снс в чем измеряется

Определение СНС на вискозиметре FANN

Измерение вязкости буровых растворов основывается на применении коаксиального цилиндрического вискозиметра с прямым отсчетом. Узел, состоящий из цилиндра и боба, погружается в образец бурового раствора, цилиндр приводится во вращение с помощью электродвигателя. При вращении в среде бурового раствора крутящий момент, возникающий из-за вязкостного сопротивления жидкости, передается на боб. Крутящий момент уравновешивается спиральной пружиной, к которой подвешен боб. Угол закручивания боба зависит от вязкости жидкости и отсчитывается по калиброванной шкале в верхней части прибора.

8 – скоростной вискозиметр имеет скорости: 600, 300, 200, 100, 60, 30, 6 и 3 об/мин, а также скорость для перемешивания раствора;

12 – скоростной вискозиметр имеет скорости: 600; 300; 200; 100; 180; 90; 60; 30; 6; 3; 1,8 и 0,9 об/мин.

Вискозиметр FANN позволяет определить статическое напряжение сдвига, пластическую и эффективную вязкость, динамическое напряжение сдвига.

— устанавливают переключатель скорости в положение “STIR” и перемешивают буровой раствор несколько секунд;

— переводят переключатель скорости в положение “GEL” и отключают электропитание;

— через 10 секунд включают вискозиметр и фиксируют максимальное отклонение стрелки перед разрушением геля, как значение СНС через 10 секунд;

— ставят переключатель скорости в положение “STIR” и перемешивают буровой раствор несколько секунд;

— затем переводят переключатель скорости в положение “GEL” и отключают электропитание;

— через 10 мин включают вискозиметр и фиксируют максимальное отклонение стрелки перед разрушением геля, как значение СНС через10 мин.

Необходимо регистрировать температуру, при которой производится измерение реологических свойств бурового раствора.

Если при измерении СНС нулевое значение шкалы во время покоя не восстанавливается, нельзя возвращать ее в положение «0» принудительно. В этом случае отсчет максимального отклонения производят от значения напротив риски.

СНС через 10 секунд (10 минут) определяют умножением максимального показания прибора через 10 секунд (10 минут) покоя при скорости 3 об/мин на 4,8.

Коэффициент 4,8 является переводным коэффициентом из фунт/100 футов 2 в дПа.

Источник

Показатели свойств буровых растворов

Ареометр АГ-ЗПП (рисунок 26) состоит из мерного стакана 5, поплавка 4 со стержнем 3 и съемного грузика 6; стакан крепится к поплавку при помощи штифтов. На стержне имеется две шкалы: основная 1, по которой определяется плотность раствора, и поправочная, используемая при применении минерализованной воды.

Рисунок 26. Ареометр АГ-ЗПП

2- ведерко для воды

Вязкость. Условная вязкость определяется стандартным полевым вискозиметром.

Время вытекания определенного объема глинистого раствора из ВП характеризует вязкость раствора. Чем вязче раствор, тем больше времени потребуется для его вытекания.

Рисунок 27. Стандартный вискозиметр СПВ-5

Рисунок 28. Прибор для определения показателя

11-чашка для фильтра

Водоотдача – это способность бурового раствора отдавать воду пористым породам под действием перепада давления. Единица измерения водоотдачи – см 3 /30 мин. Определяется водоотдача с помощью прибора ВМ-6 (рисунок 28).

Испытуемый раствор наливается в фильтрационный стакан 5 с фильтром на решетке 6, закрытой клапаном 8, до его открытия фильтрация не может начаться. На фильтрационный стакан навинчен цилиндр.

В цилиндр 3 входит плунжер 1 с грузом-шкалой 2, создающей давление 0,1 МПа.

Для установки шкалы прибора на нуль и спуска масла из цилиндра после определения показателя фильтрации в нижней части цилиндра имеется отверстие, перекрываемое иглой 4. После создания давления открывается канал 8 и начинается фильтрация. Объем пробы раствора в фильтрационном стакане по мере фильтрации уменьшается на количество выделившегося фильтрата, и плунжер под действием груза опускается. Количество выделившегося фильтрата определяют по перемещениям плунжера по шкале, градуированной в кубических сантиметрах.

