БУРОВЫЕ РАСТВОРЫ. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ КИСЛОТОРАСТВОРИМОСТИ УТЯЖЕЛИТЕЛЯ

СТО Газпром 2-3.2-024-2005

Издание официальное

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО “ГАЗПРОМ”

Общество с ограниченной ответственностью “ТюменНИИгипрогаз”

Общество с ограниченной ответственностью “Информационно-рекламный центр газовой промышленности”

Москва 2005

Предисловие

РАЗРАБОТАН
ВНЕСЕН
УТВЕРЖДЕН

И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ
ВЗАМЕН

Обществом с ограниченной ответственностью “ТюменНИИгипрогаз”

Управлением по бурению газовых и газоконденсатных скважин Департамента по добыче газа, газового конденсата, нефти ОАО “Газпром”

Распоряжением ОАО “Газпром” от 12 апреля 2005 г. № 58 с 1 августа 2005 г.

РД 00158758-24-98

Распространение настоящего стандарта осуществляется в соответствии с действующим законодательством и с соблюдением правил, установленных ОАО “Газпром”

Содержание

Введение IV

Область применения 1
Нормативные ссылки 1
Нормы погрешности измерений 2
Метод измерений 3
Требования к средствам измерений, вспомогательному оборудованию,

материалам 3
Требования безопасности 4
Требования к квалификации операторов 4
Условия выполнения измерений 4
Подготовка к выполнению измерений 4
Выполнение измерений 5
Обработка результатов измерений 5
Оформление результатов измерений 7
Контроль точности получаемых результатов измерений 7

Приложение А (рекомендуемое). Форма записи результатов измерений 9

Библиография 10

Введение

Методика выполнения измерений кислоторастворимости утяжелителя для буровых растворов разработана в соответствии с ГОСТ 8.563 и аттестована Государственным научным метрологическим центром Федерального агенства по техническому регулированию и метрологии – ФГУП “Уральский научно-исследовательский институт метрологии” (свидетельство об аттестации № 90-223-2004).

СТАНДАРТ ОТКРЫТОГО АКЦИОНЕРНОГО ОБЩЕСТВА

“ГАЗПРОМ”

БУРОВЫЕ РАСТВОРЫ. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

КИСЛОТОРАСТВОРИМОСТИ УТЯЖЕЛИТЕЛЯ

Дата введения 2005-08-01
1. Область применения
  
  Настоящий стандарт распространяется на утяжелители и устанавливает методику выполнения измерений (МВИ) их кислоторастворимости в диапазоне измерений определяемого параметра от 20,00 % до 100,00 %.
  
  Примечание – В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р ИСО 5725-1 и единицы величин в соответствии с ГОСТ 8.417.
2. Нормативные ссылки
  
  В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты: ГОСТ 8.417-2002 Государственная система обеспечения единства измерений. Едини-
  
  цы величин
  
  ГОСТ 12.0.004-90 Система стандартов безопасности труда. Организация обучения безопасности труда. Общие положения
  
  ГОСТ 12.1.004-91 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность.
  
  Общие требования
  
  ГОСТ 12.1.019-79 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность.
  
  Общие требования и номенклатура видов защиты
  
  ГОСТ 12.4.009-83 Система стандартов безопасности труда. Пожарная техника для защиты объектов. Основные виды. Размещение и обслуживание
  
  ГОСТ 1770-74 Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие технические условия
  
  ГОСТ 3118-77 Кислота соляная. Технические условия
  
  ГОСТ 6709-72 Вода дистиллированная. Технические условия
  
  Издание официальное
  
  ГОСТ 14180-80 Руды и концентраты цветных металлов. Методы отбора и подготовки проб для химического анализа и определения влаги
  
  ГОСТ 18481-81 Ареометры и цилиндры стеклянные. Общие технические условия ГОСТ 21400-75 Стекло химико-лабораторное. Технические требования. Методы ис-
  
  пытаний
  
  ГОСТ 25336-82 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры
  
  ГОСТ 28498-90 Термометры жидкостные стеклянные. Общие технические требования. Методы испытаний
  
  ГОСТ 30240.0-95 Концентрат баритовый. Общие требования к методам анализа ГОСТ Р 8.563-96 Государственная система обеспечения единства измерений. Мето-
  
  дики выполнения измерений
  
  ГОСТ Р ИСО 5725-1-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 1. Основные положения и определения
  
  ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 6. Использование значений точности на практике
  
  ГОСТ Р 50779.42-99 (ИСО 8258-91) Статистические методы. Контрольные карты Шухарта
3. Нормы погрешности измерений
  
  Диапазон измерений, значения показателей точности, повторяемости и воспроизводимости методики при доверительной вероятности Р = 0,95 для определяемого параметра приведены в таблице 3.1.
  
