Підготовка приладу до роботи:

• конус попередньо змочити водою (при використанні розчину на вуглеводневій основі змочування виконують дизельним паливом);

• перевірити віскозиметр ВП-5 шляхом вимірювання умовної в’язкості прісної (водопровідної) води. Віскозиметр буде придатний до роботи, якщо умовна в’язкість води становитиме 15±0,5 с.

Вимірювання умовної в’язкості:

► у конус, встановлений вертикально, через сітку налити 700 см³ бурового розчину, попередньо закривши отвір трубки пальцем;

► відкрити отвір трубки і одночасно включити секундомір;

► виміряти час наповнення частини стакану об’ємом 500 см³. Цей час і є умовною в’язкістю бурового розчину;

У випадку, якщо для визначення умовної в’язкості недостатня кількість бурового розчину, то виконати вимірювання витікання 100 см³ розчину при залитих 200 см³, а результат помножити на 4;

► вимірювання повторити три рази;

► промити конус і чашку, витерти їх насухо.

6.6.3 Статичне напруження зсуву бурового розчину

Міцність сформованої суспензією тиксотропної структури у стані спокою та інтенсивність її зміцнення у часі характеризується статичним напруженням зсуву (СНЗ).

• Статичне напруження зсуву θ характеризує міцність структури і визначає здатність бурового розчину :

• утримувати в завислому стані частинки зруйнованої гірської породи і бульбашок газу (повітря);

• проникати в тріщини і пори гірських порід і утримуватися там під дією навантажень.

Статичне напруження зсуву має наступний фізичний зміст: умовна характеристика міцності тиксотропної структури, яка виникає в буровому розчині після залишення його в спокої на протязі однієї (θ₁) або десяти (θ₁₀) хвилин.

Граничне СНЗ – це те мінімальне напруження зсуву, яке необхідно прикласти до бурового розчину, який знаходиться у стані спокою, щоб зруйнувати тиксотропну структуру і вивести його зі стану рівноваги (відновити текучість системи).

У стані спокою міцність тиксотропної структури зростає у часі асимптотично, наближаючись до верхньої межі. Вона оцінюється двома значеннями СНЗ, які свідчать про здатність промивальної рідини виконувати певні функції.

Початкове значення СНЗ заміряють через одну хвилину стану спокою промивної рідини (θ₁). Воно характеризує наявність або відсутність структури в промивальній рідині (утримувальну здатність промивальної рідини). При виборі показників промивальної рідини обґрунтовується мінімальне значення θ₁ при якому і буде забезпечене виконання вказаної функції, так як велике значення цього параметру суттєво зменшує механічну швидкість буріння.

Тобто СНЗ за 1 хв. повинно бути достатнім для утримання в замуленому стані шламу після припинення циркуляції.

Друге значення СНЗ заміряють через 10 хвилин, як промивна рідина була у стані спокою. Воно характеризує інтенсивність зміцнення тиксотропної структури у часі.

Така тенденція поведінки бурового розчину має кілька негативних аспектів:

► в зв’язку з тиксотропністю бурового розчину міцність структури при тривалому знаходженні в спокої може досягти таких значень, при яких в момент спуску бурильної (обсадної) колони або при відновлюванні циркуляції опір структури буде причиною зростання тиску, який може бути більший за тиск гідророзриву пласта , що може привести до розриву пласта;

► висока міцність структури суттєво погіршує просування геофізичних приладів у свердловині, що є однією з причин обриву геофізичного канату, або недоходження приладу до встановленої глибини;

► можливе часткове зменшення гідростатичного тиску у свердловині за рахунок утворення тиксотропної струк­тури бурового розчину, що може привести до ускладнень в процесі буріння („поршневий ефект”);

► збільшення статичного напруження зсуву погіршує умови дегазації і очищення бурових розчинів.

Підвищувати θ слід у випадках, коли необхідно обважнювати буровий розчин, а також в умовах можливих поглинань бурового розчину при бурінні тріщиноватих і пористих порід (при попаданні високотиксотропних промивних рідин у тріщини горизонтів, вони згущуються і сприяють уникненню поглинань).

• Статичне напруження зсуву виміряють пластометрами. В практиці буріння найбільше поширення одержали ротаційні пластометри СНС-2 і ВСН-3, а для поточних лабораторних досліджень застосовується прилад Вейлера-Ребиндера. Одиниця вимірювання – Па.

Тому крім величини θ₁ вимірюють і θ₁₀, причому тиксотропність структури характеризується коефіцієнтом тиксотропії, який визначають відношенням другої величини на першу

θ₁₀

Кт = ---------- (6.7)

θ₁

де Кт– коефіцієнт тиксотропії бурового розчину.

• Використання приладу СНС-2 (СНЗ-2)