中国石油大学岩石硬度及塑性系数测定实验报告 实验日期：2 0 1 4 年1 0 月8 日 成绩： 班级： 学号： 姓名： 教师： 同组者： 岩石硬度及塑性系数测定 岩石是钻井的主要工作对象。在钻成井眼的过程中，一方面要提高破碎岩石的效率，另一方面要保证井壁岩层稳定，这些都取决于对岩石的工程力学性质的了解和认识。岩石的工程力学性质包括岩石的机械性质、岩石的研磨性、岩石的可钻性等。岩石的机械性质包括岩石的弹性、强度、脆性与塑性、硬度等。本实验旨在了解岩石的机械性质，掌握岩石压入硬度及塑性系数的测量方法。 一、实验目的 1、直观了解岩石的物理机械性质 2、掌握岩石硬度及塑性系数的测量方法 二、实验原理 1 、实验设备 实验中使用岩石硬度仪来测量岩石的压入硬度及塑性系数，如图1 所示。该设备主要由手摇泵，液压罐，压模，载荷传感器，位移传感器，下板，支柱，上板和函数记录仪等构成。 图1 岩石硬度仪实物图 压模主要由基体和硬质合金压头两部分构成，其结构及尺寸如图3 所示，其中d=1.5~2.5mm。 图2 压模结构及尺寸示意图 2．测量原理 利用手摇油泵将液压油压入液压罐，推动液压罐的活塞上升，使位移传感器与岩心托盘侧面伸出的铁片接触、岩样与压模接触，随着压力的增加，压模将逐渐压入岩样，压入的深度由位移传感器测出，压力由载荷传感器测出，测出的数据自动存入函数记录仪，具体参见动画“岩石硬度及塑性系数的测定”。 将函数记录仪中的数据文件转存入U 盘，在计算机上利用专用软件提取“位移”和“载荷”数据，作岩石的变形曲线，如图 3所示。其中，a 为脆性岩石，其特点是OD段为弹性变形阶段，达到D 点后即发生脆性破碎；b 为塑脆性岩石，其OA 段为弹性变形阶段，AB 段为塑性变形区，到达B 点时产生脆性破碎；c 为塑性岩石，施加不大的载荷即产生塑性变形，其后变形随变形时间的延长而增加，无明显的脆性破坏现象。 脆性岩石 塑脆性岩石 塑性岩石 图3 压模压入岩石时的变形曲线 硬度： 塑性系数： 式中： PY——岩石的硬度，MPa； P——岩石产生脆性破坏时的载荷，N； S ——压模压头的底面积，mm2 P0——岩石产生屈服时的载荷，N； K p——岩石塑性系数 三、实验步骤 1．岩样制备 将被测岩石切割成正方（或圆柱）体，边长（或高度）不小于50mm，被测量端面应加以研磨，使端面平滑且相互平行（直径50mm 的岩样两端面不平行度不超过0.5mm），将切磨好的岩...
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