确定了实际声事件点，则实际声事件面积计算引擎2260确定在实际声事件点与背景噪声函数曲线之间形成的面积。实际声事件面积计算引擎2260执行图16的步骤1635和步骤1640。累积面积和负荷曲线引擎2270针对每个实际声事件点将累积面积分布与实际测试负荷相比较。累积面积和负荷曲线引擎2270执行图16的步骤1645。尽管处理器引擎2200在一些示例性实施例中位于处理器1020中，但是处理器引擎2200可以驻留在存储介质中，包括、但不限于:一个或多个硬盘驱动器、USB驱动器、光盘、数字视频盘、或者本领域普通技术人员公知或还未知的任何其它存储设备。
[0093]尽管在示例性实施例中描述了处理器引擎2200，但是用于确定切割器的韧性的指令可以在驻留在存储介质1040(图10)内的软件中提供。该软件包括类似于上述处理器引擎2200的模块和/或代码。
[0094]图23显示根据示例性实施例的代替图1的切割器100的、在图5和9的相应声发射测试系统500和900内可测试的岩石样本2300。参考图5、6、9和23，岩石样本2300代替声发射测试系统500或声发射测试系统900中的切割器100。测试方法和结果的分析类似于上述的那些方法和分析并且提供与岩石样本2300的无侧限抗压强度和/或韧性相关的信息。
[0095]岩石样本2300为圆柱形，其类似于切割器100。岩石样本包括在岩石样本2300的一个端部处的第一平面表面2310，在岩石样本的相对端部处的第二平面表面2320，以及从第一表面2310延伸到第二表面2320的圆周表面2330。然而，在替代的示例性实施例中，岩石样本2300成形为其它几何或非几何形状，如立方形。在某些示例性实施例中，岩石样本2300的形状是可重复形状，使得多个岩石样本2300形成有大致类似的形状；由此允许测试结果是可比较的。
[0096]图24显示根据示例性实施例的插入可加压室2410内的图5的声发射测试设备505。可加压室2410内的压力以可控制和可测量方式可变。可加压室2410内的压力在一些示例性实施例中从Opsi可变化到大约40000psi ;然而，压力的范围可以在其它示例性实施例中更高或更低。在该示例性实施例中，包括传感器570和压头550的其它部件能够耐受在可加压室2410内形成的压力。根据这些示例性实施例，岩石侧限抗压强度和韧性在液体静压力的不同水平下是可测量的，由此提供在地球表面之下的不同深度处的岩石性质的重要信息。所收集的信息可用于改善岩石故障机制的知识并且也导致新的理论和岩石固体力学模型。所收集的信息也可用于确认还未证明的其它已知理论。尽管可加压室2410是用于在压力下测试硬或超硬材料100 (如岩石样本2300)的一种方法，但是可以在替代的示例性实施例中使用用于在硬或超硬材料100上提供压力的其它机构，如使用组装在一起并且围绕硬或超硬材料100的高强度结合环。
[0097]岩石样本2300的UCS和韧性的知识可由设计者使用以产生具有出色性能的新的和创新的钻头设计和/或开发包含UCS值和Kie值的新的钻头设计程序。从岩石样本2300获得的信息可用于校准地球科学和/或地质力学软件和工具。
[0098]尽管已经描述了本发明的一些示例性实施例，但是替代的示例性实施例包括使用硬或超硬材料100的加热。硬或超硬材料100的该加热发生在将负荷施加到硬或超硬材料100之前、期间和/或之后任一或其组合。热以本领域普通技术人员公知的多种方式中的任何一种被供应，所述方式包括、但不限于火焰、激光、红外线和/或加热液体。
[0099]根据某些示例性实施例，存在各种不同类型的硬或超硬材料100，包括不同类型的切割器100(切割器类型)。根据某些示例性实施例，每种类型的切割器100由相同制造商以相同尝试设计规范制造和/或制作。尽管相同类型的切割器100中的每个切割器100的硬度不精确地相同，但是假设相同类型的切割器100中的每个切割器100的硬度彼此相似或至少与确定硬度相关，所述确定硬度例如可以是针对该特定类型的切割器100的平均硬度或在测试切割器中最经常出现的硬度。根据一些示例性实施例，作为例子，不同切割器类型包括:a)由相同制造商并且以不同规范制造的切割器；b)由不同制造商并且以不同规范制造的切割器；和/或c)由不同制造商并且以相同规范制造的切割器。测试切割器是从经历上述的声测试的特定切割器类型选择的切割器100的组。测试切割器包括来自特定切割器类型中的I个切割器100到50个切割器100的任何数量的切割器，然而测试切割器的数量可以更加大。因此，在当硬或超硬材料100是切割器100时的例子中，一个或多个测试切割器100从特定切割器类型选择并且根据上述的声测试方法进行测试。针对测试切割器100确定的硬度表示属于该相应的切割器类型的所有切割器100的硬度。一旦各种切割器类型相对于其它切割器类型的硬度被用户知道，用户能够确定哪种切割器类型对于它将用于其中的应用是可接受的或最佳的。根据一些示例性实施例，这些切割器100联接到使用的工具，例如井下工具(如钻头或铰刀)。钻头包括至少一个切割器100，其中它的硬度已从由与切割器100相同的切割器类型制造的测试切割器100确定并且其已经历上述的声测试方法。在某些示例性实施例中，工具、钻头或其它井下工具包括来自不同切割器类型的两个或更多个切割器100，其中至少一个切割器100已从由与所述至少一个切割器100相同的切割器类型制造的测试切