ВИЗНАЧЕННЯ ВЛАСТИВОСТЕЙ ТАМПОНАЖНИХ РОЗЧИН - Сторінка 31

ВИЗНАЧЕННЯ ВЛАСТИВОСТЕЙ ТАМПОНАЖНИХ РОЗЧИН

Тампонажні розчини характеризуються багатьма параметрами, проте для практики найбільший інтерес становлять властивості, вимір яких оперативно та нескладно. На жаль, існуючі прилади та методи визначення властивостей там понажних розчинів недосконалі, і часто простота вимірювання йде на шкоду відповідності отриманих оцінок реальної дійсності.

Основні параметри тампонажних розчинів: щільність, рухливість, консистенція, водоутримуюча здатність, терміни схоплювання, міцність структури, седиментаційна стійкість, водотверде відношення. Реологічні властивості тампонажних розчинів характеризуються в'язкістю та динамічною напругою зсуву.

Щільність вимірюється ареометрами АГ-ЗПП або АБР-1.

Рухливість розчину характеризує можливість його прокачування насосом, визначає величину гідравлічних опорів при тампонуванні та особливості поведінки розчину при заповненні каналів.

Насправді рухливість оцінюють по растекаемости там понажного розчину, що визначається конусі АзНИИ. Цей прилад (рис. 64) складається з усіченого конуса-кільця 1 масою 300 г, що має внутрішні діаметри верхнього основи 36 і нижнього 64 мм, висоту 60 мм, об'єм 120 см 3 . Конус встановлюється на знімне скло 2, яке, у свою чергу, поміщають на круглу плиту, розкреслену концентричними колами. За допомогою регулювальних гвинтів 3, що служать одночасно і опорами приладу, плита зі склом попередньо за рівнем встановлюється в горизонтальне положення. Конус ставиться у центрі кола.

Для вимірювання розтікання готують 250 см 3 розчину за даного складу і після перемішування протягом 3 хв заливають його в конуснарівні з верхнім кільцем. Потім конус плавно піднімають вгору, і розчин розтікається по скляному колі основи. У взаємно перпендикулярних напрямках визначають найбільший і найменший діаметри кола розпливу і за ними обчислюють середній діаметр в див.

розчину

Мал. 64. Конус АзНДІ для визначення Рис. 65. Схема консистометра:

розтікання тампонажних розчинів

1 - плита; 2 - гідрозатвор; 3 - шкала; 4 - стрілка; 5-пружина; 6 - термометр; 7 - кришка; 8 - піч; 9 - склянка; 10 - мішалка; 11 - упор мішалки; 12 - редуктор; 13 - електродвигун

Від рухливості розчину в першу чергу залежить всмоктувальна здатність насоса. Вважається, що задовільний всмоктування забезпечується при розтікання не менше 17 - 18 см. Рухливість тампонажних складів визначається не тільки рецептурою, а й часом і інтенсивністю перемішування при приготуванні. Особливо це актуально для розчинів на основі в'яжучих добавок. Тому розтікання як критерій рухливості – дуже умовний параметр.

Більш надійно, але складніше визначається здатність тампо нажного розчину до прокачування за допомогою консистометра. Цей прилад дозволяє оцінити опір розчину перемішування лопатевою мішалкою. Інтенсивність перемішування при вимірюваннях повинна відповідати інтенсивності перемішування при русі розчину у свердловині під час тампонування. За допомогою консистометра визначають і загусання тампонажного розчину у процесі перемішування.

Схема консистометра показано на рис. 65. Консистометр являє собою обертовий циліндричний посудину — ста кан 9, всередині якого знаходиться лопатева мішалка 10.лопаті мішалки при перемішуванні розчину. Прилад укомплектований електричною піччю 8, що дозволяє виконувати вимірювання при різних температурах. Консистометр тарується в умовних одиницях по в'язких рідинах.

Для визначення консистенції готують 650 см 3 тампо нажного розчину і заливають його в склянку 9. Рівень розчину при цьому не повинен доходити до верхнього краю циліндра на 3 см. Потім у склянку опускають мішалку, включають електродвигун 13 і одночасно пускають секундомір. З моменту готування розчину до моменту пуску електродвигуна повинно пройти не більше 5 хв. Після пуску електродвигуна протягом 20 хв через кожні 2 хв записують показання стрілки 4 приладу. Найменше з десяти значень характеризуватиме консистенцію тампонажного розчину.

Розчин вважається досить рухливим, якщо його консистенція не перевищує 20 умовних одиниць. Консистенція — більш правильна кількісна оцінка рухливості, що відображає фізичну сутність процесу перемішування розчину, але консистометри досить складні.

Водоутримуюча здатність тампонажного розчину характеризує, з одного боку, його стійкість як дисперсної системи, з другого — здатність до утворення тампонів у тріщинах у процесі водовіддачі. Для деяких тампонажних розчинів, наприклад цементних, водоутримуючу здатність необхідно підвищувати, інакше розчин буде розшаровуватися.

Седиментаційна нестійкість призводить до того, що за твердне лише нижня частина розчину в тріщинах або він взагалі не схоплюється. В інших розчинах, наприклад глиноцементних, водовіддачу потрібно збільшувати. Такі розчини в процесі перебігу по тріщинах інтенсивно відфільтровують воду в пористі стінки, що супроводжуєтьсярізким підвищенням реологічних параметрів. Зупинка розчину в тріщині призводить до утворення щільного тампона. Чим інтенсивніше водовіддачі, тим активніше протікають ці процеси.

Показник водоутримуючої здатності тампонажного розчину - водовіддача, яка визначається на приладах ВМ-6 з використанням спеціальних бланків з подвійною лога рифмічною сіткою (рис. 66). Порядок вимірювань такий самий, як при визначенні водовіддачі глинистих розчинів, і також наводиться на час фільтрації - 30 хв.

Виміряна водовіддача може бути абсолютною, коли об'єм рідини, що відфільтрувалася за 30 хв менше обсягу рідкої фази розчину в склянці приладу, і умовної (відносної), коли водоутримуюча здатність розчину не велика, тобто об'єм рідкої фази, що відфільтрувався за 30 хв, більше обсягу у склянці приладу. Положення ризики приладу у процесі вимірювань спостерігають через 10, 15, 20, 25, 30, 45 с та 1, 2, 3, 5 та 10 хв з моменту відкриття клапана.

Розмір умовної водовіддачі може бути отримана розрахунковим шляхом за формулою

де В30 - умовна водовіддача за 30 хв, см 3; У t - кількість рідини, що відфільтрувалася з тампонажного розчину за час t см 3 ; t - час від початку досвіду, хв.