中国石油大学钻井工程实验
报告
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实验日期： 成绩：
班级： 学号： 姓名： 教师：
同组者：
岩石硬度及塑性系数的测定
一、实验目的
1．通过实验了解岩石的物理机械性质。
2．通过实验，学习掌握岩石硬度、塑性系数的测定方法。
二、实验仪器设备
1、手摇油泵
2、压模（d=1.2-----2.5）
3、位移传感器、载荷传感器
4、液压灌
5、函数记录仪 6、位移计
图1 仪器设备示意图 图2 压模结构
三、实验原理
利用手摇泵加压，压力传递给压模（硬质合金压头），岩样与压头和位移传感器接触之后，用手摇泵慢速均匀加载，压头吃入岩样直至破碎，函数记录仪记录整个过程的载荷与位移值，通过载荷与位移的关系曲线计算岩石硬度和塑性系数。
四、实验结果
1、原始数据记录表
表1 吃入深度与载荷的关系数据记录表
深度/mm
0.085
0.099
0.15
0.166
0.176
0.208
0.234
0.263
0.299
载荷/kg
41
86
198
237
279
345
410
484
518
深度/mm
0.333
0.39
0.466
载荷/kg
563
459
276
2、做出吃入深度与载荷的关系曲线，如图3
图3 吃入深度与载荷关系曲线
由上图可知：
E(0.302,580) B（0.340,580）
（1） 岩石的硬度为：
=580*4/(Л*2*2)=184.625 kg/mm2=1809.33MP
按照我国的岩石硬度6类12级分类，该岩石为中硬6级。
（2） 岩石的塑性系数为：
=214/160=1.3
图4 岩石应力应变曲线
由塑性三类六级分类可知，该岩石为低塑性2级。
（3） 由以上可知岩石一下性质，如表2：
表2 岩样性质表
岩石名称
硬度Py
屈服极限
塑性系数k
硬度级别
塑性级别
灰岩
1809.33MP
580kg
1.3
中硬6级
低塑性2级
五、思考题
1、在塑性岩石中它没有破碎点，如何求它的硬度？
答：对于塑性岩石，用产生屈服（在弹性变形开始向塑性变形转化的那一点）时的载荷POY代替P，其硬度计算式：
2、为什么要求被测岩样两端面必修平整？
答：为了保证在进行压入实验时，压头端面均匀压入岩石，防止因端面不平而造成压头端面一部分压入岩样，从而减少实验装置对数据的误差影响。
3、画出的曲线有不规则现象是何原因？
答：这可能是由于在人为手动转泵加载时，没有匀速转动转盘造成；也或许是由于岩石内部存在的硬度不均匀现象造成。
试验总结：如果能多做几组求平均值，应该更准确些。在试验过程中，匀速摇动手轮很难达到匀速，这在一定程度上给试验带来误差，可以令安装置，使之匀速。
B
E
浙公网安备 33021202002483