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

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:

Определение динамического напряжения сдвига, эффективной и пластической вязкости при нормальной температуре - student2.ru ;

Определение динамического напряжения сдвига, эффективной и пластической вязкости при нормальной температуре - student2.ru ;

Определение динамического напряжения сдвига, эффективной и пластической вязкости при нормальной температуре - student2.ru

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.

Наши рекомендации