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概述

表面粗糙度是指加工表面上具有的較小間距和峰谷所組成的微觀幾何形狀特性。而宏觀幾何形狀誤差、表面波度誤差、表面粗糙度三者之間的區(qū)別通常以一定的波距與波高之比來(lái)劃分。一般比值大于1000者為宏觀幾何形狀誤差；小于40者為表面粗糙度；介于兩者之間者為表面波度誤差。

            a）表面實(shí)際輪廓吧 b）表面粗糙度 c）表面波度 d)形狀誤差

在石油開采鉆探過(guò)程中，往往會(huì)遇到硬地層（致密硬度較高的巖石層）。當(dāng)鉆到這樣的深井硬地層、超硬地層和高研磨性地層時(shí)，如何在合理利用并保護(hù)刀具、鉆頭等物資的情況下，最快速的掘進(jìn)井深是現(xiàn)在鉆井隊(duì)遇到的較大問(wèn)題。因此，我公司根據(jù)石油行業(yè)某用戶的現(xiàn)場(chǎng)工況及需求，按照國(guó)家關(guān)于表面粗糙度GB/T1031-1995要求，開發(fā)了巖板表面粗糙度檢測(cè)及巖板體積檢測(cè)儀（設(shè)備外觀如圖1和圖2）。該檢測(cè)儀將貝加萊伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及基恩士的激光輪廓掃描儀裝置在線性模組上，通過(guò)伺服運(yùn)動(dòng)控制完成對(duì)被測(cè)物的掃描，運(yùn)用我公司開發(fā)的軟件程序，測(cè)出被測(cè)物的表面粗糙度和建立被測(cè)物的三維模型，為鉆探過(guò)程中遇到的問(wèn)題提供解決方案。

圖1  大尺寸線激光輪廓巖板粗糙度及體積檢測(cè)儀

圖2  小尺寸線激光輪廓巖板粗糙度及體積檢測(cè)儀

1、當(dāng)鉆到深井硬地層、超硬地層和高研磨性地層無(wú)法快速掘進(jìn)時(shí)，進(jìn)行巖板取樣，

2、將巖板樣品放入巖板表面粗糙度檢測(cè)及巖板體積檢測(cè)儀中，通過(guò)線激光掃描及自主開發(fā)的軟件，建立巖板相關(guān)的2D與3D模型（圖3），

3、測(cè)出樣品巖板的表面粗糙度及體積并記錄，

4、用一定配比的酸性混合液來(lái)腐蝕樣品巖板，

5、腐蝕一段時(shí)間后再進(jìn)行樣品巖板的表面粗糙度及體積測(cè)量。

通過(guò)兩次或多次的體積測(cè)量對(duì)比，得出巖板的體積變化（ΔV），確定最有利的酸性混合液，灌入鉆探深井中，對(duì)硬地層進(jìn)行酸性腐蝕，以此來(lái)提高掘進(jìn)的速度并保護(hù)刀具等資源。

圖3 相應(yīng)的2D及3D模型軟件

用戶評(píng)語(yǔ)：

該測(cè)量?jī)x能較快速的測(cè)量出經(jīng)酸性溶液腐蝕后巖板的體積變化，使鉆探人員能配置腐蝕液最佳的酸蝕比例，提高了工作效率，減少了刀具磨損，節(jié)約了鉆探成本。