Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ nfOBggai.. Прочность является ЗундаиентальноЯ характеристикой твердого теза. Мйнуссевшіное управление ее изменением с помощь» жидкости - важнейшая задача 'йизиио-ккмгнгс-иоя механики. Решение -ахей задачи актуально дает шогих производств, но з перзуй очередь для 5вх, в коюрш осуществляется кепрершшкй процесс разрушения тал в присуясажии йкдтостк, например, разрушенїїв горная пород при бурении екьажп, измельчение неорганических диэлектриков. В яавтоящеэ іфемя природа вдиян.чя жидкосїя из. механизм разрушения «ородсобразуйщкх микерадо^-диз-лвктриков и гориш пород является слабо мсследззёшным вопросом. В предложенной академиком П.А.Ребиндером механизм» влияния жидкости на прочность 6 снижение последней свяашігехся о уменьшением удельной свободной поверхностной энергия (УСПЭ) разрушаемого тела Го при физической адсорбции молекул .адсорбционяо-аятивнкя веществ, вводимая в жидкость, на свежей поверхности растущих трешин.
С разупрочнякщкм действием икдкости на горные порода связывались большие надежды в повышении механической скорости бурения. Основаюкм для них служило значительнее погашение нзер-дости горных пород, наблюдаемое в лабораторных условиях при вдавливании индєнгора в породу в присутствии жидкости (воды), в которую предварительно вводилась понизуїїєли твердости ( поворх-ностио-актишшэ вещества, электролита ). Однако добавление этих же еєщєств в іуровой раствор на водной основе не вкзивало облегчения разрулення пород при бурении скважин з ожидаемой мере.
В настояв; ее время в вопросе вяияїйія бурового раствори нз разрушение пород на забое нет единого мнения: если одни полагают, что дисперсионная срада раствора не влияет на разрушение порода под зубом долота, то йругио рассматривачи адсорбпиоикоз понижение прочности з качестве одного из основных резервов по-ЗШІСНИЯ механической скорости бурения.
Наличие столь полярній мнений отражает соврокекноо состояние понимания природы эффекта Ребякдвра. вкзвоео отсутствием адсісватиай модели, позволяющей прогнозировать влияние жидкости на механизм разрушения. Предстзвлення Ребзыдера о природе изменения прочности неорганических диэлектриков и горк*с< пород 5р«-бунгг уточнения. Во-первых, модель Гриффита зорнз лшь для эдез-
- і -
яьво>упругого аела, у которого охсутствуиг иеханическме потери энергии Тп- Разруиекю кэ неорганических диэлактржо» сопровождается потерями гп, презосходящямн. согласно Г Л5. Бартеневу, величину их УСПЭ в 1,5-10 раз, прячет врігрода потерь и*) вияснена. Велншша Тэо - То * їп являвкся важнейшей физической прочяое-їноЯ характеристикой диэлектрика. Во-вторых, на возникавших при разруаэшш свежс дазлектрических повзрулоотйх появляется таби-їочнші элзкгрвдескнй заряд плотностью ч.э, создающий сильные электрические поля (до Х0в в/ы) s растущей грааоже 25 вшивающий зыиссмо электронов високих энзрилй (до 105 зВ ), гшиїтроматиет-ноз кглучэииэ.
Fassraata представлений о механизмо вяюзшга жидкости на разрушегкэ породообразувдях мззієрслоз-дзгалекігркшз и горних пород, позгодянияк прогнозировать поведение зола под нагрузкой в присутстакя жйдкосїи, яглается актуальной и в каучкоы и в прикладном аспектах.
