钻井工程实验指导书修改VIP专享VIP免费

《钻井与完井工程》实验指导书常州大学石油工程学院石油工程系2009年3月目录目录...........................................................................................................1实验1岩石硬度及塑性系数测定............................................................2实验2岩石可钻性测定............................................................................6实验3油井水泥浆性能实验....................................................................9-1-实验1岩石硬度及塑性系数测定一、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、实验原理手摇油泵将液压传给硬度仪，推动活塞上升，使岩样与压模、位移传感器接触。随着压力的增加，压模将逐渐压入岩样，位移传感器测出压入深度，压力传感器测出作用在岩石上的压力。测出的压力、位移信号传给函数记录仪，函数记录仪便自动记录下岩石的压力与压入深度数据，利用专用软件将该数据导入计算机中进行数据处理。三、实验仪器设备1．实验仪器设备示意图(如图1)2．压模(如图2)-2-图1仪器设备示意图图2压膜结构圆柱体压模用高强度钢制成胚体后嵌入硬质合金锥，将硬质合金锥磨成柱体(尺寸如图所示)d=1.2～2.5mm，使压模与岩石的接触面积始终不变，便于计算岩石的抗压与极限强度-硬度值。要求压模的两端绝对平行，硬质合金应垂直地镶入胚体中，经研磨后的柱体，必须用读数显微镜测出直径的准确数据。3．硬度计由底座、液缸及活塞、支柱、横梁组成，并可固定位移传感器、压力传感器、压模及岩样。4．加压系统用活塞式手摇液压泵给液缸加压力液，使活塞上升并使压模加压力给岩样，管路中装有压力表以观察压力的变化。5．位移计位移计固定在硬度仪的横梁上，用它测量压模压入岩样的深度，将机械位移量转换成电量。6．压力传感器将所加压力的物理量转换成电量。7．函数记录仪由位移计、压力传感器输入的信号经放大、相敏、检波、滤波的电信号输给函数记录仪。四、实验步骤1．岩样制备将岩样(岩心)切磨成成正方(圆柱)体，-3-其高度不小于50mm，被测面积不小于40×100mm，被测两端面应加以研磨，使岩样平滑且相互平行(直径50mm的岩样两端面不平行不应超过0.5mm)。岩样制备后应在100°C的烘箱中烘干2～2.5小时，然后放在干燥器内备用。2．用读数显微镜读出压膜压头直径，记录压头直径。3．打开无纸记录仪，将岩样置于硬度仪的活塞上面，顺时针转动手摇油泵，活塞缓慢上升，使岩样与压力传感器位移传感器接触。当记录仪有压力变化时，停止转动手摇泵，此时，记录位移与压力的值作为初始值。4．继续加载直到岩样破碎，该点测试完毕，卸载。5．移动岩样，使两点之间的距离大于10cm，按步骤3操作，作出第二点的曲线，关闭记录仪。每块岩样做2～3次。6．从记录仪中导出数据，在计算机上进行数据处理。（根据处理的数据画出岩石应力应变曲线，并计算岩石的硬度及塑性系数。）7．数据导出及处理方法：1）从记录仪向U盘导出数据步骤：按记录仪中的菜单键→组态菜单→组态密码→确定→通讯组态→确定→屏幕显示：数据正在传输，等数据传输结速后，退出菜单，关闭记录仪。2）数据库和数据表的建立：-4-在计算机中，打开应用程序软件→数据库菜单→数据库管理→点击数据库名称→添加数据表→输入数据表名称，数据表建立完毕。3）从U盘向计算机导出数据方法：应用程序菜单→读取U盘文件→选数据库名称及数据表→开始读取U盘数据。4）从数据库及数据表向EXCEL文档传输数据：选取数据库及数据表名称→给出放置通道1、通道2数据的EXCEL文档名称，分别导出通道1、通道2数据。五、实验数据处理1．根据每点作出的曲线求出岩石硬度Py其中：P—岩石在破碎时所加载荷，单位牛顿；S—压模面积，单位平方米。2．求塑性系数-5-图3岩石应力应变曲线其中：AF—岩石破碎前耗费的总功，相当于面积OABCO；AE—弹性变形功，相当于面积OEDO。3．将所试验各点的Py值及K值进行平均得出该岩样的硬度及塑性系数。-6-实验2岩石可钻性测定一、实验目的熟悉仪器操作，掌握实验原理及数据处...