4.7.1. Определение предела прочности образцов тампонажного камня на изгиб гост 26798.1-96. Прибор мии-100

Цементный камень с обсадной колонной должен представлять жесткую конструкцию. Цементный камень воспринимает часть нагрузок, приходящихся на колонну, поэтому увеличение механической прочности приведет к некоторому повышению несущей способности обсадных труб. Определяющим фактором является упругость материала и его жесткость. Чем более «жесткий» материал, тем при перепадах давления трудно деформироваться трубе, если в такой же мере возрастет и прочность камня. Источниками разрушающей нагрузки являются: горное давление и гидростатическое давление столба, внутреннее давление в обсадной колонне, ударные нагрузки в результате спуско-подъемных операций при бурении скважин и давлений, проведении гидроразрыва пластов, перепад давления при испытании и освоении скважин.

Средства контроля

- Средства контроля для приготовления тампонажного раствора.

- Для цементов типа I, II, III. Формы для цементных образцов размерами 4040160 мм при испытании цементов для низких, нормальных и умереннных температур. Форма размером 2020100 мм при испытании цементов для повышенных температур.

- отклонения поперечных размеров балочек от номинала не должно превышать 0,2 мм. Формы изготавливаются из стали твердостью НРС 45-50.

- отдельные детали форм для удобства сборки должны быть занумерованы. Продольные и поперечные стенки форм должны быть отшлифованы сверху и снизу и плотно прилегать к отшлифованной поверхности поддона;

- шкаф для воздушно-влажного хранения и ванна для водного хранения образцов по СТСЭВ 3920-02;

- прибор для испытания на предел прочности при изгибе це­ментных балочек. Для определения прочности при изгибе применяют автоматизированные машины МИИ-100, у которых счетчик показывает результат испытания непосредственно в кгс/см .

Подготовка и проведение испытаний

- подготовка форм: для этого следует очистить, смазать маслом и собрать две формы. Герметизировать пластилином места соединений деталей формы. Проверить герметичность форм, наполнив их водой.

- формы заполняют тампонажным раствором в два приема: сначала их заполняют наполовину, а затем до верхнего обреза надставки. После загустевания избыток раствора срезать вровень с краями формы.

- формы с раствором помешают в термостат или шкаф воздушно-влажного хранения в зависимости от условий твердения, где хранят при заданных значениях температуры. После выхода на режим тем­пература должна поддерживаться с точностью 3°С.

- формы с образцами для низких и нормальных температур размещают в шкаф воздушно-влажного хранения. Через (241 ч) с момента изготовления образцы расформировывают, маркируют и погружают в ванну с водой, где хранят до проведения испытаний. Для цементов типа I-G, I-H время выдержки образцов в термостате 7 ч 15 мин.

- образцы для которых нормативным документом установлен срок испытаний 1 сут., охлаждают в ванне с водой при температуре (202) ⁰С в течении 1 ч. 30 мин.

- формы с образцами для умеренных температур покрывают стеклянной или металлической пластинкой и загружают в термостат, прогретый до режимной температуры. Через (241 ч) образцы расфор­мировывают и маркируют. Воду в термостате меняют каждые 6 дней, предварительно нагревая ее до температуры 75 3°С.

- образцы должны храниться в один ряд на расстоянии не менее 1 см один от другого, уровень воды должен перекрывать поверхность об­разцов не менее чем на 2 см.

- непосредственно перед испытанием с поверхности образцов удаляют капли воды.

- для испытания используют четыре образца. Образец-балочку устанавливают на опоры прибора той гранью, которая при формировании образца контактировала с перегородкой формы.

- образец устанавливается на опорные валики 1 машины МИИ-100 (рисунок 11). С помощью маковка 2 устраняют зазоры системы нагружения, таким образом, чтобы указатель на корпусе прибора показывал "0" шкалы. Включают электродвигатель 3, который через редуктор 4 с помощью кодового винта 5 перемещает груз 6 вдоль по раме 7 машины. Рама машины шарнирно соединена с корпусом. По мере перемещения груза по раме возрастает усилие, передаваемое тягой 8 на конец рычага 9 и далее на систему установки образца.

1 2 3 7	8 9
Общий вид	Принципиальная схема

Рисунок 11 - Испытательная машина МИИ-100 (двухопорный изгиб):

1- опорные валики, 2- рукоятка, 3- электродвигатель, 4- редуктор, 5 – ходовой винт, 6- груз, 7- рама, 8 – тяга, 9 – рычаг.

- предел прочности при изгибе рассчитывают как среднеарифметическую величину из трех наибольших значений. Расчет ведется до третьей значащей цифры.