Раздел 12. Определение фильтрации на проницаемых дисках
Оборудование и реагенты
1. Цилиндрическая камера для установки в ней пористого диска толщиной ¼ дюйма.
2. Нагреватель с обшивкой.
3. Кольцевая прокладка.
4. Два колпачка, один из которых снабжен сетчатым фильтром.
5. Два ниппеля: один с быстроразъемным шланговым соединением, другой с клапаном для соединения с верхом цилиндрической камеры.
6. Гидравлический насос с быстроразъемным шланговым соединением и муфтой.
7. Гидравлическое масло.
8. Поршень с разделительными кольцами для изоляции гидравлического масла от бурового раствора.
9. Ключ для установки поршня.
10. Приемный бак со стравливающим клапаном.
11. Регулятор давления.
12. Два термометра.
13. Два стопорных штифта.
Процедура
1. Включить нагреватель. Открыть цилиндрическую камеру, проверить состояние уплотнительных колец, заменить изношенные кольца. На два уплотнительных кольца поршня нанести тонкий слой силиконовой консистентной смазки. Навернув установочный ключ на поршень, установить поршень в нижнюю часть камеры. Возвратно-поступательными движениями разработать поршень. При движении ход поршня должен быть свободным.
ПРИМЕЧАНИЕ: нижняя часть камеры имеет выточку меньшей глубины. Установите поршень так, чтобы он находился вплотную к нижней части камеры, отверните установочный ключ. Это – входное отверстие или гидравлическая часть камеры.
2. Перед отворотом установочного ключа установить поршень вровень с краем выточки. В выточку входного отверстия камеры вставить уплотнительное кольцо. Установить нижнюю концевую заглушку во входную часть камеры. Чтобы облегчить установку заглушки, покрыть уплотнительное кольцо заглушки тонким слоем консистентной силиконовой смазки. Вставить установочные винты, проверить юстировочные метки, выровнять и затянуть винты так, чтобы головки винтов были утоплены в углубления крышки камеры. Установочные винты должны быть изготовлены из закаленной стали. Чтобы облегчить их затягивание и отворот, на винты нанести смазку Never-Seez. Чтобы выпустить воздух из камеры, установочным ключом протолкнуть подвижной колпачок вплотную к концевой заглушке камеры.
3. Установить и затянуть шток впускного клапана с быстроразъемным ниппелем. Клапан можно заполнить, присоединив его к гидравлическому насосу и медленно прокачивая насос, предварительно закрыв выпускной клапан. Когда шток клапана заполнен, открыть выпускной клапан и установочным ключом протолкнуть с противоположного конца подвижную крышку так, чтобы она была вплотную прижата к концевой заглушке. Это необходимо для того, чтобы выпустить воздух из камеры. Привести камеру в вертикальное положение, залить в нее 300 мл бурового раствора. Верхняя часть камеры – выпускная. Вставить уплотнительное кольцо в паз, расположенный в верхней части камеры. Присоединить гидравлический шланг, при помощи насоса залить буровой раствор до краев углубления, затем на уплотнительное кольцо установить диск и отсоединить шланг.
ПРИМЕЧАНИЕ: Перед установкой в камеру для исследования буровых растворов на водной основе диск необходимо выдержать в пресной воде в течение 5 – 10 минут. При исследовании буровых растворов на углеводородной или синтетической основе диск следует выдержать в нефти в течение 5 – 10 минут. Повторное использование дисков не допускается.
5. На выпускную часть камеры установить заглушку. Чтобы облегчить установку заглушки, нанести тонкий слой силиконовой консистентной смазки на уплотнительное кольцо. Выровняв отверстия под винты, вплотную затянуть установочные винты заглушки. Затем установить шток клапана с предохранительным клапаном в камеру и закрыть клапан. Удерживая камеру в сборе, вставить ее в нагревательную обшивку так, чтобы нижняя часть камеры выходила из-под обшивки. Повернуть камеру по часовой стрелке, зафиксировав ее установочным штифтом, расположенным в нижней части нагревательной обшивки.
6. Установить металлический термометр в ячейку, расположенную в верхней части камеры. Поместить резервуар для фильтрата над узлом штока клапана, проверить состояние уплотнительного кольца, зафиксировать резервуар при помощи стопорного штифта. Затем установить сборник над узлом штока клапана, зафиксировать сборник стопорным штифтом. Перед подачей давления соединить быстроразъемное соединение гидравлического насоса со штоком клапана на входной части камеры. Подать давление 200 psi, закрыть клапан насоса. По мере нагревания камеры давление в ней будет расти вследствие нагревания гидравлического масла. Открытием клапана гидравлического насоса поддерживать давление 200 psi.
7. Нагреть камеру до необходимой температуры. Температура данной серии исследований равна 150ºF. Записать время нагрева камеры до рабочей температуры. Закрыть выпускной клапан насоса, подать в камеру давление при помощи гидравлического насоса. Давление, подаваемое в камеру при исследовании, равно 1 500 psi.
