Буровые растворы (БР) – это неньютоновские жидкости, течение которых можно описать моделью Бингама или Гершеля-Баркли. Отличительной особенностью их свойств является способность иметь высокую вязкость в покое/ при малых скоростях сдвига, и легко течь – при высоких нагрузках.
Данные свойства обуславливают их применение: в покое БР должны удерживать выбуренную породу в объеме, не дать ей осесть на дно скважины, особенно это касается горизонтальных скважин. При горизонтальном или наклонном бурении нижней точкой выступает боковая стенка скважины, накопление на ней выбуренной породы может привести к изменению направления бурения, и в результате вместо «черного золота» можно найти «чистый источник живительной влаги», который полезен для здоровья, а вот для кошелька нефтяной компании…
С другой стороны, БР не должен мешать работе бурильного оборудования за счет дополнительного сопротивления (трения), а, наоборот, должен смазывать и охлаждать бур. В то же время БР предназначен для того, чтобы очищать ствол скважины от породы, т.е. он должен захватывать породу и уносить ее с собой на поверхность.
Для измерения вязкости буровых растворов используют ротационные вискозиметры. Исторически сложилось, что исследования проводились на двух скоростях: 300 и 600 с-1, но времена меняются, состав БР тоже изменяется в соответствии с предъявляемыми к ним требованиями. Для исследования современных буровых растворов на основе биополимеров, применяемых для горизонтального и наклонного бурения, необходимы новые, более точные приборы и методы.
Компания Brookfield предлагает следующий вариант комплектации вискозиметра :
Вискозиметр: DV2TLV
 |
Дополнительные аксессуары: шпиндели LV-2C и LV-3С
Рабочий диапазон: 50 … 400 000 мПа*с (сПз)
Температура: не ограничена
Образец объемом 500 мл помещается в цилиндрический стакан (стакан можно термостатировать с помощью термостата с открытой ванной); вискозиметр размещается таким образом, чтобы шпиндель находился в середине стакана. После этого начинается измерение.
Шпиндели LV-2C и LV-3С имеют цилиндрическую форму, а сам вискозиметр имеет защитную рамку; на основе размеров шпинделей и рамки можно рассчитать напряжение и скорость сдвига (вискозиметр считает автоматически). По полученным данным строятся кривые текучести, подбираются математические модели, рассчитываются дополнительные параметры.