  Таблица 3.1 – Диапазон измерений, показатели точности, повторяемости, воспроизводимости
  
  Значения относительных пределов повторяемости (для двух результатов параллельных определений, n = 2) и показателя внутрилабораторной прецизионности (для двух результатов измерений, m = 2), критический диапазон (для четырех результатов параллельных определений, n = 4) при доверительной вероятности Р = 0,95 для определяемого параметра приведены в таблице 3.2.
  
  Таблица 3.2 – Относительные пределы повторяемости, воспроизводимости, критический диапазон
4. Метод измерений
  
  Метод измерений кислоторастворимости утяжелителей основан на растворении навески утяжелителя в разбавленных кислотах с последующим отфильтрованием и взвешиванием нерастворившегося остатка.
5. Требования к средствам измерений, вспомогательному оборудованию, материалам
  1. Лабораторный термостат, обеспечивающий температуру термостатирования 20, 40, 50, 80, 100 оС и допустимое отклонение температуры от установленной ± 0,01 оС (например, ЛТН-01М по ТУ 4321-101-00151696-97 [1]).
  2. Шкаф сушильный, обеспечивающий диапазон температур от 50 oC до 320 оС и допустимую погрешность поддержания температуры ( 1,5 % (например, ПЭ-4610 по ТУ 3613-020-23050963-2001 [2]).
  3. Ареометры общего назначения АОН 1 (набор) по ГОСТ 18481, диапазон измерений от 700 до 1780 кг/м3, цена деления 1 кг/м3.
  4. Весы лабораторные электронные 1 класса точности, обеспечивающие дискретность отсчета 0,0001 г и предел допускаемой погрешности: при нагрузке до 50 г ± 0,0002 г, при нагрузке до 221 г ± 0,0003 г (например, ВР 221S “САРТОГОСМ” по ТУ 4274-004-13173535 [3]).
  5. Фильтры обеззоленные “синяя лента”, диаметр 120 мм по ГОСТ 12026.
  6. Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72.
  7. Колбы Кн-3-250-34 ТС по ГОСТ 25336.
  8. Палочка стеклянная по ГОСТ 21400.
  9. Кислота соляная по ГОСТ 3118.
  10. Стакан В-1 600 ТХС по ГОСТ 25336.
  11. Термометр с диапазоном измерений от 0 оС до 100 оС и ценой деления шкалы 1 оС по ГОСТ 28498.
  12. Цилиндр 1-100-2ХС по ГОСТ 1770.
  13. Воронка В-100 ХС по ГОСТ 25336.
  14. Стаканчик для взвешивания СВ-34/14 40х65 ХС по ГОСТ 25336.
    
    Средства измерений должны иметь действующие свидетельства о поверке (калибровке) и клейма. Допускается применение других средств измерений с аналогичными или лучшими метрологическими характеристиками.
6. Требования безопасности
  1. Требования электробезопасности при работе с электроустановками согласно ГОСТ 12.1.019.
  2. Помещение должно соответствовать правилам пожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004, иметь средства пожаротушения по ГОСТ 12.4.009.
  3. Организация обучения операторов безопасности труда должна соответствовать требованиям ГОСТ 12.0.004.
7. Требования к квалификации операторов
  
  Для выполнения измерений кислоторастворимости утяжелителя допускаются операторы, изучившие настоящую методику выполнения измерений, прошедшие инструктаж и сдавшие экзамен по безопасности труда.
8. Условия выполнения измерений
  
  При выполнении измерений соблюдают следующие условия:
  
  температура окружающего воздуха......................плюс (20±5) оС;
  
  относительная влажность воздуха................................(60±20) %;
  
  напряжение питающей сети........................................(220±22) В;
  
  частота питающей сети............................................(50,0±0,5) Гц.
9. Подготовка к выполнению измерений
  1. .Отбор и подготовку проб утяжелителя для измерений производят по ГОСТ 14180.

