SU1183870A1 - Устройство дл измерени реологических параметров в зкопластичных жидкостей - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДОЯ ИЗМЕРЕНИЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВЯЗКОПЛАСТИЧНЫХ ЖИДКОСТЕЙ, содержащее три последовательно соединенные системы капилл ров , кажда  из которых состоит из одинаковых пар последовательно соединенных капилл ров разной дпины и одинакового гидравлического радиуса с противоположным расположением длинного и короткого капилл ров в каждой паре, причем отношение разностей длин длинного и короткого капилл ров в первой и второй системах капилл ров равно отношению гидравлических радиусов этих систем, три дифманометра , входы которых Подключены к межкапилл рным камерам каждой из систем капилл ров, а выходы соединены с двум  измерител ми разности сигналов, отличающеес  тем, что, с целью повьш1ени  чувствительности и точности измерени , капилл ры выполнены кольцевыми, причем отношение раз (Л ностей длин длинного и короткого капилл ров во второй и третьей системах капилл ров равно произведению квадрата отношени  гидравлических радиусов капилл ров на отношение площадей поперечного се- . чени  капилл ров второй и третьей систем капилл ров. эо 00 СХ) о

Description

1

Изобретение относитс  к устройствам дл  измерени  реологических параметров в зкопластичных жидкостей , в частности буровых растворов , и может найти применение в системах контрол  и регулировани  реологических параметров этих сред

Цель изобретени  - повьппение чувствительности и точности измерени  реологических параметров в зкопластичных жидкостей.

На чертеже представлена схема устройства дл  измерени  реологических параметров в зкопластичных

жидкостей, t

Устройство содержит задатчик 1 посто нного расхода жидкости, три последовательно соединенные систем кольцевых капилл ров, ограниченные камерами 2 - 5. Кажда  из систем капилл ров содержит по два одинаковых коротких капилл ра 6 и 7 в первой, 8 и 9 во второй и 10 и 11 - в третьей системах капилл ров и по два одинаковых длинных капилл ра 12 и 13 в первой, 14 и 15 во второй, 16 и 17 в третьей системах капилл ров. Капилл ры 6 и 12, 1-3 и 7 в первой системе капилл ров соединены межкапилл рными камерами 18 и 19, к которым подключен дифманометр 20. Во второй системе капилл ры 8 и 14, 9 и 15 соединены межкапилл рными камерами 21 и 22, к которым подключен дифманометр 23. Капилл ры 10 и 16, 11 и 17в третьей системе капилл ров соединены межкапилл рными камерами 24 и 25, к которым подключен дифманометр 26. Выходы дифманометров 20 и 23 соединены с измерителем 27 разности сигналов, кроме того, выходы дифманометров 23 и 26 подключены к измерителю 28 разности сигналов. Измерители 27 и 28 разности сигналов св заны по выходу с вторичными приборами 29 и 30.

Отношение гидравлических радиусов кольцевых капилл ров первой и второй систем равно отношению разностей длин длинного и короткого капилл ров этих систем, а отношение разностей длин длинного и короткого капилл ров второй и. третьей систем капилл ров равно произрадению квадрата отношени  гид38702

равлических радиусов капилл ров на отношение площадей поперечного сечени  капилл ров второй и третьей систем капилл ров.

5 Устройство работает следующим образом.

Задатчиком 1 посто нного расхода жидкость прокачиваетс  через три последовательно соединенные системы капилл ров. Перепады давлений, возникающие в межкапилл рных камерах , измер ютс  дифманометрами 20, 23 и-26. Измеритель 27 разности сигналов формирует сигнал, пропорциональный разности перепадов давлений между первой и второй системами капилл ров, а измеритель 28 разности сигналов - сигнал пропорциональный разности перепадор

20 .давлений между второй и третьей системами капилл ров. Полученные разности перепадов давлений регистрируютс  вторичным прибором 29, проградуированньм в единицах пластической в зкости, и вторичным прибором 30, проградуированным в единицах предельного напр жени  сдвига;.

