Определение плотности промывочных жидкостей

Цель работы. Определение плотности глинистого раствора при заданной концентрации твердой фазы.

Плотность промывочной жидкости – это масса единицы ее объема. Изменением плотности раствора регулируют гидростатическое давление на забой и стенки скважины, что важно при борьбе с осложнениями (поглощениями, фонтанированием, обвалами). Для нормальных условий бурения величина плотности r=1050-1300 кг/м3.

Увеличение плотности вызывает повышение расхода энергии на прокачивание раствора и увеличение его потерь в трещиноватых и пористых породах.

Приборы и материалы. Лабораторная глиномешалка, мерный стеклянный цилиндр, весы с разновесами, образцы глины различного качества, техническая вода, ареометр АГ-3ПП (ареометр АБР-1, весы рычажные - плотномер ВРП-1).

Ареометр АГ-3ПП предназначен для определения плотности глинистых и цементных растворов. Плотность можно замерять в пресной, морской, и технической воде с учетом поправки на плотность рабочей воды, отличной от 1 г/см3 по поправочной шкале стержня. Ареометр АГ-3ПП (рис. 1) состоит из мерного стакана 5, донышка 6, поплавка 7, стержня 8 и съемного груза 1. Мерный стакан имеет две полости - емкость для пробы замеряемого раствора и компенсационную камеру. В компенсационной камере размещается металлический балласт 4, необходимый для устойчивости погруженного в воду прибора, и компенсационный груз 3 (чугунная дробь) для тарировки. Дробь и балласт изолируются заглушкой 2. В верхней части стакана расположены прорези для слива излишков раствора. Плавучесть ареометра обеспечивает поплавковая камера. Она состоит из поплавка 7 и донышка 6. Стержень 8 изготовлен из дюралевой трубки и крепится к поплавку на резьбе эпоксидным клеем. Трубка сверху закрывается полиэтиленовой пробкой 10. Съемный груз 1, обеспечивающий два диапазона измерения ареометром, представляет собой стальную арматуру, залитую снаружи полиэтиленовой оболочкой. Он закрепляется на приборе посредством резьбового соединения.

На поверхности стержня нанесены две шкалы 11 для измерения плотности в пределах 0,9-1,7 г/см3 и 1,6-2,4 г/см3. При измерениях по второй шкале (утяжеленные растворы) груз 1 снимают. При выполнении опыта ареометр погружают в ведерко 9 имеющее емкость 3,5 л.

Подготовка к работе. Перед проведением опыта необходима тарировка прибора. Для этого в мерный стакан ареометра с надетым калиброванным грузом наливают воду плотностью (1000 ± 1) кг/м3 и погружают прибор в ведро с водой такой же плотности, предварительно перевернув пробку на стержне ареометра.

При отклонении показаний ареометра от отметки (0±10) кг/м3 поправочной шкалы в пробку засыпают металлическую дробь диаметром 2-3 мм до тех пор, пока показания прибора по поправочной шкале не станут равными (0 ± 10) кг/м3. После этого дробь высыпают в стержень ареометра и закрывают его пробкой.

Выполнение работы. Отделить донышко поплавка от мерного стакана, донышко и стакан промыть водой и насухо вытереть. Налить в ведро чистую воду (пресную или морскую), имеющую температуру 20 ± 5 oС, при этом уровень воды в ведре с погруженным в нее ареометром должен находиться ниже края ведра не более чем на 5 мм.

В мерный стакан ареометра налить воду из ведра, в котором производится замер, стакан при этом держать вертикально. Соединить донышко со стаканом поворотом до упора.

Погрузить ареометр в ведро и вращением стержня согнать воздушные пузырьки. При стабильном положении прибора прочесть и записать показания и знак поправки по поправочной шкале.

Извлечь прибор из ведерка, отсоединить стакан от донышка и вылить воду в ведро. Протереть внутреннюю часть стакана от капель воды.

Залить в мерный стакан ареометра предварительно приготовленный глинистый раствор и соединить стакан с поплавком.

Погрузить ареометр в ведерко с водой, вращением стержня согнать пузырьки воздуха и по делению основной шкалы, до которого ареометр опуститься в воду, прочесть значение плотности промывочной жидкости. При надетом калиброванном грузе отсчет брать по левой шкале с оцифровкой от 0,9 до 1,7 г/см3. Если ареометр при надетом калибровочном грузе погрузится так, что шкала окажется под уровнем воды в ведре, то следует снять груз и отсчет брать по правой части основной шкалы с оцифровкой от 1,7 до 2,6 г/см3.

Плотность промывочной жидкости равна алгебраической сумме показаний основной и поправочной шкал. Для достоверности результатов измерений необходимо провести не менее трех опытов.

Весы рычажные - плотномер ВРП-1 предназначен для измерения плотности буровых, цементных растворов и жидких химических реагентов, нейтральных к алюминию и имеющих температуру от плюс 5 до плюс 80 ºС. Весы могут использоваться в помещениях, при отсутствии вибрации и воздушных потоков в районах с умеренным климатом. Рычажные весы (рис. 2) состоят из следующих составных частей: подставки 8 и подвижной части, состоящей из рычага 5, жестко закрепленного с мерным стаканом 1, на который надевается крышка 2. Соединение подвижной части весов с подставкой осуществляется с помощью одной из призм 4, укрепленной на рычаге и вкладыша, укрепленного на подставке 8.

На рычаге весов расположены 2 шкалы с диапазонами измерений: по верхней шкале от 0,8 до 1,6 г/см3; по нижней шкале от 1,6 до 2,6 г/см3.

 
 

Замеры по верхней шкале осуществляются путем установки весов на правую призму и перемещению движка 7, замеры по нижней шкале осуществляются путем установки весов на левую призму и перемещению движка 7. Принцип работы рычажных весов основан на уравновешивании моментов левого и правого плеча подвижной части весов, относительно опоры на призмах. Весы считаются уравновешенными, если пузырек ампулы уровня 3, прикрепленного на рычаге, находится между двумя центральными рисками ампулы. Тарировка прибора осуществляется с помощью винта 6.

Подготовка к работе. Установить подставку 8 весов на столе. Промыть мерный стакан 1 водой, протереть насухо, подготовить пробу раствора.

Порядок выполнения работы. Залить раствора в мерный стакан до верхней кромки и закрыть крышкой. Излишки раствора, вытекают через специальное отверстие в крышке, удаляются сухой тряпкой. Установить подвижную часть весов помощью правой призмы. Передвигая движок 7, установить рычаг 5 в положение равновесия и прочесть показание плотности раствора по верхней шкале. Если плотность раствора окажется большей, чем предел измерения по верхней шкале, то подвижную часть весов необходимо переставить на левую призму и вести измерения по нижней шкале перемещая движок влево и вправо. После замера снять крышку 2 и вылить раствор из стакана 1. Промыть мерный стакан и крышку водой.

Обработка результатов и их представление. Отчет по лабораторной работе должен быть набран при помощи ПК, распечатан на листе формата А4 и содержать следующие разделы: цель работы; описание аппаратуры и материалов; результаты работы.


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  




Подборка статей по вашей теме: