Томск2013 г. Курс лекций Лекция 6 Тема 1 Тампонажные растворы 2 Лекция 6 Тема 1. 1 Общие понятия о тампонажных
 Скачать 1.84 Mb.
|
|
часть стержня имеет цилиндрическую форму и называется пестиком Тетмайера . Масса стержня (с пестиком и иглой) должна быть равна 300 2 г. На станине укреплена шкала 6 с делениями от 0 до 40 мм. Сроки схватывания ТР Контроль качества тампонажных цемента (ТЦ), раствора (ТР) и камня (ТК) 45 Лекция №6 Время загустевания ТР Время загустевания ТР определяет предельные затраты времени на процесс тампонирования, по истечении которого движение ТР в заколонном пространстве скважины недопустимо из-за высокой его вязкости (высокого сопротивления течению). Приборы для определения вязкости ТР (сопротивления ТР течению), называются консистометрами (КЦ-3, КЦ-5 и др.), а измеряемый при этом параметр - консистенцией. Шкала прибора может быть проградуирована непосредственно в единицах консистенции (Па·с) или в условных единицах консистенции (УЕК). В последнем случае по прилагаемому к прибору графику показания прибора в УЕК переводятся в Па·с. Схема консистометра КЦ-5 : 1 – стакан для ТР; 2 – рамка с лопастями; 3 – электродвигатель; 4 – редуктор; 5 – кронштейн; 6 – шкала; 7 – термометр; 8 – водяная баня; 9 – электронагреватель; 10 – станина. По результатам испытаний строят кривую изменения консистенции во времени (кривую загустевания), по которой и находят время загустевания, равное времени от начала испытаний до того момента, когда консистенция ТР достигнет значения 3 Па·с. Контроль качества тампонажных цемента (ТЦ), раствора (ТР) и камня (ТК) 46 Лекция №6 Контроль качества тампонажных цемента (ТЦ), раствора (ТР) и камня (ТК) Прочность образцов ТК Определение предела прочности образцов ТК на изгиб Для испытания на изгиб образцы ТК изготавливают в виде призм с размерами 4 х 4 х 16 , 2 х 2 х 10 или 1 х 1 х 3 см. Для одного испытания готовят три или четыре образца-«близнеца» размером 4 х 4 х 16 см, четыре или шесть образцов-«близнецов» размером 2 х 2 х 12 см и шесть или восемь образцов- «близнецов» размером 1 х 1 х 3 см. Предел прочности на изгиб определяется с помощью разрывных машин различного типа с максимальным усилием до 5 кН. Чаще всего применяют разрывные машины рычажного типа, простейшая из которых является разновидностью прибора Михаэлиса . Прибор 2035 П-0,5 значительно повышает производительность труда при испытании большого числа образцов. Приборы типа Михаэлиса надежнее и удобнее при значительных отклонениях размеров образцов от стандартных, так как в них можно регулировать скорость нагружения в зависимости, например, от поперечного сечения образца и других факторов. Определение предела прочности образцов ТК на сжатие Для определения прочности на сжатие образцы чаще всего готовят в виде кубиков различных размеров. Наибольшее распространение имеют образцы со следующей длиной ребра: 7,07 см (площадь поперечного сечения Р = 50 см 2 ); 5 см (Р = 25 см 2 ); 2 см (Р = 4 см 2 ); 1,414 см (Р = 2 см 2 ). Для каждого испытания изготавливается несколько образцов- «близнецов». При определении прочности на образцах-кубиках с ребрами 7,07 и 5 см, используют серию не менее чем из трех образцов-«близнецов», а на образцах меньших размеров - не менее чем из четырех. При проведении научно-исследовательских работ применяют образцы и цилиндрической формы. Высота образца при этом должна быть не менее его диаметра и не более двух диаметров. Методика приготовления и выдерживания цилиндрических образцов та же, что и для образцов- кубиков. Для испытаний образцов на сжатие используются различные прессы, чаще всего гидравлические. Гидравлический пресс должен быть снабжен манометром с классом точности до 0,5 . Обломки призм с исходными размерами 4 х 4 х 16 и 2 х 2 х 12 см, полученные после испытаний на изгиб, можно испытывать на сжатие. Для передачи нагрузки на ограниченную площадь обломка призмы используют специальные пластинки, изготовленные из стали. Обломок призмы зажимается между плитами пресса и пластинки. При этом площадь поперечного сечения образца, воспринимающая нагрузку, составляет 25 или 5 см 2 . 