3.3 Методы определения механических свойств
Абразивность определяют методом Шрейнера. По пластичности Шрейнер разделил горные породы на 6 категорий, которые указаны в таблице 2:
Таблица 2 – Категории горных пород по пластичности
-
Категория
Коэффициент пластичности Кп
1
1 – упруго-хрупкие породы
2
1-2 – упруго-пластичные
3
2-3 - упруго-пластичные
4
3-4 - упруго-пластичные
5
4-5 - упруго-пластичные
6
> 6 – породы, не дающие разрушения
Определение твердости:
1)
путем вдавливания алмазной пирамидки
с углом при вершине 136
(Пирамида
Виккерса).
2) Вдавливание штампа, который изготавливается из инструментальной стали или твердого сплава.
Согласно ГОСТа высота образцов породы 30 ÷ 50 мм, диаметр 40 ÷ 60 мм
Особенности разрушения горных пород
На величину внедрения зуба долота в породу оказывает влияние осевая нагрузка, создаваемая на долото и окружное усилие, зависящее от частоты вращения долота. Разрушение породы может происходить резанием, скалываением и дроблением.
породоразрушающий элемент срезает слой породы, толщина которого равна глубине внедрения этого элемента;
при внедрении породоразрушающего элемента верхняя часть породы скалывается, образуя лунку, а в нижнюю часть внедряется элемент;
при внедрении породоразрушающего элемента порода разрушается, образуя лунку на всю глубину внедрения этого элемента.
В реальных условиях разрушение горных пород долотом может происходить совмещено за счет резания и скалывания; скалывания и дробления, а иногда за счет истирания породы.
Контрольные вопросы:
Какими основными признаками характеризуются механические свойства горных пород?
Как определить количество воды, содержащейся в горной породе?
Как классифицируются обломочные породы?
Каких типов бывает цемент и его классификация?
Что такое релаксация?
Что влияет на прочность горных пород?
На какие категории делятся горные породы по твердости по штампу?
От каких факторов зависят упругие свойства горных пород?
На какие категории делятся горные породы по пластичности?
Что такое абразивность, сплошность и буримость горных пород?
Тема 4 Породоразрушающий инструмент
Студент должен
знать:
назначение и устройство буровых долот, бурильных головок и колонковых снарядов; основные правила эксплуатации буровых долот и бурильных головок; кодирование износа буровых долот и бурильных головок.
Уметь:
выбирать типы буровых долот и бурильных головок с учетом физико-механических свойств горных пород, читать условные обозначения буровых долот и бурильных головок, определять степень износа и записывать износ долота с помощью кодирования. Определять скорости бурения.
Назначение и классификация породоразрушающего инструмента
Породоразрушающий инструмент предназначен для разрушения горных пород и формирования забоя и стенок скважины.
долота для сплошного бурения, разрушающие породу в одной плоскости или ступенчато; Долота для сплошного бурения и бурильные головки для колонкового бурения предназначены для углубления скважины. Выпускаются они различных типов, что позволяет подбирать нужное долото;
бурильные головки для колонкового бурения, разрушающие породу по периферии забоя;
долота для специальных целей (зарезные, расширители, фрезеры и др.) - предназначены для работы в пробуренной скважине и в обсадной колонне.
По конструктивному исполнению долота бывают:
1) шарошечные
2) лопастные
3) алмазные
Материал для изготовления породоразрушающих элементов долот бывает:
1) стальной
2) алмазный
3) твердосплавный
4) ИСМ (инструмент сверхтвердых материалов в Киеве – разработали «Славутич»).