- •Лабораторные работы по механике горных пород
- •©Ухтинский государственный технический университет, 2009
- •Содержание
- •1 Определение механических свойств горных пород методом статического вдавливания 5
- •2 Определение абразивной способности горных пород методом л.И. Барона и а.В. Кузнецова 29
- •3 Определение твёрдости минералов и металлов 38
- •3.1 Цель лабораторной работы 38
- •4 Изучение влияния воздействия буровых растворов внутреннее трение в лабораторной модели щели 48
- •4.1 Цель лабораторной работы 48
- •1Определение механических свойств горных пород методом статического вдавливания
- •1.1Цель лабораторной работы
- •1.2Приборы и материалы
- •1.3Начальные условия
- •1.4Подготовка к испытанию (для ознакомительного чтения)
- •1.5Общее руководство по проведению работы
- •1.6Правила пользования прессовой установкой
- •1.6.1Конструкция пресса
- •1.6.2Подготовка пресса к работе
- •1.6.3Возможные проблемы
- •1.6.4Ошибки в проведении работы
- •1.6.5Предварительные указания перед испытанием на твёрдость
- •1.6.6Установка образца на поршень пресса
- •1.6.7Порядок проведения испытания
- •1.7Состав протокола испытания
- •1.8Обработка результатов испытаний
- •1.8.1Первый способ графической обработки
- •1.8.1.1Метод палетки
- •1.8.1.2Метод разбивки площади диаграммы на правильные фигуры
- •1.8.2Второй способ графической обработки
- •1.9Точность результатов испытания
- •1.10Оформление лабораторной работы
- •1.11Контрольные вопросы
- •2Определение абразивной способности горных пород методом л.И. Барона и а.В. Кузнецова
- •2.1Краткая теория
- •2.2Цель лабораторной работы
- •2.3Установка и принцип её использования
- •2.4Режим испытания пород на абразивность
- •2.5Порядок испытания
- •3Определение твёрдости минералов и металлов
- •3.1Цель лабораторной работы
- •3.2Краткая теория
- •3.3Устройство прибора пмт-3
- •3.4Включение и выключение прибора
- •3.5Порядок выполнения работы
- •3.5.1Подготовка к испытанию
- •3.5.2Вдавливание пирамиды в образец
- •3.5.3Определение значений сдвига
- •3.5.4Измерение диагоналей отпечатков.
- •3.5.5Определение твёрдости.
- •4Изучение влияния воздействия буровых растворов внутреннее трение в лабораторной модели щели
- •4.1Цель лабораторной работы
- •4.2Ознакомление с прибором всв-25
- •4.3Подготовка пар трения исследуемых материалов к работе
- •4.4Порядок выполнения опытов
- •4.5Фиксация и обработка результатов опытов
- •4.6 Задание
- •Приложение Правила пользования аналитическими весами влр-200
- •5 Уборка рабочего места
3.5.5Определение твёрдости.
Твёрдость H определяется по формуле:
где: F – весовая нагрузка на алмазную пирамиду;
S – площадь отпечатка от вершины алмазной пирамиды.
Площадь отпечатка S определяется по формуле:
где: d – длина диагонали;
α – угол при вершине пирамиды Виккерса (136 градусов).
Тогда:
.
Если за место подставить его численное значение 1,854, то получим:
[1].
Результаты расчётов свести в таблицу 3.1.
Таблица 3.9 – Результаты опытов и вычислений
Название образца |
№№ укола п/п |
Нагрузка, Н |
Измерение диагоналей: номера отсчётов и длина диагонали d, мкм |
Средняя длина диагонали на отпечатке,мкм |
Средняя длина диагонали на образце, мкм |
Твёрдость, МПа |
|||||
1-я диагональ |
2-я диагональ |
||||||||||
1 |
2 |
d |
1 |
2 |
d |
||||||
металл |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
неметалл |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4Изучение влияния воздействия буровых растворов внутреннее трение в лабораторной модели щели
4.1Цель лабораторной работы
Нарушение устойчивости литифицированных глинистых пород на стенках скважины зависит от наличия в породах объёмной сети трещин, размеры ячеек которой соизмеримы и меньше диаметра этой скважины. Трещины могут быть естественными и искуственными. Естественные образовались в результате геологических процессов осадконакопления, литогенеза, метаморфизма, тектоники. Искусственные трещины образуются под действием бурильного инструмента и перераспределения напряжений.
Искусственные трещины отличаются от естественных большей хаотичностью. Кроме того, в искусственных трещинах поначалу отсутствует выпавший в осадок наполнитель, который вместе с буровым раствором и его фильтратом может сильно повлиять на внутреннее сцепление, что непосредственно связано с устойчивостью стенок скважины.
Цель данной лабораторной работы заключается в том, чтобы с помощью имитации простейшей трещины, которая делается из аналогичной породы, что и интересуемый интервал бурения, спрогнозировать качественное влияние одного шламовыносящего агента в сравнении с другим, на внутреннее сцепление и внутреннее трение размокшей горной породы на стенках скважины.