4.4.4. Измерение и регламентирование значений условной вязкости промывочных жидкостей

Условная вязкость – величина, косвенно характеризующая гидравлическое сопротивление течению. В нашей стране условная вязкость (УВ, с) определяется временем истечения 500 см³ промывочной жидкости через вертикальную трубку 2 вискозиметра ВБР-1 из воронки 1, заполненной 700 см³ промывочной жидкости (рис. 4.11). В состав ВБР-1 также входят мерная кружка 3 и сетка 4.

Техническая характеристика ВБР-1

Постоянная вискозиметра (время истечения 500 см³ дистиллированной воды при температуре 20  5 С), с. . . . . . . . . . . . . 15

Абсолютная погрешность постоянной вискозиметра, с. . . . . .  0,5

Диаметр отверстия трубки вискозиметра, мм. . . . . . . . . . . . . . . 5

Длина трубки вискозиметра, мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100

Вместимость при температуре (20  5) С, см³:

воронки вискозиметра. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 700

мерной кружки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 500

Определение условной вязкости с помощью вискозиметра ВБР-1 производится в следующем порядке.

Воронку вискозиметра и мерную кружку промыть водой. Подготовить пробу промывочной жидкости, тщательно перемешать ее и, закрыв отверстие трубки пальцем правой руки, через сетку залить исследуемую жидкость в воронку до перелива.

Рис. 4.11.

Вискозиметр ВБР-1

Подставить мерную кружку под трубку вискозиметра. Убрав палец, открыть отверстие трубки и одновременно левой рукой включить секундомер.

В момент заполнения кружки до краев промывочной жидкостью остановить секундомер, закрыть отверстие трубки пальцем и прочесть показания секундомера.

За условную вязкость промывочной жидкости принимается среднее значение результатов трех измерений, отличающихся между собой не более чем на 2 с.

После каждого измерения мерную кружку необходимо ополаскивать водой.

Периодически осуществляемую проверку постоянной вискозиметра проводят в следующей последовательности: воронку вискозиметра подвешивают на стойке в вертикальном положении (отклонение от вертикали не должно превышать 10 град), закрывают отверстие трубки пальцем и заливают в воронку до перелива дистиллированную воду (допускается использование чистой пресной воды). Под трубку вискозиметра ставят мерную кружку, открывают отверстие трубки и одновременно включают секундомер. Производят не менее трех замеров, среднее значение которых для пригодного к работе вискозиметра должно составлять (150,5) с.

Вискозиметр ВБР-1 используется для регулярных измерений условной вязкости на каждой буровой установке. На получаемые при этом результаты существенное влияние оказывают статическое напряжение сдвига и плотность промывочной жидкости, от величины которых зависит соответственно скорость тиксотропного схватывания (загущения) и гидростатическое давление столба промывочной жидкости в воронке вискозиметра.

По этим причинам значения условной вязкости невозможно напрямую сопоставить со значениями тех показателей реологических свойств, которые измеряют с помощью ротационных вискозиметров, хотя такие попытки предпринимались неоднократно.

Для неутяжеленных промывочных жидкостей рекомендуются следующие значения условной вязкости

УВ £ 21·10^-3 r, (4.46)

где r – плотность промывчоной жидкости, кг/м^3.

За рубежом условную вязкость промывочных жидкостей измеряют с помощью воронки Марша, которая в отличие от ВБР-1 оснащена трубкой меньшей длины (50,8 мм) и меньшего диаметра (4,7 мм), но при этом ее воронка и мерная кружка имеют большую вместимость: соответственно 1500 и 946 см³. Постоянная воронки Марша, т.е. время истечения одной кварты (946 см³) пресной воды при температуре 213 С, равна 260,5 с. Порядок определения условной вязкости по воронке Марша аналогичен ВБР-1.