Техника разведки лабораторный практикум

штейн с риской указателя 3. В верхней части трубки установлен диск со шкалой 4. Вращением пробки 7 устанавливается «0» на шкале против риски на стрелке указателя.

Рис. 6.4. Прибор СНС-2: 1 – основание; 2 – внешний цилиндр; 3 – указатель; 4 – шкала; 5 – защитная втулка; 6 – упругая нить; 7 – пробка; 8 – стойка; 9 – внутренний цилиндр; 10 – вращающийся столик; 11 – установочные винты

Прибор имеет два установочных винта 11, с помощью которых регулируется горизонтальность плиты, чем достигается соосность внутреннего и внешнего цилиндров. Привод внешнего цилиндра осуществляется от электродвигателя 12 через редуктор и гибкую передачу.

Основные характеристики прибора СНС-2 :

– пределы измерения в Па (мгс/см2) при диаметре нити:

–допускаемая продолжительность измерения – 60 с;

–частота вращения внешнего цилиндра – 0,2 об/мин;

–погрешность измерения – ±3,0 %;

41

– питание электродвигателя от сети переменного тока напряжением 220 В.

Порядок работы с прибором СНС-2:

1.Поместить внутренний цилиндр во внешний и с помощью упругой нити подвесить его к пробке кронштейна, установочными винтами добиться соосного расположения цилиндров.

2.Тщательно перемешать пробу бурового раствора.

3.Залить раствор меркой, прилагаемой к прибору, в установленный на вращающемся столике внешний цилиндр, подвесной цилиндр при этом должен быть погружен в раствор точно до верхнего края.

4.Быстро установить «0» на шкале против риски указателя

ипустить секундомер.

5.По истечении одной минуты включить электродвигатель прибора. Внешний цилиндр с раствором начинает вращаться, увлекая за собой внутренний и всю подвесную систему.

6.После остановки подвесного цилиндра по шкале отме-

тить угол максимального закручивания нити в градусах (ϕ 1 ).

7. Раствор вновь перемешать, от руки подвесным цилиндром установить шкалу на «0» и оставить в покое на 10 мин, по истечении времени включить прибор и замерить максимальный угол закручивания (ϕ 10 ).

После окончания работы все детали прибора тщательно моют и вытирают насухо.

Статическое напряжение сдвигарассчитывается поформуле

θ 1/10 = А ϕ 1/10 ,

где θ 1/10 – статическое напряжение сдвига через 1 мин и через

10мин, Па (мг/см2);

А– коэффициент нити, на которой проводятся измерения (дается в паспорте прибора);

ϕ 1/10 – угол закручивания, измеренный после 1 мин и 10 мин покоя, град.

42

Коэффициент нити зависит от ее диаметра. Нить для прибора подбирают в зависимости от консистенции раствора. Необходимо следить, чтобы максимальный угол закручивания не превышал 70°, в противном случае замер прекращают и заменяют нить на более толстую.

Показатель фильтрации (Ф) – величина, определяемая объемом дисперсионной среды, отфильтрованной за 30 мин при пропускании бурового раствора через бумажный фильтр ограниченной площади, измеряется в см3/30 мин. Показатель фильтрации косвенно характеризует способность бурового раствора отфильтровываться через стенки ствола скважины.

В полевых условиях для измерения показателя фильтрации буровых растворов используется прибор ВМ-6 или фильтрыпрессы различных типов.

Принцип работы этих приборов основан на способности дисперсионной среды под давлением отфильтровываться из бурового раствора.

Определение показателя фильтрации бурового раствора с использованием фильтр-пресса

Определение показателя фильтрации при перепаде давления 0,69 МПа может быть проведено с использованием фильтрпресса отечественного производства ФЛР-1, фильтр-прессов компании «Fann Instrument» и др. Принцип действия этих приборов примерно одинаков.

