16. Определение водородного показателя

Водородный показатель рН характеризует активность или концентрацию ионов водорода в буровом растворе.

Для измерения водородного показателя могут быть использованы:

индикаторная бумага;

лабораторный рН-метр-милливольтметр рН-121.

Индикаторная бумага.

Сущность работы с индикаторной бумагой заключается в сравнении цвета индикаторной бумаги, смоченной буровым раствором, с эталоном и определении рН бурового раствора.

измерение прибором

Единицы измерения

pH

Пример

pH = 9,5

Оборудование

Прибор для измерения pH с электродом

Термометр

Буферные растворы pH (pH 7 и pH 10)

Дистиллированная вода

Порядок действий

Отобрать пробу раствора.

Дождаться пока температура пробы раствора и буферных растворов сравняется с температурой окружающей среды.

Погрузить чистый термометр в буферный раствор с pH 7 и измерить температуру.

Установить регулятор температуры на приборе для измерения pH на одинаковую температуру с температурой буферного раствора.

Почистить датчик дистиллированной водой и насухо промокнуть безворсовой тканью.

Погрузить датчик в буферный раствор с pH 7.

Дождаться стабилизации показаний.

При помощи калибровочной ручки установить показание измерителя pH на 7,00.

Сполоснуть датчик дистиллированной водой и насухо промокнуть его.

Повторить шаги 6 и 7, заменив буферный раствор с рН 7 на буферный раствор с pH 10.

С помощью ручки настройки установить на дисплее прибора показание 10,00.

Проверить прибор буферным раствором с рН 7.

Сполоснуть датчик дистиллированной водой и насухо промокнуть его.

Еще раз проверить правильность тарировки, повторив шаги с 6 по 10.

Примечание: Если прибор не тарируется, замените электроды и выполните всю последовательность действий заново, с использованием новых буферных растворов.

Сполоснуть датчик дистиллированной водой и насухо промокнуть его.

Погрузить датчик в анализируемую пробу и помешать.

Прекратить помешивание (через 10-20 секунд) и ожидать стабилизации показания прибора.

Записать pH с точностью до первого знака после запятой.

17. Определение смазочной способности

Смазочная способность бурового раствора косвенно определяется коэффициентом трения скольжения и трения качения, временем работы установки до появления заеданий трущихся шариков при заданном контактном напряжении.

Установка СР-1

Основные характеристики:

диапазон измерения осевой нагрузки, дел	от 0 до 62,5;
диапазон измерения момента трения, град.	от 0 до 330;
цена деления шкалы (условная) измерителя осевой нагрузки, Н (кГ)	4 (4);
цена деления шкалы (условная) измерителя момента трения, Нм (Гсм)	0,002;
основная приведенная погрешность измерения осевой нагрузки, %	±1;
основная приведенная погрешность измерения момента трения, %	±2,5;

Порядок работы:

произвести пуск установки и после работы в течение 10-20 с постепенно увеличивать осевую нагрузку до величины, при которой момент трения начнет резко повышаться непропорционально осевой нагрузке;

уменьшить осевую нагрузку на (150-200) Н. и, поддерживая ее постоянной, определить время работы до появления питтинга (зафиксировать время начала и конца эксперимента);

взвесить шарики на аналитических весах до и после эксперимента, определить потери металла из-за абразивного износа; определить диаметры пятен контакта на шариках с помощью измерителя;

снять отсчет углов закручивания пружины измерителя, отключить электродвигатель, снять механизм трения, промыть и вытереть насухо все детали.

Осевая нагрузка G и момент трения М_тр. определяются по градуировочным таблицам, которые приведены в паспорте установки.

Коэффициент трения скольжения рассчитывается по формуле

(17)

где f_c – коэффициент трения скольжения;

М_тр. – момент трения, Н×м (Г×см);

G – осевая нагрузка, Н (кГ);

l=0,174 – плечо приложения силы трения в механизме трения, см.

Коэффициент трения качения рассчитывается по формуле

(18)

где f_к – коэффициент трения качения;

D=1,29 – диаметр втулки, в которую помещаются шарики, см

Скорость скольжения в шариках рассчитывается по формуле

V_ck=2plV_шт. (19)

где V_ск- корость скольжения в шариках, см/с;

V_шт.- частота вращения штока, с^-1 (об/с)

Контактное напряжение в шариках рассчитывается по формуле

(20)

где s - контактное напряжение в шариках, МПа (кГ/см²);

G – осевая нагрузка, Н(кГ);

r=3 – радиус шарика, см;

Е=2×10⁵(2х10⁶)- модуль упругости для статьи, МПа (кГ/см²)