5.2 Визначення термінів схоплення тампонажної суспензії

Теоретичні відомості

При проведенні цементувальних робіт необхідно знати час, протягом якого цементний розчин в умовах даної свердловини зберігає рухомість, а також час, який необхідний для перетворення розчину в камінь. Найшвидше схоплення цементного розчину відбувається в тому випадку, коли після замішування він залишається у стані спокою. Швидкість схоплення в статичних умовах оцінюють приладом Віка шляхом періодичного вимірювання глибини занурення у твердіючий цементний розчин голки стандартного розміру під дією сталого навантаження. Відразу після замішування, коли цементний розчин знаходиться в рідкому стані, голка занурюється в розчин на всю його глибину. Але в міру схоплення розчину рух голки значно сповільнюється і нарешті настає момент, коли вона під дією ваги стержня не доходить до дна посудини з розчином. При подальшому схопленні настає такий момент, коли голка не може зануритися в цементний розчин на помітну глибину. За цим методом швидкість схоплення характеризується так званими термінами схоплення – терміном початку і кінця схоплення.

Час, що пройшов від моменту замішування цементного розчину до того моменту, коли голка не доходить до дна посудини з розчином на 1-2 мм, називають терміном початку схоплення, а час, що пройшов від моменту замішування до моменту, коли голка занурюється в розчин не більше, ніж на 1 мм – терміном кінця схоплення.

Цей найпростіший метод не дає кількісної характеристики структурно-механічних властивостей твердіючих суспензій. З допомогою приладу Віка визначають терміни схоплення при температурі до 90^оС і атмосферному тиску. При високих температурах (до 250^оС) і тисках (до 100 МПа) для визначення термінів схоплення використовують установку УС‑1.

Швидкість схоплення залежить від компонентного складу суспензії та умов її формування.

Прилади і матеріали для проведення роботи

Прилад Віка, цементний розчин.

Опис приладів для проведення дослідів

Рисунок 7.2 - Прилад Віка

Прилад Віка (рис. 7.2) складається з металевого стержня 1, який вільно рухається у вертикальній обоймі станини 2. Для закріплення стержня на необхідній висоті служить затискний гвинт або спеціальний стопор 3. В нижню частину стержня 1 вгвинчена сталева голка 4 діаметром 1,1 мм і довжиною 50 мм. Маса стержня повинна бути рівною 300±2 г. На станині закріплена шкала 6 з поділками від 0 до 40 мм. Конічне кільце 7 для цементного розчину має розміри: внутрішній діаметр верхньої основи - 65±5  мм, нижньої - 75±5 мм, висота - 40±0,5мм. Під кільце підкладається пластинка.

Порядок виконання роботи

1. Опускаючи стержень приладу до дна пластинки перевіряємо відповідність нульової поділки шкали позначці на стержні. При відхиленні регулюють прилад.

2. Змастити машинним мастилом внутрішню стінку конічного кільця і донну пластинку.

3. З допомогою мірного циліндра відміряти необхідну кількість води.

4. Зважити 400 г попередньо просіяного цементу та висипати його у сферичну чашку.

5. Приготувати тампонажний розчин.

6. Залити розчин в конічне кільце до верхнього краю.

7. Перше вимірювання виконати через 1 год. після замішування портландцементу з водою, наступні – не раніше як через кожні 15 хв. При дослідженні швидкотвердіючих сумішей, які використовуються для ізоляції зон поглинання промивальної рідини, голку необхідно занурювати через кожні 5хв., починаючи з моменту замішування.

8. Перед зануренням голку необхідно встановити на рівні розчину і закріпити стержень затискним гвинтом. Відпускаючи затискач дають голці можливість вільно опускатися в розчин.

9. Після кожного занурення голку витирають, а кільце повертають так, щоб голка занурювалась кожен раз в нове місце.

10. Результати вимірів заносять в таблицю 7.2.

Якщо необхідно визначити терміни схоплення при температурі більшій від кімнатної, то розчин заливають в кільце з деяким надлишком. Надлишок зрізають лінійкою і кільце накривають металевою або скляною пластинкою, яка змащена мастилом. Пластинку притискують до кільця спеціальним пристроєм. Кільце, закрите пластинкою, занурюють у водяний термостат із заданою температурою (+30+90^оС). Перше занурення голки проводять через 1 год. після замішування, наступні – через кожні 5 хв. до завершення дослідження.

Перед кожним зануренням у воду кільце з цементним розчином накривають пластинкою, вимірюють температуру води і записують результат.

При температурі дослідження меншій +40^оС задана температура повинна підтримуватись з точністю ±2^оС, при температурах +40  +90^оС – з точністю ±3^оС.

У кінці роботи робиться загальний висновок за кожним пунктом.

Таблиця 7.2 – Результати виміру термінів схоплення

Тип цементу	Кількість цементу, г	Рідина замішування		Водоцементне відношення	Початок замішування, год.	Терміни схоплення, год
		вид	кількість, г або см3			початок	кінець