Еще одной важной механической характеристикой горной породы является её абразивность. Под абразивностью понимается способность горных пород изнашивать в процессе трения металл, твердые сплавы, в том числе и буровой инструмент. Понятие абразивности хорошо известно и в быту. С помощью шлифовальных кругов и брусков мы точим ножи и ножницы.
Абразивность горных пород проявляется при взаимодействии с ними долот и других элементов бурового оборудования. Чем больше абразивность, тем выше темп износа инструмента. Поэтому необходимо знать абразивные свойства породы для правильного выбора типа долота. Для определения абразивности горной породы обычно измеряют обьем или массу металла, изношенного в процессе трения в стандартных для выбранного метода условиях. В отечественной практике бурения наиболее известный метод был предложен проф. Л.А. Шрейнером. Он заключается в износе эталонного кольца о испытуемый образец горной породы. Кольцо прижимается боковой цилиндрической поверхностью к горизонтальной поверхности образца и вращается вокруг своей оси. Одновременно образец поступательно перемещается относительно кольца. Продукты истирания удаляются струей жидкости. Об абразивных свойствах породы судят по объему изношенного материала кольца при перемещении образца на один метр.
Эксперименты показали, что для большинства пород износ эталонного кольца прямо пропорционален силе прижатия и не зависит от скорости вращения. Установлено что абразивный износ металла зависит не только от абразивности породы, но и от других факторов: соотношения твердости породы (и её минеральных зерен) и металла, шероховатости трущихся поверхностей, контактного давления скорости скольжения, свойств смазки или бурового раствора и др. Абразивность возрастает при наличии в породе зерен кварца, большой шероховатости поверхности, увеличения контактного давления.
Абразивность горных пород связана с твердостью по-разному: у однородных пород они связаны пропорционально, а вот у неоднородных связь иногда оказывается даже обратной. Дело в том, что твердость, например, песчаника сильно зависит от структуры и текстуры цементирующего вещества, но мало от выкрашивающихся зерен. Напротив, при стирании более мягкий цементирующий карбонат изнашивается быстрее и абразивность определяют высокопрочные зерна кварца. При содержании, например, обломков кварца более 20% абразивность известковистого песчаника превышает даже абразивность кварцита.
В табл. 5 приведена характеристика абразивности некоторых минералов и горных пород.
Таблица 5.Сравнительная характеристика абразивности
| Минералы и горные породы | Износ стали эталонного кольца см3/м |
| Гипс | 0,04 |
| Известняк, доломит | 0,18-0,27 |
| Халцедон | 0,32 |
| Кварц | 0,53-0,58 |
| Кварцит | 0,60-0,62 |
| Корунд | 1,7 |
Дата добавления: 2015-02-16; просмотров: 41 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |