2024干热岩力学参数实验测试方法

干热岩力学参数实验测试方法MethodsforMechanicalHotDryRocksNB/T11697-2024目次前HYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINK\l"br13".......................................................................HYPERLINK\l"br13"HYPERLINK\l"br13"12I干热岩力学参数实验测试方法1范围操作过程、试验记录、数据整理和分析等技术要求。本文件适用于干热岩和增强型地热工程的岩石力学参数测试。2规范性引用文件文件。GB/T15406岩土工程仪器基本参数及通用技术条件GB/T23561煤和岩石物理力学性质测定方法GB/T50266工程岩体试验方法标准SY/T7491油气藏岩石力学性质测试技术规范3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。干热岩压缩试验compressiontestof在高温环境下压缩载荷作用导致干热岩发生破坏的试验。干热岩拉伸试验directtensiletestrocks在高温环境下拉伸载荷作用导致干热岩发生破坏的试验。干热岩剪切试验sheartestofhotdryrocks在高温环境下剪切载荷共同作用导致干热岩发生破坏的试验。基本规定4干热岩压缩试验是恢复至热储高温环境，通过对单轴和三轴压缩试验结果的分析得到岩石的压缩力学特征，为干热岩和增强型地热工程设计和科学研究提供可靠的抗压强度、压缩变形等力学参数。1干热岩拉伸试验是恢复至热储高温环境，通过对拉伸试验结果的分析得到岩石的拉伸力学特征，为干热岩和增强型地热工程设计和科学研究提供可靠的抗拉强度等力学参数。干热岩剪切试验是恢复至热储高温环境，通过对剪切试验结果的分析得到岩石的剪切力学特征，为干热岩和增强型地热工程设计和科学研究提供可靠的抗剪强度、粘聚力和摩擦角等力学参数。5干热岩压缩试验单轴压缩强度测试5.1.1试验条件本试验在高温环境下开展，适用于能制备成规则试件的岩石试样。.1.2试样制备55.1.2.1标准试样为圆柱形，可用钻孔岩心或岩块制备。试样在采取、运输和制备过程中应避免产生扰动和损伤。.1.2.2遵守GB/T50266-2013中2.7.3的规定，圆柱形试样直径宜为48mm～，且应大于岩石最大颗粒粒径的20倍。55555555555.1.2.3遵守SY/T7491.1-2020中5.4.1的规定，试样高度与直径之比宜为2.02.5。.1.2.4遵守GB/T23561.7中5.2.1的规定，试样两端面的不平整度允许偏差为±0.05mm。.1.2.5遵守GB/T23561.7中5.2.2的规定，试样高度、直径或边长的允许偏差为±0.3mm。.1.2.6遵守GB/T23561.7中5.2.4的规定，试样端面应垂直于试样轴线，允许偏差为±0.25°。.1.2.7试样应统一进行编号，相同试验条件下每组试样的数量应不少于5.1.3主要仪器设备.1.3.11500kN8GN/m300.1.3.2耐高温位移传感器，工作温度应不低于300℃，量程应大于5mm，精度应小于0.001mm。.1.4试验操作步骤.1.4.1热），垫块厚度与直径之比不应小于0.5。55.1.4.2调整球形座进行预加载，使刚性垫块与试验机上下承压板均匀接触，受力对中。.1.4.3应采用耐高温位移传感器对试样的轴向和径向变形进行测量，于试样高度的1/2温应变计胶粘剂粘贴1枚应变片。.1.4.4通过加热装置对试样进行加热，加热速率应小于℃/min，避免升温过快造成试样内部温度梯度过高；待温度达到储层温度后，保持当前温度超过，温度控制精度应小于±5℃。.1.4.5采用位移控制加载直至破坏，位移加载速率应小于0.005mm/min，记录试验全过程的轴向载荷和变形值。.1.4.6对加载过程中出现的现象和破坏后的试样进行描述。