Руководство для обучения инженеров по буровым растворам - часть 6

 

 

Уход за вискозиметром 

Удаление  остатков  глинистого  раствора  с  вискозиметра  производится  при 

погружении  внешнего  цилиндра  в  воду  или  другой  растворитель  и  его  вращении  с 
большой скоростью. Снимите внешний цилиндр, слегка провернув его, чтобы освободить 
запорный штифт. Тщательно оботрите внутренний цилиндр и другие части вискозиметра 
чистой сухой тканью или бумажным полотенцем. 

 

Внимание!

  Внутренний  цилиндр  полый  и  его  можно  снять,  чтобы  вычистить.  Влага 

периодически  скапливается  внутри  цилиндра,  поэтому  его  нужно  вытереть  насухо. 
Погружение  полого  цилиндра  в  очень  горячий  раствор  (300°  +)  может  привести  к 
опасному взрыву. 

Предостережение

. Никогда полностью не погружайте вискозиметр в воду. 

 

Раздел 3 

Водоотдача бурового раствора 

Водоотдача, или способность раствора образовывать глинистую корку, определяется 

с помощью фильтр-пресса. Исследование заключается в определении скорости, с которой 
жидкость  выталкивается  из  фильтр-пресса,  содержащего  пробу  бурового  раствора  в 
конкретных  условиях  температуры,  давления  и  времени,  и  измерении  толщины 
остаточной  твёрдой  пленки  на  фильтрационной  бумаге,  образовавшейся  в  результате 
потери жидкости. 

Применяемый  фильтр-пресс  должен  отвечать  техническим  условиям  АНИ,  а 

исследования должны производиться в соответствии с описанной ниже методикой. 

 

Оборудование 

Фильтр-пресс (рис.5) состоит из бомбы для бурового раствора, регулятора давления 

и манометра, установленного в верхней части прибора. Бомба соединена с регулятором с 
помощью  переходной  муфты  путем  простой  установки  соединения  бомбы  с  наружной 
резьбой в соединение фильтр-пресса с внутренней резьбой и проворачивания по часовой 
стрелке  на  1/4  оборота.  Нижняя  часть  бомбы  закрывается  крышкой  с  фильтром,  плотно 
прилегающей к фильтрационной бумаге, которую поворачивают вправо до отказа. 

Это  заставляет  лист  фильтрационной  бумаги  на  неопреновом  кольце  плотно 

прилегать  к  основанию  бомбы.  Давление  создается  небольшим  патроном  двуокиси 
углерода.  Предусмотрен  выпускной  клапан  для  стравливания  давления  перед 
отсоединением бомбы. 

 

Рис.5. Фильтр-пресс АНИ. 

 

Методика исследования 

 

 

1. Создайте давление 100 фунт/кв.д. (7 кг/см

2

). 

2.  Снимите  с  бомбы  нижнюю  крышку  и  убедитесь,  что  она  сухая  и  чистая  и  что 

кольцеобразное  уплотнение  перед  крышкой  не  имеет  порезов  и/или  пережимов, 
нарушающих её герметичность. 

3. Залейте в бомбу буровой раствор на 1/4 дюйма от кольцевой канавки. Поместите 

неопреновое  кольцо  в  канавку,  а  фильтрационную  бумагу  (Ватман  №  50,  или  её 
эквивалент)  сверху  кольца.  Установите  крышку  на  фильтрационную  бумагу  так,  чтобы 
крышка  плотно  прилегала  и  поверните  по  часовой  стрелке  до  отказа  (Когда  бомба 
перевёрнута,  если  приложить  палец  к  отверстию  в  муфте,  то  и  отверстие  и  муфта 
останутся чистыми). 

Переверните бомбу и вставьте соединение бомбы с наружной резьбой в соединение 

фильтр-пресса с внутренней резьбой и поверните до отказа. 

4. Поместите градуированную ёмкость под отверстие для фильтрата. 
5.  Откройте  впускной  клапан,  создавая  давление  в  бомбе  (колебания  показаний 

манометра наблюдаются в момент приложения давления). 

