Виконання роботи
1. Підготувати одну пробу бурового розчину без мастильної домішки, а іншу із 1% графіту та 10% нафти.
2. Залити буровий розчин у прилад ВМ-6 і через 30 хвилин отримати фільтраційну кірку для досліджень.
3. Встановити стрижень 2 в шарнір 9.
4. Вставити стрілки обох показуючих приладів на “0” і проконтролювати, щоб їх датчики контактували із стрижнем 2 та важелем 11.
5. Фільтраційну кірку із приладу ВМ-6 обережно без механічних ушкоджень встановити у вимірювальний стакан 7.
6. Встановити на кірку диск 5.
7. Записати покази приладу 1, який показуватиме початкову товщину фільтраційної кірки.
8. На стрижень 2 встановити зйомний вантаж і включити секундомір.
9. Прийняти за рекомендацією викладача час статичного контакту диску із кіркою і через цей проміжок часу включити електродвигун.
10. Спостерігати за показами приладу 12 і зафіксувати максимальне відхилення стрілки, та положення стрілки, що відповідає деформації кірки після руйнування отриманої структури.
11.Виконати розрахунки питомої сили тертя (зсуву), та умовного коефіцієнту тертя для двох типів розчину.
12. Результати записати в зошит.
Питома сила тертя (зсуву) диску по кірці при заданому нормальному навантаженні розраховується за формулою:
, (6.1)
де: Р – питома сила тертя (зсуву). Па; В – постійна приладу; а – покази динамометра.
Прилад ПТ-2 дає змогу заміряти початкову товщину глинистої кірки і визначити відносну її деформацію при вимірюванні. Час статичного контакту диска з кіркою до початку вимірювання може бути різний, але для співставлення показів для різних бурових розчинів приймають не більше 15 хв.
Результати
вимірювань на приладі ПТ-2 показали, що
при терті металу по фільтраційній кірці
одержуємо два значення напруження
зсуву: максимальне або граничне –
напруження, що відповідає деформації
кірки після руйнування отриманої
структури
.
Причому
.
Величина
досягає граничного значення через час
контакту
.
Крім питомої сили тертя можна розрахувати
умовний коефіцієнт тертя
:
, (6.2)
де:
– нормальне напруження зі сторони
стального диска на кірку, в Па, яка
визначається як відношення ваги вантажу
до плащі контакту диску 5 із фільтраційною
кіркою.
Примітка: Для визначення величини напруження на приладі ПТ-2 використовують тарувальні динамометри.
Контрольні запитання
1. Якими приладами оцінюють мастильні властивості бурового розчину?
2. Методика визначення мастильних властивостей бурового розчину на приладі ПТ-2.
3. В яких межах коливається значення умовного коефіцієнту тертя в бурових розчинах?
4. Які способи підвищення мастильних властивостей бурового розчину?
5. Які найрозповсюдженіші мастильні домішки до бурових промивальних рідин?
Лабораторна робота №7
ВИЗНАЧЕННЯ ВМІСТУ КОЛОЇДНОЇ ФАЗИ В БУРОВОМУ РОЗЧИНІ
Теоретичні відомості
Концентрація колоїдних частинок Ск, % – це величина, яка визначається відношенням кількості частинок розміром менше 2 мкм до загальної кількості бурового розчину. Вона характеризує активну складову твердої фази. яка найбільше впливає на властивості бурового розчину.
В основі методу визначення вмісту колоїдної фази є здатність бентоніту адсорбувати значно більше метиленової сині (МС), ніж адсорбують інші глини, завдяки високій катіонне обмінній ємності, питомій поверхні і стану дисперсності.
Для визначення вмісту колоїдної складової необхідні такі реактиви та посуд:
– 0,45% водний розчин МС (4,5 г МС ввести в 300 мл теплої (до 40°С) дистильованої води. охолодити і розвести до 1000 мл), який знаходиться у закритому посуді:
– 5-ти нормальний розчин хімічно чистої сірчаної кислоти;
– перекис водню 3%-ної концентрації:
– дистильована вода, 150-200 мл:
– конічні колби місткістю 250 мл – 2 шт.:
– циліндри мірні на 25 і 50 мл;
– шприц аптечний на 2 мл з великим розміром отвору (або піпетка з обрізаним носиком);
– скляна палочка;
– фільтрувальний папір середньої щільності (або біла смужка).
Сірчана кислота дає змогу чітко зафіксувати точку кінця титрування розчину метиленовою синню. Домішка перекису водню дає змогу виключити вплив таких хімічних реагентів. як гумати, КМЦ, лігносульфонати. акрилові полімери на проведення досліду.