Свойства промывочной жидкости

Плотность – масса единицы объема жидкости,  кг/м3 (г/см3), характеризует гидростатическое давление столба жидкости в скважине и определяет гидравлические потери при циркуляции.

Реологические свойства – характеризуют подвижность (текучесть) жидкости под действием приложенной нагрузки: условная вязкость, УВ, с;  динамическое напряжение сдвига;   структурная вязкость.

Тиксотропные свойства – характеризуют способность жидкости структурироваться в покое и вновь становиться подвижной при перемешивании:  статическое напряжение сдвига, СНС.

Фильтрационные свойства – характеризуют способность жидкости проникать в породы, слагающие стенку скважины, через фильтрационную корку: фильтроотдача;  толщина корки.

Водородный показатель pH – характеризует качество жидкости.

Электрические свойства - характеризуют способность жидкости препятствовать прохождению электрического тока.

Седиментационная устойчивость - характеризует отстой жидкости после пребывания в покое.

Термостабильность - характеризует способность жидкости не изменять свойства после нагрева.

Газосодержание – характеризует содержание газовых примесей в жидкости.

Содержание твердой фазы – характеризует содержание сухого остатка.

Необходимость в регулировании свойств бурового раствора возникает в следующих случаях:

1) при приготовлении - для получения раствора с заданными свойствами;

2) в процессе бурения - для поддержания требуемых функций;

3) в процессе бурения - для изменения параметров применительно к изменяющимся геологическим условиям.

Свойства бурового раствора регулируют:

· химической обработкой (путем введения специальных веществ - реагентов);

· физическими методами (разбавление, концентрирование, диспергация, утяжеление, введение наполнителей);

· физико-химическими методами (комбинация перечисленных методов).

19. Реологические модели промывочных жидкостей.

Наука о деформации и течении тел называется реологией, а свойства тел, связанные с течением и деформацией, называются реологическими.

Буровые растворы описываются следующими реологическими моделями:

Модель вязкой жидкости (ньютоновская жидкость)

Z =Q *Y (1)

Модель вязкопластичной жидкости (модель Шведова-Бингама)

Z =z +Q* Y (2)

Модель псевдопластичной жидкости

Z = K *Y N (3), где Y - напряжение сдвига; Z - динамическое напряжение сдвига; К - показатель консистенции; Y - скорость сдвига; Q - пластическая вязкость; N - показатель нелинейности, характеризующий степень отклонения реологического поведения жидкости от ньютоновской.

В приведенных моделях Q (пластическая вязкость) является аналогом коэффициента трения, приведенного к единице площади, а К и N являются эмпирическими коэффициентами.

20. Оборудование для приготовления и очистки бурового раствора.

Приготовление бурового раствора - это получение промывочной жидкости с необходимыми свойствами в результате переработки исходных материалов и взаимодействия компонентов.

Приготовление буровых растворов может осуществляться в механических мешалках и гидравлических смесителях.

В настоящее время в отечественной практике для приготовления буровых растворов широко применяются порошкообразные материалы. Для приготовления буровых растворов из этих материалов используют следующее оборудование: блок приготовления раствора (БПР), выносной гидроэжекторный смеситель, гидравлический диспергатор, емкости ЦС, механические и гидравлические перемешиватели, поршневой насос.

Наиболее простая технологическая схема включает емкость для перемешивания компонентов бурового раствора, оснащенную механическими и гидравлическими перемешивателями, гидроэжекторный смеситель, оснащен­ный загрузочной воронкой и шиберным затвором. центробежный или поршневой насос (обычно один из подпорных насосов) и манифольды.

С использованием этой схемы приготовление раствора осуществляется следующим образом. В емкость заливают расчетное количество дисперсионной среды (обычно 20­ – 30 м3) и с помощью насоса по нагнетательной линии с задвижкoй подают ее через гидроэжекторный смеситель по замкнутому циклу. Мешок с порошкообразным материалом транспортируется передвижным подъемником или транспортером на площадку емкости, откуда при помощи двух рабочих его подают на площадку и вручную перемещают к воронке. Ножи вспарывают мешок, и порошок высыпается в воронку, откуда с помощью гидровакуума подается в камеру гидроэжекторного смесителя, где и происходит его смешивание с дисперсионной средой. Суспензия сливается в емкость, где она тщательно перемешивается механическим или гидравлическим перемешивателем. Скорость подачи материала в камеру эжекторного смесителя регулируют шиберной заслонкой, а величину вакуума в камере ­сменными твердосплавными насадками.