Определение статического напряжения сдвига в фильтрационной корке при перепадах давления

Статическое напряжение сдвига в фильтрационной корке q, МПа – величина, определяемая минимальным усилием сдвига груза, находящегося в контакте с фильтрационной коркой, косвенно характеризует прихватоопасные свойства бурового раствора.

Для измерения статического напряжения в фильтрационной корке используется установка НК-1.

Принцип работы установки основан на определении статического напряжения сдвига поверхностных слоев корки по усилию сдвига помещенного на нее груза. Фильтрационная корка, сформированная под давлением, поднимается при помощи подъемного столика и входит в контакт с грузом, после этого определяется толщина корки и усилие сдвига.

Основные характеристики:

 

диапазон определения статического напряжения сдвига фильтрационной корки, МПа (кГ/см2)	от 0 до 1 (от 0 до 10);
перепад давления на фильтрационной корке, не более, МПа (кГ/см2)	5 (50);
объем пробы бурового раствора, см3	600;
основная приведенная погрешность измерения перепада давления, %	1;
основная приведенная погрешность измерения статического напряжения сдвига, %	3;
температура нагрева испытуемой жидкости не должна превышать, 0С	90;
максимальная толщина фильтрационной корки, мм	20;
электрическое питание установки- переменный ток напряжением, В	220;
пневматическое питание установки- сжатый инертный газ давлением до, МПа (кГ/см2)	15 (150);

 

Порядок работы:

поднять столик в крайнее верхнее положение поворотом маховика по часовой стрелке;

собрать фильтрующий элемент, для чего на сетку с гуммированным ободком положить 1-2 листа фильтровальной бумаги, верхнюю сетку, кольцо и накидной гайкой-крышкой соединить с корпусом фильтра;

установить фильтрующий элемент в гнездо подвижного столика, зафиксировать его и закрыть вентиль «промывка»;

установить рамку в корпус на опорные призмы и проверить нулевое положение пружины;

заполнить корпус буровым раствором в объеме 550-600 см³ установить груз в рамку, а узел отсчетного устройства толщины корки в корпус;

установить крышку, закрепить ее болтами и зафиксировать начальное положение фильтра по шкале;

опустить столик до крайнего нижнего положения;

создать требуемый перепад давления, но не более 5 МПа;

под выходной штуцер столика поставить стакан для сбора и измерения объема фильтрата, зафиксировать время начала фильтрации;

по истечении заданного времени фильтрации поднять столик в крайнее верхнее положение и измерить толщину фильтрационной корки, зафиксировать время начала прилипания корки к грузу;

после выдержки необходимого времени прилипания и уплотнения измерить напряжение пружины, для чего включить тумблер «сеть», а переключатель установить в положение «изм.»;

в момент срыва груза с корки загорается сигнальная лампочка и автоматически отключается привод натяжения пружины; величина напряжения пружины фиксируется счетчиком;

при проведении измерений при повышенной температуре буровой раствор перед заливкой рекомендуется подогреть до нужной температуры (но не более 90 ⁰С); после заливки раствора в корпус включить термостатирование раствора; все остальные действия аналогичны описанным выше;

по окончании измерений возвратить пружину в исходное положение («нулевое»), отключить установку от электропитания, сбросить давление, вылить испытуемый буровой раствор, произвести разборку установки.

Статическое напряжение сдвига в фильтрационной корке определяется по формуле:

q_к=k×n

где q_к – статическое напряжение сдвига фильтрационной корки, МПа (кГ/см²);

k - константа (приведена в паспорте на установку), МПа/дел (кГ/см²×дел);

n - число делений по счетчику, дел.

Определение концентрации посторонних твердых примесей