Способ измерения предельного напряжения сдвига тиксотропных сред

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПРЕДЕЛЬtioro НАПРЯЖЕНИЯ СДВИГА ТИКСОТРОПНЫХ СРЕД, включающий погружение пуансова в тиксотропную среду, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, среду помещают в сосуд с цилиндрическим горлом, равномерно погружают в него цилиндрический пуансон и измеряют время от момента начала погружения пуансона до момента начала течения среды в коаксиальном зазоре между пуансоном и стенкой сосуда, пр которому определяют предельное напряжение сдвига среды. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ЗСЮ а 01 > 11 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21 ) 3513392/18-25 (22) 23 ° 11. 82 (46 ) 07. 06. 84. Бкл. 9 21 (72 ) Х. Я. Рашидов и Ф. A. Ахундов (71) Ордена Трудового Красного Знамени азербайджанский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промьвженности (53) 532.137(088 ° 8) (56) 1. Алликвандер Э. Современное глубокое бурение. М., "Недра", 1969, с.168.

2. Роджерс В.Ф. Состав и свойства промывочных жидкостей. N., "Недра", 1967, с.125.

3. Фукс Г.И. Вязкость и пластичность нефтепродуктов. М., Гостоптех издат, 1951, с.97 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПРЕДЕЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ СДВИГА THKCOTPOIIHbIK

СРЕД, включающий погружение пуансона в тиксотропную среду, о т л ич ающи и с ятем, что, с целью повышения точности измерений, среду помещают в сосуд с цилиндрическим горлом, равномерно погружают в него цилиндрический пуансон и измеряют время от момента начала погружения пуансона до момента начала течения среды в коаксиальном зазоре между пуансоном и стенкой сосуда, пр которому определяют предельное напряжение сдвига среды.

1096535

Изобретение относится к реологйческим измерениям и может быть использовано при измерении предельного напряжения сдвига тиксотропных сред, к которым, в частности„ относятся глинистые и цементные растворы, обработанные различными химреа гентами, используемые при бурении нефтяных и газовых скважин.

Известен способ измерения статического напряжения сдвига тиксотропных жидкостей приборами пластинчатого типа, основанный на статическом сдвиговом нагружении жидкости до начала течения )1) .

Однако этот способ не нашел ши- 15 рокого применения на практике из-за больших расхождений при измерении статического напряжения сдвига жидкости.

Известен способ измерения стати- 20 ческого напряжения сдвига тиксотропных жидкостей при помощи воронки

Марша. Согласно способу сначала измеряют вязкость при минимальной продолжительности перерыва между эапол- yg нением воронки и проведением измерения. Затем воронку вновь заполняют и оставляют в покое на 10 мин, после чего опять измеряют вязкость. Разница по времени истечения между первым и вторым замерами определяет статическое напряжение сдвига j2) . Недостатком способа является низкий уровень воспроизводимости полученных результатов., Наиболее близким к изобретению пр технической сущности и достигаемому результату является способ измерения предельного напряжения сдвига тиксотропных сред,, включающий погружение пуансона в тиксотропную 40 среду. Погружение производят под дей. ствием постоянной йагруэки и определяют напряжение равновесия j3j .

Недостатком известного способа является большая погрешность опреде- p$ ления предельного объема погружении пуансона (конуса) в жидкость, так как даже при измерении микроскопом погрешность определения высоты погруженной части конуса и регистрация gp момента равновесия достигает 15%.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

Цель достигается тем, что согласно способу измерения предельного напряжения сдвига тиксотропных сред, вклю. чающему погружение пуансона в тиксо« тропную среду, помещают среду в сосуд с цилиндрическим горлом, равномернр погружают в него цилиндрический пуан-сон и измеряют время от момента начала погружения пуансона до момента начала течения среды в коаксиальном зазоре

ВНИИПИ Заказ 3816/31

Филиал ППП "Патент", r. Уж между пуансоном и стенкой сосуда, по которому определяют предельное напряжение сдвига среды.

При вытеснении пуансоном среды в тонкий кольцевой зазор отношение площади соприкосновения среды к вытесненному пуансоном объему составляет значительную величину тем большую, чем меньше зазор между пуансоном и сосудом. Это приводит к затягиванию момента начала течения среды и увеличивает измеряемое время Т от момента начала погружения пуансона до момента начала течения. Увеличение Т позволяет измерять его с более высокой точностью,, чем в известном способе.

Кроме того, момент начала течения в предлагаемом способе регистрируется более точно, чем в известном, так как в узком зазоре возникают значительные перемещения вдоль зазора даже при незначительном разрушении структуры среды, т. е. в самом начале

1троцесса течения.

По измеренному времени Т предельное напряжение сдвига среды определяют по формуле

RUTE (2-Д) (, а ) о где К вЂ” модуль сжатия тиксотропной системы, н/м ; ц — скорость спуска внутреннего сосуда, м/с;

T — время запаздывания тиксотропной системы, с", площадь наружного сечения спускаемого сосуда, м

2.

> — внутренний диаметр наружного сосуда, м;

d — наружный диаметр внутреннего сосуда, м; — длина кольцевого зазора, м; объем жидкости в кольцевом пространстве, м .

Измерение статического напряжения сдвига тиксотропных систем реализуется на двух соосно-цилиндрических сосудах с закрытыми нижними концами определенных диаметров и длины, образующих кольцевое пространство, причем на поверхности внутреннего сч еклянного сосуда нанесены штрихи, показывающие площадь ее погружения в стеклянный сосуд с тиксотропной жидкостью на определенную глубину.

Погрешность предлагаемого способа. измерения предельного напряжения сдвига не превышает 8В.

Экономическая целесообразность применения способа обусловлена

его простотой и легкостью реализации в полевых условиях для измере ния предельного напряжения сдвига бур овых ра ст @op о в.

Тираж 823 Подписное город„ ул. Проектная,4