Реологические свойства бурового раствора

Наиболее широко используемые в настоящее время буровые растворы представляют собой жидкости, содержащие дисперсную фазу. Как и обычные жидкости, они обладают подвижностью, т.е. способностью течь.


При этом первоначальное расположение частиц жидкости изменяется, происходит деформация. Наука о деформации и течении тел называется реологией, а свойства тел, связанные с течением и деформацией, называются реологическими.


Они характеризуются определенными величинами, не зависящими от условий их измерения и конструкции измерительных приборов. Такие величины называют реологическими константами.

Реологические свойства буровых растворов оказывают превалирующее влияние:

  • на степень очистки забоя скважины от шлама и охлаждения породоразрушающего инструмента

  • транспортирующую способность потока
  • величину гидравлических сопротивлений во всех звеньях циркуляционной системы скважины
  • величину гидродинамического давления на ее стенки и забой в процессе бурения
  • амплитуду колебаний давления при пуске и остановке насосов, выполнении СПО и проработке скважины с расхаживанием бурильной колонны
  • интенсивность обогащения бурового раствора шламом
  • скорость эрозии стенок скважин и др.
  • Изучение реологических свойств дисперсных систем основано на выявлении закономерностей связи между силами (напряжениями), вызывающими течение жидкости, и получаемыми при этом скоростями течения (деформациями).

    Перечень основных и производных от них показателей, характеризующих реологические свойства буровых растворов, определяется выбором реологической модели.

    Среди известных реологических моделей буровых растворов наибольшим распространением в отечественной и зарубежной практике пользуются модели Бингама - Шведова и Оствальда -де Ваале:

    t = t0 + h×g

    t = k×(g)n

    где t - касательное напряжение сдвиаг, дПа;

    g - скорость сдвига, мПа*с;

    h - пластическая вязкость ПВ, мПа*с;

    t0 - динамическое напряжение сдвига ДНС, дПа;

    n - показатель неньютоновского поведения ПНП;

    k - показатель консистенции  ПК, мПа*с.

    С помощью величин реологических характеристик можно определять коллоидно-химические свойства дисперсных систем, что очень важно для оценки качества промывочных жидкостей и выбора методов регулирования их свойств.

    УСЛОВНАЯ ВЯЗКОСТЬ

    Стандартные полевые измерения вязкости бурового глинистого раствора проводятся с помощью вискозиметра буровых растворов ВБР-1 или воронкой Марша.

    Вискозиметр ВБР-1, служащий для измерения условной вязкости, состоит из воронки, герметично соединенной трубки, сетки и мерной кружки.

    Порядок определения. Взяв в руку воронку, устанавливают сетку на выступы, зажимают нижнее отверстие пальцем правой руки и заливают через сетку испытуемую жидкость до верхней кромки вискозиметра.


    Подставив мерную кружку под трубку вискозиметра, убирают палец и одновременно левой рукой включают секундомер. Воронку необходимо держать вертикально (допускается отклонение не более 100). Когда мерная кружка наполнится до края, останавливают секундомер, а отверстие воронки вновь закрывают пробкой.

    Реологические свойства бурового раствора


    Реологические свойства бурового раствора
    Условная вязкость определяется временем истечения 500 см3 раствора через трубку из воронки вискозиметра, заполненной 700 см3 раствора.

    За исходный результат принимают среднее значение результатов трех измерений, отличающиеся между собой не более чем на 2 с.

    ищи здесь, есть все, ну или почти все