ЦЕлЬ РАБОТЫ гаклчкаезся в установлении роли электризации при разрузеяш б измешжої прочности икнэралоз-диэлектриков и горнш пород в присутствии жидкости, уточнении модели эффекта FeOmiAspa. устраняемой проткЕср&чка мв»іу сущестаумідаш теорией эффекта ы акспьртаеиталыкши дакнаяи и позволяющем ставить задачу прогноза влишия данной «ккоезя »а разрушение неорганических дизлентригов к горних пород яри буренин.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ заключается в разыгтии самостоятельного научного направления, в рамках которого
показано, что чупстіжгельаость разрушаемого диэлектрика к действий «а кого жидкости определяется величиной и изменением неравновесной составляющей аф&екхквной энергии разрушения, возникающей зедедствиз появления избыточного электрического заряда иа свею» когерхностях растущей трещины;
зффдну РвСзадора рассматривается как стремление неравновесной в пало механического нагружвиия системы "дизлеитрик-жвдкостьи к равновесному состояний с помоць» кэдкости, проникающей в паїосіь растущей трецнна. Время релаксации электрических зарядов в жидкости, находящейся в солоези орвч.аы, расскатриьа&гся нан ос-наваой показатель сспрохиасения диэлектрика разрушении;
установлено, что явление "алзктризацня при разрушении" свойс-ткшио к& аолько криетадлнчэскмм неорганическим доэладтржам, но и акор$1'ому неорганическому стеклу;
- пока-.»л>'0, что разрушенш породы вдашімвзішен индентора прсдс-тааляпт codo'A процесе изуєльчєнмя;
-- вия.".нг*!іо "ло ограниченности возможности управления разрушо-ниом гозних пород при оурендда .связана с затруднениями изменения электропроводности CypoForp рде*ш>рз.
.9^^^.5-110-^^^^1..^^^^(1^3 КЗ ЗгЩЛТу. ПЄРЄЧИСЛ8ІШ в
пункте автореферата "Научная иодозде работ»".
ПРАТО?шаая_8^ШМСТЬ работа заключается в создэшм единого методологического подхода к англтау слияния жидкостей на разруиеиие породсобразуианх нинерагов-диэлаитрикоэ и горных пород, позволяющего прогнозимшать влияние жидкости на разрушение и экономить химические реагенти при бурегааі.сішалии.
E^Q.?.^J?CTb_PjSyjaTATOB определяется использованием ста-ндзотпых методик измерения электропроводности лэддксстсй, исследования разрушения пород вдавливанием, определэиия дисперсного состава порошков и исследования механоэкиссии.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ И ПУВЛИЮЩКИ. Основные результата работы доплачивались автором на семинаре лаборатории дшшииии материалов ЛФТИ ин.А.Ф. Ио$$о ( г.Ленинград ), коллдовиудо отдела поверхностных явленій ИФХ АИ ССЄР і r.ttoeraa ), деодізре йШ Ай УССР (г.Львов), на семинаре «а$едру коллоидной зкшої ИГУ, на семинаре .ЧХТТиМС АН СССР ( г. Новосибирск ). на демииздо яафедрн технологии и техники бурения скважин баниу-Петербургсксго горного института, семинаре кзФедры бурения иефтяиих и газсзія сивздин УТЯТУ (г.Уфа), на Всесоюзних симпозиумах со «вяаиогз&сет и механозмиссии твердая тол ( г.г, Ташкент, Таллии J, на Scsco-нзноя научно-технической коррекция "Разрушение горних пород при бурении скважин" (г. Уфа ), на йэлздуиареданх кон$еро»цкях "Механика горных пород при буреяюГ ( п.Агоя ), йа 2-м Международном симпозиуме "Бурение разведочных скважин в осложиеяша условиях" (г.Санкт-Петербург), на 8-й Международной конференции по разрушению материалов (г.Киев).
СТРУКТУРА И ОБЪЁМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, заключения и списка используемой литература. Работа изложена на 253 страницах машинописного теиста, имеет 33 рисунка, 17 таблиц и 287 ссылок на литературные источники.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЙАНИЕ РАБОТЫ Во введении возможноеи, снижения твердости .горной породи при вдавливании в нее инданторя в .лабораторных исследованиях,
ауоа долота - при бурении свизшзаэтся с увеличением коз4»$ккиои~ із передачи осевого устам кдроы продразрушекия. Зто возможно при обеспечен}!» квазигидростатичности давления ядра на целик, йрименвиие жидкости представляется наиболее естестаевкнм способом воздействия на дисперсность ядра предразрушеюія: опережающая фильтрация при полешггсмьвом перепаде давления и реализации на забое усталостной формы разрушения в условиях существенного нарушения иэжгранулярной и трещинной проницаемости горной породы, происходящей при вдавливании в породу зуба долота и его проскальзывании, обеспечивает формировать ядра предразрувекия в присутствии фильтрата бурового раствора.