Приготовление 2 %-ного и 10 %-ного растворов соляной кислоты
1. 2 %-ный раствор соляной кислоты готовят в стакане вместимостью 600 см3 разбавлением концентрированной соляной кислоты дистиллированной водой до плотности раствора 1008 кг/м3 при 20 оС. Плотность раствора соляной кислоты контролируют с помощью ареометра.
2. 10 %-ный раствор соляной кислоты готовят в стакане вместимостью 600 см3 разбавлением концентрированной соляной кислоты дистиллированной водой до плотности

раствора 1047 кг/м3 при 20 оС. Плотность раствора соляной кислоты контролируют с помощью ареометра.

Выполнение измерений
1. Навеску утяжелителя массой 5,000 г взвешивают с погрешностью не более 0,0002 г в предварительно взвешенной с той же погрешностью посуде и помещают в коническую колбу. Добавляют 100 см3соляной кислоты с массовой долей 10 %, закрывают крышкой. Колбу помещают в термостат и выдерживают 4 часа при температуре (75±5) оС. Содержимое колбы перемешивают стеклянной палочкой через 2 часа после начала термостатирования.
2. Через 4 часа раствор отфильтровывают через два слоя фильтровальной бумаги. Осадок со дна стенок смывают раствором соляной кислоты с массовой долей 2 %.
3. Фильтры с осадком сушат в сушильном шкафу при температуре (75±5) оС до постоянной массы, взвешивают с точностью до 0,0002 г.
4. Для i-го исследуемого утяжелителя проводят по два параллельных определения кислоторастворимости согласно операциям 10.1-10.3, используя на каждое измерение отдельную пробу утяжелителя.
Обработка результатов измерений
1. Массу сухого остатка утяжелителя, Mi, г, после обработки кислотой рассчитывают по формуле (1) с точностью до 0,001 г
  
  Mi = m-mф, (1)
  
  где m – масса фильтрата с остатком после сушки, г;
  
  m
  
  ф
  
  – масса фильтрата, г.
2. Растворимость утяжелителя в соляной кислоте с массовой долей 10 %, Р, %, вы-
  
  числяют по формуле (2) с точностью до 0,01 %
  
  (2)
  
  0
  
  где М
  
  М
  
  i
  - начальная масса навески, г;
  - масса сухого остатка после обработки кислотой, г.
3. Проводят проверку приемлемости результатов двух параллельных определений
  
  кислоторастворимости i-го исследуемого утяжелителя, полученных в условии повторяемости.
  1. Вычисляют среднее арифметическое значение результатов двух параллельных определений кислоторастворимости i-го исследуемого утяжелителя по формуле
    
    (3)
    
    где Рi1, Pi2 – результаты двух параллельных определений кислоторастворимости i-го исследуемого утяжелителя, %.
    
    i
  2. Вычисляют относительное расхождение результатов двух параллельных определений кислоторастворимости i-го исследуемого утяжелителя r , %, по формуле
    
    (4)
    
    где Pi max – максимальный результат определяемого параметра для i-го исследуемого утяжелителя, выбранный из Рi1 и Рi2 , %;
    
    P
    
    i min
    - минимальный результат определяемого параметра для i-го исследуемого утяжели-
    i1
    
    теля, выбранный из Р
    
    и Р
    
    i2
    
    , %.
    
    i
  3. Если значение r
    
    для двух параллельных определений не превышает значения
    
    относительного предела повторяемости ri отн. (для n = 2), указанного в таблице 3.2, то результаты параллельных определений признаются приемлемыми и за окончательный результат принимают среднее арифметическое значение, полученное по формуле (3).
    
    i
  4. Если значение r
    
    для двух параллельных определений превышает значение от-
    
    носительного предела повторяемости r
    
    i отн.
    
    (для n = 2), указанного в таблице 3.2, измерения
    
    (включая подготовку к ним) повторяют и получают дополнительно еще два параллельных определения кислоторастворимости i-го исследуемого утяжелителя.
  5. Рассчитывают ri, как указано в 11.3.2, для четырех параллельных определений кислоторастворимости i-го исследуемого утяжелителя.
    