Грузопоршневой гидравлический фильт-пресс состоит из фильтровального сосуда, смонтированного на раме, источника давления, фильтрующей среды и градуированного цилиндра для приема фильтрата и его измерения (рис. 6.5, 6.6).

Источник давления обеспечивает требуемое давление 0,69 ± 0,035 МПа и может состоять из цилиндров со сжатым азотом или воздухом, газовых патронов с СО2, гидравлических или воздушных систем высокого давления, или же гидравлического балластного устройства давления.

43

Фильтрующая среда обычно представляет собой фильтровальную бумагу, специально упрочненную для фильтрации. Приемник фильтрата выполняется в виде градуированного цилиндра емкостью 10 или 25 мл.

Рис. 6.5. Фильтр-пресс: а – схема прибора; б – общий вид фильтрпресса с гидравлическим балластным устройством давления: 1 – рама; 2 – шланг; 3 – фильтровальный сосуд; 4 – балластное устройство; в –

Порядок замера показателя фильтрации бурового раствора с использованием фильтровальной бумаги и источником давления от гидравлического балластного устройства заключается в следующем.

Подготовка фильтр-пресса

1. Собрать чистые, сухие составные части сосуда фильтра в следующем порядке (см. рис. 6.6):

–нижняя крышка,

–резиновое кольцо,

–решетка,

–лист увлажненной фильтровальной бумаги,

44

–резиновое кольцо,

–фильтровочный сосуд.

Рис. 6.6. Фильтровальный стакан фильтр-пресса в разобранном виде

2.Зафиксировать сосуд на нижней крышке, повернув его по часовой стрелке.

3.Наполнить фильтовальный сосуд буровым раствором для исследования так, чтобы до верха оставалось приблизительно около 6 мм.

4.Установитьсобранныйузелфильтровальногососудавраму.

5.Проверить верхнюю крышку и убедиться, что резиновое кольцо находится на месте. Установить верхнюю крышку, соединенную с источником давления, на фильтровочный сосуд

изакрепить сосуд при помощи Т-образного винта.

6.Установить сухой градуированный цилиндр под фильтрационную трубу на подставку или зажим.

Подготовка гидравлического грузопоршневого блока

1.Наполнить водный резервуар и цилиндр грузопоршневого блока чистой водой до верхнего уровня.

45

2.Открыть сливной клапан и установить поршень с закрепленным на нем грузом в цилиндр. Дать поршню переместиться на полный ход.

3.Снова наполнить резервуар чистой свежей водой, и закрыть сливной клапан.

4.Если блок не был установлен ранее, установить его на раму фильтр-пресса и затянуть крепежные винты.

5.Если шланг не подключен, его следует подключить к грузопоршневому блоку и впуску на верхней крышке.

6.Поднять груз в верхнюю точку и подождать, пока он примет устойчивое положение. Когда груз пройдет примерно две третьих части своего хода, манометр на стороне нагнетания покажет давление 0,69 МПа.

7.Поднять груз в верхнее положение. Как только груз будет отпущен, начать отсчет времени испытания. Один ход поршня допускает получение максимального показателя фильтрации приблизительно до 30 см3.

8.По истечении 30 мин (или 7,5 мин – см. примечание ниже) открыть клапан сброса давления. Это приведет к сбросу давления во всей системе.

9.Измерить объем фильтрата, накопившегося в градуированном цилиндре.

Примечание: может быть зафиксирован объем фильтрата, собранного за 7,5 мин. Удвоение этого значения даст в первом приближении предполагаемый объем фильтрата, который будет собран за 30 мин. Предполагаемый объем обычно на 1–2 мл меньше реального объема.

Завершение работы с фильтр-прессом

1.Отпустить Т-образный винт, снять верхнюю часть сосуда, после чего снять сосуд с рамы.

2.Удалить буровой раствор из фильтровального сосуда.

3.Разобрать фильтровальный сосуд и аккуратно удалить фильтровальную бумагу с коркой из нижней крышки.

