Условная вязкость – это время истечения бурового раствора из специальной воронки через трубку с калиброванными диаметром и длиной. Объемы заполнения воронки и истечения из нее стандартизованы.
Для измерения условной вязкости буровых растворов используется следующее стандартное оборудование:
1. Вискозиметр «Воронка Марша» (США) состоит из воронки объемом 1500мл со встроенной сеткой и мерной кружки на 1000мл с круговой отметкой 1 кварты (946мл). Время истечения 1 кварты (946мл) пресной воды при 20 ± 0,5 О С составляет 26 ± 0,5 сек.
2. Вискозиметр ВБР-1 (Россия) – состоит из воронки объемом 700 мл и мерной кружки на 500 мл. К воронке прилагается съемная сетка для очистки раствора от крупного шлама. Постоянная вискозиметра (время истечения 500 мл пресной воды) при температуре 20 ± 0,5 О С составляет 15 сек.
Процедура замера условной вязкости обеими воронками идентична.
1. Закройте нижнее отверстие воронки пальцем и через сетку влейте буровой раствор так, чтобы его уровень касался сетки.
2. Уберите палец с отверстия и засеките время вытекания 0,5 литра (одной кварты) раствора из воронки.
3. Время вытекания раствора в секундах есть не что иное как условная вязкость.
4. Отметьте температуру измеряемой пробы.
6.3. Реологические характеристики, получаемые на ротационном вискозиметре
В связи с тем, что буровой раствор в процессе бурения скважин находится в состоянии движения, необходимо знать его реологические характеристики в динамическом режиме. Для этой цели созданы вискозиметры ротационного типа, в которых создаются сдвиговые напряжения в щелевом кольцевом зазоре, наиболее близко моделирующие течение бурового раствора в условиях скважины. Все ротационные вискозиметры конструктивно имеют один и тот же измерительный узел вертикального исполнения – цилиндр (боб) на подвесе, соединенный с измерительной пружиной, расположенной коаксиально в полом цилиндре. Между бобом и полым цилиндром имеется щелевой зазор, в котором и возникают исследуемые сдвиговые напряжения при вращении полого цилиндра. Сдвиговые напряжения оцениваются по углу закручивания бобом измерительной нити, который отображается на шкале измерительного диска.
Ротационные вискозиметры по принципу действия бывают ручные и электрические. В настоящее время имеется широкий выбор моделей с различными характеристиками (количество скоростей вращения, точность измерения и эксплуатационная надежность).
1. Ротационный вискозиметр «RHEOMETER FANN» (США) – ручной, 2-х скоростной (600 и 300 об/мин).
2. Ротационные вискозиметры фирм «BAROID», «OFI TE» с электрическим приводом выпускаются 2-х, 6-ти, 8-ми и 12-ти скоростные (600, 300, 200, 180, 100, 90, 60, 30, 6, 3, 1,8, 0,9 об/мин).
Для полевых условий обычно применяются 2-х и 6-ти скоростные (600, 300, 200, 100, 6, 3 об/мин).
Скорости 600 и 300 об/мин можно использовать для определения кажущейся вязкости, пластической вязкости и динамического напряжения сдвига.
1. Влейте хорошо перемешанный раствор в стакан вискозиметра, установите на подвижную опору. Медленно поднимайте опору, пока уровень раствора в стакане не совместится с риской на полом цилиндре, винтом закрепите опору.
2. Включите вискозиметр в режиме перемешивания (stir). Через 10-15 секунд включите скорость 600об/мин, дождитесь стабилизации показания на этой скорости и запишите результат. (Время зависит от характеристик бурового раствора).
3. Переключите вискозиметр на 300об/мин, дождитесь стабилизации показаний и запишите результат.
Переключайте скорость только при работающем двигателе.
Пластическая вязкость (PV) в сПз равна разнице показаний при 600 и 300об/мин. Динамическое напряжение сдвига (YP) в фунтах/100фут 2 равно показанию при 300об/мин минус значение пластической вязкости. Кажущаяся вязкость (AV) в сПз равна показанию при 600об/мин, деленному на 2. Обязательно указывайте температуру пробы.
