Лабораторна робота № 2

З предмету: “Основи теорії буріння свердловин”

Тема: “Визначення абразивності гірських порід”

Мета роботи: засвоїти визначення абразивності гірських порід за методикою ІГД ім. А. А.Скочинського.

Під абразивністю гірської породи при бурінні свердловин розуміють її здатність зношувати породоруйнівний інструмент, що знаходиться в контакті з породою і переміщується відносно неї.

Серед існуючих методів визначення абразивності - метод ІГД ім. А.А. Скочинського відрізняється тим, що не потребує застосування складного обладнання і дає змогу з достатньою для практики точністю встановити абразивні властивості досліджуваних порід. Це зумовило його широке розповсюдження. Суть методу полягає в тому, що досліджуваний зразок породи "свердлиться" еталонним стержнем при строго заданому режимі: навантаження, частота обертання і час "свердління". Мірою абразивності породи є ваговий знос еталонного стержня.

Еталонний стержень виготовляють із м"якої сталі - "сріблянки" - рис. 2.1.

Рисунок 2.1 — Еталонний стержень

Для обертання стержня використовують лабораторну установку, створену на базі настільного свердлильного верстата (рис. 2.2).

Зразок 1 закріплюють в спеціальному пристрої 2. Еталонний стержень З кріпиться в затискному патроні 4. Навантаження на стержень створюється вантажем 5. Випробування виконується при такому режимі:

- навантаження на еталонний стержень 150 Н (маса вантажу 15 кг);

- частота обертання шпинделя 400 об/хв;

- час "свердління" одним кінцем стержня - 10 хв.

Примітка: "свердління" виконується двома кінцями стержня.

Рисунок 8.2 - Схема установки для визначення абразивності гірських порід: 1-зразок гірської породи; 2-пристрій для закріплення зразка; 3 - еталонний стержень; 4 - затискний патрон; 5 - вантаж

Перед початком випробувань перевіряють еталонний стержень, котрий повинен мати плоскі торці, перпендикулярні поздовжній осі. На торцях не повинно бути фасок, задирок, що має особливе значення, бо може призвести до спотворення результатів дослідження. Упевнитися в тому, що торці мають плоску форму можна, приклавши до них ребро лінійки. При виконанні цієї вимоги по всьому контакту лінійки з торцем відсутні просвіти

Перпендикулярність торців поздовжньої осі перевіряється або з допомогою слюсарного трикутника, або шляхом встановлення стержня на рівній поверхні (наприклад, на склі). Необхідно також упевнитися в чистоті стержня, особливо всередині висвердленого заглиблення.

Слід також пам'ятати, що за цією методикою свердлять необроблену поверхню зразка.

Порядок виконання роботи

1. Еталонний стержень зважують на аналітичній вазі в грамах з точністю до 4-го знаку і закріплюють в затискному патроні.

2. Закріплюють зразок породи так, щоб поверхня контакту з торцем стержня була горизонтальною.

3. Перевіряють, а при необхідності регулюють положення шпинделя відносно зразка по висоті. Після встановлення стержня на поверхню зразка запас вільного ходу шпинделя вниз повинен бути не меншим за 15-20мм.

4. Вибирають на поверхні зразка місце для випробування і роблять пробне встановлення стержня: стержень повинен контактувати з породою всією поверхнею торця.

5. Піднімають стержень, вмикають прилад; опускають стержень на зразок, одночасно ввімкнувши секундомір. Це треба робити швидко, але і без удару.

6.Через десять хвилин піднімають шпиндель і одночасно вимикають секундомір, вимикають установку і переставляють стержень в патроні другим кінцем, після чого випробування повторюють. (Слід пам'ятати, що стержень від тертя нагрівається).

8. По закінченні свердління стержень ретельно очищують і зважують.

9. Результати заносять в таблицю 2.1, після чого виконують статистичну обробку даних. Кількість одиничних дослідів залежить від розсіювання даних і складає приблизно 3-5.

Таблиця 2.1 - Результати експериментів

№ п\п | Початкова маса стержня, г | Кінцева маса стержня, г | Втрати маси ДG, г

Абразивність а визначається, як середня втрата ваги стержня при свердлінні одним кінцем:

де n — кількість стержнів.

Випробувану породу зараховують до тої чи іншої категорії абразивності у відповідності з приведеною класифікацією (таблиця 2.2).

Таблиця 8.2

Категорія | Абразивність, мг | Категорія | Абразивність, мг

1 | < 5 | 5 | 30 – 45

2 | 5 – 10 | 6 | 45 – 65

3 | 10 – 18 | 7 | 65 – 90

4 | 18 – 30 | 8 | > 90

Виконуючи роботу, слід дотримуватися таких правил техніки безпеки:

1. Перед початком роботи перевіряють надійність заземлення установки.

2. Виконання роботи починають лише з дозволу викладача.

3. Вмикають установку тільки у випадку, що ніхто не контактує з тими частинами установки, котрі обертається.

4. Під час роботи установки не можна нахилятися над зразком.

5. Забороняється залишати працюючу установку без нагляду.

6. Після виконання роботи необхідно, перш ніж забирати еталонний стержень, переконатися, що він не спричинить опіків.

8. Після закінчення робота виключити загальний рубильник.