Прибор для определения сроков загустевания цементного раствора

Обновлено: 30.04.2024

Компания Fann одной из первых создала полный комплекс необходимого оборудования для тестирования цементных и тампонажных растворов в лабораториях при моделировании скважинных условий.
В настоящее время Fann Instrument Company является одним из мировых лидеров по производству данного лабораторного оборудования.

Статическое напряжение сдвига (СНС). В настоящее время, согласно рекомендации ANSI/API 10B-6 (ISO 10426—6: 2008), можно использовать приборы, позволяющие определять СНС с помощью постоянного или импульсного вращения.

Ультразвуковой метод исключен из рекомендуемых API.

СНС является важным параметром для разработки подходящей рецептуры тампонажного раствора для цементирования скважины в сложных условиях. К таким условиях (при возможном обводнении скважины на ранних стадиях эксплуатации; при установке цементного моста; при сложных режимах цементирования, когда необходимо поддерживать определенный режим течения кольцевого потока; и т. д.).

В данный момент только компания Fann выпускает анализаторы цемента, позволяющие определять СНС с помощью вращения при очень малых скоростях. Таким прибором является многозадачная система анализа цементных растворов (MACS II, рис. 1). Это устройство, выполняющее функцию атмосферного консистометра, а также консистометра высокого давления, позволяет анализировать время затвердевания и СНС цементного раствора (нулевое время загелевания).

Рис. 1. Многозадачная система анализа цементных растворов (MACS II)

Время загустевания. Одним из основных исследуемых и моделируемых параметров тампонажного раствора является время загустевания, которое определяется в лаборатории для конкретного цемента. Оно равно времени пребывания раствора в подвижном состоянии и служит критерием сравнения различных цементов, определяя срок прокачиваемости раствора.

Для определения времени загустевания компания Fann разработала консистометр HPHT, модель M290 (рис. 2). Этот прибор, способный работать при высоких давлении (до 207 МПа) и температуре (до 204 о С), используется для измерения времени загустевания цементных смесей при заданных забойных условиях. Главной задачей является определение максимально допустимого времени закачивания цементного раствора, прежде чем он достигает консистенции, при которой дальнейшая закачка уже невозможна (период затвердевания).

Рис. 2. Консистометр НРНТ

Прочностные свойства цемента. Используется неразрушающий метод исследования образцов. Ультразвуковой анализатор цемента UCA, модель 304 (рис. 3) обеспечивает неразрушающий метод определения развития относительной прочности в образце цемента при забойных температуре и давлении.

Рис. 3. Ультразвуковой анализатор цемента UCA, модель 304

Ультразвуковое тестирование прочности цемента на сжатие подразумевает замер времени, необходимого для прохождения ультразвуковой волны через образец цемента; в зависимости от его прочности время прохождения получается различным. Таким образом, получаемое время пробега волны помогает понять вероятностное поведение цементного камня в скважине.

Фильтрация тампонажных растворов. Тест на водоотдачу определяет относительную эффективность цементных смесей удерживать свою водную фазу. Недостаточный контроль за водоотдачей может привести к дегидратации цементных растворов и закупориванию затрубного пространства, что препятствует полноценной закачке цемента в необходимые зоны, при этом избыток раствора останется в обсадной колонне.

Компания Fann в соответствии со спецификацией API Recommended Practice 10B разработала приборы для определения водоотдачи тампонажных растворов как в статических, так и в динамических условиях, с использованием вращающихся лопаток (рис. 4). Все приборы позволяют моделировать условия, близкие к забойным, т. е. тестирование при температуре до 204 о С и с перепадом давления до 13,8 МПа.

Рис. 4. Тестер для определения водоотдачи в динамических условиях

ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг»,
ОАО «ТомскНИПИнефть»,
ООО «Ноябрьскнефтегазпроект» (дочернее предприятие «Газпромнефть НТЦ»),
НПП «Буринтех»,
РУП «ПО «Белоруснефть»,
ТОО «Юго-Восточная Сервисная Группа».

Использование опубликованных на сайте материалов допускается только с упоминанием источника (журнал «Цемент и его применение») и активной гиперссылкой на цитируемый материал.

Настоящий стандарт распространяется на все виды тампонажных цементов и устанавливает методы испытаний для определения растекаемости, плотности, водоотделения, времени загустевания и сроков схватывания цементного теста.

Чаша, лопатка по ГОСТ 310.3—76.

Мешалка для перемешивания цементного теста по СТ СЭВ 3920-82 (п. 4.1). Допускается применение мешалки по черт. 1 со скоростью вращения лопастного устройства (1500±100) мин -1 , объемом перемешиваемого раствора в стакане цилиндрической формы от 500 до 900 см 3 .

Допускается применение мешалок иной конструкции, обеспечивающих получение однородного цементного теста при времени перемешивания (180±5) с.

Форма-конус (черт. 2).

Измерительный столик, установленный горизонтально по уровню, снабженный шкалой, представляющей собой концентрические окружности с минимальным диаметром 70 мм и максимальным не менее 250 мм. Цена деления шкалы должна быть не более 5 мм. Столик должен быть покрыт стеклом.