Введение завершается постановкой задачи исследования: пос-трое;шэ модели влияния жидкостей на разрушеїше породооСргяукщиг шшералов-дизлектриков и горныз пород, осисвшаясь на &аите электрического заряжения сторон растуїдих трещин.
Ыетодологимеской основой для усовершенствования модели эффекта Ребиндера является энергетическое уравнение академика Л. И. Седова в вида dll - - dA + dQ, где cU есть изменение внутренней энергии тела, dA - изменение работы внешних сил, dQ - изменение рабэти за счет химических реакций на поверхности, действует электромагнитного излучения. Последнее слагаемое вводзлея для возможности учета поверхностных эффектов взаимодействия тала с внелней средой.
В первом разделе приведен обзор исследований зеита Рє-биздера. Рассматриваются особенности его проявления при разрушении аморфного неорганического стекла и кристаллических неорганических диэлектриков. Анализ ревультатов предшествующих работ показал, что разрушение указанных тел отличает одинаковые проявл&шя эйекта. Это позволяет предположить идентичность ме-хаишыа влияния кндкосхн на развитие разрушения этих диэлектриков. Мсвду тем, если электризация при разрушении кристаллических диэлектриков является доказанным фактом, то этого гкгльгя сказать в отношении стекла: академиком Б.В.Доряткным экспериментально показано, что эшеенн электронов высокой энергии со свежей поверхности аморфного неорганического стекла нет.
0?кеч*!іі8іае особенности изменения прочности неорганических дизлинірньов при разруцешш в присутствии жидкости не получили в литературе достаточно аргументированного объяснения в раикаа ааьнси«асти о - $0 Гри^ита. Электризация иэ сгвлаа: пьверхяое-
'Гея .і!Л>::<'.чі.;';'лЧ;;ш,{ ї«л 1 fi'X равр/іШЇШН НЄ прКЗЛеіїЗЛ^СЇ
оО'і.д.'зчо!^"; оос^рнііості-к 1ДХ>чвл5Е.кя з^ес.та Реоию.ера.
;:>с=;.;. срп>! _ р;іздода лрйдлзгдеуся уточнение модулі: 3^....
'с-0;\:.'7;С'іа. ГіО'.ііїмчііі»^ рззис'ыснйкх здоятркческих зарядов па сторонах ералаш йркоодж1 к зознккнозеани дололлжгольнсго дагапо-дейстауиаего взаимодействия сторон третини, росту знергак образовании йдкїік-пі яло;опдн евм.ей поверхности до золичияв тэ^> »
«о + їлєі гдо їПе ~ механические потеря энергия электростатической пркродн. Отлкчитольксй особенность» дополшт&сыии злоіто-рнческих сил сццпленчя маяду сторонами трещипз ОТ СИЛ ЯКМіїЧЄС-кой природы, опредодякпгих раваозоснуи характеристику у0 диэлектрика, является записяшхяь их от времени t действия нагруа-ки. Пояелєшю <зо звакекуех и іг^чало релаксации зарядез в соо-г-вегстшш с величиной из времени релаксации Т З диэлектрике Ста; jo), имоицего принвену» природу. Оно в значительной степени ва-вискт от содержания злати в диэлектрике, снижаясь с его ростом. Жидкость, а присутствии которой проксяодэт разрушегаїз тала, shocks даполнительноо коздейстгло на релаксацию зарядок Необходимым для этого условием 5ШЛЯЄТСЯ вштолнеїтее церапеасхЕа О < 0', гдэ * и в* есть скорости роста зрвщиин и поступления в еэ полость жидкости. Проникігагекко «арности з глубину spends ограничено дааметром молекули d . Величина d разделяет трещгвгу на ззршкну С расстояние & ьшзду сторонами меньше d ) и гкшзск { h > d ). В соответствии с взаимодействие!* электрических зарядов в вершине н полости шратккв для эффективной энергии ргз-рушэния можно записать в вад
Тэо . Гов - ас/2 ч- ne2(d~1+ a_1)/8its0 + q02eKp(-Zt/t)fj / 4єє0,
d !
