Порядок виконання роботи

1. Еталонний стержень зважують на аналітичній вазі в грамах з точністю до 4-го знаку і закріплюють в затискному патроні.

2. Закріплюють зразок породи так, щоб поверхня контакту з торцем стержня була горизонтальною.

3. Перевіряють, а при необхідності регулюють положення шпинделя відносно зразка по висоті. Після встановлення стержня на поверхню зразка запас вільного ходу шпинделя вниз повинен бути не меншим за 15–20 мм.

4. Вибирають на поверхні зразка місце для випробування і роблять пробне встановлення стержня: стержень повинен контактувати з породою всією поверхнею торця.

5. Піднімають стержень, вмикають прилад і опускають стержень на зразок, одночасно ввімкнувши секундомір. Це треба робити швидко, але і без удару.

6. Через десять хвилин піднімають шпиндель і одночасно вимикають секундомір.

7. Вимикають установку і переставляють стержень в патроні другим кінцем, після чого випробування повторюють. (Слід пам’ятати, що стержень від тертя нагрівається).

8. По закінченні свердління стержень ретельно очищують і зважують.

9. Результати заносять в таблицю 4.1, після чого виконують статистичну обробку даних. Кількість одиничних дослідів залежить від розсіювання даних і складає приблизно 3–5.

Таблиця 4.1 – Результати експериментів

№ п/п	Початкова маса стержня, г	Кінцева маса стержня, г	Втрата маси G, г

Виконуючи роботу, слід дотримуватися таких правил техніки безпеки:

1. Перед початком роботи перевіряють надійність заземлення установки.

2. Виконання роботи починають лише з дозволу викладача.

3. Вмикають установку тільки у випадку, що ніхто не контактує з тими частинами установки, котрі обертаються.

4. Під час роботи установки неможна нахилятися над зразком.

5. Забороняється залишати працюючу установку без нагляду.

6. Після виконання роботи необхідно, перш ніж забирати еталонний стержень, переконатися, що він не спричинить опіків.

8. Після закінчення роботи виключити загальний рубильник.

Контрольні запитання

1. Як зміняться результати досліду, якщо торці еталонного стержня будуть не плоскими, а випуклими або ввігнутими?

2. Який стержень зноситься швидше: з випуклим торцем чи з ввігнутим?

3. Як вплине на результати досліду те, що торець не перпендикулярний до поздовжньої осі стержня?

4. Який розмір еталонного стержня важливіший: його довжина чи діаметр?

5. Чому за цією методикою еталонний стержень не виготовляють з твердого сплаву, яким армують бурові долота?

6. Як потрібно змінити режим “свердління”, якщо фактична частота обертання шпинделя 410 об/хв?

7. Чи можна за цією методикою використовувати установку, частота обертання якої 800 об/хв?

8. Як зміняться результати дослідів, якщо в процесі їх проведення еталонний стержень омивати безперервним струменем води?

9. Як зміняться результати досліду, якщо на контакті еталонного стержня з породою виявиться невелика кількість машинного масла?

10. Який пісковик має більшу абразивність: грубо - чи дрібнозернистий?

Лабораторна робота №5

ВИМІРЮВАННЯ ОСНОВНИХ ПАРАМЕТРІВ

ПРОМИВАЛЬНИХ РІДИН

Мета роботи: засвоїти методику вимірювань основних параметрів промивальних рідин.

5.1 Вимірювання густини бурового розчину

Теоретичні відомості

Густина бурового розчину - це маса (т) одиниці його об’єму (V) , [кг / м³].

Густина бурового розчину характеризує його здатність виконувати у свердловині певні гідростатичні та гідродинамічні функції:

– утримувати у змуленому стані і виносити із свердловини частинки вибуреної породи;

– створювати гідростатичний тиск на стінки свердловини з метою попередження нафтогазопроявів і збереження цілісності стінок свердловини;

– зменшувати вагу колони бурильних та обсадних труб;

– сприяти оптимальній роботі породоруйнуючих інструментів.

Залежно від характеру технологічних операцій при бурінні свердловин вимоги до густини є різними. Так, для забезпечення оптимальної роботи долота, зменшення імовірності поглинання бурового розчину густина його повинна бути мінімальна.

