1. Ареометр для измерения плотности технологических растворов

Рисунок. Ареометр АГ-1

Руководство по эксплуатации

1. Открыть крышку ведра и вынуть ареометр.

2. Налить воду в ведро.

3. Поворотом поплавка относительно мерного стакана открыть байонетный затвор и отделить поплавок и стакан друг от друга.

4. Проверить чистоту мерного стакана и поплавка.

Проверка прибора

1. Налить в мерный стакан ареометра воду до края гофра.

2. Соединить поплавок с мерным стаканом, выдавив при этом избыток воды из стакана и погрузив собранный ареометр в воду. Вода, которой заполнен стакан, должна быть той же, что и в ведре.

3. При пресной воде ареометр при навернутом съемном грузе должен погрузиться под уровень воды в ведре до деления 1,0 на шкале поплавка с точностью ±0,005 г/см³ (четверть деления).

4. При воде с большей плотностью (вода морская, соленая, буровая) ареометр погружается на несколько делений ниже деления, обозначенного 1,0. В этом случае к результатам измерений плотности глинистых растворов необходимо прибавить поправку, определяемую как разность между делением 1,0 и показанием ареометра, заполненного водой.

Пример. Измерение производится погружением ареометра в морскую воду. Ареометр, заполненный морской водой, при погружении в эту воду показал на шкале 0,96. Поправка составляет 1,00 - 0,96 = 0,04 г/см3. При измерении плотности глинистого раствора погружением в эту же морскую воду показание было 1,41. Истинная плотность этого раствора получается прибавлением поправки, а именно: 1,41 + 0,04 = 1,45 г/см³.

Измерение плотности

1. Налить в чистую крышку ведра пробу раствора и перемешать ее.

2. Налить в мерный стакан ареометра раствор до края гофра. Стакан держать вертикально.

3. Соединить поплавок со стаканом - вставить штифты на нижней части поплавка в байонетные прорези мерного стакана и повернуть, поплавок относительно стакана слева направо до упора. При этом из стакана выдавится избыток раствора и таким образом отмерится объем пробы.

4. Смыть водой выдавленный раствор с поверхности мерного стакана, удерживая ареометр в вертикальном положении.

5. Погрузить ареометр в ведро, дать ему успокоиться и снять показание по шкале ареометра на уровне воды в ведре.

6. При навернутом объемном грузе отсчет брать по левой шкале с цифровкой 0,9 - 1,7 г/см³.

Если ареометр при навернутом съемном грузе погрузился ниже последнего оцифрованного деления на шкале (1,7 г/см³), следует снять съемный груз и отсчет брать по правой шкале с цифровкой 1,6 - 2,4 г/см³.

7. При погружении ареометра в соленую, морскую или буровую воду обязательно вносить поправку, как было указано выше

2) Вискозиметр ВБР-1, служащий для измерения условной вязкости, состоит из воронки, герметично соединенной трубки, сетки и мерной кружки.

Рисунок. Воронка полевая

Порядок определения.

Взяв в руку воронку, устанавливают сетку на выступы, зажимают нижнее отверстие пальцем правой руки и заливают через сетку испытуемую жидкость до верхней кромки вискозиметра. Подставив мерную кружку под трубку вискозиметра, убирают палец и одновременно левой рукой включают секундомер. Воронку необходимо держать вертикально (допускается отклонение не более 10⁰). Когда мерная кружка наполнится до края, останавливают секундомер, а отверстие воронки вновь закрывают.

3) Вискозиметр ротационный ВСН-3 переносной предназначен для определения реологических характеристик (статического напряжения сдвига) не ньютоновских жидкостей ( например: буровых растворов, лакокрасочных материалов, нефтепродуктов и т.д.) и для измерения динамической вязкости ньютоновских жидкостей от 20 до 60 °C.