где 2т0в - JFM(y)dy ость инвариант разрушения в данной жидкости, FM - интенсивность "нолеиулярищ" сил сцепления сторон трешдац, Ас - работа расшинивсодта сия. а - нежахомиоэ ргестояккэ, п -концентрация зарядов з аоржи Ерещиин, э - ззряд адгктрека, So - электрическая яостзямязя, s - относительная диэлгктркчос-кгя проницаемость кидкостгз, з ~ & удшакая эяегщхикюводиость, г - s0 / ж - время долаксацйи зарйдоз в іккдкостн, впроделяж^е tor релаксации ji.
Алгебраическая сумма корида двузг чюкеа определяет рзвоту равновесного разрушения 2Г - С 2г0Е " Ас) н является зажнейшй
аарактеристиной когезии. Третье слагаомов представляет собой инвариант VneB электрических cjwi, действующих в вермине трощиян, и вносит вклад в работу ішазирамковесного разрушения 2Г - 2іов + ?іпвв - Ас
Мода$иднровгнноо віфазкенмо Гри$$ита с учетом механических потерь энергии электростатической природы принимает вид
6 - Ч 4Е С Г' + q02oxp(-2t/t)h / єс0 3>-5 / Oct)0'5, т.е. прочность и разнообразна об врекениой зависимости при разрушении диэлектрика в присутствии жидкости определяется величиной и изменением q0. t, Т, X . При длительном действ.зі нагрузки кривая снижения прочности имеет асимптоту, соответствуикцу» равновесному значен)») прочности - порогу статической усталости бп - « 2Е ( г0Е - Лс/2 )3 / jtL J-0'5
йжаяизы разрушения диэлектриков в присутствии жидкостей ПРИ ВИПОЛНОШШ УСЛОВИЙ б > On к 6 < бп различен.
Под классическим афектом Ребявдера следует понимать стремление неравновесной механически нагруженной напряжением 6 > бп системы диэлеитряк-кидкость к равновесному состоянии с помощью поверхностного влияния жидкости ( ток релаксации ji ). Величина эффекта тем значительнее, мен бельке tfo. меньше ток jg и меньшее *реыя релаксации создает жадность в полости трещины. Более квдоенное изменение прочности о поио«ьй объёмного влияния жидкости ( аосорбцкя молекул іквдкосїй диэлектриком ) обеспечивает ток релаксашш j?.
Для определения влчяітеї на прочность конкретного диэлектрика данной жидкости необходимо соблюдать условия корректности эксперимента: преяварительное удаление нз диэлектрика к жидкости адекгролигических загрязнений. Соблюдннче условий корректности позволяет оценить' максимальную Способность диэлектрика к изменении прочности в присутствии жидкости. При разрушения реального тела величина з^акта Ребиндера будет всегда меньше.
Управление эффектом Рвбиидера связано с возножностьк искусственного изменения-такса Ji, j?.. Высушивание диэлектрика перед разрушением в присутствии жидкости приведет к, уменьшению тока J2' ,х повышений чувствительности Диэлектрика к поверхностному воздействии жидкости, увеличении интенсивности алектрско-гоаионлих явлення; изменение токз ji в 'нллости трешвдш возможно ксісусствчкчое и естественное. Гэряое обг^поэдогется ВВ9Д0НИ0Ч в ииднссть дополнительных носэдоимй тока, а второе - пайаявтюи
этих носителем при растворении разрушаемого диэлектрика з походной жидкости. Химический состав диэлектрика, искусственнее-изменение концентрации hohdb в жидкости но будут влиять на из-иенеїте прочности лишь при разрушении диэлектрика з присутствии жидкости, обладагецеи в исходном состоягаю такой концентрацией кокоя, которая обеспечивает постоянство яредеш релаксации зарядов и жидкости при поступлении в нее дополнительна иоиоз.
При квазистатическом разрушении диэлектриков в насвдоннкх смесях изменение прочности будет происходить в соответствии с изменением электрического сопротивления смесей. При разрушении диэлектрика в жидкости, растворякяцей диэлектрик Я ухеличивавщсй электропроводность йознімаадего в полости ареипшы раствора, прочность диэлектрика будет снижаться с ускорением.