Показание при 600 об/мин – 48
Показание при 300 об/мин – 34
AV = 48 / 2 – 24 сПз
PV = 48 – 34 – 14 сПз
YP = 34 – 14 – 20 фунт/100 фут 2
или = 20 * 4,88 = 97 дПа
6.4. Статическое напряжение сдвига (Gel0/10)
Gel0/10 определяют через 10сек и 10мин на ротационном вискозиметре любой модели на скорости 3об/мин, а если ее нет, то вручную.
1. Перемешайте пробу на высокой скорости в течение 10 секунд.
2. Переключите скорость на нейтральную, а в электрических двухскоростных вискозиметрах – выключите двигатель.
3. Подождите требуемое время (10сек или 10мин), начните медленно вращать ручку, чтобы получить показания на индикаторе. Максимальное отклонение индикатора и есть Gel в фунт/100 фут 2 .
4. При использовании 6-ти скоростного вискозиметра СНС определяют на скорости 3об/мин.
Если после выключения двигателя шкала вискозиметра не возвращается в нулевое положение, то нужно сделать это путем вращения полого цилиндра против часовой стрелки. Можно полученные показания переводить в дПа, умножив на коэффициент 4,88, но при этом полученные показания будут не очень точны. Для правильного перевода периодические замеры СНС необходимо делать на приборе СНС-2.
Уход за прибором
Сразу же после измерения полый цилиндр и боб осторожно отделяются от прибора (чтобы не повредить внутреннюю поверхность полого цилиндра и подвес боба), тщательно моются и вытираются насухо. Также протираются сам прибор в местах загрязнения раствором. Невыполнение этих условий ведет к сокращению срока эксплуатации прибора.
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:
Лучшие изречения: Как то на паре, один преподаватель сказал, когда лекция заканчивалась – это был конец пары: "Что-то тут концом пахнет". 8199 – 
| 7879 – 
или читать все.
91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.
Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно
Вязкостью называется сила сопротивления, оказываемая жидкостью взаимному перемещению ее частиц под влиянием действующих на нее сил.
Вязкость является одной из основных характеристик нефтяных топлив и масел, так как от нее зависит возможность их транспортировки по трубопроводам, условия очистки от воды и механических примесей. Качество распиливания топлива, а, следовательно, полнота его сгорания в цилиндре двигателя .в значительной степени определяются вязкостью используемого топлива.
Величина вязкости зависит от химической природы сырья, технологии получения нефтепродукта, давления и температуры. Наибольшее значение при использовании топлив и масел имеет температурный фактор.
Для выражения величины вязкости введены понятия динамической, кинематической и условной (относительной) вязкости.
Условной (относительной) вязкостью называют отношение времени истечения из вискозиметра 200 мл нефтепродукта при определенной температуре ко времени истечения такого же количества дистиллированной воды при температуре 20°С.
Единица измерения – условные градусы. Обозначение – 
, где индекс указывает температуру проведения испытания.
Согласно требованиям стандартов условная вязкость определяется при следующих температурах:
для дизельных топлив – при 30°С|
для тяжелых топлив – при 50°С;
для котельных топлив – при 50, 75, 80 и 100°С;
для смазочных масел – при 50 и 100°С.
Описание прибора для определения условной вязкости
Вискозиметр типа БУ (рис. 1) состоит из резервуара 1 для испытуемого нефтепродукта, закрепленного внутри другого резервуара 2, служащего для создания водяной бани. В нижней части резервуаров имеется калиброванное отверстие 3 для истечения нефтепродукта. Заостренные штифты 4 служат указателями уровня при заливе нефтепродукта, а также служат для контроля горизонтальности положении прибора. Резервуар закрывается крышкой 5 с отверстиями для термометра 6 и дин штепселя 7, закрывающего сточное отверстие.3. Внешний сосуд снабжен мешалкой 8 для перемешивания напитой в него воды. Треножник 9 прибора имеет на двух ножках установочные винты 10.
Рис. 1 Вискозиметр Энглера.
При выполнении работы используются два. термометра со шкалой до 100°С, мерная колба о отметкой объема 200 мл, секундомер.
С вискозиметра спишется крышка 5, срочное отверстие закрывают штепселем 7 и заполняют внутренний резервуар испытуемым нефтепродуктом до уровня, при котором острия штифтов дают на его горизонтальной поверхности точки. Горизонтального положения достигают о помощью установочных винтов 10. Прибор закрывают крышкой и в нее вставляют термометр для замера температуры нефтепродукта.
