石工10-15班董壬成10041302岩石硬度及塑性系数测定

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1、中国石油大学钻井工程实验报告班级:同组者:实验日期：2013年10月10日成绩：部益华刘拥赞石工10・15班学号:10041302姓名:董壬成教师:实验1岩石硬度及塑性系数测定一、实验目的1.通过实验了解岩石的物理机械性质。2.通过实验掌握岩石硕度、塑性系数的测量方法。二、实验仪器、设备1.手摇泵2•压膜（d=2mm）3.位移传感器、载荷传感器4.液压罐5.函数记录仪三、实验原理利用手摇泵加压，压力传递给压膜（硬质合金压头），岩样与压头和位移传感器接触之后，用手摇泵慢速均匀加载，压头吃入岩样直至破碎，

2、函数记录仪记录整个过程的载荷与位移值，通过载荷与位移的关系曲线计算岩右硬度与塑性曲线。!1!1•打开函数记录仪，将岩样放在硬度仪的岩心托盘上，摇动手摇泵，活塞上升，当函数记录仪显示有变化时，表示岩样和压头接触。2.用手摇泵慢速均匀加载，知道岩石破碎，则该点测试完毕，卸压。3.按函数记录仪的设置键两次，出现报警界面，再按V键4次，根据提示插入U盘，导出数据，按菜单键返冋，拔出U盘。4.双击电脑桌而上的JLFXE100软件，计入数据处理系统，点击文件，打开菜单中的了菜单，选择第一路，进入曲线分析窗I」，横

3、轴为实验数据记录的时间,纵轴为位移，点击末页，根据自己的实验时间找到自己的实验数据曲线，设置纵轴范围，得到位移随时间的变化曲线，记录位移开始增加的时刻为开始时间，选出实验始末时间，点击数据报表菜单，捉取数据，生成位移数据报表；再次打开第二路，重复上述过程，提取载荷数据报表，生成载荷数据报表。将数据都拷贝到EXCEL中，画出吃入深度与载荷的关系曲线图。五、实验结果表一吃入深度与载荷数据表吃入深度/mm0.5660.6270.6850.7970.8250.8370.8440.8540.8630.8720.

4、8780.883载荷/Kg・2・2・2・23791316182024吃入深度/mm0.8880.8960.9010.9070.9130.9250.9410.9490.9590.9690.9880.996载荷/Kg2731344049607281100116134150吃入深度/nun1.0021.0061.0121.0241.0331.0411.051.0631.071.081.0891.118载荷/Kg168177189212233265287305322350369414吃入深度/mm1.1281

5、.1381.151.1741.191.2131.2331.2651.391.4141.4231.427载荷/Kg430452469484493498493468228184176172吃入深度/mm1.4311.4341.436载荷/Kg169166159绘制图像如下载荷与吃入深度关系曲线图00600-□o40载荷/00300200图一载荷与吃入深度关系曲线图六、数据处理1•硬度计算3.14P.==49恥9・8二1554.27MPa其屮，匕一硬发，MPa；耳眛―最大载荷；S—压模面积2.屈服极限屈服极

6、限对应的载荷为图一曲线屮线性阶段的最大载荷值。=350x9&=1092.36MP。°3.141.求塑性系数K：怔_面积OABCO旋一面积OEDO岩石应力应变曲线其屮：AF—岩石破碎前耗费的总功，相当于面积OABCO；AE—弹性变形功，相当于面积OAEDOo解：而积OABCO和而积OEDO可以通过数而积内格数来表示。整理如下：岩石名称硬度/MPa屈服极限/MPa塑性系数Kp驶度级别塑性级别第9号1554.271092.361.2962七.思考题1、在塑性岩石屮，岩心没有明显的破碎点，如何求它的硬度?答：

7、在计算中用屈服极限代替硕度。2、为什么要求被测岩样两端必须平行？答：在实验的加压过程中，若岩样两端面平行，就会使岩样在各个方向的受力是均匀。在岩样两端不平行的时候，会使岩样因为在周围受力不均匀而产生水平方向的分力，这样不符合实验的设定条件，产生了水平应力之后就不是单一•变量了，会产生一部分剪切应力，会影响实验结果。还有就是在产生水平方向的分力Z后,冇可能造成岩样滑落掉实验台。2、画出的曲线有不规则现象是什么原因？答：可能是手摇泵速度不均匀的人为因索导致的误差，也可能是仪器而导致的系统误差。八、实验总结

8、通过此次实验，掌握了测量岩石压入硬度、屈服极限、嫂性系数的实验方法和计算过程。并根据实验得岀的载荷与吃入深度的关系曲线，了解了岩石的物理机械性质，学习了岩石在受压状态下，载荷随吃入深度的变化规律，为今后学习钻井工程的相关知识打卜•基础。