При нарушении яеобходимото" условия ивазиразнокосности разрушения & < -6' сопротивлений развитии трещины онззшшет э$$ви-тивное время релаксации
хЭФ - q[ s(e -1} + і 3 / С (1 -к)ж* *заЗ, разрушение становится неравновесным и прочность возрастает на величину Дб. В вакууме, в чистих неполярных вддкостях Д5 » О.
При выполнении условия * > 0' а части полости, свободной от фазового слоя жидкости, происходит эмиссия электронов високих энергий. Её интенсивность меняется по закону J - J0exp(~ t / Т). При удовлетворении услозия q0X0> W , где X - длина свободного пробега быстрого электрона, W - иояиззцгюннки потенциал молекул пара лидкостя, возникают предпосвлни для появления вы-сокочастотног) разрядного тока зз, свидетельстзувцаго о раапп-тии неравновесного разрушения. Ионогениий понизитель прочности может сработать, если зз доступен выявлению по его импульсному электроМагниткаку полм.
Зависимость 6 , J , ja от одной величини - Qo позволяет но изменения одной из них судить об относительной ЕЄЛИЧИЛЄ И 23-раятере изменения других.
В третьем и четвертом разделам описывается осуществлённая проверка справедливости предлагаемой модели эффекта Ребиндера.
1. Сценка УСПЗ сэдды. Подставляя численные значения велк-чкн п, а0, намеренных М.С.Ыэпижм, и величину d для молекул води, этанола; бензола, получаем следущко значения инварианта nest O.CGi, 0,096, 0,105 Дя/м2, соответственно. Для оценки величини УСПЯ слмдн попользовались нзиест.чыч результата рашцепле-
нил её в іакууме Ю-1 тор при дополнительной ионизации ваяуук-:;сй «змери: соответствующая этому сайту величина "УСйЗ" С юл + ,:.,,") равна 0,48 Дж/м2. 3?о позволяет считать УСПЭ сдкзди равной 0,42 Діі/м~; работа pacsu-.пшавдих сил оценивается величиной O.G-j Дя/м*; механические потери окаргки -,-ЛаБ при Ь » 10~3м, qD= ,0-л?"'- к/ы лр:і;ізі).;а:-зт значению 1,13 Дж/м2, определяющее величину торгам разрушения 3,1 ДжЛг, соизмеримую с экспериментальными ;.яі:їщ.чя М. С. Кгзння.
2. Срзикешз зізвесхпого (работы сотрудшіков кафедри коало-
.'viiro;'; ззмої f-ІГУ) изменения прочности полшрксталличесіопг ойраз-
цов цалочногадоіапіщ: соединений в присутствии насіщонииа раст
воров сосг^отсаэуклял солей с изменением измеренного нами элек
трического сопротивления этих растворов ( били воспроизведена
cue-Jii гопта.ч-^;окса.ч, диоксан-Есда. натащенное солью КС1; смесь
пропзяол-гептан, иасицеккая соляки КС1, КЕг, KJ; водно-ацехогго-
вая смесь, насіщєнная солью KJ ; спиртовке и водные кзевд&нкне
раегаора солей ), с іїзмєнєшієм сопротивления насвдєнншс солямк
КС1, Ю' сгсіртоа продельного рада от этанола до гептакола, с кз-
иекеї&ям сопротивления насыщенных водних растворов солен ИаВг,
KaCl, LiCl, КС1, КВг, KJ, CsCl без н с добавлэниеи в низ: г.оз-
торопккх коноз ( Cs", К"1", SQiZ~, Ка^, Са2+, Mg2+, Li1", С0з2~ }
показало, что наблюдается симбатность изменения прочности я
электрического сопротивления растворов.
( Существование тока j3 и эмиссии электронов высокой змер-гии при разрушении щэлочно-галоидных соединений кзвзстно кз многих публикаций ).