6.  Обычный  период  исследований  АНИ  составляет  30  мин  (другие  периоды  могут 

быть  определены  специально).  По  окончании  исследования  закройте  клапан.  Источник 
подачи давления будет перекрыт и произойдет автоматическое снижение давления (После 
этого бомбу можно снять). 

7.  Запишите  водоотдачу  в  кубических  сантиметрах  или  в  миллиметрах,  если  не 

указано иначе. 

8.  Снимите  бомбу,  удалите  буровой  раствор  и  с  особой  осторожностью  извлеките 

фильтрационную  бумагу  с  глинистой  коркой.  Осторожно  смойте  буровой  раствор  с 
глинистой коркой. Измерьте толщину глинистой корки и запишите её с точностью до 32 
доли дюйма. 
 

Фильтр—пресс Фенна, рассчитанный на высокое давление и температуру 

Описание 

Прибор  (рис.6  и  7)  состоит  из  обогревающей  рубашки  с  термостатом,  комплекта 

пластин бомбы, устройства, создающего первичное давление и ресивера противодавления. 
Для проведения исследований можно использовать источник электроэнергии с силой тока 
4 амп при напряжении 110 в постоянного или переменного тока, или 2 амп и 220 в. 

Ёмкость  бомбы  для  бурового  раствора  составляет  160  мл при  площади  фильтра  3,5 

кв.д. Ёмкость приёмника фильтрата равна 15 мл. 

 

Рис.6. Бомба высокого давления для исследования водоотдачи в разобранном виде. 

 

 

Исследование обычно проводят при температуре 300°F (149°С) и дифференциальном 

давлении  500  фунт/кв.д.  (35  кг/см

2

).  Водоотдачу  в  условиях  высокой  температуры 

определяют как удвоенное число фильтрата в кубических сантиментах за 30 минут. 

                                    

 

Рис.7.Бомба высокого давления для                       Рис.8. Фильтр-пресс высокого давления и  
исследования водоотдачи в собранном виде.                             и температуры. 
 

Методика исследования 

1. Воткните шнур обогревающей рубашки в розетку с необходимым напряжением и 

подождите, пока прибор не прогреется. Поместите термометр в обогревательную рубашку 
и  установите  термостат  так,  чтобы  получить  температуру  около  350°F  (177°С).  Это 
создаст температуру в бомбе с буровым раствором, равную 300°F. 

2. Закройте впускной клапан устройства первичного давления и передвиньте бомбу. 
3.  Заполните  перевернутую  бомбу  раствором  с  выкидной  линии  до  уровня,  на  1/2 

дюйма не доходящего до кольцевой канавки с учётом возможности его расширения. 

4.  Поместите  один  кружок  фильтрационной  бумаги  в  канавку,  а  кольцо  на  бумагу. 

Используйте Ватман № 50 или его эквивалент. 

5.  Поместите  комплект  пластин  бомбы  на  фильтрационную    бумагу  и  выровняйте 

предохранительные стопорные устройства. 

6. Равномерно затяните винты на чаше вручную и закройте разгрузочный клапан. 
7.  При  наборе  пластин  бомбы  в  нижнем  положении  поместите  бомбу  в 

обогревательный кожух, закрыв все клапаны. 

8.  Поместите  патрон  с  двуокисью  углерода  в  устройство  первичного  давления  и 

затяните держатель патрона так, чтобы патрон проткнулся.  Регулятор и впускной клапан 
должны быть закрыты. 

9.  При  поднятом  запорном  кольце  передвиньте  устройство  первичного  давления  на 

верхнюю  часть  скользящей  муфты  и  ослабьте  запорное  кольцо,  К  этому  моменту 
создалось необходимое давление. 

10.  При  закрытом  нижнем  клапане  для  стравливания  давления  слегка  откройте 

шпиндель  клапана  устройства  первичного  давления  в  верхней  части.  После  того,  как 
давление достигнет 200 фунт/кв.д. (14 кг/см

2

) приоткройте клапан на один полный оборот 

шпинделя. Это давление максимально понизит кипение при нагревании пробы раствора. 

