Дисперсные системы и промывочные жидкости - ВЯЗКОСТЬ

ВЯЗКОСТЬ

 

 

Вязкость, как уже отмечалось, — один из важнейших пара­метров промывочной жидкости. Она определяет не только вели­чину гидравлических сопротивлений в циркуляционной системе скважины, но и характер и величину проникновения промывоч­ной жидкости в поры и трещины горных пород. С ростом вяз­кости ухудшаются условия очистки скважины от шлама и резко падает механическая скорость бурения. На рис. 12 показан ха­рактер уменьшения механической скорости бурения в осадочных породах (1 — алевролит, 2 — глина) с увеличением вязкости глинистого раствора.

Вязкость промывочной жидкости по возможности следует поддерживать минимальной. Лишь в породах, склонных к по­глощению, ее необходимо повышать. В ряде случаев величина вязкости обусловливается ее связью с другими параметрами, например плотностью.

clip_image046

 

Рис. 12. Зависимость скорости бурения от вяз­кости промывочной жидкости

 

clip_image048

 

Рис. 13. Полевой вискозиметр ВБР-5

 

В полевых условиях измеряют так называемую условную вязкость промывочных жидкостей, которую обозначают бук­вой Т. Для этого используют капиллярный воронкообразный вискозиметр ВБР-5 (рис. 13). Прибор ВБР-5 состоит из ворон­ки 2 объемом 700 см3 с сеткой 1 и мерной кружки 3 объемом 500 см3.

Измерения выполняют следующим образом. 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 включают левой рукой секундомер. Воронку необ­ходимо держать вертикально (допустимое отклонение не выше 10°). Когда кружка наполнится до края, останавливают секун­домер, а отверстие воронки вновь закрывают пальцем. Время истечения 500 см3 промывочной жидкости в секундах характе­ризует условную вязкость.

Так как в дисперсных коллоидных системах в состоянии по­коя или медленного течения неконтролируемо образуется струк­тура, это может привести к искажению результата. Поэтому для . уверенности измерения выполняют 2—3 раза. После каждого измерения воронку, сетку и кружку надо тщательно промыть водой.

Воронка вискозиметра имеет в верхней части приспособле­ние, позволяющее подвешивать ее на стойке в вертикальном по­ложении. Периодически вискозиметр следует проверять путем определения его постоянной: времени истечения 500 см3 чистой воды. Постоянная вискозиметра должна быть 15±0,5 с.

Хотя условная вязкость зависит от величины структурной вязкости, динамического и статического напряжений сдвига, теоретически она достаточно строго не обоснована. Истечение из воронки вискозиметра происходит при переменном давлении столба жидкости, высота которого в процессе опыта уменьша­ется. Условная вязкость дает самое общее представление о вяз­костных свойствах промывочной жидкости, и лишь огромный опыт использования ВБР-5 и простота конструкции этого при­бора обеспечивают его широкое распространение.