5552轴向加载系统高温箱试样图1实时高温单轴压缩试验示意图55.1.5试验成果整理.1.5.1轴向应力、轴向应变、径向应变按下列公式计算：···························································(1)=1ℎ·························································(2)=ℎ=·························································(3)式中：1轴向应力，MPa；载荷，N；试样截面面积，2；轴向应变；ℎ试样轴向变形，；ℎ-试样高度，；径向应变；试样径向变形，；试样直径，。---55.1.5.21113.1.5.3弹性模量和泊松比按下式计算：−==11························································(4)−−1313························································(5)−11式中：---弹性模量，MPa；泊松比；-轴向应力与轴向应变关系曲线上直线段起始点的应力值，MPa；11轴向应力与轴向应变关系曲线上直线段终点的应力值，MPa；3-轴向应力为1时的轴向应变值；1133-轴向应力为1时的轴向应变值；轴向应力为1时的径向应变值；轴向应力为1时的径向应变值。--55.1.5.4轴向应力和弹性模量值取三位有效数，泊松比计算值精确至。.1.6试验记录A。三轴抗压强度试验55.2.1试验条件本试验在高温和高应力条件下开展，适用于能制备成圆柱体的岩石试样。.2.2试样制备试样制备内容参照本文件5.1.2的规定。55.2.3主要仪器设备.2.3.1高温三轴试验机，轴向力应大于1500kN，围压应大于60MPa，刚度应不低于8GN/m，工作温度应不低于300℃5555.2.3.2耐高温高压位移传感器，工作温度应不低于300℃，量程应大于5mm，精度应小于0.001mm。.2.4试验操作步骤.2.4.1采用耐高温氟橡胶套包裹试样，安装试样。.2.4.2应采用耐高温高压位移传感器对试样的轴向和径向变形进行测量，于试样高度的1/2耐高温应变计胶粘剂粘贴1枚应变片。5.2.4.3向围压室内充满耐高温硅油，并排出内部的空气。5.2.4.4通过加热装置对试样进行加热，加热速率应小于1℃/min，避免升温过快造成试样内部温度梯度过高；待温度达到储层温度后，保持当前温度超过，温度控制精度应小于±5℃。.2.4.5311MPa/min；待围压和轴向应力达到储层应力后，保持当前围压超过10min，围压控制精度应小于±0.01MPa。.2.4.6以位移控制方式施加轴向载荷直至试样破坏，位移加载速率应小于0.005mm/min，记录试验全过程的轴向载荷和变形值。.2.4.7对加载过程中出现的现象和破坏后的试样进行描述。当有完整破裂面时，应测量破坏面与试样轴线之间的夹角。5554轴向加载系统耐高温氟橡胶套高温箱硅油试样图2实时高温三轴压缩试验示意图55.2.5试验成果整理.2.5.1不同围压和温度条件下的轴向应力、轴向应变、径向应变按下列公式计算：===···························································(6)11·························································(7)133·························································(8)式中：1轴向应力，MPa；轴向载荷，N；试样截面面积，2；轴向应变；1试样轴向变形，；1试样高度，；径向应变；3试样径向变形，；3试样直径，。5.2.5.21-3113）差值（1-3）与径向应变（3）关系曲线，确定不同围压下的三轴抗压强度（1）。5.2.5.3参照本文件5.1.5，计算弹性模量、泊松比。