3. Особенность изменения прочности неоргаївічесиого стоила
при разрушении его в вакууме, замеченная академиком С.Н. Курко
вим ( разупрочнящее действие адсорбционного слоя на-прочность
стекла не исчезает при вакуумной тренировке образцов) и зависи
мость величин б и J от q0 позволяет указать на недостаток,
присутствующий в упомянутой выше попытке обнаружения эмиссии
электронов со свежей поверхности стекла: вакуумировакне образца
стекла перед регистрацией эмиссии необходимо совместить с его
прогревом.
Проварка этого предположения была проведена в ЙФХ РАН совместно с В.А. Кузнецовым. Образцы стекла предварительно подвергались в течение трех часов ярогреву в кварцевых ампулах при температуре от 20 до 450 С. После отжига перед испытанием об-
рззцц оь-аидатаоь. Для регистрации эмиссии электронов исгольво-валгсь стандартная установка, Олок-схэма которой ігріпедена гга рисі. Злсктримоская схска прадуснатрквгла регистрацию элсктро-ноз о зїіаргиоЯ, прелишзмпой 10а зВ з рэзкинэ счета иниульсов.
Ксследрванка показало, что спе.жй скол неорганического стекла зкпгкруєт электроны высокой энергии (ркс.2). Зжіссил характеризуется резким всплеском иитєксізіности з момент скола образца и бігетрки затуханием. С увеличением температури отлзіга сбрапцоз начальная интенсивность змкссіяі Jc возрастает-. При температуре отэта-а 20 С, т.е. в тех же условиях, в каилх яро--годился нсз:ск эмиссии электронов в опытах Б.В.Дерягина, эккс-сїія тзккэ ї?е была зафиксирована.
Осуществленной доказательство наличия эмиссии с поворкюс-та стекла свидетельствует о том, что мехашл;гс:до> потеря эяер-пм электростатической природы составляют акачкх-альку» часть энергии разрушения стекла и і їх иосбходияо учитывать при объяс-иеюзі іпиоиеїзш прочности стерла в присутствии икекосї&й.
Величину )і особенность изменения прочности стёкол разлзіч-згого химического состава в прксутстзям зодм иеобяолгк? стягивать с иззастшвя волкрсегой и изменением элеетропровог.коог.'И :зо-дмнх растворов продуктов гидроліїга силикатов стерла.
В пятом развело гкесоргзции определяется причина аа^гсия эффекта Ребнллера при разрухздши образцов геркше пород вдазли-ваниэм итаентсра в лабораторию условиях, с одной сторона, и частое отсутствия его при разрушении пород яа забое екзажвчш. с другой сторонч.
Проводила аналогия н:*ду кзмольчсшгеї* зернистого иатзрча-ла сжатием в натріще-іюктейиерв и разрузега$.эм порога ядаежза-Ю!8«. Прсводе.шая оценка качества измольчеччя срйднег-ернкстогс мрамора при азаплтании в него квдентора с помои;-»» ^оїооеггмен-rorpaja "Акалшетге-20", методом оптической счетной уикроско.: . показала (табл.1, 2), что под «адаптером происходит гаиольчони-.-породи. Дисперсность коияактнровэкгого яаростэ «а дно лушш :;;; нала после его ультразвукового дкепэргирсигшя ецо в:гл». Процесс вдаадиваякя списывается кодіфщиро&зшшм заноном нз«ельч нля РвОйвдера:
А - Лд + Лр « k-V <- b«.-S.s. где' Ад, Ар - энергия, Рзтрачі таская ка упругое дъ$ср:.о!рог,г.ь>;' рггрусашс породи под штампом. сооте«їстзєш:о. їс - работа
Ркс.і. ьлэк-схзма установки для регистрации эмиссии здектронов високої: энергии: 1 - вакуумная камера, 2 - вцсокавольтіїьвї вші-ряміпогь. S - вхорлчный электронный умножитель, 4 - катодний повторитель, 5 -ишровольтиехр селективна, 6 -пересчвхнов устройство, 7 - измеритель скоротай счета, 8 - потенциометр.
Fmo.2. Д)іаграм.ча юмекешя начальной интенсивности эыисиш злс-іітршоз пря сколе неорганического сте&яа от температура оташга.