    Если значение ri для четырех параллельных определений не превышает значения кри-
    
    0,95
    
    тического диапазона СR
    
    (для n = 4), указанного в таблице 3.2, то результаты параллельных
    
    определений признаются приемлемыми, и за окончательный результат принимают среднее арифметическое значение четырех параллельных определений кислоторастворимости i-го исследуемого утяжелителя, определяемое по формуле
    
    (5)
    
    in
    
    где P
    
    – результат n-го параллельного определения кислоторастворимости i-го исследуемого
    
    утяжелителя, %;
    
    N – количество параллельных определений (n = 1, ... N).
  6. Если значение ri для четырех параллельных определений превышает значение критического диапазона СR0,95 (для n = 4), то окончательный результат рассчитывают как медиану четырех параллельных определений согласно формуле
    
    (6)
    
    где Рi2 – второй наименьший результат определения кислоторастворимости i-го исследуемого утяжелителя, %;
    
    Рi3 – третий наименьший результат определения кислоторастворимости i-го исследуемого утяжелителя, %.
Оформление результатов измерений

Результат измерения кислоторастворимости i-го исследуемого утяжелителя округляют до первого десятичного знака и представляют в виде

Рi, %; ± Х, %; Р = 0,95; n = 2 (n = 4),

где Х – границы допускаемой относительной погрешности измерений кислоторастворимости утяжелителя, %, приведенные в таблице 3.1;

Р – доверительная вероятность, с которой установлены границы допускаемой относительной погрешности измерений определяемого параметра.

Примечание – В случае необходимости представления погрешности измерений в абсолютной форме значение абсолютной погрешности измерений кислоторастворимости i-го исследуемого утяжелителя вычисляют по формуле (7) и округляют до первого десятичного знака

где Рi – результат измерений кислоторастворимости i-го исследуемого утяжелителя, %;

(7)

i – границы абсолютной погрешности измерений кислоторастворимости i-го исследуемого утяжелителя, %.
Контроль точности получаемых результатов измерений
1. Контроль прецизионности результатов измерений осуществляют в соответствии с требованиями ГОСТ Р ИСО 5725-6 (раздел 6).
2. Контроль стабильности показателя внутрилабораторной прецизионности проводят с использованием контрольных карт (КК) Шухарта по ГОСТ Р 50779.42.
3. Контроль стабильности показателя внутрилабораторной прецизионности результатов измерений проводят в следующей последовательности.
  1. Периодичность контроля – не реже одного раза в год. Образцами для контроля являются образцы утяжелителей буровых растворов.
    
    В условиях внутрилабораторной прецизионности (разные операторы) получают два результата измерений определяемого параметра (в соответствии с разделами 9, 10) – первичный и повторный результаты (Рi1 и Рi2). Результаты заносят в соответствующую графу КК.
  2. Рассчитывают относительное расхождения между результатами измерений определяемого параметра Ri, %, по формуле (6) и наносят на КК.
  3. Параметры КК:
    
    а) средняя линия CL = d2 · RX. в) пределы действия:
    - верхний UCL = D2 · RX;
    - нижний LCL – отсутствует. с) пределы предупреждения:
    - верхний UWL = D2(2) · RX;
    - нижний LWL – отсутствует.
      
      Значение показателя воспроизводимости – RX – указано в таблице 3.1.
      
      (8)
      
      Значения коэффициентов для расчета средней линии и пределов действия и предупреждения приведены в таблице 13.1.
      
      Таблица 13.1 – Коэффициенты для расчета средней линии, предела действий, пределов предупреждения
      
      i
  4. Если очередная точка R находится внутри предела предупреждения, то внутрилабораторную прецизионность результатов анализа признают удовлетворительной.
    
    i
  5. Если очередная точка R
    
    попадает за границу предела действия, то это служит
    
    предупреждением о выходе процесса анализа из состояния статистической управляемости. В этом случае качество внутрилабораторной прецизионности признают неудовлетворительным, процесс анализа приостанавливают, выясняют и устраняют причины появления неудовлетворительных результатов контроля.
    
    i
  6. Если очередная точка R
    
    попадает между пределом предупреждения и пределом
    
    действия, то контрольную процедуру повторяют. При повторном появлении указанной ситуации процесс анализа приостанавливают, выясняют и устраняют причины появления неудовлетворительных результатов контроля.
  7. После нанесения очередной точки Ri проверяют структуру КК на особые причины в соответствии с ГОСТ Р 50779.42 (раздел 7). Если устанавливают наличие осо-