11.Если  температура  исследований  превышает  200°F  (93°С)  используйте  ресивер 

противодавления  с  целью  предупреждения  испарения  фильтрата.  Поместите  патрон  с 
двуокисью углерода в ресивер противодавления. Впускной клапан должен быть закрыт. 

 

 

12.  Передвиньте  устройство  для  создания  противодавления  туда,  где  находится 

прорезанное запорное кольцо. 

13.  Приложите  давление  в  100  фунт/кв.д.  (7  кг/см

2

)  в  нижнее  устройство  для 

создания давления при всё ещё закрытом клапане для выпускания флюида. 

14. После того, как температура достигла необходимой величины (300°F), увеличьте 

давление  на  верхнем  регуляторе  бомбы  до  600  фунт/кв.д.  (42  кг/см

2

)  одновременно 

поддерживая  100  фунт/кв.д.  (7  кг/см

2

)  на  нижнем  регуляторе.  Откройте  нижний  клапан 

бомбы  по  крайней  мере  на  один  полный  оборот.  Это  начало  проведения  исследования- 
включите таймер. 

15. Если во время исследований противодавление поднимается выше 100 фунт/кв.д. 

осторожно  снизьте  давление,  отобрав  часть  фильтрата,  поддерживая  правильное 
дифференциальное давление. Поддерживайте температуру с точностью до ±5°F. 

16.  По  истечении  30  минут  фильтрации,  закройте  нижний  клапан  бомбы,  а  затем 

закройте верхний клапан бомбы. 

17. Отвинтите оба винта на регуляторе и стравите давление на обеих регуляторах.  
18.  Отсоедините  ресивер,  слейте  фильтрат  в  градуированный  цилиндр  и  замерьте 

объём. 

19. Удвоенное число общего объёма фильтрата будет определять водоотдачу. 
20.  Отсоедините  устройство  первичного  давления,  приподняв  запорное  кольцо,  и 

снимите устройство. 

21.  Установите  бомбу  в  вертикальное  положение  и  охладите  до  комнаткой 

температуры, после этого стравите давление в бомбе. 

22.  Переверните  бомбу,  ослабьте  винты  на  чаше  (при  необходимости  используйте 

гаечный  ключ  Аллен)  и  разберите  её.  Тщательно  промойте  и вытрите  насухо  все  узлы  и 
детали. 

 

Водоотдача в условиях высокого давления и температуры 

Исследование  водоотдачи  в  условиях  высокого  давления  и  температуры  обычно 

проводится при температуре 300°F (148°С) и  дифференциальном давлении 500 фунт/квд. 
(35 кг/см

2

). 

 

Оборудование 

1. Обогревающая рубашка на подставке. 
2. Бомба для пробы раствора, рассчитанная на давление 1000 фунт/кв.д.(70 кг/см

2

), 

площадь фильтра равна 3,5 кв.д. 

3. Термометр со шкалой до 500°F (260°С). 
4. Регулятор верхнего устройства, способный регулировать давление 1000 фунт/кв.д. 

от любого источника давления. 

5. Герметическая собирающая камера нижнего  устройства, рассчитанная на рабочее 

противодавление по крайней мере 500 фунт/кв. (35 кг/см

2

). 

6.  Градуированный  цилиндр  для  сбора  фильтрата.  Внимание!  Это  исследование 

должно проводиться с особой осторожностью, всё оборудование должно поддерживаться 
в хорошем рабочем состоянии. 

 

Методика исследования при температуре 300°F (149°С) или меньше 

1.  Подсоедините  обогревающую  рубашку  к  источнику  питания  с  нужным 

напряжением. Поместите термометр с наружи обогревающей рубашки. 

2.  Предварительно  нагрейте  рубашку  до  температуры  на  10°  превышающей 

температуру  испытаний  и  поддерживайте  её  с  помощью  термостата.  Проверьте  все 
уплотнения и кольца и при необходимости замените.