Определение коэффициента крепости (динамической прочности) на проборе ПОК

ВВЕДЕНИЕ

Одним из основных факторов, определяющих производительность тру­да в процессе бурения скважин, является буримость горных пород. Под термином "буримость" понимается комплексная характеристика гор­ной породы, включающая в себя не только оценку способности горной породы сопротивляться про­никновению в нее породоразрушающего инструмента, сопротивление разрушению при действием на породу сдвигающих усилий со стороны инструмента, но и учитывающую способность породы к выносу шлама на дневную поверхность.

Буримость горных пород является функцией многих переменных, зави­сящей от природных, технологических и технических факторов, что в значительной степени затрудняет однозначное ее определение. Сущест­вующие объективные методы определения буримости горных пород, следу­ющие:

1. Метод ЦНИГРИ - определение категорий горных пород по буримос­ти на основе их абразивности и коэффициенту крепости (динамической прочности) в объединенном выражении.

2. Метод ВИТР - определение категорий горных пород по буримости с помощью прибора ВИТР - ОТ (определитель буримости горных пород).

3. Метод определения фактической буримости горных пород путем опытного бурения при рациональных значениях параметров режима буре­ния и рациональных типах алмазного породоразрушающего инструмента.

Первые два метода являются лабораторными и базируются на установлении некоторых физико-механических свойств горных пород.

Настоящие методические указания, включающие в себя две лаборатор­ные работы, составлены с целью детального изучения метода определения категорий горных пород по буримости по методу ЦНИГРИ.

Элементы научных исследований:

- изучение методики определения категорий горных пород по буримости;

- приобретение практических навыков в технике проведения экспери­мента;

- заключение об ожидаемой буримости горной породы и выводы о вы­боре наиболее оптимального породоразруша-ющего инструмента.

Определение коэффициента крепости (динамической прочности) на проборе ПОК

Цель работы:

1. Изучение конструкции и приобретение практических навыков по оп­ределению коэффициента динамической прочности.

2. Изучение методики определения коэффициента динамической прочности горнах пород.

Приборы и материалы:

1. Образец горной породы, молоток.

2. Прибор ПОК.

Прибор ПОК конструкции ЦНИГРИ, состоит из следующих основных узлов:

1) трубного копра;

2) сита;

3) объемомера.

1. Трубный копер служит для размельчения испытуемых горных пород. Состоит из стального стакана, на дно которого укладываются кусочки испытуемой горной породы, трубы и гири с крючком, к которому прикрепляется ремень, служащий для подъема гири с целью ее последующего сбрасывания;

2. Сито служит для просеивания измельченной породы и имеет сетку № 0,5 (500 мкм);

3. Объемомер служит для замера объема просеянной сквозь сито горной поро­ды. Состоит из корпуса и поршня, на котором нанесена шкала от 0 до 150 мм с ценой деления I мм.

Техническая характеристика прибора ПОК

1. Высота сбрасывания гири, мм................................................ 600

2. Вес сбрасываемой гири, кгс....................................................... 2,4

3. Число сбрасываний гири при обработке одной пробы... 3-15

4. Объем отдельной пробы, см³............................................. 15-20

5. Габариты трубного копра:

высота, мм........................................................................................ 750

диаметр, мм.................................................................................... 88

вес, кгс....................................................................................... 10,07

6. Размеры отверстий сетки сита, мм........................................ 0,5

7. Габариты сита:

высота, мм..................................................................................... 70

диаметр, мм.................................................................................... 150

вес, кГс............................................................................................... 0,582

8. Шкала объемомера, мм........................................................... 0-150

9. Цена одного деления, мм........................................................ 1

10. Габариты объемомера:

высота, мм........................................................................................ 205

диаметр, мм.................................................................................... 30

вес, кгс............................................................................................ 1,01

ПОРЯДОК РАБОТЫ

Способ определения динамической прочности заключается в следующем:

1) испытуемый образец горной породы разбить на куски 1,5-2,0 см в поперечнике. Для измерения габаритов кусков необходимо пользоваться шаблоном;

2) из кусков набрать 5 проб объемом 15-20 см³ каждая;

3) положить одну пробу в стакан и собрать трубный копер;

4) растолочь пробу неоднократным сбрасыванием гири, число сбрасываний n = 3 ÷ 15;

5) все пять проб раздробленной породы ссыпать в сито и просеять;

6) просеянный материал засыпать в цилиндр объемомера;

7) уплотнить и выровнять поверхность ссыпанного в цилиндр объемомера полидисперсный материал легким по­стукиванием цилиндра о стол;

8) опустить поршень объемомера в цилиндр;

9) определить высоту l столба пыли в объемомере (l измеряется в миллиметрах по шкале, находящейся на поршне объемомера). Высота столба пыли l должна удовлетворять условию 20 < l < 60 ÷ 70 мм. Если при вы-бранном n величина l не удовлетворяет указанному условию, то необходимо увеличить (уменьшить) число сбрасываний.
Коэффициент динамической прочности испытуемой породы определяется по следующей формуле

(1)

где F_g - коэффициент динамической прочности (коэффи-циент крепости);

n - число сбрасываний гири;

l - высота столбика раздробленной породы, мм.

С0ДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1. Цель работы.

2. Приборы и материалы (краткая характеристика испытуемой породы).

3. Порядок выполнения работы.

4. Результат опыта.