5.2.5.413~3坐标内用最小二乘法绘制最佳关系曲线，1按下式计算粘聚力（c）和摩擦角（）：1+=2+··············································(9)131−1−5式中：三轴抗压强度，MPa；--围压，；粘聚力，；摩擦角。13-5.2.6试验记录应记录工程名称、岩石名称、取样位置、试样编号、试样描述、试样尺寸、试样截面面积、围压、员。常规三轴抗压强度试验原始数据记录表见附录A。6干热岩拉伸试验试验条件本试验在热储高温环境下开展，采用巴西劈裂试验方法计算抗拉强度。试样制备试样制备内容参照本文件5.1.2的规定。主要仪器设备666.3.1高温岩石力学试验机，轴向力应大于30kN，刚度应不低于8GN/m，工作温度应不低于300℃。.3.2巴西劈裂试验夹具。.3.3耐高温位移传感器，工作温度应不低于300℃，量程应大于5mm，精度应小于0.001mm。图3实时高温巴西劈裂试验示意图试验操作步骤66.4.1根据要求的劈裂方向，将试样放置在巴西劈裂试验夹具内，圆弧形刚体与试样的上下端接触。.4.2通过加热装置对试样进行加热，加热速率应小于1℃/min，避免升温过快造成试样内部温度梯6度过高；待温度达到储层温度后，保持当前温度超过，温度控制精度应小于±5℃。66.4.30.005mm/min.4.4对加载过程中出现的现象和破坏后的试样进行描述。试验成果整理岩石抗拉强度按下式计算：4=·······················································(10)2式中：抗拉强度，MPa；试样破坏时的破坏载荷，N；试样直径，。试验记录--应记录工程名称、岩石名称、取样位置、试样编号、试样描述、试样尺寸、破坏载荷、抗拉强度、破坏形态、试验日期、试验人员。干热岩拉伸试验原始数据记录表见附录A。7干热岩剪切试验试验条件本试验在热储高温环境下开展，采用平推法，适用于完整岩石与含结构面的岩石。试样制备7777.2.1试样在采取、运输和制备过程中应避免产生扰动和损伤。.2.2试样直径或边长应大于，且应大于岩石最大颗粒粒径的倍，高度应大于直径或边长。.2.3含结构面的岩石试样的断层应位于试样的中部。.2.4试样应统一进行编号，相同试验条件下每组试样的数量应不少于5个。试样描述内容77777.3.1岩石名称、矿物成分、风化程度、胶结物性、岩石颗粒大小等。.3.2层理、节理裂隙的发育程度及其与剪切方向的关系。.3.3结构面的充填物性质、充填厚度、产状。.3.4试样形态及制备方法。.3.5试样加工过程中出现的问题。主要仪器设备7.4.1高温岩石直剪试验机，轴向力应大于500kN，剪切力应大于1000kN，刚度应不低于8GN/m，工作温度应不低于300℃，符合GB/T15406中6.4.4.3.1的规定。77.4.2剪切盒，预留剪切缝宽度应大于剪切方向长度的，工作温度应不低于300℃。.4.3耐高温位移传感器，工作温度应不低于300℃，量程应大于5mm，精度应小于0.001mm。7法向加载系统高温箱剪切面剪切加载系统试样预留剪切缝减摩系统图4岩石压缩剪切试验仪示意图试验操作步骤.5.17切缝宽度宜为试样剪切方向长度的，对于边长或直径大于200mm的大尺寸试样，最大预留宽度应不超过10mm。法向位移传感器和切向位移传感器应沿剪切方向两侧对称布置，每个方向上位移传感器不应少于27.5.2通过剪切盒外部的加热装置对试样进行加热，加热速率应小于1℃/min，避免升温过快造成试样内部温度梯度过高；待温度达到储层温度后，保持当前温度超过，温度控制精度应小于±5℃。7.5.31MPa/min条件后，保持当前法向应力超过10min，法向应力控制精度应小于±0.01MPa。7.5.4以位移控制方式施加切向载荷直至试样破坏，位移加载速率应小于0.005mm/min，记录试验全过程的法向和切向应力、法向和切向变形值。77.5.5对加载过程中出现的现象和破坏后的试样进行描述。