Толщина корки. Существует два метода измерения толщины корки. При первом методе вынутый из прибора для определения водоотдачи фильтр с коркой глины помещают на стеклянную пластинку и толщину корки замеряют помощью стальной линейки. Этим методом пользуются в полевых условиях.

В условиях лаборатории для определения толщины корки пользуются прибором Вика. Прибор Вика (рисунок 29) состоит из цилиндрического стержня 1, свободно перемещающегося во втулке 5 и укрепленного на станине 8. Ось стержня перпендикулярна к плите 9 станины 8. Для закрепления стержня на желаемой высоте служит пружинная защелка 6. На стержне укреплен указатель 3, а на станине—шкала 4 с делениями от 0 до 40 мм. Положение указателя на стержне регулируется стяжным винтом 2. В нижнюю часть стержня ввинчен на резьбе наконечник-пестик Тетмайера диаметром 10 мм.

Рисунок 29. Прибор Вика для определения

толщины фильтрационной корки

Стеклянную пластинку с помещенной на ней фильтром с коркой глины кладут на плиту 9. Перед тем как провести замер, указатель прибора 3 устанавливают на нуль и затем, придерживая стержень рукой, измеряют толщину корки в шести точках во взаимно перпендикулярных направлениях. По полученным шести замерам определяют среднюю толщину корки в миллиметрах.

Для определения статического напряжения сдвига пользуются специальным прибором СНС-2 (рисунок 30), основанным на измерении усилия, возникающего на поверхности цилиндра, который погружен в соосный медленно вращающийся цилиндр, заполненный испытуемым глинистым раствором.

Рисунок 30. Прибор СНС-2 для измерения

статического напряжения сдвига:

4-трубка для защиты проволоки;

5 – электродвигатель с редуктором;

В стакан 3 заливают 120 см 3 предварительно хорошо перемешанного глинистого раствора. При этом надо следить, чтобы уровень раствора в стакане совпадал с верхним основанием цилиндра 2 после его погружения в раствор. Нулевое деление калибровочного диска 6 устанавливают против указателя 8. Затем раствор оставляют в покое в течение 1 мин, после чего включают электродвигатель 5, который через передачу медленно вращает столик 7 и установленный на нем стакан 3 с глинистым раствором. Вследствие взаимодействия между стенками цилиндра и жидкостью подвесной цилиндр 2 вращается вместе с жидкостью, а стальная проволока, на которой подвешен цилиндр, закручивается и оказывает сопротивление его вращению. Когда сила сопротивления, стремящаяся вернуть проволоку в исходное положение, будет равна предельному статическому напряжению сдвига, умноженному на величину соприкасающейся с жидкостью поверхности цилиндра, наступает равновесие двух противоположно направленных сил и вращение цилиндра прекращается.

Содержание песка. Металлический отстойник ОМ-2 (рисунок 31) представляет собой цилиндрический сосуд 3, оканчивающийся внизу трубкой, внутри которой помещена градуированная сменная пробирка 4 объемом 10 мл с ценой деления 0,1 мм. В верхней части отстойника на уровне, соответствующем объему 500 мл, имеется отверстие для слива воды 2. На горловину сосуда надевается крышка 1, которая служит одновременно для отмеривания бурового раствора (при заполнении до краев объем ее составляет 50 мл).

Рисунок 31. Отстойник ОМ-2

4 – сменная пробирка

Значение рН определяют либо колориметрическим путем (но окраске индикатора), либо электрическим путем.

Сущность колориметрического метода заключается в изменении цвета лакмусовой бумаги с красного на фиолетовый, а затем на синий по мере роста рН от 5 до 9. Применение колориметрического метода затруднительно вследствие непрозрачности глинистых растворов. Точные измерения рН следует проводить электрическим методом.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Методы измерений параметров буровых растворов.

Цель: научиться оперативно и правильно определять параметры буровых растворов самостоятельно.

Свойства буровых растворов – это те характерные его качества, которые определяют способность растворов выполнять основные технологические функции, например, охлаждение породоразрушающего инструмента, вынос шлама.

Параметры буровых растворов – это количественные характеристики буровых растворов, имеющие размерность, которые являются мерой, характеризующей качество данного бурового раствора.

Устройство приборов для измерения параметров буровых растворов.

