1. Определение растекаемости тампонажного раствора. Введение

Цель - определение растекаемости тампонажного раствора (ГОСТ 26798.1).

· Задача – приготовить тампонажные растворы (по выбору преподавателя) и определить их растекаемость.

2. Теория

2.1. Средства контроля

Растекаемость тампонажного раствора является показателем его прокачиваемости. В течение времени, пока тампонажный раствор закачивают в заданный интервал, он должен оставаться легкоподвижным.

2.1.1. Аппаратура: "конус" АзНИИ

Конус АзНИИ состоит из усеченного конуса I (рис. 2.1), имеющего внутренний диаметр верхнего основания 37±0,5 мм, нижнего 70±0,5 мм, высоту 60±0,5 мм, объем - 120 см³, и столика 2, на котором имеется шкала в виде концентрических окружностей с минимальным диаметром 70 и максимальным не менее 250 мм. Цена деления шкалы должна быть не более 5 мм. Столик должен быть покрыт стеклом.

Рис. 2.1. Конус АзНИИ

1 – конус; 2 – диск со шкалой; 3 – установочный винт

2.2. Подготовка и проведение испытания

Форму-конус устанавливают на стекло в центре измерительного столика таким образом, чтобы внутренняя окружность формы совпадала с начальной окружностью шкалы столика. Внутреннюю поверхность конуса и стекло перед испытанием протирают влажной тканью.

Готовят цементное тесто. Заполняют цементным тестом форму-конус до верхнего торца. Интервал времени от момента окончания перемешивания цементного теста до момента начала заполнения им формы-конуса не должно быть более 5 с. По окончании заполнения формы конуса избыток теста удаляют ножом, расположенным под небольшим углом к торцевой поверхности. Затем форму-конус резко поднимают в вертикальном направлении.

Диаметр растекания цементного теста измеряют линейкой или штангенциркулем в двух взаимно перпендикулярных направлениях, результат округляют до 1 мм.

За растекаемость принимают среднеарифметическое значение результатов двух измерений, расхождение между которыми не должно быть больше 10 мм.

Если для цементов типа III растекаемость получится менее 180 или более 220 мм, то испытание повторяют, соответственно увеличив или уменьшив В/Ц, до получения цементного теста с расплывом контура в пределах 180-220 мм.

3. Оборудование

3.1. Активные клавиши

Для работы в этой лабораторной работе применяются следующие клавиши:

W, S, A, D – для перемещения в пространстве;

F2, E – аналоги средней клавиши манипулятора (при первом нажатии берется объект, при последующем – ставится);

Ctrl – присесть;

F10 – выход из программы.

Z – приближение.

Рис. 3.1. Активные клавиши клавиатуры

Рис. 3.2. Функции манипулятора

Левая клавиша мыши (1) - при нажатии и удерживании обрабатывается (поворачивается, переключается) тот или иной объект.

Средняя клавиша (2) - при первом нажатии (прокрутка не используется) берется объект, при последующем – ставится (прикрепляется).

Правая клавиша (3) - появляется курсор–указатель (при повторном - исчезает).

Примечание: При появившемся курсоре невозможно перевести взгляд вверх и стороны.

3.2. Оборудование в лабораторной работе

На столе находится прибор «конус растекаемости» (рис. 3.3). Конус состоит из корпуса, который опирается о поверхность стола 3-мя винтами-опорами. При проведении эксперимента плоскость прибора выровнена по уровню, шарик воздуха в отверстии уровнемера находится по центру метки.

Рис. 3.3. Конус растекаемости

Сверху на корпусе прибора присутствует диск из стекла, на который устанавливается металлический конус (находится рядом с прибором). В конус помещается испытуемый образец раствора, и при поднимании конуса раствор растекается по поверхности стекла.

На приборе нанесены круговые метки в виде шкалы со значениями – это диаметр, минимальный 70 мм и максимальный 250 мм. Растекаемость раствора характеризуется расстоянием (по шкале), на которое растекся раствор.

Рядом с конусом растекаемости находится канистра с водой.

Рис. 3.4. Дополнительное оборудование

На столе слева находятся:

· стеклянный мерный стакан объемом 500 мл, градуировка - 50 мл;

· весы лабораторные, шкала - от 0 до 6 кг;

· чаша для приготовления раствора;

· лопатка для затворения раствора;

· сито.

Рис. 3.6. Автоматическая мешалка

На столе справа от вытяжного шкафа находится автоматическая мешалка, которая состоит из корпуса с приводом; металлического стакана для раствора; перемешивающего устройства, закрепленного на крышке стакана.

Возле окна располагается мойка.

В шкафу находятся мешки с цементом и облегчающей добавкой.

Рис. 3.7. Ингредиенты

4. Порядок выполнения работы

4.1. Задание

Приготовьте тампонажные растворы (по выбору преподавателя) и определите их растекаемость.

4.2. Выбор параметров раствора

1. Кликните на одну из емкостей с ингредиентами, появляется меню «Выбор параметров раствора», в котором назначьте параметры.

2. Если чаша для приготовления раствора и стакан для приготовления раствора пусты, то меню «Выбор параметров раствора» вызывается снова, можно выбрать новый параметр.

3. Также можете взять заполненную чашу или стакан и высыпать не полностью приготовленный раствор в бочку с надписью «Использованный раствор», помыть чашу или стакан, и после этого выбрать новый раствор.

