Определение показателя фильтрации промывочных жидкостей на приборе ВМ-6

Прибор ВМ-6 (рисунок 4.15, а) состоит из плунжера 1, груза-шкалы 2, ци­линдра 3 с ввернутой в него втулкой 4, иглы 5, фильтрационного стакана 6, основания 7, пробки 8, резиновой прокладки 9 и бумажного фильтра 10.

В комплект прибора входят бачок для масла емкостью 0,5 л, обеззоленная фильтровальная бумага или готовые фильтры диаметром 70 мм.

Максимальная водоотдача, которую можно измерить непосредственно на приборах ВМ-6, составляет 40 см³ за 30 мин. Для того чтобы можно было измерить больший показатель, к прибору прилагаются бланки с двойной логарифмической сеткой. Зависимость водоотдачи от времени на такой сетке выражается прямой линией (рисунок 4.16, б).

а

б

Рисунок 4.16 – Схема прибора ВМ-6 (а) и бланк с двойной логарифмической сеткой (б)

Техническая характеристика ВМ-6:

- Предел измерения показателя фильтрации за 30 мин при диаметре

фильтра 75 мм, см³............................................................................... 40

- Цена деления шкалы, см³...………....................................................... 1

- Погрешность измерения, см³...........................................……........±0,5

- Давление фильтрации, МПа.......................................……............... 0,1

- Фактический диаметр фильтра, мм.................................................. 53

- Объем пробы промывочной жидкости, см³................................….100

Порядок работы:

- смачивают кружок фильтровальной бумаги диаметром 75 мм водой, кладут его на дно поддона, сверху кладут резиновую прокладку и накручивают стакан;

- отверстие в поддоне закрывают пробкой;

- заливают исследуемый буровой раствор в стакан объемом 120 см³, не доливая до края на 3-4 мм;

- навинчивают напорный цилиндр с закрытым игольчатым клапаном на стакан, сверху наливают машинное масло;

- вставляют плунжер в цилиндр (для создания давления 0,1 МПа), и, приоткрыв спускную иглу, легким вращением подводят нулевое деление на шкале к отсчетной риске на втулке цилиндра;

- закрывают спускной игольчатый клапан, открывают отверстие в поддоне, вынув пробку, и одновременно включив секундомер. При открытии отверстия может произойти резкое опускание плунжера на определенную величину («скачок»). Значение «скачка» необходимо вычесть из полученного по шкале значения показателя фильтрации;

- через 30 минут делают отсчет по шкале (глаз должен находиться на уровне отсчетной риски), открывают спускную иглу, выпускают масло и опустившийся плунжер вынимают из цилиндра;

- игольчатый клапан закрывают, цилиндр отворачивают, масло сливают;

- раствор выливают, отвинчивают стакан и достают фильтрационную корку.

Измеряют толщину фильтрационной корки.

Если пренебречь небольшой ошибкой при значениях времени, близких к нулю, то в условиях статической фильтрации промывочной жидкости через фильтровальную бумагу объем фильтрата пропорционален корню квадратному из времени фильтрации

где: Ф_t - величина показателя фильтрации по истечение t минут с момен­та начала фильтрации, см³;

Ф₀ - величина ошибки при значениях времени, близ­ких к нулю, см³;

Ф₃₀ - величина показателя фильтрации за стандартное время замера, равное 30 мин, см³.

Ошибка при значениях времени, близких к нулю, возникает в результате способности мельчайших частиц твердой фазы промывочной жидкости про­ходить через фильтровальную бумагу, прежде чем произойдет закупорива­ние ее пор. При измерениях это проявляется в скачке показаний прибора ВМ-6 от нуля до определенного значения, которое называют мгновенной фильтрацией Фо, (см³). После этого через фильтровальную бумагу проникает только фильтрат.

Использование зависимости (4.32) в практических целях позволяет суще­ственно ускорить процесс определения показателя фильтрации. Так, если принять t = 7,5 мин, то Ф₃₀ = 2 ×Ф_7,5. Таким образом, для приближенной оценки показателя фильтрации за стандартное время замера Ф₃₀ достаточно взять отсчет по шкале прибора ВМ-6 через 7,5 мин с момента начала фильт­рации и умножить его на два.

Для определения показателя фильтрации, значения которого выходят за пределы шкалы прибора ВМ-6, а также для прогнозирования величины показателя фильтрации по любому произвольному значению времени с момента начала фильтрации можно воспользоваться следующей формулой, выте­кающей из формулы (4.32)

При этом следует помнить, что условия образования фильтрационной корки при любом ускоренном способе определения показателя фильтрации по времени не соответствуют стандартным, в связи с чем ее количественная и качественная характеристики не являются показательными.