Комплект для замера плотности АБР-1

В состав комплекта АБР-1 входит металлический футляр в виде ведёрка 9 с крышкой, служащей пробоотборником для раствора и, собственно, ареометр АГ-3ПП, который состоит из:

1 – съёмный калибровочный груз;

3 – компенсационный груз;

9 – ведёрко с крышкой;

10 – измерительные шкалы;

Комплект для измерения вязкости ВБР-1

Комплект ВБР-1 состоит из:

1 – вискозиметр ВП-5;

Правильность показаний вискозиметра проверяется на чистой пресной воде при комнатной температуре. При исправном вискозиметре условная вязкость воды Т=15с (водное число вискозиметра).

Прибор для измерения показателя фильтрации и толщины

фильтрационной корки ВМ-6

Прибор ВМ-6 состоит из:

1 – каналы для сброса фильтрата;

2 – резиновая прокладка, герметизиру-

ющая соединение основания и фильтра-

пластмассовую чашку с резьбой для со-

единения с фильтрационным стаканом;

4 – отверстие под пробку;

5 – испытуемая промывочная жидкость

6 – фильтрационный стакан;

Показатель фильтрации измеряют в см 3 за 30 мин при перепаде давления на стандартном фильтре в 0,1 МПа. Фильтрационная корка измеряется металлической линейкой в мм.

На поверхность основания укладывается фильтрационная бумага, на которой размещается резиновая прокладка, герметизирующая соединение основания и фильтрационного стакана.

Для измерения показателя фильтрации в фильтрационный стакан, соединённый с основанием и размещённым в нём фильтром, заливается 120 см 3 промывочной жидкости. На стакан навинчивается напорный цилиндр и заливается масло. Затем в цилиндр вставляется плунжер с грузом-шкалой. Ноль шкалы совмещают с риской на напорном цилиндре в результате дренажа масла через отверстие при слегка отвёрнутой игле. Включается секундомер и в основании открывается пробка для прохода воды. Время измерения 30 мин. В процессе измерения груз-шкала через плунжер и масло создаёт избыточное давление в 0,1 МПа на раствор в фильтрационном стакане. Под действием избыточного давления вода отфильтровывается из раствора через фильтровальную бумагу, на которой образуется фильтрационная корка. Шкала прибора позволяет определять показатель фильтрации до 40 см 3 (объём жидкой фазы раствора).

Для нормальных глинистых растворов считается допустимым показатель фильтрации в пределах 10-12 см 3 за 30 мин при толщине глинистой корки в 1,0-1,5 мм.

Прибор для измерения статического напряжения сдвига СНС-2

Прибор СНС-2 состоит из:

3 – трубка, соединённая с

9 – установочные виты;

11 – станина прибора;

Перед измерением станину прибора с помощью установочных винтов приводят в горизонтальное положение. Затем поворотом конуса совмещаются ноль лимба с указателем, после чего конус фиксируется лёгким нажатием сверху.

В зазор между цилиндром и стаканом заливается исследуемая жидкость до тех пор, пока её уровень не совпадёт с верхним основанием цилиндра. Испытуемую жидкость хорошо перемешивают путём вращения внутреннего цилиндра, после чего нуль лимба совмещают с указателем, включают секундомер и жидкость оставляют в покое до образования структуры. Жидкость выдерживают в покое после установки внутреннего цилиндра в течение 1 и 10 минут и затем определяют соответствующие значения статического напряжения сдвига θ₁ и θ₁₀.

При включении электромотора вращение стакана через структуру раствора передаётся внутреннему цилиндру, который закручивает упругую нить. Закручивание нити с цилиндром вследствие пластической деформации раствора постепенно снижается. В момент, когда сила сопротивления нити при закручивании станет равной силе сопротивления трения между раствором и поверхностью цилиндра, структура раствора разрушается, и цилиндр останавливается. Угол закручивания нити (φ) определяют по лимбу прибора с помощью указателя, закреплённого на штативе. Затем раствор в стакане вновь перемешивают и производят аналогичное измерение угла закручивания φ через 10 минут выдержки раствора в покое.

Статическое напряжение для нормальных глинистых растворов находится в пределах θ₁=1,5÷2 Па, θ₁₀=2,5÷4 Па.