试验成果整理.6.1根据试验结果，应按照下列公式计算岩石的法向应力和剪切应力：==·························································(11)·························································(12)式中：作用于剪切面上的法向应力，MPa；作用于剪切面上的剪应力，MPa；作用于剪切面上的法向荷载，N；--作用于剪切面上的剪切荷载，N；剪切面的有效剪切面积，2。7.6.2计算得到的法向应力和剪切应力应取小数点后3位有效数字。当剪切位移量小于沿剪切方向试样边长的10%时，剪切面积可直接采用试样横截面积。7.6.3根据试验结果，应绘制各法向应力下的法向应力法向位移曲线、剪应力-剪切位移曲线、法向8位移剪切位移曲线和法向应力剪切峰值强度和剪切残余强度）。试验记录77.7.1工程名称、岩石名称、取样位置、试样编号、试样描述、试样尺寸、试验日期、试验人员。.7.2记录轴向载荷、破坏载荷、位移及试样剪切面破坏情况，包括试样破坏形态、范围、碎块大小等内容。777.7.3绘制剪切面的起伏度，统计擦痕的分布、方向和长度。.7.4试验完成后应对试样进行拍照。.7.5干热岩剪切试验原始数据记录表见附录。9附录A（规范性）试验原始数据记录表表A.1干热岩压缩试验——单轴抗压强度试验原始数据记录表试验日期：试验人员：试样截面面积2)工程名岩石名取样位试样编试样描试样尺寸破坏载弹性模荷(N)量(GPa)破坏形态泊松比称称置号述表A.2干热岩压缩试验——常规三轴抗压强度试验原始数据记录表试验日期：试验人员：试样截面面积2)摩擦角工程名岩石名取样位试样编试样描试样尺寸轴向载轴向应径向应弹性模粘聚力(MPa)泊松比破坏形态称称置号述荷(N)变变量(GPa)表A.3干热岩拉伸试验原始数据记录表试验日期：试验人员：试样尺寸破坏载荷抗拉强度工程名称岩石名称取样位置试样编号试样描述破坏形态(N)(MPa)10表A.4干热岩剪切试验原始数据记录表试验日期：试验人员：破坏情况试样尺寸法向破坏载荷载荷剪切面起伏度工程岩石取样试样试样名称名称位置编号描述位移破坏形态碎块大小范围(N)(N)11钢丝绳用润滑剂LubricantsforropesNB/SH/T0387—2023NB/SH/T0387—2023钢丝绳用润滑剂1范围种添加剂所制得的钢丝绳浸渍和表面防护的润滑剂。用润滑脂和维护油。2规范性引用文件文件。GB/T259石油产品水溶性酸及碱测定法GB/T265石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法GB/T2361防锈油脂湿热试验法GB/T3536石油产品闪点和燃点的测定克利夫兰开口杯法GB/T4510石油沥青脆点测定法弗拉斯法GB/T4929润滑脂滴点测定法GB/T21856化学品快速生物降解性二氧化碳产生试验SH/T0081防锈油脂盐雾试验法NB/SH/T0164石油及相关产品包装、储运及交货验收规则SH/T0204润滑脂抗磨性能测定法（四球机法）SH/T0229固体和半固体石油产品取样法SH/T0331润滑脂腐蚀试验法SH/T046919947407号齿轮润滑脂333术语和定义下列术语和定义适用于本文件。钢丝绳用润滑剂lubricantsfor应用于各种气候条件下工作的钢丝绳及负载拉索的润滑与防护的油脂。常温环境钢丝绳用润滑剂lubricantsforinenvironment应用于常温条件下钢丝绳的润滑剂。1NB/SH/T0387—202333333333333333寒冷环境钢丝绳用润滑剂lubricantsforincoldenvironment应用于寒冷环境下钢丝绳的润滑剂。极寒环境钢丝绳用润滑剂lubricantsforincoldenvironment应用于极寒环境下钢丝绳的润滑剂。高温环境钢丝绳用润滑剂lubricantsforinhightemperatureenvironment应用于高温环境下钢丝绳的润滑剂。