4.6.2. Определение концентрации, загрязняющих промывочную жидкость примесей

Твердые примеси. К твердым примесям, загрязняющим промывочную жидкость, относят все содержащиеся в ней грубодисперсные частицы, независимо от их происхождения. Присутствие в промывочной жидкости этих частиц, условно называемых «песком», существенно снижает ресурс работы гидравлических частей буровых насосов, вертлюга, гидравлических забойных двигателей, бурильных труб и их соединений. По этой причине концентрация «песка» в промывочной жидкости не должна превышать 2–3 %.

Для измерения концентрации «песка» используется металлический отстойник ОМ-2. Концентрация песка (С_п, %) – это объем осадка, который образуется при отстаивании в течение 1 мин разбавленной водой промывочной жидкости, отнесенный к объему исходной промывочной жидкости.

Отстойник ОМ-2 (рис. 4.32) состоит из цилиндра 1, крышки 2, пробирки 3, винта 4, опоры 5, основания 6 и резиновой прокладки 7.

Техническая характеристика ОМ-2

Объем отстойника до сливного отверстия, см³ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100;

Объем крышки, см³ . . . . . . . . 50;

Объем пробирки, см³ . . . . . . . 10;

Цена деления шкалы пробирки, см³. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,1.

В ы п о л н е н и е о п ы т а. Промыть отстойник, залить в него сначала 200-300 см³ воды, а затем полную крышку (50 см³) испытуемой промывочной жидкости, которую предварительно необходимо тщательно перемешать.

Рис. 4.32. Отстойник ОМ-2

Остатки промывочной жидкости на внутренних стенках крышки аккуратно смыть водой и вместе с нею вылить в отстойник. Затем, держа отстойник вертикально, долить воду до уровня отверстия на его боковой поверхности. После этого плотно закрыть отстойник крышкой, повернуть его в горизонтальное положение отверстием вверх и интенсивно взболтать содержимое отстойника, прижимая крышку и закрыв боковое отверстие пальцем.

Установить отстойник в вертикальное положение, встряхнуть его несколько раз с целью удаления воздуха из пробирки и оставить в покое на 1 мин. По истечении этого времени определить по делениям на шкале пробирки объем осадка в см³ и, умножив его на два, получить содержание песка в промывочной жидкости, выраженное в процентах.

Содержимое отстойника вылить, промыть его водой и насухо вытереть.

Для чистки или замены пробирки следует вывернуть винт, а затем последовательно извлечь опору, основание и пробирку. Перед сборкой, проводимой в обратном порядке, следует проверить исправность резиновой прокладки и при необходимости сменить ее.

Газообразные примеси. Промывочная жидкость может загрязняться газом при разбуривании газосодержащих пластов, в результате негерметичности всасывающей и нагнетательной линий буровых насосов, а также обработки промывочной жидкости реагентами, вызывающими ее вспенивание.

Насыщение промывочной жидкости газом (аэрация) приводит к снижению ее плотности и повышению вязкости со всеми вытекающими в связи с этим возможными осложнениями, в частности, флюидопроявлениями и нарушениями устойчивости стенок скважин. Кроме этого, с увеличением концентрации газа в промывочной жидкости ухудшается и работа буровых насосов.

Концентрацию газа (С₀, %) можно определить с помощью прибора ПГР-1 (рис. 4.33), который состоит из корпуса 1 и герметично соединяемого с ним стакана 2, предназначенного для заполнения исследуемой промывочной жидкостью; съемной ручки 3, облегчающей соединение стакана с корпусом; вкладыша 4, на который надет резиновый разделитель 5; сильфона 6 с заглушкой 7, жестко соединенной со штоком 8, который может опускаться или подниматься по резьбе при вращении гайки 9, осуществляемом маховиком 10; шкалы 11, укрепленной на верхней части штока; прозрачной крышки 12, ввинченной в гайку 9 и имеющей кольцевую риску для отсчета показаний по шкале; манометра 13.

Рис. 4.33. Прибор ПГР-1

Свободная полость корпуса заполнена веретенным маслом АУ.

Принцип действия прибора основан на свойстве газов сжиматься под действием избыточного давления, создаваемого в масляной камере корпуса и передаваемого на исследуемую промывочную жидкость через резиновый разделитель при вращении маховика и гайки, приводящем к опусканию штока и растягиванию сильфона.

Техническая характеристика ПГР-1

Предел измерения содержания газа в промывочной жидкости, % 10

Цена деления шкалы, % . . . . . . . . . . 0,5

Погрешность измерения, % . . . . . . . .  0,4

Объем стакана, см³ . . . . . . . . . . . . . 300

Давление в рабочих емкостях, МПа . . .. 0,3

Выполнение опыта. Повернуть маховик по часовой стрелке до упора. Отсоединить стакан от корпуса. Стакан и резиновый разделитель промыть водой и насухо вытереть.

Заполнить стакан до краев промывочной жидкостью и соединить его с корпусом прибора. Вращая маховик против часовой стрелки, довести показания манометра до 0,3 МПа и взять отсчет по шкале прибора.

Сбросить давление, повернув маховик до упора по часовой стрелке, отсоединить стакан от корпуса, вылить промывочную жидкость, вымыть стакан и резиновый разделитель и насухо их вытереть.