Если температурь нефтепродукта отличается более чем на 0,5 С от температура испытания, во внешний резервуар заливается вода до уровня, при котором скрывается лопасть мешалки. Температура водяной бани должна отличаться от температуры испытания на 0,5-1,0°С, Температуру нефтепродукта, залитого во внутренний резервуар, доводят точно до заданной и поддерживаю ее до конца испытания.
Подставив чистую мерную колбу под прибор, осторожно приподнимают штепсель и одновременно включают секундомер. Мерную колбу следует переместить так, чтобы струя нефтепродукта стекала по ее стенке, что позволит избежать ценообразования. Когда уровень заполняющего колбу нефтепродукта дойдет до отметки "200 мл", секундомер выключают, штепселем закрывают- отверстие. Время считывают с точностью до 0,2 а и дописывают в протокол испытаний.
Затем осторожно подняв крышку прибора, не вынимая штепсель, нефтепродукт сливают обратно в резервуар»
Испытание проводят три раза. Допустимое расхождение между определениями – не более I с.
Условную вязкость вычисляют по формуле:
где 
время истечения испытуемого нефтепродукта при температуре испытания, с;
– время истечения из вискозиметра 200 мл дистиллированной воды при 20°С (водное число вискозиметра>.
Для нашего вискозиметра 
.
За окончательный результат принимаем среднее арифметическое из трех определений вязкости.
Полученную условную вязкость надо перенести в единицы кинематической вязкости (см.табл.).
Лабораторная работа№4
Освоить метод определения условной вязкости нефтепродуктов (на примере раствора глицерина), используя вискозиметр Энглера.
В результате выполнения лабораторной работы у студентов формируются профессиональные компетенции (ФГОС по специальности 240308), соответствующие формированию основных видов профессиональной деятельности:
ПК 1.Обслуживание и эксплуатирование оборудования химико-аналитических лабораторий.
ПК 2. Подготовка реагентов и материалов, необходимых для проведения анализа.
ПК 3. Обслуживание и эксплуатация коммуникаций химико-аналитических лабораторий.
ПК 4. Проведение качественного и количественного анализа неорганических и органических веществ химическими методами.
ПК 5. Проведение обработки результатов анализов в т.ч. с использованием аппаратно-программных комплексов.
ПК 6. Работа с химическими веществами и оборудованием с соблюдением техники безопасности и экологической безопасности.
Требования безопасности при работе с нефтью и нефтепродуктами
1. Следует помнить, что нефтепродукты относятся к легко воспламеняющимся жидкостям.
2. Нефтепродукты следует хранить вдали от источников тепла, искр и открытого пламени.
3. При проведении работ вентиляция должна быть достаточной.
4. Следует избегать длительного вдыхания паров нефтепродуктов и длительного или повторного контакта с кожей.
5. Рабочее место необходимо содержать в чистоте и порядке
6. При выполнении аналитических работ необходимо рационально использовать свое рабочее время.
В нефтяной практике обычно определяют условную вязкость при помощи технических вискозиметров различных систем. Наиболее широко распространены, вискозиметры Энглера. Существует много различных конструкций этого прибора.
Вязкость, измеренную вискозиметром Энглера, выражают в градусах ВУt и обозначают цифрой перед которой ставят знак ВУt или Et Индекс t обозначает температуру, при которой была определена вязкость.
Вискозиметр ВУ (рис. 1) состоит из двух латунных цилиндров:
внутреннего 1, предназначенного для наполнения испытуемым продуктом, и наружного 2 — для жидкости, обогревающей или охлаждающей продукт. Внутренний цилиндр имеет несколько выпуклое дно, в котором сделано сточное отверстие 7, закрываемое деревянной палочкой 6. Внутренняя поверхность резервуара отполирована. На равной высоте от дна резервуара 1 установлены три изогнутых под прянымуглом заостренных штифта 10, служащих одновременно для отмеривания определенного количества продукта и проверки установки аппарата. Объем цилиндра от дна до концов штифтов – около 240мл.
