Условная вязкость

Условная вязкость – это время истечения бурового раствора из специальной воронки через трубку с калиброванными диаметром и длиной. Объемы заполнения воронки и истечения из нее стандартизованы.

Оборудование

Для измерения условной вязкости буровых растворов используется следующее стандартное оборудование:

1. Вискозиметр «Воронка Марша» (США) состоит из воронки объемом 1500мл со встроенной сеткой и мерной кружки на 1000мл с круговой отметкой 1 кварты (946мл). Время истечения 1 кварты (946мл) пресной воды при 20 ± 0, 5^ОС составляет 26 ± 0, 5 сек.

2. Вискозиметр ВБР-1 (Россия) – состоит из воронки объемом 700 мл и мерной кружки на 500 мл. К воронке прилагается съемная сетка для очистки раствора от крупного шлама. Постоянная вискозиметра (время истечения 500 мл пресной воды) при температуре 20 ± 0, 5^ОС составляет 15 сек.

Процедура

Процедура замера условной вязкости обеими воронками идентична.

1. Закройте нижнее отверстие воронки пальцем и через сетку влейте буровой раствор так, чтобы его уровень касался сетки.

2. Уберите палец с отверстия и засеките время вытекания 0, 5 литра (одной кварты) раствора из воронки.

3. Время вытекания раствора в секундах есть не что иное как условная вязкость.

4. Отметьте температуру измеряемой пробы.

6.3. Реологические характеристики, получаемые на ротационном вискозиметре

В связи с тем, что буровой раствор в процессе бурения скважин находится в состоянии движения, необходимо знать его реологические характеристики в динамическом режиме. Для этой цели созданы вискозиметры ротационного типа, в которых создаются сдвиговые напряжения в щелевом кольцевом зазоре, наиболее близко моделирующие течение бурового раствора в условиях скважины. Все ротационные вискозиметры конструктивно имеют один и тот же измерительный узел вертикального исполнения – цилиндр (боб) на подвесе, соединенный с измерительной пружиной, расположенной коаксиально в полом цилиндре. Между бобом и полым цилиндром имеется щелевой зазор, в котором и возникают исследуемые сдвиговые напряжения при вращении полого цилиндра. Сдвиговые напряжения оцениваются по углу закручивания бобом измерительной нити, который отображается на шкале измерительного диска.

Оборудование

Ротационные вискозиметры по принципу действия бывают ручные и электрические. В настоящее время имеется широкий выбор моделей с различными характеристиками (количество скоростей вращения, точность измерения и эксплуатационная надежность).

1. Ротационный вискозиметр «RHEOMETER FANN» (США) – ручной, 2-х скоростной (600 и 300 об/мин).

2. Ротационные вискозиметры фирм «BAROID», «OFI TE» с электрическим приводом выпускаются 2-х, 6-ти, 8-ми и 12-ти скоростные (600, 300, 200, 180, 100, 90, 60, 30, 6, 3, 1, 8, 0, 9 об/мин).

Для полевых условий обычно применяются 2-х и 6-ти скоростные (600, 300, 200, 100, 6, 3 об/мин).

Скорости 600 и 300 об/мин можно использовать для определения кажущейся вязкости, пластической вязкости и динамического напряжения сдвига.

Процедура замера

1. Влейте хорошо перемешанный раствор в стакан вискозиметра, установите на подвижную опору. Медленно поднимайте опору, пока уровень раствора в стакане не совместится с риской на полом цилиндре, винтом закрепите опору.

2. Включите вискозиметр в режиме перемешивания (stir). Через 10-15 секунд включите скорость 600об/мин, дождитесь стабилизации показания на этой скорости и запишите результат. (Время зависит от характеристик бурового раствора).

3. Переключите вискозиметр на 300об/мин, дождитесь стабилизации показаний и запишите результат.

Примечание:

Переключайте скорость только при работающем двигателе.

Пластическая вязкость (PV) в сПз равна разнице показаний при 600 и 300об/мин. Динамическое напряжение сдвига (YP) в фунтах/100фут² равно показанию при 300об/мин минус значение пластической вязкости. Кажущаяся вязкость (AV) в сПз равна показанию при 600об/мин, деленному на 2. Обязательно указывайте температуру пробы.

Пример:

Показание при 600 об/мин - 48

Показание при 300 об/мин - 34

AV = 48 / 2 - 24 сПз

PV = 48 - 34 - 14 сПз

YP = 34 - 14 - 20 фунт/100 фут²

или = 20 * 4, 88 = 97 дПа

6.4. Статическое напряжение сдвига (Gel_0/10)

Gel_0/10 определяют через 10сек и 10мин на ротационном вискозиметре любой модели на скорости 3об/мин, а если ее нет, то вручную.

Процедура замера

1. Перемешайте пробу на высокой скорости в течение 10 секунд.

2. Переключите скорость на нейтральную, а в электрических двухскоростных вискозиметрах - выключите двигатель.

3. Подождите требуемое время (10сек или 10мин), начните медленно вращать ручку, чтобы получить показания на индикаторе. Максимальное отклонение индикатора и есть Gel в фунт/100 фут².

4. При использовании 6-ти скоростного вискозиметра СНС определяют на скорости 3об/мин.

Примечание:

Если после выключения двигателя шкала вискозиметра не возвращается в нулевое положение, то нужно сделать это путем вращения полого цилиндра против часовой стрелки. Можно полученные показания переводить в дПа, умножив на коэффициент 4, 88, но при этом полученные показания будут не очень точны. Для правильного перевода периодические замеры СНС необходимо делать на приборе СНС-2.

Уход за прибором

Сразу же после измерения полый цилиндр и боб осторожно отделяются от прибора (чтобы не повредить внутреннюю поверхность полого цилиндра и подвес боба), тщательно моются и вытираются насухо. Также протираются сам прибор в местах загрязнения раствором. Невыполнение этих условий ведет к сокращению срока эксплуатации прибора.