Определение динамического напряжения сдвига, эффективной и пластической вязкости при повышенной температуре

Для определения этих параметров используется ротационный вискозиметр ВСН-2М.

Основные характеристики приведены в п. 3.4.

Порядок работы:

перед измерением контейнер заполнить исследуемым буровым раствором в количестве 100 см³ и подсоединить к автоклаву;

установить по манометру необходимое давление, но не выше 15 МПа;

включить прибор и установить частоту вращения наружного стакана, равной (400-500) мин.^-1;

нагреть буровой раствор до требуемой температуры и довести частоту вращения наружного стакана до 600 мин.^-1;

снять устойчивые показания углов поворота шкалы при следующих фиксированных частотах вращения стакана: 600, 500, 400, 300, 200, 100 мин.^-1;

построить по полученным данным график.

Обработка полученных данных аналогична используемой для ВСН-3 (п.3.5) при обычной методике измерений.

 

Определение показателя фильтрации при нормальной температуре

 

Показатель фильтрации Ф, см³ – величина, определяемая объемом дисперсионной среды, отфильтрованной за определенное время при пропускании бурового раствора через бумажный фильтр ограниченной площади. Показатель фильтрации косвенно характеризуют способность бурового раствора отфильтроваться через стенки ствола скважины.

Для измерения показателя фильтрации могут быть использованы:

фильтр-пресс ФЛР-1 (рис. 9);

прибор ВМ-6 (рис. 8);

прибор ВГ-1М

Принцип работы этих приборов основан на способности дисперсионной среды отфильтровываться под давлением из бурового раствора.

 

Фильтр-пресс ФЛР-1.

Основные характеристики:

 

предел измерения объема фильтрата за 30 мин. при диаметре фильтра 75 мм, см3	120;
погрешность измерения, см3	±0,5;
давление фильтрации, МПа (кГ/см2)	0,7 (7);
фактический диаметр фильтра, мм	53;
максимальное давление на входе в редуктор, МПа (кГ/см2)	15 (150);

 

Порядок работы:

снять стакан, вывернуть крышку, сполоснуть их водой и вытереть;

смочить водой фильтровальную бумагу, избыток воды удалить сухой фильтровальной бумагой (при работе с растворами на водной основе);

отвернуть полностью регулировочный винт редуктора;

завернуть пропускной клапан до упора;

залить в стакан буровой раствор;

установить уплотняющее кольцо, на него положить фильтровальную бумагу, сетку;

закрыть стакан крышкой;

установить стакан в рабочее положение поворотом его на бобышке на 90 град.;

подставить под стакан измерительный цилиндр на 10 или 50 см³ в зависимости от предполагаемого показателя фильтрации отвернуть вентиль баллона с газом;

поворотом регулировочного винта редуктора по часовой стрелке установить давление на выходе из редуктора 0,7 МПа;

отвернуть винт пропускного клапана на 3,5 оборота и одновременно включить секундомер;

через 30 мин. завернуть винт клапана до упора и одновременно выключить секундомер;

замерить количество фильтрата;

закрыть вентиль баллона, снять стакан, вывернуть крышку убрать уплотнительное кольцо и вылить раствор;

стакан, крышку кольцо промыть и высушить.

Показатель фильтрации определяется по формуле

Ф=2V_ф,

где Ф – показатель фильтрации, см³;

2 – отношение площади стандартного фильтра к площади фильтрации фильтр-пресса;

V_ф –количество фильтрата, полученное на фильтр-прессе, см³.

 

Прибор ВМ-6.

Основные характеристики:

 

предел измерения при диаметре фильтра 75 мм, см3	46;
погрешность измерения, см3	±0,5;
фактический диаметр фильтра, мм	53;
давление фильтрации, МПа (кГ/см2)	0,1 (1);
объем пробы бурового раствора, см3

 

Порядок работы:

смочить кружок фильтровальной бумаги водой (при работе с растворами на водной основе) и положить его на решетку, которую вставить в нижнюю часть фильтрационного стакана бумагой внутрь; на решетку положить клапан с резиновой прокладкой и навернуть поддон; собранный стакан вставить в кронштейн, клапан туго завернуть винтом;

залить подготовленный буровой раствор в стакан на 3-4 мм ниже края;

навернуть напорный цилиндр с закрытым игольчатым клапаном на стакан, сверху налить машинное масло;

вставить плунжер в цилиндр и, приоткрыв спускную иглу, легким вращением подвести нулевое деление на шкале к отсчетной риске на втулке цилиндра;

закрыть спускной игольчатый клапан, а клапан с резиновой прокладкой открыть, одновременно пустить в ход секундомер;

через 30 мин. сделать отсчет по шкале (глаз должен находиться на уровне отсчетной риски); при открытии клапана с резиновой прокладкой может произойти резкое опускание груза на определенную величину, т.н. «скачок», значение «скачка» необходимо вычитать из полученного по шкале значения показателя фильтрации;

после окончания измерения открыть спускную иглу, выпустить масло и опустившийся плунжер внутрь из цилиндра; игольчатый клапан закрыть, цилиндр отвернуть, масло слить в баллон, раствор вылить, отвинтить поддон, вымыть прибор, насухо вытереть его и собрать для следующего замера.

 

	фильтр-пресс фирмы Бароид LTLP

 

Единицы измерения

мл/30 мин

Пример

Фильтрат = 4,3 мл/30 мин

 

Оборудование

фильтр-пресс

фильтровальная бумага

реле времени с интервалом 30 минут

мерная мензурка, 25 или 50-мл

Порядок действий

Отобрать пробу раствора.

Собрать ячейку, положив на место фильтровальную бумагу.

Влить пробу в ячейку, не долив примерно один дюйм (13 мм) до верха.

Установить ячейку в рамку; закрыть и уплотнить крышку на ячейке.

Поставить под дренажную трубку сухую мерную мензурку.

Закрыть клапан сброса давления и настройте регулятор так, чтобы через 30 секунд или менее приложить давление 100 ± 5 psi (690 ± 35 кПa).

Держать давление 100 ± 5 psi (690 ± 35 кПa) в течение 30 минут.

Перекрыть расход через регулятор давления и осторожно открыть клапан сброса давления.

В отчете указать объем фильтрата с точностью до мл.

Примечание: При использовании половинного фильтр-пресса умножить объем фильтрата на 2.

Стравить давление, проверить, чтобы давление было стравлено полностью, а затем снять ячейку с рамки.

Разобрать ячейку и слить буровой раствор.

Оставить фильтрационную корку на бумаге и слегка обмыть жидкостью основы раствора для удаления излишков бурового раствора.

Измерить и сообщить в отчете толщину фильтрационной корки с точностью до 1/32 дюйма (1,0 мм).