中国石油大学（钻井工程）实验报告
实验日期：2010/10/17 成绩：
班级：石工07-12学号：07133224 姓名：王舒华教师：
同组者：白佳石巍
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
利用手摇油泵加压，将液压传递给压模（硬质合金压头），推动活塞上升，使岩样与压模、位移传感器接触。

用手摇泵慢速均匀加载，随着载荷的增加，压模将逐渐压入岩样直至破碎，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载荷。

测出的载荷、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载荷与压入深度数据，利用专用软件将该数据导入计算机中进行数据处理，画出载荷与位移的关系曲线计算岩石硬度和塑性系数。

三、实验仪器
1．手摇油泵2．压模（d=1.2~2.5mm）3．位移传感器、载荷传感器
4．液压罐5．函数记录仪
图1仪器设备示意图图2压膜结构
四、数据处理
1．根据每点作出的曲线求出岩石硬度
P
y
表1原始数据表
表2处理数据表
根据表2作出吃入深度与载荷的关系曲线图如下图3：
岩石的硬度为： S
P =y P 其中： P —破碎时最大载荷，单位kg ；S —压模面积，单位2mm 。

由图3知： 在B 点破碎时最大载荷为P =639kg ，压模的d =2mm 。

所以， )(32.1993)/(40.203214.34
163941P 22
2y MPa mm kg d P S P ==⨯⨯===
π 按我国岩石硬度六类12级分类，该岩石为中硬6级。

2． 求塑性系数
ODEO OABCO E F S S K ==A A p
其中：AF —岩石破碎前耗费的总功，相当于OABCO S ；
AE —弹性变形功，相当于面积ODEO S ；
O P —屈服极限，kg ；
OC —压入岩样深度，mm 。

由图3可得：OABCO S 所占的格数约为29格，ODEO S 所占的格数约为21格。

所以，38.121
29S S K ODEO OABCO E F ====A A p 由塑性三类6级分类可知，该岩石为低塑性2级。

五、 实验结果
表3 实验结果数据表
六、 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，取产生屈服（从弹性变形开始向塑性变形转化）时的载荷OY P 代替P ，即： S
P P OY Y = 。

2．为什么要求被测岩样两端必须平行？
答：要求岩样两端面平整是保证在进行压入实验时，压头端面均匀压入岩石，即让压头端面压入的面积始终是S，避免由于不平整造成的压入面积小于S，否则会造成计算的岩石硬度的不准确。

3．画出的曲线有不规则的现象是何原因？
答：（1）手摇油泵加压时加载不均匀；
（2）岩样内部的非均质性。