6.3.2. Определение плотности бурового раствора

(Слайд 2G6_6)

Плотность бурового раствора определяют в лабораторных условиях при помощи пикномеров и весов рычажных — плотномеров, а на буровой — специальными ареометрами (АГ-ЗПП и др.).

Ареометр АГ-ЗПП состоит из мерного стакана 5, поплавка 4 со стержнем 3 и съемного грузика 6. Стакан крепится к поплавку при помощи штифтов. На стержне имеется две шкалы: основная, по которой определяется плотность раствора, и поправочная, которая используется при применении минерализованной воды.

Основная шкала для удобства делится на две части: одна служит для измерения плотности от 900 до 1 700 кг/м³ (0,9... 1,7 г/см³), при этом на мерный стакан навинчивается грузик 6; вторая служит для измерения плотности от 1 600 до 2400 кг/м³ (1,6. ..2,4 г/см³) — при снятом грузике. Прибор поставляется в комплекте с ведерком для воды 2, в которое он погружается. Крышка 7 ведерка служит пробоотборником для раствора

Для измерения плотности бурового раствора при использовании обычной воды чистый и сухой стакан следует заполнить буровым раствором, соединить с поплавком 4 поворотом последнего до упора, тщательно обмыть снаружи и сделать отсчет по основной шкале (по делению, до которого ареометр спустится в воду). Если при измерении используется минерализованная вода, то сначала определяется поправка на плотность этой воды. Для этого в мерный стакан ареометра необходимо налить воду, которой заполнено ведро, стакан соединить с поплавком. Деление на поправочной шкале, до которого ареометр погрузится в воду, покажет величину поправки. Измеренная плотность бурового раствора будет равна сумме отсчетов, сделанных по основной и поправочной шкалам.

Например: показание поправочной шкалы 80 кг/м³(0,08 г/см³), показание основной шкалы 1 280 кг/м³ (1,28 г/см³); плотность будет равна 1 280 + 80 = 1 360 кг/м³.

Точность прибора проверяется при использовании для измерения пресной воды с температурой (20±5)°С. Такая же вода наливается в ведерко; при этом плотность по ареометру должна быть равна (1000±50) кг/м³, или (1,00±0,05) г/см³, по двум параллельным измерениям. Достаточная точность прибора достигается изменением количества дроби в съемном грузике 6.

Истинная плотность глинистого раствора, содержащего газо-образные компоненты, определяется по формуле

где С₀ — концентрация газа, %.

6.3.3. Определение условной вязкости бурового раствора

(Слайд 2G6_7)

Условная (кажущаяся) вязкость определяется стандартным вискозиметром полевым (ВП).

Время вытекания определенного объема глинистого раствора из ВП характеризует вязкость раствора. Чем вязче раствор, тем больше времени потребуется для его вытекания.

СПВ-5 состоит из воронки 1, оканчивающейся трубкой 2. Внутренний диаметр трубки составляет 5 мм, длина — 100 мм. В комплект вискозиметра входят мерная кружка 3 и сетка 4. Кружка разделена внутренней перегородкой на два отделения объемом 200 и 500 см³. Время истечения из вискозиметра 500 см³ воды составляет 15 с и называется водным числом вискозиметра.

Вязкость определяют следующим образом. Воронку и кружку промывают водой. На воронку накладывают сетку для задержания на ней крупных частиц песка и комочков глины. В воронку через сетку, прикрыв пальцем нижнее отверстие, наливают измерительной кружкой сначала 200 см³, а затем 500 см³промывочной жидкости. Измерительную кружку, предварительно промытую водой, подставляют под воронку отделением в 500 см³. Затем отнимают палец от нижнего отверстия трубки и по секундомеру засекают время. Время истечения промывочной жидкости в емкость кружки (до ее краев), измеряемое в секундах, характеризует вязкость раствора.

При определении вязкости одним замером возможны ошибки вследствие тиксотропных свойств раствора, поэтому для более точного замера необходимо одну и ту же порцию раствора про-пускать через воронку до тех пор, пока показания не станут одинаковыми. Периодически следует проверять точность вискозиметра путем проверки водного числа.

Структурную (пластическую) вязкостьопределяют, как правило, в стационарных лабораториях при помощи ротационного вискозиметра.