岩石可钻性测试实验

中国石油大学（岩石可钻性的测定）实验报告实验日期：2014・10・21成绩：班级：石工11-11学号:11021525姓名:徐银亮教师:郭辛阳同组者：夏平张栋杜顺明刘磊 岩石可钻性的测定一、实验目的1、 了解岩石的可钻性；2、 掌握岩石可钻性的测量方法。二、实验原理1、实验设备实验中使用岩石可钻性测试仪来测量岩石的可钻性，如下图1所示。设备的具体技术指标参见《岩石可钻性测定及分级方法-SY/T5426-2000》。Av Vi图1岩石可钻性测试仪2、测量原理使用特制微钻头（牙轮钻头或PDC钻头），以一定的钻压（牙轮钻头为890N±20N，PDC钻头为500N±10N）和转速（55r/min±1r/min）在岩样上钻三个特定深度的孔（牙轮钻头为2.4mm，PDC钻头为3mm），取三个孔钻进时间的平均值为岩样的钻时（匕），对七取以2为底的对数值作为该岩样的可钻性级值七，计算公式如下所示：七logt求得可钻性级值后，再查岩石可钻性分级标准对照表（如下表1所示）进行定级。哀1岩石可帖性分级对照表类提值%r软<2<2Z二2Y32J-<2>3-<4234-<5了一履中五六责-澎七7-<SinAh-<y2s—睥九An X*1测量原理详见《岩石可钻性测定及分级方法-SY/T5426-2000》。三、实验步骤1、 试样用石油钻井所取井下岩心或地面采的岩石，岩样制备成圆柱体（直径40-100mm，高度30-80mm）或长方体（长宽各100mm，高度20-100mm）,端面平行度公差值司.2mm，试验前将试样放在温度设定为105-110均的干燥箱内烘烤24小时；2、 将手轮上移至最上端，取下岩心支架、钻头和接屑盘并清扫干净；3、 装上接屑盘，将所选的微型钻头安装在花键轴上端（注意：钻头上键槽应对准花键轴上端的键！），安装好钻头后，将岩心支架回归原位；4、 关闭所有钻井模式（牙轮模式和PDC模式），打开总电源，打开相应钻进模式开关（牙轮模式或PDC模式，开关如图2所示），打开电机调速器上的电机开关，开动电机，调电机至规定转速55转/分（注意：教师进行此项调速操作，学生请不要调电机转速，避免产生危险！），然后关闭电机开关；5、 选择好相应的钻压砝码（牙轮钻头用两个砝码，PDC钻头只用一个下部大砝码），放在砝码支架上；6、 将准备好的试样放在岩心支架上，手轮下移，稍用力夹紧岩样，如果钻头高出岩心支架，应在轻轻夹紧岩样的同时，逆时针转动小手摇泵手轮，卸掉液压系统压力（注意：要确保岩样的钻井面一定为平面！）。7、 转动手摇泵给活塞缸和储能器加压，先使钻头上移顶在岩样底面上，后顶砝码至最高点（注意：该过程中应特别注意观察压力表，不能使压力表超过0.9MPa!），然后，回摇手摇泵，使砝码下行，观察压力表，停摇手摇泵后，压力能够反弹至试验规定值后即可；8、 待压力稳定后，按清零按钮，待位移、时间清零后，再按清零按钮复位；9、 打开电机开关进行实验；10、 当位移显示至规定值（牙轮钻头模式2.6mm,PDC钻头模式4mm），电机停转后立即关闭电机开关；11、 记录钻进时间；12、 逆时针转动手摇泵手柄，先后使砝码和钻头下行至最底部（注意：当压力降至将近零点时，应缓慢斜压，不要使压力表承受过大负压！）；13、 松开手轮，卸下岩样；14、 取下岩心支架，抱住接屑盘外圈，向上同时取下接屑盘和钻头（注意：不要直接抓着钻头向上拔出，以免撞伤手部！）；15、 清理后，将接屑盘和钻头装回原位；16、 应及时对手轮和手摇泵丝杠、砝码支架活塞、液缸活塞、花键轴加油和维护，保证活动顺畅。四、实验数据钻头模式牙轮模式钻时/s173265357483平均钻时/s69.5五、数据处理（需列出详细计算过程）根据实验中测得的钻进时间，结合实验原理中岩石可钻性的计算方法及分级标准，计算岩石可钻性并将结果填入表2中（注意：要求列出计算过程！）。表2岩石可钻性试验记录表钻头模式牙轮模式钻时/s173265357483平均钻时/s69.5岩石可钻性等级中6Kd=log21=log269.5=6.12六、思考题实验过程中哪些步骤对测量结果精度影响较大，如何操作才能提高测量结果的精度？答：岩样，桌面平整光滑度，手轮转动力度，钻速的调整，钻压的施加，未清零或未复位等环节，应该如下操作1，将准备好的试样放在岩心支架上，手轮下移，稍用力夹紧岩样，如果钻头高出岩心支架，应在轻轻夹紧岩样的同时，逆时针转动小手摇泵手轮，卸掉液压系统压力（注意：要确保岩样的钻井面一定为平面！）。,2,转动手摇泵给活塞缸和储能器加压，先使钻头上移顶在岩样底面上，后顶砝码至最高点（注意：该过程中应特别注意观察压力表，不能使压力表超过0.9MPa!），然后，回摇手摇泵，使砝码下行，观察压力表，停摇手摇泵后，压力能够反弹至试验规定值后即可；，3待压力稳定后，按清零按钮，待位移、时间清零后，再按清零按钮复位；调研并简要介绍岩石可钻性是如何应用于工程实践？思考岩石可钻性的其它应用？答;在岩土钻掘工程设计与实践中，人们常常希望能事先知道所施工岩石的破碎