Перепад давлений в межкапилл рных камерах каждой из систем

Q кольцевых капилл ров равен

.р. (-323- ц. 2i6.)( . - р ) Т- г2 2г. Э1 к. 1 1

где ,2,3 - номер системы коль5цевых капилл ров;

2,бд- пластическа  в зкость и предельное напр жение сдвига;

q - расход среды в капил0л рах;

F, г - площадь поперечного

сечени  и гидравлический радиус кольцевого капилл ра; Р„ , , - длина длинного и ко0

роткого капилл ров соответственно. Конструктивные характеристики кольцевых капилл ров первой и второй систем капилл ров св заны соотношением

Е1.

г 3z 2

и тогда разность перепадов давлений формируема  измерителем 27 разности сигналов 27, равна

ЛР; - ЛР, 1,

где

f3i- FT, ч

1, - ЧлГ К ч

к г2 F г2 I « f, } t г

Соотношение конструктивных характеристик кольцевых капилл ров второй и третьей систем капилл ров равно

Ftri egj- ь 3 При вьтолнении последнего соотношени  разность перепадов давлений , формируема  измерителем 28 ра ности сигналов, равна

ЛР, -

m L

Р

где

и 3(.-Jii - ,

2 г, Гг

Таким образом, при стабилизированном расходе среды коэффициенты k и m определ ютс  лишь конструктивными характеристиками кольцевых капилл ров устройства, и выходной сигнал измерител  27 разности сигналов пропорционален пластической в зкости, а выходной сигнал измерител  28 разности сигналов пропорционален предельному напр жению

сдвига прокачиваемой среды.

Применение кольцевых капилл ров

c предлагаемыми конструктивными размерами и отношени ми обеспечивает повышение чувствительности и точности измерени  как п , так и ь . Если гидравлические радиусы капилл ров первой, второй и третьей систем капилл ров известного устрой ства соответственно равны 1,25; 1,125 и 1 мм и расход среды в них равен , а в предлагаемом устройстве гидравлические радиусы кольцевых капилл ров равны 0,60075; 0,4725 и 0,36225 мм, внутренний диа

метр внешней трубки кольцевых капилл ров 9 мм и расход среды в

1838704

них 610 м /с, то среднеобъемные скорости течени  жидкости в соответствуюпр1Х капилл рах этизс устройств будут равны. В диапазонах изменени  пластической в зкости 0,010 ,02 Пас и предельного напр жени  сдвига О - 20 Па при указанных конструктивных размерах капилл ров и разности длин длинного и коротко0 го капилл ров 0;15 м в известном устройстве в первой системе капилл ров перепад составл ет 2908 Па, а между второй и третьей 953 Па, в предлагаемом устройстве соответственные перепады равны 28723 и 2967 Па. Таким образом, по сравнению с известным устройством чувствительность измерени  пластической в зкости предлагае№ м устройством возрастает в 9,9 раза, а предельного напр жени  сдвига в 3,1 раза.

Повышение чувствительности и диапазона изменени  выходных сигналов

25 обеспечивает возможность измерени  контролируемых параметров в более узких диапазонах изменени , и следовательно, позвол ет повысить точность их измерени .

30 Применение устройства в процессе бурени  позвол ет непрерывно и одновременно контролировать пластическую в зкость и предельное напр жение сдвига буровых растворов,

35 а также создать систему автоматического регулировани  указанными параметрами, что,обеспечивает увеличение механической скорости бурени . Кроме того, регулирование параметров на основе информации о те . кущих значени х и С в системе подготовки бурового раствора позволит снизить затраты на их приготовление и химическую обработку. Указанный положительный эффект от внедрени  устройства позволит повысить технико-экономические показатели бурени . .

© ©

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВЯЗКОПЛАСТИЧНЫХ ЖИДКОСТЕЙ, содержащее три последовательно соединенные системы капилляров, каждая из которых состоит из одинаковых пар последовательно соединенных капилляров разной длины и одинакового гидравлического радиуса с противополож- ным расположением длинного и корот кого капилляров в каждой паре, при чем отношение разностей длин длинного и короткого капилляров в первой и второй системах капилляров равно отношению гидравлических радиусов этих систем, три дифманометра, входы которых подключены к межкапиллярным камерам каждой из систем капилляров, а выходы соединены с двумя измерителями разности сигналов, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерения, капилляры выполнены кольцевыми, причем отношение разностей длин длинного и короткого капилляров во второй и третьей системах капилляров равно произведению квадрата отношения гидравлических радиусов капилляров на отношение площадей поперечного се— . чения капилляров второй и третьей систем капилляров.