 |
Рис.1.Вискозиметр Энглера: 1—внутренний цилиндр; 2- наружный цилиндр (баня); 3 — крышка; 4, 5 — отверстия в крышке; 6— деревянная палочка; 7 — сточное отверстие; 8, 9 — трубки; 10— заостренные штифты; 11 — мешалка; 12-рукоятка мешалки; 13 — треножник; 14 — горелка; 15 — регулировочные винты; 16 — колба |
Резервуар 1 закрывается толстостенной латунной крышкой 3 с двумя отверстиями 4, 5, через одно из которых проходит палочка6, а через другое — термометр для измерения температуры испытуемого продукта. К стенкам наружного цилиндра прикреплена мешалка 11 и термометр для измерения температуры жидкости в бане. Весь аппарат установлен на железном треножнике, имеющем на ножках регулировочные винты 15; к треножнику прикрепляется кольцевая горелка 14. При изготовлении и эксплуатации прибора необходимо строго придерживаться стандартных размеров сточной трубки 7. Незначительные отклонения от стандартных размеров ведут к заметному изменению результатов определения вязкости.
Оба термометра (для измерения температуры испытуемого продукта и жидкости в бане) снабжены латунной гильзой наружным диаметром 8 мм. Гильза закреплена на термометре тек, чтобы при истечении жидкости ртутный баллон термометра начинал обнажаться тогда, когда из внутреннего сосуда вытечет 200мл продукта. К вискозиметру прилагаются колбы (рис. 2), на которых указаны емкость и температура, при которой они градуированы.
Так как при определении условной вязкости сравнивает время истечения масла и время истечения такого же объема воды, то прежде чем приступить к анализу масла, необходимо определить время истечения воды (водяное число). Водяным числом вискозиметра называют время истечения 200мл дистиллированной воды при температуре +20°С. Водяное число должно быть в пределах 50—52сек.
Рис.2 . Колбы к вискозиметру Энглера
Для определения водяного числа вискозиметра необходимо внутренний цилиндр промыть петролейным эфиром, спиртом и дистиллированной водой, а затем высушить воздухом. В чистый цилиндр наливают немного выше метки профильтрованную дистиллированную воду, имеющую температуру 20°С, и при помощи регулировочных винтов устанавливают прибор в строго горизонтальном положении.
Температура в бане (наружном цилиндре) должна быть на уровне 20°С. Прибор с водой выдерживают 10мин при температуре 20°С, затем спускают избыток воды, осторожно приподнимая палочку 6 или отсасывая пипеткой.
Под сточное отверстие прибора подставляют колбу и осторожно, не толкая аппарат, вынимают палочку и спускают воду из резервуара в колбу; одновременно пускают в ход секундомер и замечают время истечения 200мл воды (до метки на колбе). Производят 4 замера и среднее значение принимают за водяное число. Расхождения между определениями не должны превышать 0,5 сек.
Водяное число проверяют не реже одного раза в четыре месяца. Если значение водяного числа выходит за пределы 50—52 сек, то вискозиметр для работы не пригоден. Перед каждым определением внутренний цилиндр вискозиметра тщательно промываю чистым бензином, и просушивают воздухом. Плотно закрывают сточное отверстие палочкой. Предварительно обезвоженный и освобожденный от механических примесей нефтепродукт наливают во внутренний цилиндр несколько выше острия. При заливе продукта в прибор необходимо следить за тем, чтобы не образовались пузырьки воздуха. Во внешний цилиндр наливают нагретую до 50—52°С воду. Подняв деревянную палочку, спускают избыток масла в стакан, подставленный под спусковую трубку. Когда поверхность масла совпадет с острием штифтов, палочку опускают. Установив прибор в строго горизонтальное положение, закрывают его крышкой и под спусковую трубку ставят мерную колбу. Для равномерного нагревания масло перемешивают термометром, вращая крышку вискозиметра вокруг палочки.
Если температура падает, то водяную баню подогревают горелкой. После доведения температуры продукта до 50°С выдерживают еще 5 мин при непрерывном помешивании, следя за тем, чтобы температура не изменялась, затем быстро вынимают палочку и одновременно пускают в ход секундомер. Когда продукт дойдет до метки в колбе 200мл (пена не считается), секундомер останавливают, замечают время и вычисляют вязкость в градусах ВУ по формуле:
ВУt = 
где τ – время истечения 200мл продукта при температуре t;
время истечения 200мл воды при 20°С (водное число вискозиметра)
Очень вязкие масла анализируют таким же образом, но при температуре 100° С.
