Дисперсные системы и промывочные жидкости - ПРОЧИЕ СВОЙСТВА ПРОМЫВОЧНЫХ ЖИДКОСТЕЙ

ПРОЧИЕ СВОЙСТВА ПРОМЫВОЧНЫХ ЖИДКОСТЕЙ

 

 

Поверхностное натяжение промывочной жидкости необходи­мо определять при использовании поверхностно-активных ве­ществ для понижения твердости горных пород в процессе буре­ния, а также в качестве компонентов промывочной жидкости, например эмульсионных растворов. Наиболее простой метод определения поверхностного натяжения — сталагмометрический (метод отрывающейся капли).

Сталагмометр представляет собой стеклянную трубку на штативе с капиллярным отверстием в нижней части, торец ко­торой отшлифован перпендикулярно к ее оси. При медленном истечений жидкости из сталагмометра на его конце образуется капля. Непрерывно поступающая из сталагмометра жидкость увеличивает размер капли до тех пор, пока ее вес не превысит величину силы поверхностного натяжения жидкости, тогда кап­ля отрывается. Чем меньше поверхностное натяжение жидко­сти, тем больше капель получится при истечении одного и то­го же объема жидкости. По числу капель судят о концентра­ции ПАВ.

Измерения проводятся либо на границе жидкость — жид­кость (истечение испытываемой жидкости происходит в керо­син), либо на границе жидкость — воздух. Последний метод не­достаточно точен, но более прост и поэтому применяется для оперативного контроля содержания ПАВ.

Поверхностное натяжение жидкости σ определяется с ис­пользованием поверхностного натяжения стандартной жидко­сти σв, в качестве которой чаще всего принимается вода.

                                  σ = σв (nвγв/),                                                     (III.24)

где n и nв — число капель соответственно исследуемой и стан­дартной жидкости; γ и γв — удельные веса исследуемой и стан­дартной жидкости.

Обычно по результатам предварительных исследований строится график зависимости σ от концентрации ПАВ в рас­творе. Тогда измерение концентрации ПАВ в промывочной жид­кости сводится к определению количества капель и считыванию концентрации с графика.

Смазочные свойства промывочных жидкостей оцениваются коэффициентом трения.

Противоизносные свойства промывочных жидкостей соглас­но ГОСТ 23.002—78 характеризуются следующими показателя­ми: скоростью изнашивания, интенсивностью изнашивания, из­носостойкостью, относительной износостойкостью. Имеются и другие показатели изнашивания, например диаметр пятен из­носа, весовой износ и т. д.

Смазочные и противоизносные свойства промывочных жид­костей определяются на машинах трения типа четырехшарико-вых, «Амслер», УКВС, «Титкен», АМ-3. При этом оцениваются энергетическая загрузка взаимодействующих тел, условия охлаждения и смазки, характеристика взаимодействующих тел, характер взаимодействия изнашиваемых элементов и виды из­нашивания поверхностей трения. Методика определения смазоч­ных и противоизносных свойств промывочных жидкостей до­вольно сложна, однако в связи с ростом глубин разведочных скважин требования к этим параметрам повышаются. Это обусловливает необходимость широкого внедрения имеющихся методов оценки смазочных и противоизносных свойств и их со­вершенствования и упрощения.

Состав фильтрата и воды необходимо знать для оценки це­лесообразности применения того или иного способа регулиро­вания свойств промывочной жидкости. Это связано с определе­нием химического состава промывочной жидкости, главным об­разом концентрации минеральных солей. Чаще всего определя­ют концентрацию хлористых солей и солей, характеризующих жесткость воды. Иногда приходится оценивать химический со­став дисперсионной среды после введения веществ с целью из­менения тех или иных свойств жидкости. Обычно исследованию подвергается фильтрат, полученный при измерении показателя фильтрации.

Методы химического анализа водных растворов излагаются в специальных пособиях.

При поглощениях важно знать закупоривающие свойства промывочных жидкостей, которые придают введением инертных наполнителей. Иногда приходится определять и другие свойства (теплоемкость, состав дисперсной фазы, липкость фильтраци­онной корки и др.), имеющие подчиненное значение в оценке приемлемости растворов для тех или иных условий бурения.