Прибор для определения абразивных частиц в растворе ОМ-2

Прибор ОМ-2 состоит из:

1 – крышка-колпак объёмом 50 см 3 ;

4– стеклянная измерительная пробирка;

Для определения содержания песка в прибор сначала заливают 500 см 3 воды, затем с помощью крышки-колпака отливают 50 см 3 воды и заливают столько же глинистого раствора. Объём жидкости 500 см 3 в приборе соответствует положению уровня у отверстия в боковой поверхности. Надев крышку и закрыв отверстие пальцем, отстойник несколько раз переворачивают и встряхивают, после чего устанавливают в вертикальное положение и оставляют в покое на 1-2 минуты. За это время из раствора оседают частицы песка (шлама) или нерастворившиеся частицы глины.

По делениям на шкале пробирки определяют объём осевших частиц V₀ (в см 3 ) и полученный результат умножают на два, получают содержание песка.

Приборы для определения стабильности раствора ЦС-2 и АГ-3ПП

Прибор ЦС-2 состоит из:

2 – цилиндр стабильности;

3 – ручка с отверстием.

Прибор для определения реологических параметров ВСН-3

Реологические параметры характеризуются пластической (µ_п) и эффективной (кажущейся) вязкостью (µ_э), а также динамическим напряжением сдвига (τ₀). Эти параметры определяются расчётным путём с использованием результатов измерений, полученных на вискозиметре сдвиговых напряжений ВСН-3.

Прибор ВСН-3 состоит из:

1 – двухскоростной редуктор;

2 – синхронный электродвигатель;

3 – переключатель редуктора;

4 – синхронный электродвигатель;

5 – шестерёнка обгонной муфты;

6 – трансмиссионный вал;

7 – измерительная шкала;

8 – шкала крутильной головки;

10 – крутильная головка;

11 – гильза (наружный вращающий-

13 – стакан с буровым раствором;

14 – телескопический стол;

Для проведения измерений испытуемый раствор заливается в стакан до риски на внутренней его поверхности. С помощью телескопического стола этот стакан фиксируется в верхнем положении. При этом промывочная жидкость находится в зазоре между гильзой и цилиндром. При вращении гильзы крутящий момент передаётся жидкости в зазоре. Скорость вращательного движения концентрических слоёв жидкости в зазоре уменьшается по направлению от вращающегося цилиндра к измерительному. Между слоями возникают касательные напряжения сдвига, и, чем они больше, тем выше касательные напряжения в жидкости и крутящий момент, передающийся измерительному цилиндру. Об этом свидетельствует увеличение угла поворота этого цилиндра.

Используя различные скорости вращения наружного цилиндра, измеряют угол поворота измерительного цилиндра по шкале, пропорциональный величине касательного напряжения в жидкости.

Практическая работа №8.

Величина статического напряжения сдвига соответствующая углу закручивания нити на .

Цель: Градуировка нити прибора СНС-2.

,Па

Где: -момент инерции подвесной системы, кг∙м∙с 2

— высота подвесного цилиндра, м

Где: — крутящий момент градуировочного кольца

, Па/град.

; ;

;

Источник

Снс в чем измеряется

Понятие «Статическое напряжение сдвига»:
Статическое напряжение сдвига (прочность геля) – один из параметров пластической реологической модели Бингама – это один из наиболее важных параметров бурового раствора в бурении. Он указывает на скорость формирования и прочность геля, который образуется в растворе в состоянии покоя. Чем выше статическое напряжение сдвига – тем больше размер частиц, которые находятся во взвешенном состоянии в растворе и которые не осядут на забой скважины. Твердая фаза не будет оставаться во взвешенном состоянии без достаточного уровня прочности геля, определяющегося статическим напряжением сдвига. Напряжение сдвига измеряется при низкой скорости сдвига после того, как раствор отстоялся в течение некоторого периода времени. По стандартной процедуре API – это 10 секунд и 10 минут, хотя можно проводить измерения после 30 минут или 16 часов.

Исследование бурового раствора:
Измерение статического напряжения сдвига – это процедура проведения испытания. Существует два способа определения СНС:

1. Предписывает использовать прибор для определения СНС и набор гирь для измерения СНС бурового раствора (фунт/100 квадратных футов, либо кПа). Данная процедура обычно используется для оценки подвергнутого статическому старению образца бурового раствора, оставленного при высокой температуре на несколько часов. Прибор для определения СНС помещают на поверхность огеленного бурового раствора и добавляют гири до тех пор, пока прибор не погрузится до отмеченной глубины. Приложенный вес будет означать СНС данного образца бурового раствора.

