Выбор места для проведения исследований

Выбор места обусловлен наличием бесперебойной подачи электроэнергии и минимальным уровнем вибрации от буровой установки. Вибрация может повлиять на точность измерения вязкости при малом сдвиге. Так как попадание пыли может привести к поломке электронного оборудования или подшипников прибора, исследования должны проводиться в незапыленном помещении.

 

Подготовка вискозиметра к работе

Вынуть прибор из упаковочной тары. Установить сборку-подвеску на штатив с зубчатой передачей и вставить держатель вискозиметра в подвеску и затянуть зажимной винт. Выставить вискозиметр по уровню слегка поворачивая его на штативе и /или с помощью регулировочных винтов под плитой штатива. Использовать для выставления индикатор уровня на верху прибора.

Вставить провод термопары в приёмное гнездо на обратной стороне вискозиметра. Проверить рычажок выключателя питания прибора: он должен находится в положении OFF («выключен»). Подключить сетевой кабель к разъему на тыльной стороне прибора, соединить сетевой кабель с электрической розеткой. Напряжение и частота сети должны соответствовать номинальным величинам, указанным на табличке прибора.

ПРИМЕЧАНИЕ: Вискозиметр LVDV-II+ должен быть заземлен! Вискозиметр – сложное электронное устройство. Не допускаются резкие изменения напряжения и частоты тока. После работы отсоединить сетевой кабель вискозиметра от сети.

Налить буровой раствор Flo-Pro® в нагревательную чашу на расстоянии ½ дюйма от краев, нагреть чашу до необходимой температуры. Температура измерения вязкости должна быть такой же, как и при исследованиях других реологических характеристик раствора. Перемешивать раствор для равномерного распределения температуры. Для перемешивания можно использовать миксер типа Hamilton Beach с реостатом. Перемешивать пробу следует с небольшой скоростью, чтобы избежать больших скоростей сдвига, что может привести к разрушению полимера. Во время перемешивания избегать попадания в раствор воздуха, - попадание воздуха может привнести к погрешности измерения.

Инициализация вискозиметра

Во время нагревания образца удалить резиновую (или пластмассовую) заглушку, удерживающую ось шпинделя вискозиметра на месте. В вискозиметре используются подшипники на камнях и калиброванная пружина. Поэтому избегайте ударов, сотрясений, вращения оси шпинделя. Всегда устанавливайте резиновую заглушку, когда долго не используете прибор.

Включить вискозиметр. Во время автоматической установки нуля заработает дисплей вискозиметра. Ниже приводится описание дисплей вискозиметра наиболее распространенной модели LVDV-II+.

После включения питания на дисплее появится надпись “Brookfield DV-II+ LV Viscometer,” затем “Version 3.0.” После начальной загрузки появится надпись “Remove spindle Press any key” (Снять шпиндель, нажать любую клавишу). Нажать любую из желтых клавиш, на дисплее появится надпись “Autozeroing Viscometer” (автоматическая установка нуля). После автоматической установки нуля на дисплее снова появится надпись “Replace spindle press any key” (Снять шпиндель, нажать любую клавишу). Выбрать шпиндель для измерения соответствующего диапазона вязкости. Для большинства измерений подойдет шпиндель №2. Маркировка шпинделя находится на шейке. Для установки шпинделя навернуть его на вал вискозиметра. Резьба вала и шпинделя – левосторонняя. Держать ось одной рукой для предупреждения повреждения пружины и подшипника во время наворачивания шпинделя. После установки и затяжки шпинделя нажать одну из желтых клавиш клавиатуры. На дисплее появится окно по умолчанию.

 

Дисплей вискозиметра

Надписи на дисплее вискозиметра могут выглядеть примерно так:

 

% 0. 0 S 62

 

0. 0 RPM 70.5ºF

 

Величины, показанные на дисплее, могут отличаться в зависимости от проводившихся ранее исследований.

В верхнем левом углу дисплея отображены показания вискозиметра в следующих единицах:

% крутящего момента вискозиметра (%)

вязкость в сП (сП или мПа х сек)

SR – скорость сдвига (всегда 0 из-за конструкции шпинделя)

SS – напряжение сдвига (всегда 0 из-за конструкции шпинделя)

По умолчанию, вязкость LVDV-II+ измеряется в %. В состоянии покоя величина в левом верхнем углу должна равняться приблизительно 1,0%, в противном случае могла произойти поломка подшипника или пружины.

