4 Изучение влияния воздействия буровых растворов внутреннее трение в лабораторной модели щели 48

4.1 Цель лабораторной работы 48

4.2 Ознакомление с прибором ВСВ-25 48

4.3 Подготовка пар трения исследуемых материалов к работе 50

4.4 Порядок выполнения опытов 51

4.5 Фиксация и обработка результатов опытов 53

4.6 Задание 55

Приложение 56

1Определение механических свойств горных пород методом статического вдавливания

1.1Цель лабораторной работы

Цель лабораторной работы: составить протокол заданного числа точечных испытаний по методу статического вдавливания интересуемого образца горной породы, который оформить в виде таблицы заданной формы (вместе с итоговым определением средних по всему образцу значений механических свойств).

Определить оптимальный для бурения этой породы тип породоразрушающего инструмента по справочнику.

1.2Приборы и материалы

Для подготовки к работе¹: приспособления для резания и шлифования образцов; микрометр по ГОСТ 6507-60; планиметр; индикаторы часового типа многооборотные с ценой деления 0,001 или 0,002 по ГОСТ 9696-61; поверочная плита по ГОСТ 10905-64; лупа измерительная по ГОСТ 8309-57; абразивные порошки №12 и №6 по ГОСТ 3647-59; микропорошок М20 и М18 по ГОСТ 3647-59; эксикатор по ГОСТ 6371-64;

Для проведения испытания: микроскоп типа МИН-8 с принадлежностями; прессовая установка; индикатор часового типа с ценой деления 0,01 по ГОСТ 577-60; набор цилиндрических штампов (пуансонов); шпатель; игла; парафин по ГОСТ 9348-60, или пластилин, или замазка; весы аналитические типа АДВ-200 или весы торсионные типа ВТ с пределом измерения до 1000 мг, мерный цилиндр на 100 см³.

1.3Начальные условия

В данной работе механические свойства горных пород определяют с помощью медленного вдавливания цилиндрического штампа с плоским основанием (штамп или пуансон). При вдавливании штампа в твёрдые горные породы (с пределом твёрдости > 30 МПа) применяются цилиндрические штампы из твёрдых сплавов, при меньшей твёрдости применяются штампы из закалённой стали:

а) цилиндрические, с площадью контакта не менее 1,6 мм², – из закалённых сталей (марки ШХ15 по ГОСТ 801-60, У8 по ГОСТ 1435-54, Р18 или Р9 по ГОСТ 9373-60 с твёрдостью HRC от 60 до 64) применяются для горных пород с пределом твёрдости P_ш до 25 МПа;

б) цилиндрические, или имеющие форму усечённого конуса с углом при вершине 45º из твёрдого сплава ВК15 по ГОСТ 3882-61 применяются для горных пород с пределом твёрдости P_ш более 25 МПа/мм².

Диаметр рабочего торца штампа должен быть больше, чем 6,7 среднего диаметра зёрен горной породы, из которой изготовлен испытываемый образец, но не менее 1,6 мм. При таких условиях величина соотношения между общей площадью зёрен и площадью цемента под штампом будет удовлетворительно постоянной, независимо от места втыкания штампа в породу.

1.4Подготовка к испытанию (для ознакомительного чтения)

Механические свойства горных пород определяют на образцах любой формы с двумя плоскопараллельными поверхностями, площадь каждой из которых не менее чем в 350 раз превышает площадь сечения штампа, а высота образца должна быть не менее 15 – 20 диаметров штампа.

Непараллельность поверхностей не должна превышать 0,002 мм на 1 см испытываемой поверхности образца. Проверку параллельности производят с помощью индикатора часового типа, укрепленного на штативе поверочной плиты.

Процесс резания и шлифования производят с применением воды. При изготовлении образцов из глинистых и других гигроскопических пород плоскости поверхностей притирают абразивом всухую.

Испытываемые поверхности образцов шлифуют абразивом №12 или №6 на чугунном диске с шероховатостью поверхности не грубее 6-го класса чистоты по ГОСТ 2789 - 59; окончательную доводку производят микропорошком М20 или М18.

После изготовления образцы в течение пяти суток доводят до воздушно-сухого состояния высушиванием на воздухе при 18 – 20 °С. Изготовленные образцы до начала испытания хранят в эксикаторе. Образцы из глинистых пород после изготовления хранят до начала испытания в эксикаторе без сушки.