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:
qк=k×n
где qк – 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