Методические указания к лабораторным занятиям по дисциплине Физикохимические процессы твердения и коррозии цементного камня для студентов специальности 090800 Бурение нефтяных и газовых скважин очной и заочной (полной и сокращенной) форм обучения
 Скачать 2.86 Mb.
|
|
4. Методы определения показателей физико-механических свойств тампонажных растворов 4.1. Определение растекаемости тампонажного раствора (ГОСТ 26798.1) Растекаемость тампонажного раствора является показателем его прокачиваемости. В течении времени, пока тампонажный закачивают в заданный интервал он должен оставаться легкоподвижным. Средства контроля Аппаратура: "конус" АзНИИ (рисунок. I). Конус АзНИИ состоит из усеченного конуса I, имеющего внутренний диаметр верхнего основания 370,5 мм, нижнего 700,5 мм, высоту 600,5 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.
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 штангильциркулем в двух взаимно перпендикулярных направлениях результат округляют до 1 мм. За растекаемость принимают среднеарифмитическое 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. Контрольные вопросы Растекаемость как показатель подвижности тампонажных растворов. Прибор для определения растекаемости тампонажных растворов. Принцип замера растекаемости на приборе конус АзНИИ Задание Приготовить тампонажный раствор и определить его растекаемость: - ПЦТ – 500 г, В/Ц =0,5 - ПЦТ – 500 г, В/Ц = 0,4 - ПЦТ – 500 г, В/Ц = 0.4, ССБ – 2% - ПЦТ – 500 г, В/Ц = 0.5, КССБ – 0,5% 4.2. Определение плотности цементного теста Плотностьцементного раствора является функцией плотностей сухого порошка, жидкости затворения (воды, раствора солей и т. д.) и водосодержания и может быть определена по формуле: ц.р.= ((1+В/Ц)цж)/ж+ц В/Ц, где ц р. – плотность цементного раствора; ц- плотность сухого порошка; ж-плотность жидкости затворения; В/Ц – водо-цементное отношение. Средства контроля В промысловой практике для определения плотности тампонажного раствора используются ареометры. АГ-1, АГ-2, АГ –3ПП (рисунок 2) и рычажные весы плотномер ВРП-1(рисунок 3). Прибор АГ-2 отличается от АГ-1 пределом измерения: одна шкала от 0,9 до 1,7 г/см3, другая от 1,6 до 2,4 г/см3. АГ-ЗПП отличается материалом. Он изготовлен из полиэтилена. При его использовании в результат измерения вносится поправка на плотность воды. А  реометр АГ состоит из стакана I, поплавка с стержнем со шкалой 2 и груза 3. На стержне имеется две шкалы основная и поправочная, по которой определяют поправку в случае применения минерализованной воды. Прибор поставляют в комплекте с ведерком для воды. Рисунок 2 – Ареометр АГ-2 Подготовка и проведение испытаний Перед каждым замером проверяют прибор по воде. Приготовить тампонажный раствор заданного состава. Заполнить им стакан, тщательно обмыть снаружи, погрузить в ведро с водой, вращением согнать воздушные пузырьки и сделать отсчет плотности по основной шкале (по делению, до которого ареометр погрузился в воду). При плотности тампонажного раствора от 1000-1800 кг/м3 пользуются значениями основной шкалы, расположенной слева, при плотности тампонажного раствора более 1800 кг/м3 груз 3 снимают и пользуются значениями основной шкалы, расположенной справа. После окончания проведения испытаний прибор промыть и протереть насухо. Рычажные весы-плотномер ВРП-1 состоят из стойки 8, подвижной части, включающей в себя рычаг 6, жестко закрепленный с мерным стаканом I, на который надевается крышка 2, призм 4 и 5, укрепленных на рычаге 6, подушки 3, соединяющей подвижную часть весов со стойкой двух измерительных шкал ( верхней и нижней); замеры по верхней шкале осуществляются путем установки весов на правую призму и перемещения подвижного груза 7, замеры по нижней шкале осуществляются путем установки весов на правую призму и перемещения подвижного груза 7, замеры по нижней шкале осуществляются путем установки весов на левую призму и перемещения подвижного груза.  Рисунок 3 - Рычажные весы-плотномер ВРП-1 Подготовка и проведение испытания Принцип работы ВРП-1 основан на уравновешивании моментов левой и правой сторон подвижной части весов относительно опоры на призмах. Залить раствор в мерный стакан до верхней кромкии закрыть крышкой. Излишки раствора, вытекшие через специальное отверстие, удалить. Установить подвижную часть весов на стойке при помощи правой призмы. Передвигая вправо или влево подвижной груз, установить рычаг в положение равновесия и прочесть показания плотности раствора по верхней шкале. Если плотность раствора окажется больше, чем предел измерения по верхней шкале, то подвижную часть весов необходимо переставить на левую призму и вести измерения по нижней шкале. После замера снять крышку и вылить раствор из стакана, промыть мерный стакан и крышку водой, протереть насухо. Источником ошибок определения истинной плотности раствора может быть загрязнение воды (плотность воды в ведерке не должна отличаться более 3 кг/м3), вовлечение воздуха в цементный раствор при его приготовлении, неисправность прибора, пузырьки воздуха, задерживающиеся на торцовых поверхностях и углублениях в деталях прибора. Контрольные вопросы 1. Определение плотности тампонажного раствора с помощью ареометра АГ-1. 2. Определение плотности тампонажного раствора с помощью ВРП-1. 3. Ошибки, допускаемые при определении плотности тампонажного раствора. 4. Проверка правильности показаний приборов для определения плотности. Задание Приготовить тампонажный раствор и определить его плотность: - ПЦТ – 500 г, В/Ц =0,5 - ПЦТ – 500 г, В/С = 0.5, песок кварцевый – 5% - ПЦТ – 500 г, В/С = 0.5, МС-10% - ПЦТ – 500 г, В/С = 0.5, МС-15% 4.3. Определение сроков схватывания тампонажного раствора О развитии процесса превращения тампонажного раствора в покое из жидкого состояния в твердое судят по срокам начала и конца схватывания. Средства контроля Прибор ВИКа (рисунок 4) состоит из металлического стержня, свободно перемещающегося в вертикальной обойме стойки. Для закрепления стержня на желаемой высоте имеется зажимной винт 2. В нижнюю часть стержня ввинчивается стальная игла 3 диаметром 1,1 мм и длиной 50 мм. Вес стержня должен быть равен 3002 г. На станине укреплены шкала 4 с делениями от 0 до 40 мм. Коническое кольцо 5 для цементного раствора имеет внутренний диаметр верхнего основания 655 мм, нижнего - 75+5 мм, высоту 400.5 мм. Под кольцо подкладывается пластинка, сверху кольцо также накрывается пластинкой.  |