Тейдаца 1 (icnopciiirfi анализ порошка из лунки «етодом оптической счетной микроскопии
Таблвда 2 Результата дисперсного анализа компактироваяной породы в лунке выкола после ультразвукового диспергирования фотоседиыентографоа "Анализетте-20"
- ІЗ -
формкронажія ежкшади сС-ъбма породи, V - дд^оршфу.теи» обьгм породы под їкідг-ягорои. Sg - шэдздь сюеяей псзархаоеві порода. Диапазон изменения энергоёмкости звдаїшшания икдоігара Сел
И В ПРИСУТСТКИИ ЛЯДКООГИ ОГфЗДРДЯОУ ДіаП.ТЗОЯ ІїЗКОИкЙХЯ ЕВЄД'-;СС-
яі порога ЙН > условного ксз'Н'-їЦкеїїга пласпічнсста і\К , wacu-та'За разрушения &Y > Чем меньшим врекенг» ралзксацізг яарядег обладает жздаость, в присутствии нотороЗ пронезодж форгарс-*-ни» ядра предразрушваия, їійї гяяросїагичкей давлс;п-:в ядра і:;і цадаи, ыеиыта Н, V, К» йзиекЬике Укедьксїі объёмной экерлз: ргз-рушешія Av - А / V непредсказуемо в с:ілу симбахности ігемзке'лпя волични А и V .
Бигалкегкэ условий коррсихисеги экспордаенга сущосгеск-ю отличает проявления з$еита Рейяідера з лабораторних yciicisrss разрушают породы вдавливанием о? его проязлешй :га пайоз сгева-гпшы. Если з перзоа случзэ ДЗШПЗЗОН ИЗИЄНЄЯИЯ знергоо«:«хіИі ДА.-, -Ащ - Ак ,гдэ Am - прадаяьво возможная величина знергоЗикооти вдзаливания, Аж - энергоёмкость в присутствия растаорз, еоз:см-iasro при проігагавании порода ходаоезъ», то во вюрси - даапгяса измеиєїмя энергоёмкости изгой: ЛА3"* An' ~ Ар» гда Лп*< Ащ - siiq-ргоёмкесхь разрукеяия породи естественной влажности, Ар - энергоёмкость разрушеїшя в прксутотвиН'ЯйсаорскоиноЯ срада бурового раствора. Неравенство йАл > АА3 " сбослечквает н&згьиу» вежчл:;у эффекта Ребиедера «а забоэ екзаяины, причем обеспочагхь это по-нжешш твердости ыожко далеко сіє всегда даже если порска н ш?-. дій? часть запасенной в ней энергии в ваде эяеятромагщггкого изяучеиия: ргосчиїїгвать на обдегчонкв разрушения породи на забое гюполйгов&даен йядкосги шяшо, если возможно ігокуссгвенноо уввличбШіа эл&ятропроЕодаосги дисперсионной среди раствора.
Прогедошшэ измерения эдеотропрогодноста дасдасшфавакней, ЕодопрододагоЯ и пластовой ( минерализация - 339 г/л ) зол нри добавлении в инх охвата каярия, сулафокола,' дедбщясу^ьёоката натрия. ОП-іО, УЩР, йЩ-700, тряігшфіс$аі'3 катрда, бенгожгео-еоЯ глзкш рззлччкш ио:?цснтрациЛ показали, чох» диапазон изменения электрического сопротетлония снижается при росте концентрации койигелвЯ тона а исходной лода: если алєйігркчєсное coivpo-тавлеккэ инсталлированной воды при введет указанных реагеотаз снижается на два порядка и солее, водопроводной - а несколько раз,' то сопрохн&дюею пластовой вода осхаезся некзиеинш. Pecs тока релаксации J2 іфи узаличенюі температуры порода к елок-
ность химического состава «ршазочкой жідяоети яри Сурешв* сквадан на нефть являются очевидной причиной, не «озводяацей использовать з$«кт Рєбкндера для облегчения разрушения породы на забое s подавляющем большинстве случаев.
Конгруэнтное и инконгруэнтное растворение порода в вода, водами растворах, нанесенных на поверхность образца породы и прош;качл?а: внутрь его, ыкогостадмйнасть пиролиза и обменных процессов оСаспечивает непрерывное изменение концентрации носителей зша в растворах, воаникашцих в породе яри раствородам и образовании новой твердой фазы, приводит и изменении величины зкерггёыйссти вдавлкзаіьм Аж порода во временя, определяет для кадцой городу данного химического состава конкретный гшьшческкй реагент, обеспечкааиздо! наибольшее снижение твердости.