 

В компании M-I принято измерять вязкость в сантипуазах (сП, сР). Для выбора единиц измерения нажать и удерживать клавишу Select Display, пока на дисплее не отобразится надпись сР. Единица измерения вязкости СИ мПа х сек эквивалентна сП (40 000 сП = 40 000 мПа х сек). В верхнем правом углу дисплея отображается код шпинделя. Код позволяет вискозиметру вести расчет вязкости в зависимости от геометрии шпинделя. Код шпинделя №2 – S62, код шпинделя №3 – S63. Если на дисплее не отображен код шпинделя, нажать клавишу Select Spindle, при этом на дисплее отобразится мигающая буква S. При помощи стрелочных клавиш оранжевого цвета выбрать необходимый код шпинделя. После выбора кода нажать клавишу Select Spindle, выбранный код станет кодом шпинделя по умолчанию.

Прибор измеряет вязкость на следующих частотах вращения вала: 0,3; 0,5; 0,6; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 6,0; 10,0; 12,0; 20,0; 30,0; 50,0; 60,0; и 100,0 об/мин. Для установки частоты вращения нажать и удерживать стрелочные клавиши, пока справа от надписи RPM (об/мин) не отобразится необходимая частота вращения. В компании M-I все исследования производятся при частоте 0,3 об/мин. Выбрав частоту оборотов, нажать клавишу установки частоты вращения (Set Speed).

ПРИМЕЧАНИЕ: Вращения вала вискозиметра начнется после установки частоты вращения. Для остановки нажать клавишу MOTOR ON/OFF; установленная частота вращения сохраняется в памяти прибора.

В правом нижнем углу дисплея отображается температура, измеряемая датчиком температуры.

Теперь вискозиметр готов к работе.

ПРИМЕЧАНИЕ: Для отображения результатов измерения в единицах СИ, нажать клавишу AUTO RANGE при включении вискозиметра. Для отображения температуры в градусах Цельсия во время включения вискозиметра нажать клавишу Select Display.

 

Измерение вязкости

После подготовки вискозиметра к работе и нагревания пробы бурового раствора можно приступить к исследованиям. Прежде всего, следует отцентрировать нагревательную чашу, так как пограничные явления из-за неправильной центровки могут повлиять на результаты измерений. Для предотвращения повреждений шпинделя, подшипника и пружины установить защитный шток.

Опустить вискозиметр так, чтобы выточка вала шпинделя находилась чуть выше уровня жидкости. При опускании вискозиметра необходимо поддерживать его руками для предотвращения вибрации. Установить таймер на 3 минуты, включить прибор кнопкой MOTOR ON/OFF. Пока вискозиметр вращается, измерять вязкость после 1, 2 и 3 минут работы. Данные величины обозначаются LSRV1, LSRV2 и LSRV3 соответственно. Часть первой минуты будет набираться момент пружины. Обычно жидкость достигает максимальной вязкости в течение трех минут. Фактически, величина вязкости после 3-минутного замера может оказаться меньше, чем после 2-минутного замера. Это происходит вследствие проскальзыванию шпинделя в жидкости.

По окончанию исследований отключить вискозиметр, поднять шпиндель над жидкостью.

 

Очистка

Выключить вискозиметр. Удалить шпиндель, потом защитную рамку. Помыть их тщательно. Установить снова на место защитную рамку, а также резиновую заглушку на ось шпинделя. Держать вискозиметр подальше от воды и пыли, а также выключать из сети, когда он не используется, чтобы избежать пульсаций энергии.

Калибровка

Растворы для калибровки вискозиметра можно приобрести в компании Brookfield или через ее представителей. Калибровка должна производится регулярно, ее процедура описана в Руководстве по эксплуатации цифровых вискозиметров компании Brookfield, входящем в комплект поставки прибора. Руководство по эксплуатации содержит дополнительную информацию, которая не входит в данную главу.

Адрес:

Brookfield Engineering

Laboratories, Inc.

240 Cushing Street

Stoughton, MA 02072, USA

Tel: 617-344-4310

Fax: 617-344-7141