石工10-14班+李伟涛+10021678+岩石硬度和塑性系数测定

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1、中国石油大学钻井工程实验报告实验日期：2013年10月9日成绩：班级：石工10-14班学号：10021678姓名：李伟涛教师：同组者：周宁靖褚文强实验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.通过实验掌握岩石硬度、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，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石硬度与塑性曲

2、线。四、实验步骤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，按菜单键返回，拔出U盘。4.双击电脑桌面上的JLFXE100软件，计入数据处理系统，点击文件，打开菜单中的子菜单，选择第一路，进入曲线分析窗口，横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

3、间，选出实验始末时间，点击数据报表菜单，提取数据，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。四、实验结果吃入深度/mm0.6780.7690.8560.9130.9971.0131.0341.0531.0651.0781.0871.094载荷/Kg66661428517596130149174吃入深度/mm1.1021.1121.1191.1351.1491.1631.1891.2021.2161.241.2571.343载荷/Kg198221252299341390442462

4、494525549299吃入深度/mm1.3751.3891.3931.3971.3991.4011.4021.398载荷/Kg237186177172167164161126EOB六、数据处理1.硬度计算MPaSPPy44.171314.38.9549max=´==其中，Py－硬度，MPa；Pmax－最大载荷；S－压模面积2.屈服极限P0=390*9.8/3.14=1217.2MPa3.求塑性系数K：岩石应力应变曲线其中：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OAEDO。解：面积OABCO和面积OEDO可以通过数面积内格数来表示。K=29

5、5/242=1.22整理如下：岩石名称硬度/MPa屈服极限/MPa塑性系数K硬度级别塑性级别第10号1713.441217.21.2262七、思考题1、为什么要求被测岩样两端面必须平行？答：在实验加压过程中，若岩样两端不平行会使岩样受力不均匀，影响位移曲线，从而影响实验结果；再者，还可能导致岩样滑出工作台，造成危险。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因素导致的误差，也可能是仪器而导致的系统误差。3、在塑性岩石中，岩心没有明显的破碎点，如何求它的硬度？答：在计算中我们通过用屈服极限代替硬度的表示来求硬度。八、实验总结从本次试验中，我学到了岩石受到载

6、荷时，它的塑性变化规律，并学会了利用做曲线数格子的方式求解塑性系数的试验方法。作为石油工程的学生了解破岩规律对钻井具有重要的意义，学会试验方法也是作为研究生学习的重要课题。