巖石可鉆性測(cè)試實(shí)驗(yàn)

中國(guó)石油大學(xué)（巖石可鉆性的測(cè)定）實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)日期：2014?10?21成績(jī)：班級(jí)：石工11-11學(xué)號(hào):11021525姓名:徐銀亮教師:郭辛陽(yáng)同組者：夏平張棟杜順明劉磊 巖石可鉆性的測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 了解巖石的可鉆性；2、 掌握巖石可鉆性的測(cè)量方法。二、實(shí)驗(yàn)原理1、實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)中使用巖石可鉆性測(cè)試儀來(lái)測(cè)量巖石的可鉆性，如下圖1所示。設(shè)備的具體技術(shù)指標(biāo)參見(jiàn)《巖石可鉆性測(cè)定及分級(jí)方法-SY/T5426-2000》。Av Vi圖1巖石可鉆性測(cè)試儀2、測(cè)量原理使用特制微鉆頭（牙輪鉆頭或PDC鉆頭），以一定的鉆壓（牙輪鉆頭為890N±20N，PDC鉆頭為500N±10N）和轉(zhuǎn)速（55r/min±1r/min）在巖樣上鉆三個(gè)特定深度的孔（牙輪鉆頭為2.4mm，PDC鉆頭為3mm），取三個(gè)孔鉆進(jìn)時(shí)間的平均值為巖樣的鉆時(shí)（匕），對(duì)七取以2為底的對(duì)數(shù)值作為該巖樣的可鉆性級(jí)值七，計(jì)算公式如下所示：七logt求得可鉆性級(jí)值后，再查巖石可鉆性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照表（如下表1所示）進(jìn)行定級(jí)。哀1巖石可帖性分級(jí)對(duì)照表類提值%r軟<2<2Z二2Y32J-<2>3-<4234-<5了一履中五六責(zé)-澎七7-<SinAh-<y2s—睥九An X*1測(cè)量原理詳見(jiàn)《巖石可鉆性測(cè)定及分級(jí)方法-SY/T5426-2000》。三、實(shí)驗(yàn)步驟1、 試樣用石油鉆井所取井下巖心或地面采的巖石，巖樣制備成圓柱體（直徑40-100mm，高度30-80mm）或長(zhǎng)方體（長(zhǎng)寬各100mm，高度20-100mm）,端面平行度公差值司.2mm，試驗(yàn)前將試樣放在溫度設(shè)定為105-110均的干燥箱內(nèi)烘烤24小時(shí)；2、 將手輪上移至最上端，取下巖心支架、鉆頭和接屑盤并清掃干凈；3、 裝上接屑盤，將所選的微型鉆頭安裝在花鍵軸上端（注意：鉆頭上鍵槽應(yīng)對(duì)準(zhǔn)花鍵軸上端的鍵?。?，安裝好鉆頭后，將巖心支架回歸原位；4、 關(guān)閉所有鉆井模式（牙輪模式和PDC模式），打開(kāi)總電源，打開(kāi)相應(yīng)鉆進(jìn)模式開(kāi)關(guān)（牙輪模式或PDC模式，開(kāi)關(guān)如圖2所示），打開(kāi)電機(jī)調(diào)速器上的電機(jī)開(kāi)關(guān)，開(kāi)動(dòng)電機(jī)，調(diào)電機(jī)至規(guī)定轉(zhuǎn)速55轉(zhuǎn)/分（注意：教師進(jìn)行此項(xiàng)調(diào)速操作，學(xué)生請(qǐng)不要調(diào)電機(jī)轉(zhuǎn)速，避免產(chǎn)生危險(xiǎn)！），然后關(guān)閉電機(jī)開(kāi)關(guān)；5、 選擇好相應(yīng)的鉆壓砝碼（牙輪鉆頭用兩個(gè)砝碼，PDC鉆頭只用一個(gè)下部大砝碼），放在砝碼支架上；6、 將準(zhǔn)備好的試樣放在巖心支架上，手輪下移，稍用力夾緊巖樣，如果鉆頭高出巖心支架，應(yīng)在輕輕夾緊巖樣的同時(shí)，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)小手搖泵手輪，卸掉液壓系統(tǒng)壓力（注意：要確保巖樣的鉆井面一定為平面?。?。