Тиксотропні властивості. Тиксотропією називають здатність суспензії утворювати в стані спокою (холодець) і втрачати її при перемішуванні. Міцність структури, яку утворює суспензія в стані спокою називають статичним напруженням зсуву (СНЗ). СНЗ – це мінімальне зусилля, яке необхідно приложити для того, щоб вивести рідину з стану спокою (θ, Па).
СНЗ вимірюють за допомогою приладу СНЗ-2.
Рисунок 6. Схема приладу для визначення статичного напруження зсуву:
Прилад складається з плити-основи, стійки і регулюючих гвинтів для встановлення основи в горизонтальне положення, візиру, електродвигуна. Вимірювальна частина приладу складається з циліндру, який підвішується на стійці за допомогою пружної стальної проволоки і крутильної головки. Циліндр занурений в стакан з буровим розчином. Для визначення кута обертання циліндра на трубці знаходиться диск (лімб) з поділками через 10. Стакан встановлений на столик, який з’єднаний гнучкою передачею з електродвигуном, який обертає столик зі стаканом з частотою 0,2об./хвилину.
Хід роботи: для визначення СНЗ циліндр встановлюють в стакан і за допомогою крутильної головки суміщають нульове значення диску (лімбу) з візиром. Зразок бурового розчину перемішують і заповнюють ним зазор між циліндром і стаканом до тих пір, поки рівень розчину не досягне верху циліндру. Перевіряють суміщення нульової поділки диску з рискою візира (якщо вони не співпадають, то їх необхідно сумістити) і вмикають секундомір. Через 1 хвилину вмикають електродвигун. Найбільше значення шкали, яке співпадає з рискою на протязі 1 хвилини вимірювання, помножають на коефіцієнт проволоки. Величина, отримана в Па і є СНЗ1. Знову суміщають нульову позначку диску з рискою. І повторюють вимірювання через 10 хвилин, визначаючи величини СНЗ10. Визначення величини коефіцієнта проволоки (її калібрування) проводять відповідно до інструкцій та додатків до приладу.
В умовах високих температур і тиску для визначення СНЗ1 та СНЗ10 приймають прилад РВР.
Седиментаційна стійкість характеризується двома величинами: добовий відстій та стабільність.
- добовий відстій – це об’єм дисперсійного середовища, який виділився за одну добу спокою із 100см3 промивної рідини, налитої в мірний циліндр (О, %).
Хід роботи: ретельно перемішаний зразок бурового розчину наливають у циліндр до 100-ї поділки на шкалі. Залишають циліндр в стані спокою на 24 години. Після 24 годинного відстоювання відмічають по шкалі циліндру об’єм відстояної води (Vв). Циліндр вимити і висушити.
Добовий відстій визначають за формулою:
О = 100 - Vв,
де 100 – об’єм мірного циліндру, см3.
- стабільність– це різниця густин промивної рідини, що знаходиться в нижній і верхній половині спеціального циліндра (ЦС-2), після 1 доби спокою (С, г/см3).
В якісних промивних рідинах добовий відстій дорівнює нулю, а показник стабільності не перевищує 20-30кг/м3.
Стабільність бурового розчину визначається двома методами:
1) знаходять кількість води в мірному циліндрі ємністю 100см3 через 24 години, яка відділилась від розчину. Цей метод називається добовим відстоєм;
2) стабільність визначається по різниці густини глинистого розчину, залитого в верхню та нижню половини спеціального циліндру ємністю 500см3.
Стабільним рахується той розчин, у якого ця різниця не перевищує 0,02; для обважнених розчинів вона повинна бути не вище 0,06.
Рисунок 7. Циліндр для вимірювання стабільності ЦС-2
ЦС-2 являє собою металевий циліндр. Посередині циліндр має відвід з гумовою пробкою 1 для зливу верхньої половини розчину, з зовнішньої сторону циліндру знаходиться ручка 2. Об’єм циліндра 720мл.
Хід роботи: перемішати і залити зразок бурового розчину до країв циліндра. Залишити заповнений циліндр у стані спокою і засікти час на годиннику. Через 24 години відкрити пробку і злити верхню частину зразка розчину з відстояною водою в кухоль; ретельно перемішати злитий розчин і визначити його густину ρ1 ареометром АГ-3ПП.
Закрити відвід циліндру пробкою, ретельно перемішати нижню частину зразка розчину, що залишився в циліндрі і визначити його густину ρ2. Циліндр вимити і витерти.
При вимірюваннях густини розчину використовують один і той же ареометр АГ-3ПП і обов’язково занурювати його в одну й ту ж воду.
Показник стабільності бурового розчину розраховують за формулою: