Средства и методы определения параметров бурового раствора

3.1. Определение плотности бурового раствора

Плотность бурового раствора r , г/см³ - отношение массы бурового раствора к его объему. Различают кажущуюся и истинную плотности. Первая характеризует раствор, содержащий газообразную фазу, вторая - раствор без газовой фазы.

Для измерения плотности могут быть использованы:

• весы рычажные - плотномер;

• ареометр;

• пикнометр.

3.1.1. Весы рычажные - плотномер врп-1

Принцип работы ВРП-1 (рис. 1) основан на уравновешивании моментов левой и правой сторон подвижной части весов относительно опоры.

Основные характеристики:

диапазон измерения платности бурового раствора:

по верхней шкале, г/см³                  от 0,8 до 1,6;

по нижней шкале, г/см³                  от 1,6 до 2,6;

погрешность измерения, г/см³       ± 0,01.

Порядок работы:

залить раствор в мерный стакан 1 до верхней кромки и закрыть крышкой 2;

удалить излишки раствора, вытекшие через специальное отверстие;

установить подвижную часть на правую призму 5 стойки;

передвигая вправо или влево подвижный груз 7, установить рычаг 6 в положение равновесия и прочесть показания плотности раствора по верхней шкале;

если плотность раствора окажется большей, чем предел измерения по верхней шкале, то подвижную часть весов необходимо переставить на левую призму 4 и провести измерение по нижней шкале;

после замера снять крышку, вылить раствор из стакана, промыть мерный стакан и крышку водой, протереть их насухо.

Весы рычажные - плотномер ВРП-1

1 - мерный стакан; 2 - крышка; 3 - подушка; 4, 5 - призмы; 6 - рычаг; 7 - подающий груз

Рис. 1

В начале каждой смены, а также по мере надобности, прибор необходимо калибровать чистой пресной (дистиллированной) водой при температуре (20 ± 5) °С. При этом показания прибора должны быть равны 1 г/см³.

3.1.2. Ареометр аг-зпп

Основные характеристики:

диапазон измерения при надетом калибровочном грузе, г/см³           от 0,9 до 1,7;

диапазон измерения без калибровочного груза, г/см³                          от 1,6 до 2,4;

погрешность измерения, г/см³                                                                 ± 0,02;

объем пробы раствора, см³                                                                      78,5 ± 1.

Порядок работы:

при измерении плотности бурового раствора с помощью АГ-ЗПП (рис. 2) может быть использована как пресная вода, так и минерализованная;

при использовании пресной воды чистый мерный стакан 2 заполнить буровым раствором, соединить с поплавком 3 поворотом последнего до упора; тщательно обмыть стакан снаружи, погрузить его в ведро с водой 5 и сделать отсчет удельного веса по основной шкале 6 (по делению, до которого ареометр опустился в воду);

при использовании минерализованной воды делается поправка на ее плотность, для чего необходимо заполнить мерный стакан водой и соединить его с поплавком; погрузить прибор в ведро с водой и оставить свободно плавать, деление на поправочной шкале, до которого ареометр погрузится в воду, покажет алгебраическую величину поправки; затем вылить минерализованную воду из стакана, заполнить его буровым раствором, погрузить в ведро и произвести отсчет по основной шкале.

Ареометр АГ-ЗПП

1 - объемный грузик; 2 - мерный стакан; 3 - поплавок; 4 - стержень; 5 - ведерко для воды; 6 - основная шкала; 7 - крышка ведерка

Рис. 2

Плотность бурового раствора в случае применения минерализованной воды вычисляется по формуле

r = r _осн + D r ,                                                                 (1)

где r - плотность бурового раствора, г/см³;

r _осн - отсчет плотности, сделанный по основной шкале, г/см³;

D r -   алгебраическая величина поправки (отсчет плотности, сделанный по поправочной шкале), г/см³.