Рис. 4.1. Меню "параметры раствора"

Рис. 4.2. Кнопка в меню

4. После выбора параметров раствора в меню необходимо приготовить сам раствор. Приготовление возможно 2-мя способами: ручным и механическим.

4.3. Приготовления раствора (общие пункты для обоих способов)

1. Возьмите в мешок с раствором, примените его к мерному стакану. Над мерным стаканом появляется сито. Автоматически мешок наклоняется и происходит высыпание цемента в стакан.

2. Стакан поставьте на весы, проведите взвешивание. Массу, показываемую весами, составят масса стакана (800 г) плюс масса цемента.

3. Поставьте мешок с цементом на место. Пересыпьте цемент в объект для смешивания (чашу или металлический стакан миксера).

4. Повторите пп 1-3 для облегчающей добавки.

5. Повторяем пп 1-3 для воды.

Примечание: последовательность выбора цемента и облегчающей добавки не имеет значения, в последнюю очередь в раствор вводится вода.

4.4. Приготовление раствора автоматической мешалкой

1. Закройте крышкой стакан, примените к автоматической мешалке. Анимацией стакан появляется снизу мешалки, поднимается, входит в пазы винтами, винты закручиваются.

2. Нажмите на кнопку «ПУСК» на панели управления. Начнется процесс перемешивания, который длится 180 секунд, который нельзя остановить.

Примечание: Закрыть крышкой стакан или применить мешалку к чаше можно, только если набраны все ингредиенты.

4.5. Приготовление раствора механическим перемешиванием

1. Возьмите в руки лопатку для затворения и примените ее к чаше с ингредиентами. Лопатка будет перемешивать раствор и растирать цемент по стенкам в течении 180 секунд.

4.6. Эксперимент по растекаемости

1. Поставьте конус на стекло.

2. Возьмите в руки чашу или стакан автоматической мешалки, примените к мерному стакану. Произойдет автоматический перелив раствора в мерный стакан.

3. Затем примените мерный стакан к конусу, автоматически происходит наполнение конуса. Объем конуса равен 120 см³.

4. Кликните на конус, он приподнимется и переместится на стол. Раствор анимировано растечется по плоскости стекла.

5. Кликните на стекло, зафиксируйте площадь растекания.

6. Далее возьмите стекло в руки и примеите к бочке с использованным раствором. Автоматически раствор будет стекать в бочку.

7. Затем откройте кран мойки, применяют стекло к струе воды. Поместите стекло на конус растекаемости.

8. Аналогично моют остальное загрязненное оборудование.

Примечание: только после мойки всего грязного оборудования можно еще раз провести опыт.

5. Отчет

Студент: ФИО, группа.

ОТЧЕТ

по лабораторной работе №

Цель:_______________________________________________________________________________________________________________________________

Задачи: ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1.Схема лабораторной установки.

2. Ход работы.

3.Результаты экспериментальных исследований.

4.Выводы.

6. Контрольные вопросы

1. Растекаемость как показатель подвижности тампонажных растворов.

2. Прибор для определения растекаемости тампонажных растворов.

3. Принцип замера растекаемости на приборе конус АзНИИ.

7. Литература

1. Булатов А.И. Управление физико-механическими свойствами тампонажньх систем / А.И. Булатов. – М.:Недра, 1976. - С.248.

2. Булатов А.И., Данюшевский B.C. Тампонажные материалы / А.И Булатов, B.C. Данюшевский. - М.:Недра, 1987. - 280 с.

3. Данюшевский B.C. Справочное руководство по тампонажным материалам / Данюшевский B.C., Алиев P.M., Толстых И.Ф. - Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.:Недра, 1987. - С. 373.

4. Данюшевский B.C. Проектирование оптимальных составов тампонажных цементов / B.C. Данюшевский. – М.:Недра, 1978. - 293 с.

5. Физико-химические аспекты регулирования свойств тампонажных и буровых растворов: учебн. пос. для студентов спец. 090800 «Бурение нефтяных и газовых скважин» / [Овчинников В.П. и др.]; Тюм. гос. нефт.-газ. ун-т, Кафедра бурения. - Тюмень, 1992. – 108 с.

6. Солевые и тампонажные композиции на основе вторичных материальных ресурсов производства соды / [Овчинников В.П. и др.]; Тюм. гос. нефт.-газ. ун-т, Кафедра бурения. - М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2000. – 214 с.

7. Специальные тампонажные материалы для разобщения пластов в различных термобарических условиях / [Вяхирев В.И. и др.]; Тюм. гос. нефт.-газ. ун-т, Кафедра бурения. – Тюмень: «Вектор Бук», 1997. – 240 с.

8. Специальные тампонажные материалы для разобщения пластов в различных термобарических условиях / [Вяхирев В.И. и др.]; Тюм. гос. нефт.-газ. ун-т, Кафедра бурения. –М.:«Недра-Бизнесцентр», 2002. - 115с.

8. Авторы

Лабораторная работа «Определение растекаемости тампонажного раствора» по дисциплине "Физико-химические процессы твердения и коррозии цементного камня"

Составители:

Харламов К.Н., к.т.н., доцент каф. «Бурение н/г скважин»

Аксенова Н.А., ассистент каф. «Бурение н/г скважин»

Под редакцией Овчинникова В.П. профессора, д-ра техн. наук

Редактор: Яковлев О.В.

3D-графика: Червов А.С.

Script-программирование: Баканов А.