ПРИМЕЧАНИЕ: при работе с нагретой камерой под давлением необходимо надеть защитные очки. Чтобы избежать разбрызгивания горячего бурового раствора или фильтрата и попадания этих жидкостей в глаза или на руки, необходимо медленно открыть сливной клапан резервуара.
8. После подачи рабочего давления на камеру подать небольшое давление в сборный резервуар (оно не должно превышать 50 psi), медленно открыть предохранительный клапан. Спустя 30 секунд, медленно открыть сливной клапан резервуара, собрать буровой раствор или фильтрат в небольшой стеклянный стакан. Продолжать слив бурового раствора или фильтрата до полного осушения резервуара. Записать объем мгновенной фильтрации.
9. Закрыть сливной клапан сборного резервуара, поддерживать необходимое давление в камере при помощи гидравлического насоса. Во время фильтрации давление будет падать, поэтому для поддержания постоянного давления следует увеличить подачу давления в камеру. Выдерживать давление в камере в течение 30 минут, периодически стравливая жидкость, собранную в резервуаре. По истечении 30 минут записать общий объем собранной жидкости (за исключением объема мгновенной фильтрации). Закрыть сливной клапан, открыть выпускной клапан насоса. Пока на камеру подается противодавление, при открытии спускного клапана насоса поршень будет проталкиваться вниз ко дну камеры, гидравлическое масло при этом будет подаваться обратно в насос. Выключить нагревательный элемент камеры.
10. После того, как гидравлическое масло поступит обратно в насос, закрыть предохранительный клапан. Отсоединить быстроразъемное соединение насоса. Закрыть регулировочный клапан, стравить давление из сборного резервуара. После полного стравливания давления, вынуть стопорный штифт, снять узел регулировочного клапана с резервуара.
11. Охладить камеру в нагревательной обшивке, или осторожно вынуть ее из обшивки и охладить до комнатной температуры. Допускается охлаждение камеры проточной водой в раковине. После охлаждения камеры взять ее в руки так, чтобы шток клапана не был направлен на оператора или присутствующих в лаборатории людей. Медленно открыть предохранительный клапан и стравить давление. Повторить несколько раз до полного стравливания давления из камеры. Снять верхнюю крышку камеры, перевернуть камеру сверху вниз над раковиной. Снять крышку гидравлической части камеры (нижняя часть), чтобы получить доступ к поршню. Навернув установочный ключ на поршень, протолкнуть поршень до выхода из противоположного конца камеры бурового раствора и диска.
ПРИМЕЧАНИЕ: При проталкивании поршня соблюдать осторожность, т.к. чрезмерное усилие может привести к разбрызгиванию бурового раствора. После извлечения бурового раствора и диска из камеры ее необходимо очистить и высушить.
12. Осторожно промыть диск и фильтрационную корку пресной водой, нефтью (при исследовании бурового раствора на углеводородной основе), измерить толщину фильтрационной корки в 32 долях дюйма. Общая водоотдача рассчитывается по следующей формуле:
Общая водоотдача (мл) = мгновенная водоотдача (мл) + 2 х (водоотдача за 30 мин (мл)).
Раздел 13. Вискозиметр Brookfield для измерения вязкости при малых скоростях сдвига (LSRV)
Описываемые ниже стандартные процедуры рекомендуются для измерения вязкости при малых скоростях сдвига буровых растворов Flo-Pro®. Они позволяют построить индивидуальный профиль вязкости, характерный для растворов Flo-Pro®. Все усилия должны быть направлены на то, чтобы использовать эти процедуры надлежащим образом с тем , чтобы можно было действительно сравнивать между собой скважины. .
Оборудование
При исследовании вязкости применяются цифровые вискозиметры Brookfield LVDV-II+ или LVDV-III с цилиндрическими шпинделями (№1 - №4). Наиболее распространенный тип вискозиметра – LVDV-II+. Модель LVDV-III имеет более широкий диапазон скоростей и возможность программирования режимов работы, однако для исследования растворов Flo-Pro® это не является обязательным. Для моделей LVDV-II+ или LVDV-III при частоте оборотов 0,3 об/мин используются шпиндели №1 (до 20 000 сП), №2 (до 100 000 сП), №3 (до 400 000 сП) и №4 (до 2 000 000 сП). При заказе вискозиметров следует указать модель (LVDV-II+ или LVDV-III) и номер шпинделя (№1 - №4). Префикс LV обозначает крутящий момент пружины под определенный диапазон измерений вязкости. В заказе необходимо указать напряжение и частоту тока сети (115, 220 и 230 В, 50 или 60 Гц).
Вспомогательное оборудование для измерения вязкости состоит из нагревательной чаши диаметром 3,25 и глубиной 4 дюйма и миксера для равномерного нагревания пробы бурового раствора.