46

4.Замерить толщину корки, образованной на фильтровальной бумаге.

5.Тщательно вымыть остатки бурового раствора из фильтровального сосуда и нижней крышки.

Водородный показатель (pH) – величина, характеризую-

щая активность или концентрацию ионов водорода в растворах; численно равна отрицательному десятичному логарифму этой активности или концентрации, выраженной в грамм-ионах на литр.

Растворы, в которых рН > 7 , являются щелочными, если рН =

=7 – нейтральными, а при рН < 7 – кислыми.

Приблизительно рН измеряется универсальной индиикаторной бумагой по изменению ее окраски в сравнении с эталоном.

Индикаторная бумага употребляется в виде узких полос, помещенных в футляр с эталонной цветной шкалой в диапазоне рН от 1 до 10.

Измерение рН с помощью индикаторной бумаги производят, помещая отрезок ее на поверхность бурового раствора (или погружая в фильтрат). Через несколько секунд окраску смоченной бумаги сравнивают со шкалой.

Точно рН можно замерить с помощью электронного рН-метра (ЛПУ-01 или др.), замеряющего электродвижущую силу, которая зависит от содержания ионов водорода (рН) в испытуемом растворе.

6.2.Порядок выполнения работы

1.Изучить конструкцию приборов для определения основных свойств буровых растворов и порядок работы с ними.

2.Провести поверку приборов (ареометра, рычажных весов, вискозиметра) по воде.

3.В соответствии с изложенными методиками произвести замеры основных показателей приготовленного бурового раствора.

47

4. Составить отчет по работе, который должен содержать:

–название лабораторной работы;

–краткое описание приборов;

–наименование и состав испытываемого раствора;

–расчеты по приготовлению раствора;

–результаты измерений параметров раствора;

–вывод по качеству раствора.

48

Лабораторная работа № 7 ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИИ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ

Цель работы: изучить назначение и устройство основных конструктивных элементов бурильной колонны.

49

При изменении условий, способа бурения и совершенствования техники и технологии проводки скважин одна или несколько из этих функций отпадает, в то же время появляются другие – специфические. Так, при колонковом бурении со съемным керноприемником через внутреннюю полость колонны поднимается грунтоноска с керном. При использовании вставных долот бурильная колонна является каналом, по которому подаются на забой новые и извлекаются изношенные долота. Если бурение осуществляется электробуром, в колонне монтируются секции кабеля, по которому подается электроэнергия к забойному двигателю.

На рис. 7.1. представлена принципиальная схема компоновки основных элементов бурильной колонны, состоящей из соединенных друг с другом бурильных (БТ) 6 и утяжеленных (УБТ) 9 бурильных труб. Верхняя часть бурильной колонны, представленная ведущей трубой 2, присоединяется к стволу вертлюга 1. Ведущие трубы предназначены для передачи вращения от ротора к колонне бурильных труб при роторном способе бурения и одновременной осевой подаче бурильной колонны на забой по мере углубления ствола скважины.

Ведущая труба, в свою очередь, присоединяется к первой бурильной трубе 6 с помощью нижнего переводника ведущей трубы 3, предохранительного переводника 4 и муфты бурильного замка 5. Бурильные трубы 6 свинчиваются друг с другом с помощью бурильных замков, состоящих из муфты 5 и ниппеля 7 бурильного замка, или с помощью соединительных муфт. Бурильные трубы составляют основную часть колонны. В настоящее время при бурении нефтегазовых скважин используются стальные и легкосплавные бурильные трубы.

Утяжеленные бурильные трубы 9 присоединяются к бурильной трубе с помощью переводника 8. К нижней УБТ привинчивается через переводник долото 13 (при роторном способе бурения) или забойный двигатель 11 с долотом (при бурении забойными двигателями). Утяжеленные бурильные трубы обеспечивают необходимую для разрушения горной породы нагруз-

50