Устройство для измерения показателей фрикционных и адгезионных свойств фильтрационной корки

Изобретение относится к устройствам для измерения показателей фрикционных и адгезионных свойств фильтрационной корки и может найти свое применение в нефтегазовой отрасли. Устройство для измерения показателей фрикционных и адгезионных свойств фильтрационной корки содержит стол-основание, электродвигатель, узел замера тягового усилия, установленные на столе-основании уровень и основание для размещения груза. На основании для размещения груза шарнирно закреплена направляющая плита, с возможностью поворота вокруг своей оси, на боковой поверхности которой выполнен паз, обеспечивающий перемещение размещенного в пазу узла замера тягового усилия. Узел замера тягового усилия соединен с одной стороны при помощи нити со шкивом электродвигателя, расположенным на противоположном конце направляющей плиты, с другой - с металлическим грузом, расположенным на фильтрационной корке, закрепленной фиксаторами на основании для размещения груза. Технический результат − обеспечение измерения показателей как фрикционных, так и адгезионных свойств фильтрационной корки, возможность оценки вклада фрикционных и адгезионных сил в суммарную силу сопротивления движению колонн в скважине. 2 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для измерения показателей фрикционных и адгезионных свойств фильтрационной корки и может найти свое применение в нефтегазовой отрасли, а также при проведении лабораторных исследований по дисциплинам «Буровые промывочные и тампонажные растворы», «Осложнения и аварии в бурении», «Управление свойствами промывочных жидкостей» в вузах нефтегазового профиля.

При бурении скважин особенно сложного профиля очень важно контролировать влияние состава промывочного раствора на опасность прихватов инструментов (по статическому коэффициенту трения при страгивании металлического образца по корке и по коэффициенту адгезии), а также на затраты энергии на трение при спуско-подъемных операциях, при затяжках бурильных и обсадных колонн (по динамическому коэффициенту трения при движении металлического образца по корке).

Наиболее близким по техническому устройству к предлагаемому изобретению является прибор для контроля статического и динамического коэффициента трения пары «металл-фильтрационная корка» (заявка №2012145593/28 (073246), МПК G01N 3/56, 2012 г.), содержащий стол-основание, установленный на нем электродвигатель, уровень, узел замера тягового усилия, соединенный, с одной стороны, при помощи нити со шкивом электродвигателя, с другой - посредством пружины с грузом, основание для размещения груза.

Недостатком данного устройства является ограниченность его функциональных возможностей, связанных с отсутствием возможности измерения адгезионных свойств фильтрационной корки.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является сочетание функциональных возможностей по контролю фрикционных (т.е. при сдвиге и движении эталонного образца по корке) и адгезионных (т.е. при отрыве этого же образца от корки) сил на границе контакта «металл-фильтрационная корка» путем возможности установки шарнирно закрепленной направляющей плиты как в горизонтальное, так и в вертикальное положение.

Техническим результатом является обеспечение измерения показателей как фрикционных, так и адгезионных свойств фильтрационной корки, а использование одного и того же плоского металлического груза с одной и той же моделью фильтрационной корки при различных способах измерений обеспечивает постоянную площадь контакта в системе «металл-фильтрационная корка» и позволяет оценить вклад фрикционных и адгезионных сил в суммарную силу сопротивления движению колонн в скважине.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для измерения показателей фрикционных и адгезионных свойств фильтрационной корки ФАСК-1, содержащее стол-основание, электродвигатель, узел замера тягового усилия, установленные на столе-основании уровень, основание для размещения груза, на основании для размещения груза шарнирно закреплена направляющая плита, с возможностью поворота вокруг своей оси, на боковой поверхности которой выполнен паз, обеспечивающий перемещение размещенного в пазу узла замера тягового усилия, при этом узел замера тягового усилия соединен с одной стороны при помощи нити со шкивом электродвигателя, расположенным на противоположном конце направляющей плиты, с другой - с металлическим грузом, расположенным на фильтрационной корке, закрепленной фиксаторами на основании для размещения груза. Согласно предлагаемому изобретению шарнирно закрепленная направляющая плита может устанавливаться как в горизонтальное, так и в вертикальное положение, что дает возможность измерения показателей как фрикционных, так и адгезионных свойств фильтрационной корки, а использование одного и того же плоского металлического груза с одной и той же моделью фильтрационной корки при различных способах измерений обеспечивает постоянную площадь контакта в системе «металл-фильтрационная корка» и позволяет оценить вклад фрикционных и адгезионных сил в суммарную силу сопротивления движению колонн в скважине.

Устройство для измерения показателей фрикционных и адгезионных свойств фильтрационной корки ФАСК-1 поясняется чертежами в положении для измерения показателей фрикционных (фиг.1) и адгезионных (фиг.2) свойств фильтрационной корки.