7、 轉(zhuǎn)動(dòng)手搖泵給活塞缸和儲(chǔ)能器加壓，先使鉆頭上移頂在巖樣底面上，后頂砝碼至最高點(diǎn)（注意：該過(guò)程中應(yīng)特別注意觀察壓力表，不能使壓力表超過(guò)0.9MPa!），然后，回?fù)u手搖泵，使砝碼下行，觀察壓力表，停搖手搖泵后，壓力能夠反彈至試驗(yàn)規(guī)定值后即可；8、 待壓力穩(wěn)定后，按清零按鈕，待位移、時(shí)間清零后，再按清零按鈕復(fù)位；9、 打開(kāi)電機(jī)開(kāi)關(guān)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；10、 當(dāng)位移顯示至規(guī)定值（牙輪鉆頭模式2.6mm,PDC鉆頭模式4mm），電機(jī)停轉(zhuǎn)后立即關(guān)閉電機(jī)開(kāi)關(guān)；11、 記錄鉆進(jìn)時(shí)間；12、 逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)手搖泵手柄，先后使砝碼和鉆頭下行至最底部（注意：當(dāng)壓力降至將近零點(diǎn)時(shí)，應(yīng)緩慢斜壓，不要使壓力表承受過(guò)大負(fù)壓?。?3、 松開(kāi)手輪，卸下巖樣；14、 取下巖心支架，抱住接屑盤外圈，向上同時(shí)取下接屑盤和鉆頭（注意：不要直接抓著鉆頭向上拔出，以免撞傷手部?。?；15、 清理后，將接屑盤和鉆頭裝回原位；16、 應(yīng)及時(shí)對(duì)手輪和手搖泵絲杠、砝碼支架活塞、液缸活塞、花鍵軸加油和維護(hù)，保證活動(dòng)順暢。四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)鉆頭模式牙輪模式鉆時(shí)/s173265357483平均鉆時(shí)/s69.5五、數(shù)據(jù)處理（需列出詳細(xì)計(jì)算過(guò)程）根據(jù)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的鉆進(jìn)時(shí)間，結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理中巖石可鉆性的計(jì)算方法及分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算巖石可鉆性并將結(jié)果填入表2中（注意：要求列出計(jì)算過(guò)程?。?。表2巖石可鉆性試驗(yàn)記錄表鉆頭模式牙輪模式鉆時(shí)/s173265357483平均鉆時(shí)/s69.5巖石可鉆性等級(jí)中6Kd=log21=log269.5=6.12六、思考題實(shí)驗(yàn)過(guò)程中哪些步驟對(duì)測(cè)量結(jié)果精度影響較大，如何操作才能提高測(cè)量結(jié)果的精度？答：巖樣，桌面平整光滑度，手輪轉(zhuǎn)動(dòng)力度，鉆速的調(diào)整，鉆壓的施加，未清零或未復(fù)位等環(huán)節(jié)，應(yīng)該如下操作1，將準(zhǔn)備好的試樣放在巖心支架上，手輪下移，稍用力夾緊巖樣，如果鉆頭高出巖心支架，應(yīng)在輕輕夾緊巖樣的同時(shí)，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)小手搖泵手輪，卸掉液壓系統(tǒng)壓力（注意：要確保巖樣的鉆井面一定為平面?。?。,2,轉(zhuǎn)動(dòng)手搖泵給活塞缸和儲(chǔ)能器加壓，先使鉆頭上移頂在巖樣底面上，后頂砝碼至最高點(diǎn)（注意：該過(guò)程中應(yīng)特別注意觀察壓力表，不能使壓力表超過(guò)0.9MPa!），然后，回?fù)u手搖泵，使砝碼下行，觀察壓力表，停搖手搖泵后，壓力能夠反彈至試驗(yàn)規(guī)定值后即可；，3待壓力穩(wěn)定后，按清零按鈕，待位移、時(shí)間清零后，再按清零按鈕復(fù)位；調(diào)研并簡(jiǎn)要介紹巖石可鉆性是如何應(yīng)用于工程實(shí)踐？思考巖石可鉆性的其它應(yīng)用？答;在巖土鉆掘工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐中，人們常常希望能事先知道所施工巖石的破碎