Какое свойство твердых тел проявляется при разрушении горных пород

Всем снова здравствуйте! Продолжаем разбирать принципы бурового ремесла. В этот раз расскажу Вам, уважаемые читатели и подписчики, какие условия для сооружения скважин существуют.

В технологии бурения решающее значение имеет группа свойств горных пород – физико-механические свойства, характеризующие реакцию горных пород на механические воздействия. Еще раз повторюсь – ни в одной из моих статей не будет формул и расчетов, моя задача рассказать максимально доступным языком о таком сложном процессе как бурение.

Что же такое физико-механические свойства горных пород? Это особенность поведения породы в процессе бурения. Свойства подразделяются на физические и механические.

Виды физических свойств:

• Плотность– количество массы вещества в единице его объема. А теперь по-простому. Возьмите кусок поролона размером 1мХ1м и такого же размера кусок фанеры. Оба этих образца человек способен поднять, но вес у них разный – фанера значительно тяжелее. Все дело в том, что она имеет более высокую плотность по отношению к куску поролона. Так и в горных породах – одни похожи на структуру поролона, а другие имеют плотность выше чем у древесины.
• Пористость– количество пор на определенную единицу объема породы. Этот показатель характеризует способность пород вмещать в себя нефть или газ. Пример – губка для мытья посуды(Рис.1)

Рисунок 1 – губка для мытья посуды

• удельная электропроводность – способность проводить ток заданной величины через определенную единицу площади поперечного сечения.

Физические свойства в основном несут диагностический смысл и необходимы при геофизическом исследовании пород.

Механические свойства имеют гораздо более практическое значение в отличие от физических, так как именно по ним задаются режимы бурения и определяются геолого-технические условия бурения скважин.

Рассмотрим их.

• твердость – способность горной породы оказывать сопротивление внедрению в ее поверхность другого(инородного) тела. Чем тверже порода тем труднее резцу его разрушить и наоборот. Именно поэтому в породоразрушающем инструменте используют очень крепкий материал, такой как, алмаз, победит или карбид вольфрама(Рис.2) которые способны разрушить практически любую горную породу.

Рисунок 2 – основные элементы породоразрушающего инструмента

• абразивность – способность горной породы изнашивать породоразрушающий инструмент. Проще говоря, если порода разрушается на мелкие частицы крепкой структуры, то вкупе они воздействуют на инструмент в виде мелких частиц выбивающих из него элементы, тем самым уменьшая его разрушающую способность. А теперь еще проще – многие видели как затачивают ножи на точильном станке(Рис.3) Так вот – круг на станке это порода, обладающая повышенной абразивностью, а нож – породоразрушающий инструмент. И вот, чем больше абразивности у круга, тем быстрее заточится нож.

Рисунок 3 – работа точильного круга схожа с абразивным эффектом горных пород

• пластичность – способность горной породы к деформации без нарушения сплошности минеральных зерен. Другими словами – представьте пластилин, ему можно придать любую форму и он при этом не разрушится. Значит такая порода (Рис.4)обладает высокой пластичностью (глина, суглинок).

Рисунок 4 – глина и суглинок – пластичные породы

• хрупкость – Антипод пластичности. Также характеризует способность к деформации без нарушения сплошности. Только в этом случае разрушение происходит буквально мгновенно. Здесь уместно такое изречение – “хрупкое как стекло”. Но также важно отметить – порода может быть очень крепкой, но в тоже время и хрупкой.

Но об этом расскажу в другой статье. Всем удачи и не забывайте подписываться, дальше еще очень много интересного.