巖石可鉆性的測定

巖石可鉆性的測定、實驗目的了解巖石的可鉆性；掌握巖石可鉆性的測量方法。二、實驗原理實驗設備實驗中使用巖石可鉆性測試儀來測量巖石的可鉆性，如下圖1所示。設備的具體技術指標參見《巖石可鉆性測定及分級方法-SY/T5426-2000》。圖1巖石可鉆性測試儀2.測量原理使用特制微鉆頭（牙輪鉆頭或PDC鉆頭），以一定的鉆壓（牙輪鉆頭為890N+20NPDC鉆頭為500N+10N）和轉速（55r/min±1r/min）在巖樣上鉆三個特定深度的孔（牙輪鉆頭為2.4mm,PDC鉆頭為3mm）,取三個孔鉆進時間的平均值為巖樣的鉆時（t）,對t取以2為底的對數(shù)值作為該巖樣的可鉆性級值K計算公式如下所示：dKd=log2t求得可鉆性級值后，行定級。再查巖石可鉆性分級標準對照表（如下表1所示）進表1巖石可鉆性分級對照表類級級值鉆進時間S1軟--<2<22二2—<322-<23三23-<24四4-<524~<25n中五5-<62S~<26六6-<726-<27七7-<827-<281UXFFtAAY92」V2,九9-<10V一＜孝1>10三、實驗步驟試樣用石油鉆井所取井下巖心或地面采的巖石，巖樣制備成圓柱體（直徑40-100mm，高度30-80mm）或長方體（長寬各100mm，高度20-100mm），端面平行度公差值^0.2mm，試驗前將試樣放在溫度設定為105-110°C的干燥箱內烘烤24小時；將于輪上移至最上端，取下巖心支架、鉆頭和接屑盤并清掃干凈；裝上接屑盤，將所選的微型鉆頭安裝在花鍵軸上端（注意：鉆頭上鍵槽應對準花鍵軸上端的鍵?。?，安裝好鉆頭后，將巖心支架回歸原位；關閉所有鉆進模式（牙輪模式和PDC模式），打開總電源，打開相應的鉆進模式開關（牙輪模式或PDC模式，開關如圖2所示），打開電機調速器上的電機開關，開動電機，調電機至規(guī)定轉速55轉/分（注意：教師進行此項調速操作，學生請不要調電機轉速，避免產生危險！），然后關閉電機開關；關開圖2鉆進模式開關示意圖選擇好相應的鉆壓砝碼（牙輪鉆頭用兩個砝碼，PDC鉆頭只用一個下部大砝碼），放在砝碼支架上；將準備好的試樣放在巖心支架上，手輪下移，稍用力夾緊巖樣，如果鉆頭高出巖心支架，應在輕輕夾緊巖樣的同時，逆時針轉動小手搖泵手輪，卸掉液壓系統(tǒng)壓力（注意：要確保巖樣的鉆進面一定為平面?。?。轉動手搖泵給活塞缸和儲能器加壓，先使鉆頭上移頂在巖樣底面上，后頂砝碼至最高點（注意：該過程中應特別注意觀察壓力表，不能使壓力表超過0.9MPa），然后，回搖手搖泵，使砝碼下行，觀察壓力表，停搖手搖泵后，壓力能夠反彈至試驗規(guī)定值后即可；待壓力穩(wěn)定后，按清零按鈕，待位移、時間清零后，再按清零按鈕復位;打開電機開關進行實驗；當位移顯示至規(guī)定值（牙輪鉆頭模式2.6mm，PDC鉆頭模式4mm），電

機停轉后立即關閉電機開關；記錄鉆進時間；逆時針轉動手搖泵手柄，先后使砝碼和鉆頭下行至最底部（注意：當壓力降至將近零點時，應緩慢卸壓，不要使壓力表承受過大負壓?。?；松開手輪，卸下巖樣；取下巖心支架，抱住接屑盤外圈，向上同時取下接屑盤和鉆頭（注意：不要直接抓著鉆頭向上拔出，以免撞傷手部?。?；清理后，將接屑盤和鉆頭裝回原位；應及時對手輪和手搖泵絲杠、砝碼支架活塞、液缸活塞、花鍵軸加油和維護，保證活動順暢。四、數(shù)據處理表2巖石可鉆性實驗數(shù)據記錄表牙輪鉆頭鉆進時間t/s平均時間t/s d 極值K433437.675.236計算過程如下:平均時間:極值:根據極值查表1，土二二43+34+36=37.67s平均時間:極值:根據極值查表1七=log2=log237.67=5.2可確定巖石可鉆性為五級。五、思考題1、 實驗過程中哪些步驟對測量結果精度影響較大，如何操作才能提高測量結果的精度？答：實驗過程中轉速的調節(jié)不正確、巖樣夾持不夠緊、轉動手搖泵給活塞缸和儲能器加壓時壓力大于0.9MPa、待壓力穩(wěn)定后，忘記按清零按鈕或者忘記再按清零按鈕復位等都會對測量結果的精度有較大影響。應該準確調整轉速為55轉/分，確保巖樣夾持緊，轉動手搖泵給活塞缸和儲能器加壓時確保壓力不大于0.9MPa、待壓力穩(wěn)定后，記得按清零按鈕，并且再按清零按鈕復位。2、 調研并簡要介紹巖石可鉆性是如何應用于