Устройство для измерения показателей фрикционных и адгезионных свойств фильтрационной корки ФАСК-1 содержит стол-основание 1, установленное на нем основание для размещения груза 2, с шарнирно закрепленной на основании для размещения груза 2 направляющей плиты 3. Шкив 4 электродвигателя 5 посредством нити 6 приводит в движение тележку 7 с установленным в ней тензометрическим датчиком 8. Датчик 8, в свою очередь, соединен либо пружиной 9 (при измерении показателей фрикционных свойств фильтрационной корки), либо подъемными стропами 10 (при измерении показателей адгезионных свойств фильтрационной корки) с плоским металлическим грузом 11, расположенным на фильтрационной корке 12, закрепленной фиксаторами 13 к основанию для размещения груза 2. На столе-основании 1 устройства также укреплены уровень 14, регулировочные винты 15, подпорка 16 под направляющую плиту 3 и тумблер 17 для запуска электродвигателя 5.

Устройство по заявленному изобретению работает следующим образом. С помощью уровня 14 и регулировочных винтов 15 стол-основание 1 устройства устанавливают в горизонтальное положение. Полученную на приборах ВМ-6 или фильтре-прессе фильтрационную корку 12 предварительно очищают от гелеобразного слоя, впитав его промокающей поверхностью (фильтровальная бумага). Время формирования фильтрационной корки - 30 минут.

Для измерения фрикционных свойств фильтрационной корки направляющую плиту 3 приводят в горизонтальное положение (фиг.1) и фиксируют на подпорке 16. Очищенную фильтрационную корку 12 помещают на шероховатую поверхность основания для размещения груза 2 и закрепляют фиксаторами 13 таким образом, чтобы открытая часть фильтрационной корки 12 располагалась параллельно движению тележки 7. Плоский металлический груз 11 предварительно протирают спиртом, высушивают и помещают на открытую часть фильтрационной корки 12, выдерживая заданное время (5, 10, 20 минут) неподвижного контакта. По истечении заданного времени неподвижного контакта металлического груза 11 с фильтрационной коркой 12 с помощью тумблера 17 запускают электродвигатель 5, при вращении шкива 4 которого нить 6, наматываясь на него, приводит в плавное перемещение тележку 7 с установленным в ней тензометрическим датчиком 8, посредством пружины 9 соединенного с металлическим грузом 11, наблюдая при этом за положением металлического груза 11. В момент страгивания металлического груза 11 выжидают определенное время, необходимое для замера значений силы сопротивления движению и дальнейшего их преобразования посредством АЦП (не показан) в электрический сигнал и записью в памяти ЭВМ (не показан).

Для измерения адгезионных свойств фильтрационной корки направляющую 3 устанавливают в вертикальное положение (фиг.2) и фиксируют крепежными элементами (не показаны) на основании для размещения груза 2. Очищенную фильтрационную корку 12 помещают на шероховатую поверхность основания для размещения груза 2 и закрепляют фиксаторами 13 таким образом, чтобы открытая часть фильтрационной корки 12 располагалась параллельно движению тележки 7. Плоский металлический груз 11 предварительно протирают спиртом, высушивают и помещают на открытую часть фильтрационной корки 12, выдерживая заданное время (5, 10, 20 минут) неподвижного контакта. По истечении заданного времени неподвижного контакта металлического груза 11 с фильтрационной коркой 12 с помощью тумблера 17 запускают электродвигатель 5, при вращении шкива 4 которого нить 6, наматываясь на него, приводит в плавное перемещение тележку 7 с установленным в ней тензометрическим датчиком 8, посредством подъемных строп 10 соединенного с металлическим грузом 11, наблюдая при этом за положением металлического груза 11. В момент отрыва металлического груза 11 от поверхности фильтрационной корки 12 отключают электродвигатель 5.

Устройство для измерения показателей фрикционных и адгезионных свойств фильтрационной корки ФАСК-1 обеспечивает измерения показателей как фрикционных, так и адгезионных свойств фильтрационной корки, а использование одного и того же плоского металлического груза с одной и той же моделью фильтрационной корки при различных способах измерений обеспечивает постоянную площадь контакта в системе «металл - фильтрационная корка» и позволяет оценить вклад фрикционных и адгезионных сил в суммарную силу сопротивления движению колонн в скважине.