47 Лекция №6 Контроль качества тампонажных цемента (ТЦ), раствора (ТР) и камня (ТК) 48 Лекция №6 Контроль при хранении ТЦ Производится после истечения гарантийного срока хранения на предмет оценки пригодности ТЦ к дальнейшему применению по назначению. Контролируется прочность при изгибе образцов ТК, изготовленных и выдержанных в условиях, отвечающих требованиям ГОСТ (ОСТ, ТУ) на данный цемент. Контроль производится через каждые 15 дней . Контроль при подборе (разработке) рецептуры ТР При разработке рецептуры ТР необходимо регистрировать: массовые доли компонентов приготавливаемого ТЦ (сухой смеси) в том случае, если используется не серийно выпускаемый ТЦ; массовую концентрацию химических реагентов в жидкости затворения; В/Ц ; температуру жидкости затворения ; температуру и давление режима испытаний ТР и хранения ТК . При подборе (разработке) рецептуры контролю подлежат следующие параметры ТР и ТК: плотность ТР; растекаемость ТР; показатель фильтрации ТР ( ВМ-6 ); время загустевания ТР; сроки схватывания ТР; прочность ТК. 49 Лекция №6 Контроль при приготовлении ТР на буровой Приготовление ТР на буровой производится по рецептуре, разработанной в лаборатории ТР. Контролируемым параметром при этом является плотность ТР. В научно-исследовательской практике (в отраслевых научно- исследовательских и проектных институтах) для характеристики свойств ТР и ТК применяют ряд дополнительных показателей, характеризующих: седиментационную устойчивость ТР; проницаемость ТК; коррозионную устойчивость ТК; прочность сцепления ТК с горными породами и обсадными трубами; происходящие в ТК объемные изменения и др. 50 Лекция №6 Основы экологизации и оптимизации качества буровых промывочных и тампонажных растворов Экологические свойства буровых растворов Экологизация - деятельность, направленная на предупреждение или предотвращение отрицательного воздействия на окружающую природную среду (ОПС). Актуальность экологизации буровых растворов: буровой раствор имеет весьма непродолжительный «жизненный цикл», в конце которого он, как правило, весь превращается в отходы ; буровой раствор - химическая продукция , содержащая широкий ассортимент различных материалов, химических реагентов и добавок, попадание которых в ОПС потенциально таит в себе опасность проявления негативных последствий. Опасность нанесения ущерба ОПС буровыми растворами и отработанными буровыми растворами (ОБР) связана с высокой вероятностью их попадания в различные объекты ОПС, токсичностью содержащихся в них химических веществ и высокой концентрацией последних. Пути экологизации буровых растворов: минимизация объемов буровых отходов и токсичности той их части, которая подлежит размещению в ОПС; применение экологически безопасных буровых растворов . 51 Лекция №6 Основы экологизации и оптимизации качества буровых промывочных и тампонажных растворов Для снижения масштабов и степени загрязнения ОПС необходимо исключить утечки бурового раствора из всех элементов наземной циркуляционной системы ( НЦС ) скважины и из мест сбора образующихся отходов бурения ; утилизировать ( вторично использовать) отходы бурения путем применения в процессе сооружения скважины безамбарной технологии, заключающейся в непрерывной очистке бурового раствора от шлама, полном разделении определенной части бурового раствора на твердую и жидкую фазы; повторном использовании жидкой фазы на разбавление, приготовление новых порций бурового раствора и другие цели, а по окончании бурения – в отверждении обезвоженной твердой фазы с помощью различных вяжущих добавок, в частности, цемента. Недостатки безамбарной технологии большинство существующих способов обезвреживания буровых отходов, в том числе и их отверждение, являются дорогостоящими, энерго- и трудозатратными и в то же время недостаточно надежными; не исключается загрязнение ОПС и, прежде всего, подземных вод, содержащимися в буровом растворе вредными веществами из-за неизбежной его фильтрации в околоствольное пространство скважины и возможного поглощения. Вывод : более радикальным путем решения экологических проблем в бурении является разработка и использование экологически безопасных буровых растворов . В основе реализации этого пути лежит возможность: контроля токсичности бурового раствора на всех этапах его «жизненного цикла» (от разработки рецептуры до размещения отходов бурения в ОПС); сохранения токсичности бурового раствора в течение этого цикла в пределах, не превышающих допустимых для ОПС. Спасибо за внимание!!! |