Рисунок. Вискозиметр ротационный ВСН-3

Вискозиметр предназначен для работы при температуре окружающего воздуха. Технические характеристики: Диапазон измерения статического напряжения сдвига (пределы измерения касательных напряжений сдвига, н/м2 (дин/см2): для пружины №1 для пружины №2 0-45 (0-450) 0-90 (0-900) Диапазон измерения динамической вязкости ньютоновских жидкостей, Па/с (сП): для пружины №1 для пружины №2 0,001-0,2 (1-200) 0,001-0,4 (1-400) Скорость вращения гильзы при измерении динамической вязкости, об/мин 200 Пределы допускаемого значения основной приведённой погрешности измерения динамической вязкости +5% при температуре окружающей среды и испытуемой жидкости (20+) °C Скорость вращения гильзы, об/мин 0,2;200;300;400; Допустимое отклонение скорости вращения гильзы от номинального не должно быть более, % +2 Внутренний диаметр гильзы, мм 44+0,039 Наружный диаметр измерительного элемента, мм 39,62-0,039 Высота измерительного элемента, мм 60-0,19 Максимальный угол поворота измерительного элемента 270+5 Потребляемая мощьность, Вт, не более 65 Питание от сети переменного тока напряжением 220В, с колебанием напряжения от +10 до -15% при частоте 50 Гц+1 Гц Установленная безотказная наработка вискозиметра должна быть, не менее, ч 180

4) Фильтр пресс. Проведение испытаний проницаемости согласно стандарта API. Фильтр пресс предназначен для проведения испытаний при низком давлении и низкой температуре. Устройство фильтр-пресса представляет собой ячейку для образца с крышкой, в ячейке предусмотрено отверстие для подачи давления и установки фильтровальной бумаги. Применяется в лабораториях. Фильтр-прессы подобной конструкции стали образцом для испытаний свойств фильтрации при низком давлении и низких температурах. Исследования свойств фильтрации и образования фильтрационной корки бурового раствора для контроля характеристик бурового раствора и его применения. Отслеживание характеристик фильтрационной корки, таких как содержание масла, воды и эмульсионных составляющих чрезвычайно важно. Типы и содержание твердых частиц в жидкости и их взаимодействие на физическом и химическом уровне влияют на эти характеристики. Температура и давление в свою очередь влияют на физико-химические процессы.

Фиксирование результатов:

Вид бурового раствора

Плотность, ρ кг/м3

Условная вязкость, сек.

Дин. Напр. Сдвига, τ0

Пластическая вязкость, η

Статич. Напр. Сдвига за 1 минуту, ϴ1

Статич.напр.сдвига за 10 мин, ϴ10

Водоотдача(фильтрация), Ф30 мл.

Толщина фильтр. Корки, мм.

Необходимые расчетные формулы:

1. Для определения ДНС:

ДНС рассчитывают по формуле:

• При использовании скоростей 600 и 300 об/мин ₀= k₃*(₃₀₀-*10³) Па

• При использовании скоростей 400 и 200 об/мин ₀= k₄*(A*₂₀₀-*10³) Па

Где k₃,k₄ – коэф-ты в зависимости от типа пружины.

2. Для определения пластической вязкости:

ПВ рассчитывают по формуле:

• При использовании скоростей 600 и 300 об/мин = k₁*(₆₀₀ - ₃₀₀)*10^-3 Па*с

• При использовании скоростей 400 и 200 об/мин = k₂*(₄₀₀ - ₂₀₀)*10^-3 Па*с

Где k₁,k₂– коэф-ты в зависимости от типа пружины.

3. Для определения статического напряжения сдвига:

СНС рассчитывают по формуле:

СНС_1/10= k¹*_1/10,

где k¹- коэф-т упругости пружины, выписывается с прибора _1/10- максимальный угол закручивания за 1 и соответственно за 10 минут.

4. Для определения водоотдачи (фильтрации) и толщины корки:

Фильтрация расчитывают по формуле:

Ф₃₀=V_7,5*2, мл

Где V_7,5- объем фильтрата, выделившийся через 7,5 мин ( практически равен половине объема, получаемого после 30 мин фильтрации).

Толщина корки оценивается с помощью линейки, мм.

Контрольные вопросы для защиты лабораторной работы:

1.Каково назначение буровых растворов?

2. Как классифицируются буровые растворы?

3. Какие показатели свойств буровых растворов относятся к основным?

4. Как измеряется плотность буровых растворов?

5. Как измеряется условная вязкость?

6. Что такое показатель фильтрации?

7. Как измеряется показатель фильтрации?

8.Что такое СНС?

9. Как определяется статическое напряжение сдвига?

10. перечислите гидродинамические функции БПЖ

11. Перечислите гидростатические функции БПЖ

12. назовите физико-химические функции буровых растворов