Устройство для измерения показателей фрикционных и адгезионных свойств фильтрационной корки, содержащее стол-основание, электродвигатель, узел замера тягового усилия, установленные на столе-основании уровень, основание для размещения груза, отличающееся тем, что на основании для размещения груза шарнирно закреплена направляющая плита, с возможностью поворота вокруг своей оси и установления как в горизонтальном, так и в вертикальном положении, на боковой поверхности направляющей плиты выполнен паз, обеспечивающий перемещение размещенного в пазу узла замера тягового усилия, при этом узел замера тягового усилия соединен с одной стороны при помощи нити со шкивом электродвигателя, расположенным на противоположном конце направляющей плиты, с другой - с металлическим грузом, расположенным на фильтрационной корке, закрепленной фиксаторами на основании для размещения груза.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к легкой промышленности, в частности к определению механических характеристик швейных материалов и соединений деталей одежды (ниточных, сварных, клеевых и других швов и строчек).

Группа изобретений относится к обработке металлов давлением, а именно к оценке силы и коэффициента трения при холодной обработке металлов давлением. Представлен способ оценки параметров трения при холодной обработке металлов давлением, по которому протягивают через валки с заданным обжатием образцов с коническим участком с одного конца, длина которого позволяет обеспечивать прирост степени обжатия при протягивании образцов, визуально определяют место образования задиров на образцах, составляют для всех образцов график зависимости сила деформирования - перемещение, с помощью которого для места образования задиров определяют степень обжатия и напряжение сдвига второго образца и образцов с нанесенными смазочными материалами или покрытиями при их протягивании через жестко закрепленные валки, при этом определяют момент сопротивления вращению валков при их торможении и нормальную силу, действующую на валки со стороны образцов при их деформировании, посредством датчиков силы и устройства торможения валков, а из этих, фиксируемых датчиками силы, величин определяют силу трения по формуле: Tтр.=Pдат.×L/R, где Ттр.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при испытаниях с целью оценки эффективности смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) для шлифования. Образец фиксируют и шлифуют с подачей СОЖ на расположенных на магнитной плите плоскошлифовального станка подвижных салазках с прикрепленной силоизмерительной системой для записи тангенциальных составляющих силы шлифования и сведения их в таблицу.
Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для определения характера и степени износа в парах трения. Сущность: на рабочую поверхность наносят материал испытуемого покрытия и изнашивают его путем истирания.

Изобретение относится к технике исследования триботехнических свойств материалов и покрытий и может быть использовано при испытаниях на трение и износ. Устройство содержит основание, узел нагружения, связанный с датчиком износа, регистрирующий прибор, привод вращения, взаимодействующий с держателем контробразца, силоизмеритель с упругими элементами и датчики деформации.

Изобретение относится к технологии контроля качества смазочных масел при их применении и совместимости с материалами деталей машин. Способ заключается в том, что пробу масла постоянной массы нагревают при постоянной температуре с перемешиванием, через равные промежутки времени отбирают часть пробы окисленного масла, в каждой из которых определяют фотометрированием коэффициент поглощения светового потока окисленного масла и испытывают его на противоизносные свойства, при этом определяют диаметр пятна износа и коэффициент противоизносных свойств П, равный Kп/U, где Кп - коэффициент поглощения светового потока, a U - диаметр пятна износа, мм, строят линейную графическую зависимость коэффициента противоизносных свойств П от коэффициента поглощения светового потока Кп, которую используют для определения противоизносных свойств смазочных масел.

Изобретение относится к области испытания полимерных композиционных материалов и может быть использовано для оценки их износостойкости. Сущность: проводят испытания плоских образцов на трение и износ при постоянной скорости цилиндрического контртела за один и тот же период времени по одному и тому же следу трения при кратно увеличивающихся нагрузках.

Изобретение относится к области триботехнических исследований материалов и может быть использовано для испытания материалов для подвижных уплотнений. Сущность: проводят испытание уплотнительных материалов в режимах жидкостного и полусухого трения при постоянной скорости вращения смазываемого диска о поверхность исследуемого материала.

Изобретение относится к технологии машиностроения, к устройствам для определения пластических деформаций и износа упрочненных материалов при испытаниях на контактную выносливость плоских поверхностей импульсной нагрузкой деталей вибрационных машин.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к конструкции стендов для испытаний на износ дисковых ножей рабочих органов для бестраншейной замены трубопроводов.
Изобретение относится к исследованиям механических свойств покрытий, а именно к способам определения прочности сцепления покрытия с основой. Технический результат достигается тем, что на основу наносят покрытие в виде «сидячей» капли, прикладывают к нему усилие и по величине разрушающей нагрузки определяют адгезионную прочность сцепления как отношение разрушающей нагрузки к площади отрыва покрытия, при этом на локальном участке покрытия формируют «сидячую» каплю из припоя с впаянной в нее гибкой тягой, а усилие на отрыв или на срез прикладывают к гибкой тяге, после отрыва «сидячей» капли с покрытием от основы оценивают площадь отрыва покрытия.