2. Применение вискозиметра с прямыми показаниями. Данный инструмент называется так потому, что на заданной скорости, показания его шкалы отображают истинную вязкость в сантипуазах. Вычисление статического напряжения сдвига, как реологической модели Бингама, происходит по показаниям вискозиметра. СНС непосредственно считывается в виде показаний шкалы (фунт/100 квадратных футов).

Источник

Обязательные параметры

Лекция 4. Параметры бурового раствора и методы их контроля.

Параметры (показатели) бурового раствора, подлежащие контролю, можно разделить на 3 группы:

1. Параметры, контроль которых обязателен для всех скважин:

• Условная вязкость (УВ);

• Статическое напряжение сдвига (СНС);

• Показатель фильтрации (Ф);

• Толщина фильтрационной корки;

• Концентрация водородных ионов (рН);

• Концентрация твердых примесей (песка).

В случае использования специальных буровых растворов (ингибирующих, эмульсионных) необходимо контролировать:

• Состав фильтрата бурового раствора;

• Напряжение электропробоя (для эмульсионных растворов);

• Концентрацию твердой фазы (общую и глинистую).

2. Специальные параметры, контроль которых обязателен для скважин с осложненными геологическими условиями (поглощения, нефте- газопроявления, высокая минерализация пластовых вод и др.). Эта группа включает:

• Фильтрацию при повышенных температурах (Ф);

• Динамическое напряжение сдвига (ДНС);

• Пластическую вязкость (η_пл.);

• Содержание и состав твердой фазы;

• Напряжение электропробоя (для эмульсионных растворов).

3. Факультативные параметры, дающие дополнительную информацию о свойствах бурового раствора. Это:

• Динамическое напряжение сдвига (ДНС) и пластическая вязкость (η_пл.) при повышенной температуре;

• Коэффициент трения корки (КТК).

По технологическому принципу свойства буровых растворов можно разделить на 5 групп:

• Условная вязкость (УВ);

• Статическое напряжение сдвига (СНС);

• Динамическое напряжение сдвига (ДНС);

• Пластическая вязкость (η_пл.).

2. Показатели фильтрации и стабильности:

• Толщина фильтрационной корки;

• Напряжение электропробоя (для эмульсионных растворов).

• Смазочная способность (коэффициент трения пары сталь-сталь);

• Коэффициент трения корки (КТК);

4. Показатели загрязнения:

5. Компонентный и химический состав:

• Содержание компонентов (глины, воды, утяжелителя, смазочных веществ и др.), а также различных ионов солей, общая минерализация и т. д.

Для измерения плотности могут быть использованы:

• Плотномер электронный ПЭ-1(принцип работы основан на измерении выталкивающей силы, действующей на погруженный в жидкость поплавок)

• Постоянная вискозиметра (время истечения 500 см 3 воды при температуре (20±5) °С,) с 15;

• Погрешность постоянной вискозиметра, с ±0,5;

• Объем воронки вискозиметра, см 3 700;

• Объем мерной кружки, см 3 500;

В воронку заливают 700 см 3 бурового раствора, измеряют время истечения 500 см 3 в секундах.

помощью ротационных вискозиметров ВСН-3; ВСН-2М, ф. FANN. Она не имеет определенного физического смысла, ее нельзя непосредственно измерить с помощью приборов, определяют расчетным путем. Пластическая вязкость зависит от вязкости дисперсионной среды и суммарного объема твёрдой фазы.

Для измерения используется резистивиметр РВ-1.

Содержание песка характеризует степень загрязнения бурового раствора грубодисперсными фракциями различного минералогического состава.

Песком (П,%) считают все грубодисперсные частицы независимо от их происхождения (в том числе комочки нераспустившейся глины).

Отмытым песком (ОП,%) являются собственно песчаные частицы, неспособные размокать (распускаться) в воде.

Для определения содержания песка используется металлический отстойник ОМ-2.

Общее содержание песка определяют по формуле: N=2V₀,

Наиболее удобен для работы комплект для определения содержания песка ф. FANN.

Источник