разрушение горной породы. 1. Основные закономерности ргп долотами различного типа
 Скачать 371 Kb.
|
|
3. Абразивность горных пород. методы определения и классификация горных пород по абразивности Абразивность горных пород- способность г.п. изнашивать металлы при трении. Изнашивание – постепенное изменение формы и размеров детали или инструмента в процессе работы. Абразивность г.п. обуславливает долговечность бурильного и породораз-го инструментов. Методы определения показателей образивности: 1)метод изнашивания эталонного стержня. В качестве эталона металла принят стержень из стали «серебрянка» диаметром 8 мм. В одном из торцов сверлят отверстие диаметром 4 мм на глубину 10-12 мм. Стержень устанавливают в сверлильный станок и сверлят испытываемый образец г.п. с n = 400 об/мин и нагрузке 147 Н по 10 мин каждым концом. Показатель абразивности подсчитывается по фор-ле:  , мг/10мингде Wi – износ по массе обоих торцов за одно испытание, мг n – число испытаний Отсюда все г.п. разделены на 8 классов:
Этот метод дает хорошие результаты к ПР инструментам с непрерывном контактом (лопастные долота, коронки и др.) 2) метод изнашивания вращающегося диска. Образцы металла готовят из того материала, по отношению которому определяют абразивность г.п. Диаметр колец 30мм, ширина 2,5 мм испытание проводят с промывкой водой. В качестве показателя абразивности принят износ на единицу пути трения при нагрузке 10 кг. Все г.п. разделены на 12 категорий абразивности по отношению к закаленной стали марки У8:
4. Показатели мех свойств горных пород, определяемые методами статического вдавливания штампа и одноостного сжатия Метод вдавливания штампа позволяет не только определять твердость г.п., но и оценивать их упругие и пластические характеристики на небольших образцах и на кернах, извлекаемых в процессе бурения скв. с различных глубин залегания. Для определения мех. свойств горных г.п. методом вдавливания штампа необходимые образцы пород высотой 30-50 мм и диаметром 40-60 мм. Эти образцы должны иметь две плоскопараллельные шлифованные поверхности. Штампы изготавливают из инструментальной стали с последующей закалкой (рис. 1а) или из твердого сплава (рис. 1б). Штампы из твердого сплава используют для испытания очень тв. пород. Штамп в образец породы вдавливается до тех пор, пока при некоторой нагрузке не произойдет хрупкое разрушение породы под штампом или не будет достигнута предельная величина внедрения. Г.п. по характеру зависимости нагрузки на штамп от глубины его внедрении делят на три класса: 1- хрупкие 2- пластично-хрупкие 3- высокопластичные и сильнопористые По наибольшей нагрузке Рр определяется твердость породы по штампу рш : рш = Рр/F где F-площадь штампа (F= πd2/4, d-диаметр штампа) При одноосном сжатии имеет место простое напряженное состояние: σ1 = σ2 = 0; σ3 = σсж , где σсж – предел прочности г.п. при одноосном сжатии. Испытание при одноосном сжатии проводят на цилиндрических образцах диаметром 40-50 мм, с отношением длины образца l к его диаметру d близким к 1. Образец нагружается до его разрушения. Предел прочности на одноосное сжатие: σсж = Рmax/F Измерение упругого изменения длины ∆l и диаметра ∆d образца, позволяет определить основные показатели упругих свойств г.п.: модуль упругости г.п. при одноосном сжатии (модуль Юнга) Есж и коэфф. Пуассона μсж : μсж =  , где l и d – начальная длина и диаметр образца.5 Классификация горных пород по прочности на одноосное сжатие и по твердости На основании фактических данных, полученных при вдавливании штампа в образцы многочисленных горных пород, оказалось возможным дать несколько классификационных шкал по отдельным показателям механических свойств. Все породы по твердости по штампу разделены на три группы: мягкие, средние, твердые. Каждая группа в свою очередь разделена на четыре категории, т. е. всего принято двенадцать категорий твердости. Классификация горных пород по твердости по штампу
К I группе преимущественно относятся породы высокопластичные и сильнопористые (глины, аргиллиты и наиболее пористые разновидности алевролитов, песчаников и известняков). Ко II группе по твердости относятся в основном породы из класса пластично-хрупких, в частности, алевролиты, известняки, ангидриты, доломиты и песчаники. К III группе по твердости относятся породы преимущественно из класса хрупких. Это в основном изверженные и метаморфические породы (кремни, кварциты, а также окремнелые разновидности известняков и доломитов). По модулю Юнга все г.п. породы разделены на восемь категорий:
По величине коэф-та пластичности все горные породы разделены на шесть категорий:
К I категории относятся хрупкие горные породы, со второй по пятую-пластично-хрупкие, а к шестой — высокопластичные и сильнопористые. На механические свойства пород отдельных групп влияет не только минералогический состав, но и их строение. |