Изобретение относится к исследованиям механических свойств покрытий, а именно к способам определения прочности сцепления покрытия с основой. Технический результат достигается тем, что на основу наносят покрытие, прикладывают к нему усилие и по величине разрушающей нагрузки определяют адгезионную прочность сцепления как отношение разрушающей нагрузки к площади отрыва покрытия, при этом перед нанесением покрытия к поверхности основы прижимают толкатель, после нанесения покрытия снимают усилие прижима толкателя к поверхности основы, не оказывая, при этом, механического воздействия на покрытие, и прикладывают к толкателю усилие на отрыв, одновременно измеряя величину приложенного усилия, а после испытания толкатель меняют на новый.

Способ измерения адгезии льда на сдвиг к другим материалам относится к области исследования адгезионной прочности льда к различным материалам и может использоваться при создании антиобледенительных материалов.

Изобретение относится к области проведения испытаний по оценке прочности клеевого соединения материалов в ракетной технике. Предлагаемый способ определения прочности клеевого соединения резиноподобного покрытия с основой из твердого ракетного топлива включает использование двух жестких элементов, обеспечивающих приложение растягивающей нагрузки, один из которых приводят в контакт с покрытием посредством клея, адгезия которого к покрытию заведомо больше адгезии исследуемого клеевого соединения покрытия к основе, а второй подвергают взаимодействию с основой.

Изобретение относится к ракетной технике, а именно к способу определения адгезионной прочности скрепления бронепокрытия с зарядом твердого ракетного топлива. Способ включает изготовление от забронированного натурного заряда или его «спутника» «образца-диска» с центральным отверстием, выполнение по образующей диска путем нарезания фрезой параллельных прорезей рабочих площадок, равномерно распределенных по забронированной поверхности, приклеивание к ним державок для приложения отрывной нагрузки и испытание «образца-диска» на разрывной машине.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для определения адгезионной и когезионной прочности сцепления в продольных слоях газотермических покрытий.

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к способу оценки адгезионной прочности бронепокрытия зарядов ТРТ ракетных двигателей твердого ракетного топлива и других ракетных устройств.

Изобретение относится к способам контроля качества клееных материалов и может быть использовано при контроле качества клеевого соединения неразрушающим методом. .

Изобретение относится к измерительной технике и может использовано для определения уровня адгезионного взаимодействия частиц наполнителя с полимерной матрицей и объемных механических характеристик композиционных материалов при растяжении.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для определения прочности сцепления покрытий с основами. .

Изобретение относится к способу и устройству для определения адгезионной прочности теплозащитных покрытий для образцов. Для определения адгезионной прочности теплозащитного покрытия на сдвиг на подложку, выполненную в виде наружных поверхностей двух соосно установленных с поджатием по стыку цилиндров, наносят покрытие в форме кольца, перекрывающего их стык. После отверждения покрытия прикладывают к цилиндрам усилие в противоположных направлениях до разрушения покрытия. Покрытие выполняют в виде металлического подслоя в составе теплозащитного покрытия. Подслой наносят несимметрично по длине относительно стыка цилиндров. После поперечного разрушения подслоя цилиндры повторно устанавливают с поджатием по стыку и на разрушенный подслой дополнительно наносят плазменным способом керамический слой теплозащитного покрытия в форме кольца. После отверждения керамического покрытия нагревают цилиндры в диапазоне температур горячей части газового тракта силовой установки и повторно прикладывают осевое усилие в противоположных направлениях до сдвига керамического слоя с подслоя одного из цилиндров и устанавливают фактическое усилие сдвига. Технический результат - уменьшение трудоемкости, повышение точности определения адгезионной прочности теплозащитного покрытия и обеспечение возможности испытания покрытия на образцах в условиях, идентичных работе деталей в горячих частях газовых трактов силовых установок. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для измерения показателей фрикционных и адгезионных свойств фильтрационной корки и может найти свое применение в нефтегазовой отрасли. Устройство для измерения показателей фрикционных и адгезионных свойств фильтрационной корки содержит стол-основание, электродвигатель, узел замера тягового усилия, установленные на столе-основании уровень и основание для размещения груза. На основании для размещения груза шарнирно закреплена направляющая плита, с возможностью поворота вокруг своей оси, на боковой поверхности которой выполнен паз, обеспечивающий перемещение размещенного в пазу узла замера тягового усилия. Узел замера тягового усилия соединен с одной стороны при помощи нити со шкивом электродвигателя, расположенным на противоположном конце направляющей плиты, с другой - с металлическим грузом, расположенным на фильтрационной корке, закрепленной фиксаторами на основании для размещения груза. Технический результат − обеспечение измерения показателей как фрикционных, так и адгезионных свойств фильтрационной корки, возможность оценки вклада фрикционных и адгезионных сил в суммарную силу сопротивления движению колонн в скважине. 2 ил.

Наверх