Проседешюо на устакозкэ УМГП-З разруакшю пород вдавли-EaiMGrf в присутствии жидкостей (породы: диорит, туф кетасомати-ческий измененный, песчаник, туфоазевролкт; жидкости: дистиллированная и водопроводная вода, водные растворы сульфонала, оле-ara натрия, КГ.1, UajWb различных концентраций ) показало, что начальное электрическое сопротивление водты растворов не является определяющий б яэиовеккя твердости породы, водные растворы поверхностно-активных веществ не имеит преимущества порея водным растворами других химических соединении в понижении механических свойств горних пород.
ОСН0ВШ- выводя
-
Разрушвииэ иеоргаютасюж диэлектриков сояровойздается механическими потерями энергии электростатической природы, зависящими от плотности электрических зарядов, возникших на новых поверхностях разрушаемого дналэктрика, и Бремени их релаксации.
-
(бвтед контролируемого разрушения нельзя считать надежным методом определения удельной свободной поверхностной энергии иооргзккческих диэлектриков.
-
Влияние жидкости на изменение прочности диэлектриков явгг.ется поЕор-гнасУКЫм н объемным. Э$5ект Ребнндера - частный сл/чай покиненій прочности разруааемсго в присутстяии жидкости дес5лв*чр;ііїа в результате релаксации электрических зарядов, воз-кикаквдх на сторонах растущих зре«ии. чорез жидкость, проникаю-вдк> в полость «рсщцны. Врекя рапзкеащш зло>иркческих зарядов, создаьэея&э яххлоеггыл ъ полости "растуаюй тродшы, квлкется по-
язаатолам способности рдкявЯ г.идкости изменять прочность давкого д?ізле^їіяз53. ПбьЗинке влиячие жидкости :;а разрушение обэспе-чкгается ыяеяйиисм ашгерояроБодлости диэлектрика.
-
Злыггржзашгя csc-шх поверхностей при разрушении свойст-зеика на только кристаллический неорганическим диэлектрикам» но в аморфному неорганическому стеклу. Приреза электризации при рагрушэнки jm5o но обязательно связана с упорядоченностью структура стекла, лкба происходят в тех кастах его структури, которые в ближнем атомноы окру*»кка схожи со структурой кристаллов, яо отличамтся от них отсухствнен дальнего порядка л симметрии.
-
Разрушение пород» под штампом при вдазливати представляет собой процесс тонкого измельчения, особенности изменения знергоемкости которого в присутствия жидкости оар&д«яя»т особенности проявления эффекта Ре&ядера при разрушении вдавливанием.
-
Определенно химического реагента, способного облегчить разрушение горкой породы при буро»»», исследование)* разрушения порода вдавливанием в присутствии различных ко природе мдаос-тей без и с добавлением в йнх химреагентов невозможно. Рлиякге жидкости на механизм разрушккя при вдавливания определяет я характером геохимической среди: зависит от исходного химического состава жидкости, химического состава разрувдекай породы, времени насицения порода тугостью, исследование разрушения горных пород вдавливание»! в присутствии жидкостей имеет самос-тоятелбнця научный и практический интерес: определение химреагента, способного обеспечить необходимое кзнененде электропроводности поровях растворов массивов горюя пород перед их пос-ледуящеи' разработкой.
-
В практику технологического контроля качества проиввоч-ной жидкости необходимо ввести измерение ее глектропроводиостя: если концентрация носителей тока в растворе позволяет увеличить элеатропрозодность бурового раствора введением в вето химического соединения, хо. применять, вуйво заике вещества, шторно в» только облегчают разрушеняа- поведа иа зайэ&. в» » зрчршаюг вэ-сущую спосоОиость скэзочгагк щиток ва ga&Keft вдаеряжхя» воро-доразрушаивдего инструмента-. Хправшвнне- давдрвниек пород ва забое- елхСоиих сквалэм использованиеы зф$екга Рйбякдера кевозшэж-
