1.5. Приборы для замера вязкости

Таким образом, основными показателями вязкости для бурового раствора являются: для бингамовских (глинистых) растворов – динамическое напряжение сдвигу τ₀ и пластическая вязкость, для псевдопластичных (полимерных) растворов – эффективная вязкость.

Рис. 1.5. Ротационный вискозиметр ВСН-3.

Все эти показатели определяют по прибору – вискозиметру ВСН-3. В полевых условиях пользуются условной величиной вязкости, определяемой по времени истечения 500 см³ раствора из воронки через трубку с внутренним диаметром 5 мм.

Вискозиметр ВСН-3 состоит из станины, внутри которой в нижней части установлен двигатель 2 для привода (через редуктор 1) гильзы 11 для измерения вязкости раствора, а в верхней части – двигатель 4 для вращения этой же гильзы при определении СНС (с частотой 0,2 об/мин). Внутри гильзы на стержне, установленном в станине на подшипнике, подвешивается подпружинный 9 цилиндр 12 с рифлённой поверхностью (боб). В процессе измерения гильза вводится в стакан 13

с исследуемым буровым раствором, установленном на телескопическом столике. На стержне боба закреплен лимб 7 с делениями (в градусах). Редуктор нижнего двигателя с помощью переключателя 3 позволяет менять частоту вращения гильзы (200, 300, 400, 600 об/мин).

Порядок измерения вязкости. 1. Заполнить стакан исследуемым раствором до риски, установить его на подъёмном столике и зафиксировать его поворотом по часовой стрелке. 2. Установить переключатель в положение 600 об/мин и включить двигатель. 3. Выждать 2-3 мин (до полной остановки лимба), взять отсчет по лимбу φ₆₀₀ и отключить двигатель. 4. Переключатель установить в положение n = 300 об/мин и включить двигатель. 5. После полной остановки лимба взять отсчет φ₃₀₀. По полученным значениям в соответствии с формулами (1.5 – 1.8) определяем пластическую вязкость, динамическое напряжение сдвига, эффективную вязкость и вязкость раствора при 600 об/мин. Вязкость раствора при других числах оборотов гильзы можно определить по формуле

, (1.14)

коэффициент К приводится в паспорте вискозиметра.

Статическое напряжение сдвига определяют при 0,2 об/мин после перемешивания раствора при n = 600 об/мин и выдержки после перемешивания в течение 1 мин и 10 мин/

_(1.15)

1.6. Стабильность бурового раствора

Стабильность дисперсионной системы – это её агрегативная и седиментационная устойчивость. Она зависит от дисперсности, концентрации твердой гидрофильной твердой фазы, при которой не все молекулы воды оказываются связаны (адсорбированы) частицами твердой фазы, когда в дисперсной системе присутствует свободная вода в результате различной плотности свободной воды и гидратированной твердой фазы, происходит расслоение промывочной жидкости: в нижней части – структурированная жидкость высокой плотности, в верхней – слой чистой воды, в средней –структурированная жидкость малой плотности .

При равновесной концентрации образуется устойчивая дисперсная система без свободной воды.

Стабильность определяют по величине суточного нго отстоя или на приборе ЦС – 2

Рис. 1.6. Цилиндр стабильности ЦС - 2 .