Сучасна технологія буріння свердловин передбачає вибір густини бурового розчину з умови запобігання флюїдо-проявів, осипань та обвалювань гірських порід, що розбурю-ються. Для вибору величини густини, визначальними є пластовий тиск флюїдів, тиск поглинання бурових розчинів і тиск гідророзриву гірських порід. Тиск в свердловині повинен бути достатній, щоб запобігти некерованому припливу в неї пластових флюїдів, але не більший за тиск, який спричиняє поглинання бурового розчину чи гідророзрив гірських порід. При бурінні тиск у свердловині контролюється шляхом вимірювання густини бурового розчину. Розрізняють істинну та уявну густину. Густина бурового розчину без газу називається істинною або дійсною, а густина бурового розчину, який містить газовий компонент – уявною. Для вимірювання густини бурового розчину використовують переважно ареометри та важільні ваги, рідко пікнометри.

Прилади і матеріали для проведення роботи

Аерометр АГ-ЗПП та відро з водою, буровий розчин.

Опис приладів для проведення дослідів

Б урові підприємства споряджені ареометрами АГ-1, АГ-2 і АГ-ЗПП. За своєю конструкцією вони подібні, але прилад АГ-ЗПП має точнішу ціну поділок та шкалу поправок, тому подається будова і робота ареометра АГ-ЗПП. як сучаснішого. Аерометр АГ-ЗПП (рис. 5.1) складається зі стакана 2 постійного об’єму, який заповнюється буровим розчином і прикріплюється до поплавка 3. На поверхні циліндричної частини поплавка 4, герметизованої корком 6, нанесено дві шкали 7 для вимірювання густини в межах 900-1700 і 1600-2400 кг/м³. Другою шкалою користуються при знятому вантажі 1. У випадку застосування мінералізованої води використовується додаткова шкала для врахування похибки. Прилад зберігають у футлярі-відрі 5, що закривається кришкою 3, якою відбирають пробу бурового розчину. Ціна однієї поділки шкали аерометра 20 кг/м (0,02 г/см³). Слід зазначити, що на шкалі ареометра нанесені значення питомої ваги в г/см³. При таких одиницях вимірювання значення питомої ваги і густина БР співпадають, тобто 1 г/см³ = 1 г/см³ = 1000 кг/м³ .

Перевірка приладу в лабораторних умовах повинна виконуватися перед кожним циклом замірів, на бурових – не менше ніж один раз в місяць. Послідовність перевірки приладу:

1 Встановити стакан у вертикальне положення і наповнити його водою по вінця.

2 З’єднати поплавок зі стаканом.

3 Занурити поплавок зі стаканом у відро з водою. При застосуванні прісної води ареометр повинен зануритися під рівень води у відрі до поділки на шкалі, яка відповідає густині 1000 кг/м³ (1 г/см³) з точністю 20 кг/м³ (0.02 г/см³). При густині води, більшій за 1000 кг/м³ (1 г/см³), поплавок опуститься вище поділки 1000 кг/м³. В цьому випадку необхідно від результату виміру відняти поправку.

Якщо густина води буде менша ніж 1000 кг/м³, то поплавок зануриться у воду нижче поділки 1 г/см³. У цьому випадку поправку слід додати до результату виміру. У циліндричній частині поплавка 4 знаходяться дробинки для тарування ареометра. Якщо густина прісної води менша ніж 1000 кг/м³, дробинки додаються у поплавок, а якщо більше ніж 1000 кг/м³, дробинки вилучаються.

Порядок виконання роботи

1 Відібрати кришкою відра пробу бурового (тампонажного) розчину і перемішати її.

2 Від’єднати стакан від поплавка і заповнити його розчином по вінця.

3 Не змінюючи положення стакана приєднати до нього поплавок і змити витіснений залишок розчину водою.

4 Опустити ареометр у відро з водою і по меніску води відраховувати величину густини, використовуючи ліву шкалу. Якщо ареометр занурився повністю, відгвинтити вантаж і по правій шкалі відрахувати величину густини розчину.

5 Вимірювання повторити не менше 3 разів.

6 Розібрати ареометр, вимити залишок розчину з кришки, промити водою і витерти ареометр, відро і кришку.

Таблиця 5.1 – Результати вимірювання густини розчину

№ п/п	Параметр розчину	Одиниці вимірювання	Виміри 1,2,3	Середнє значення
1	густина	кг/м3
…	“-“
n	“-“

Для визначення істинної густини розчину, який має газоподібні компоненти, використовується така формула:

, кг/м³, (5.1)

де – істинна густина, кг/м³ (г/см³);

– уявна густина, кг/м³ (г/см³);

- об’єм газів, м³.