普通钢丝绳用润滑剂lubricantsforordinary应用于环境良好，负载轻，运动速度低的钢丝绳的润滑剂。重型起重机钢丝绳用润滑剂lubricantsforheavycrane应用于重型起重机钢丝绳的润滑剂。港机钢丝绳用润滑剂lubricantsforportmachinery应用于港口岸桥、塔吊等设备和其他近海潮湿环境下钢丝绳的润滑剂。工程机械钢丝绳用润滑剂lubricantsforconstructionmachinery应用于工程机械上钢丝绳的润滑剂。.10.11.12.13.14.15.16渔业海工钢丝绳用润滑剂lubricantsforsteelforfisheryMarineengineering应用于海洋、淡水渔业、海上工程钢丝绳的润滑剂。电梯钢丝绳用润滑剂lubricantsforelevator应用于电梯钢丝绳的润滑剂。钢芯铝绞线用润滑剂lubricantsforsteelaluminumstranded应用于钢芯铝绞线润滑和防护的润滑剂。环保型钢丝绳用润滑剂environment-friendlylubricantsfor以植物油脂、合成油脂为主要成分，在自然环境下能被降解，环境友好的钢丝绳用润滑剂。纤维芯用润滑剂lubricantsforfiber应用于钢丝绳纤维芯的润滑剂。钢丝绳维护油maintenanceoilforcontainingvolatilesolvent含挥发性溶剂的钢丝绳维护用润滑剂。钢丝绳维护脂maintenancesolventformaintenance不含挥发性溶剂的半流体的钢丝绳维护用润滑剂。2NB/SH/T0387—202344分类和标记.1产品分类本文件将钢丝绳用润滑剂分为钢丝绳生产用润滑剂和钢丝绳维护用润滑剂两大类。91列出了不同品种的特征指标和主要用途。挥发性溶剂），表1列出了不同品种的特征指标和主要用途。表1钢丝绳用润滑剂分类分类品种特征指标润滑性和防锈性极压抗磨性能主要用途普通钢丝绳使用普通钢丝绳用润滑剂重型起重机钢丝绳用润滑剂应用于高强度起重机应用于近海潮湿环境下钢丝绳的润滑保护港机钢丝绳用润滑剂抗盐雾性能工程机械钢丝绳用润滑剂渔业海工钢丝绳用润滑剂极压抗磨性能抗盐雾和油膜强度应用于工程机械钢丝绳的润滑钢丝绳生产用润滑剂应用于水下渔业、海上工程钢丝绳的润滑保护电梯钢丝绳用润滑剂钢芯铝绞线用润滑剂润滑性防锈性应用于电梯钢丝绳的润滑保护应用于钢绞线的润滑保护应用于有生物降解性要求的钢丝绳用润滑剂环保型钢丝绳用润滑剂可自然降解，环境友好浸湿性和防锈性纤维芯用润滑剂钢丝绳维护油应用于钢丝绳纤维绳芯的润滑剂防锈性好、渗透性好附着力强、防锈性好和极压润滑性好应用于润滑性要求高的钢丝绳的维护应用于重负荷钢丝绳的维护钢丝绳维护用润滑剂钢丝绳维护脂4.2产品标记钢丝绳用润滑剂应标记为：产品名称品种名称标准号。示例：钢丝绳用润滑剂港机钢丝绳用润滑剂NB/SH/T03872023。5要求和试验方法.1一般要求5钢丝绳用润滑剂应满足以下一般要求：a）应防止钢丝、纤维芯的腐蚀；b）应减少钢丝绳结构内部和外部的摩擦，即具有良好的润滑性；3NB/SH/T0387—2023c）有好的包覆性能；d）是防水的，并且不含有在水中易乳化的复合物；e）不易出现明显脆裂；f）无沙砾、研磨物质、故意增重的物质、水、氯化物或类似不纯洁物；g）的任何添加剂或复合物；h）绳的纤维芯有损害的添加剂或复合物。5.2特殊要求钢丝绳用润滑剂还应满足以下特殊要求。a）材料的状态在溶解之前溶剂蒸发之后实质应是相同的。b）状态，即其应具有热可逆性。要特别注意的是，加热温度不宜过高或加热持续时间不宜过长，否则会导致润滑剂降低性能。5.3钢丝绳生产用润滑剂的技术要求和试验方法钢丝绳生产用润滑剂的通用技术要求和试验方法应符合表2绳生产用润滑剂还应满足表3中滴点和脆点的要求。4NB/SH/T0387—20235NB/SH/T0387—2023表3不同使用环境的钢丝绳生产用润滑剂滴点和脆点的技术要求和试验方法质量指标项目常温寒冷70极寒高温b试验方法-15℃