Динамическое напряжение сдвига, t0, Па – величина, косвенно характеризующая прочностное сопротивление бурового раствора течению.
Эффективная вязкость h, Пас – величина, косвенно характеризующая вязкостное сопротивление бурового раствора при определенной скорости сдвига.
Пластическая вязкость h, Пас – условная величина, показывающая долю эффективной вязкости, которая возникает вследствие структурообразования в потоке бурового раствора.
Для измерений величины этих параметров, используются ротационные вискозиметры ВСН-3, ФАНН-35(см.выше)
Основные характеристики:
| диапазон измерения эффективной вязкости при 200 мин.-1 (200 об/мин.) гильзы, Пас (сП): для пружины № 1 для пружины № 2 | от 0,001 до 0,2 (от 1 до 200); от 0,001 до 0,4 (от 1 до 400); |
| частота вращения наружного цилиндра, мин.-1 (об./мин.) | 0,2;200;300;400;600 (0,2;200;300;400;600) |
| основная приведенная погрешность измерения эффективной вязкости, % | |
| Остальные характеристики приведены в п.3.3.2 |
Порядок работы:
перемешать буровой раствор при частоте вращения наружного цилиндра 600 мин.-1, затем снять устойчивые показания углов закручивания по шкале прибора при 600, 400, 300, 200 мин.-1;
по полученным данным построить график зависимости угла поворота шкалы j от частоты вращения наружного цилиндра n;
на полученном графике выделить прямолинейный участок и продолжить его до пересечения с осью ординат.
По значениям двух точек (n1, j1) и (n2, j2), взятых на прямолинейном участке кривой, определяют эффективную и пластическую вязкости и динамическое напряжение сдвига по формулам:
;
;
где h1- эффективная вязкость, Пас (сП);
А, В- константы (приводятся в паспорте на прибор);
h - пластическая вязкость, Пас (сП);
j2 – угол поворота шкалы, измеренный при большей частоте вращения цилиндра, n1, град;
t0 – динамическое напряжение сдвига, Па (мГ/см2);
j - угол поворота шкалы при частоте вращения цилиндра 600 мин.-1, град.
Упрощенная методика работы с прибором:
Используется лишь две частоты вращения цилиндра 600 и 300 мин.-1 или 400 и 200 мин.-1 для получения значений j1, n1 и j2, n2;
расчет пластической вязкости nпл. и динамического напряжения сдвига t0, производится по следующим формулам:
а) для пружины № 1
при использовании частоты вращения 600 и 300 мин.-1
n=0,5 (j2-j1);
t0= 1,5 (j1- h);
при использовании частоты вращения 400 и 200 мин.-1
h=0,75 (j2-j1);
t0= 1,5 j1- 2h;
б) для пружины № 2
при использовании частоты вращения 600 и 300 мин.-1
h=j2-j1,
t0= 3 (j1- h);
при использовании частоты вращения 400 и 200 мин.-1
h=1,5 (j2-j1);
t0= 3 j1- 2 h;
П р и м е ч а н и е: Определение пластической вязкости h и динамического напряжения сдвига t0 имеет смысл только в том случае, когда течение исследуемых буровых растворов в зазоре вискозиметра описывается моделью Шведова-Бингама. Поэтому при измерении реологических характеристик неизвестных буровых растворов всегда необходимо определять углы закручивания шкалы j на частотах вращения 600, 400, 300, 200 мин.-1, а использовать упрощенные формулы расчета рекомендуется только тогда, когда равновесные моменты лежат на прямолинейной части графика.