Линейка с погрешностью ±1 мм по ГОСТ 427—75.

Испытательное оборудование и средства измерений должны подвергаться поверке в соответствии с обязательным приложением.

1.2. Проведение испытаний

1.2.1. Форму-конус устанавливают на стекле в центре измерительного столика таким образом, чтобы внутренняя окружность формы совпадала с начальной окружностью шкалы столика. Внутреннюю поверхность конуса и стекло перед испытанием протирают влажной тканью.

1.2.2. Цементное тесто готовят по ГОСТ 26798.0—85.

1.2.3. Готовым цементным тестом заполняют форму-конус до верхнего торца. Интервал времени от момента окончания перемешивания до момента начала заполнения конуса не должен быть более 5 с. Затем конус резко поднимают в вертикальном направлении.

Мешалка для перемешивания цементного теста

1 ¾ лопастное устройство; 2 ¾ стакан

1.2.4. Диаметр расплыва цементного теста измеряют во взаимно перпендикулярных направлениях металлической линейкой. За значение растекаемости принимают среднее из результатов двух измерений. При этом расхождение между большим и меньшим диаметром не должно быть более 10 мм.

Лабораторные весы общего назначения по ГОСТ 24104—80 или другие весы с пределом взвешивания не ниже 500 г и погрешностью взвешивания не более 1,0 г.

Пикнометр вместимостью (100±0,5) см 3 (черт. 3).

Чаша и лопатка по ГОСТ 310.3—76.

Мешалка для перемешивания цементного теста по п. 1.1.

2.2. Проведение испытаний

2.2.1. Определяют массу чистого сухого пикнометра с погрешностью до 1,0 г.

2.2.2. Цементное тесто готовят по ГОСТ 26798.0—85.

2.2.3. По окончании перемешивания пикнометр заполняют цементным тестом и закрывают крышкой, при этом цементное тесто должно заполнить канал в крышке пикнометра. Избыток теста, выступивший из отверстия в крышке, удаляют влажной тканью.

2.2.4. Массу пикнометра, заполненного цементным тестом, определяют с погрешностью до 1,0 г.

1 — пробка; 2 — стакан

2.2.5. Плотность цементного теста r_ц вычисляют с округлением до 10 кг/м 3 по формуле

где т₁ — масса пустого пикнометра, г;

т₂ — масса пикнометра с цементным тестом, г;

V — вместимость пикнометра, см.

Чаша, лопатка по ГОСТ 310.3— 76.

Мешалка для перемешивания цементного теста по п. 1.1.

2 мерных цилиндра по ГОСТ 1770—74, исполнение 2 или 3, вместимостью 250 мл. с ценой деления не более 2 см 3 .

3.2. Проведение испытаний

3.2.1. Цементное тесто готовят по ГОСТ 26798.0—85.

3.2.2. Цементное тесто заливают в два цилиндра так, чтобы в каждом из них метка 250 см находилась на уровне верхнего края мениска.

3.2.3. Цилиндры оставляют в покое при температуре (20±3) °С . Через 2 ч измеряют объем отделившейся сверху воды. Разница в отстоях в обоих цилиндрах не должна быть более 0,5 см 3 .

3.2.4. Водоотделение ( W) в процентах от объема цемента вычисляют с точностью до 0,1 % по формуле

где v₁ и v₂ — объем отделившейся воды соответственно в первом и втором цилиндрах, см 3 .

Мешалка для перемешивания цементного теста по п. 1.1.

Чаша, лопатка по ГОСТ 310.3—76.

Консистометр КЦ-5 для испытания цементов при низких, нормальных и умеренных температурах.

Консистометр КЦ-3 для испытаний цементов при повышенных и высоких температурах. Допускается применение консистометра КЦ-3 для испытаний цементов при низких, нормальных и умеренных температурах.

Консистометры должны быть прокалиброваны в соответствии с инструкцией к прибору. Схема измерительного узла консистометра приведена на черт. 4.

Допускается применение консистометров иной марки, обеспечивающих получение результатов испытаний, сопоставимых с результатами, полученными на консистометрах КЦ-3 и КЦ-5.

4.2. Проведение испытаний

4.2.1. Цементное тесто готовят по ГОСТ 26798.0—85.

4.2.2. Испытание проводят в соответствии с инструкцией к прибору. Температурный режим и давление — по ГОСТ 26798.0—85.

4.2.3. Частота вращения стакана консистометров КЦ-3 и КЦ-5 должна быть (150±5) мин -1 . Допускается проводить испытания при частоте вращения стакана этих консистометров (60±2) мин -1 .

4.2.4. Временем загустевания цементного теста считают время от начала затворения до момента достижения консистенции 30 единиц консистенции (ед. к) по шкале прибора.

Схема измерительного узла консистометра

1 — лопастное устройство; 2 — стакан

Мешалка для перемешивания цементного теста по п. 1.1.

Чаша и лопатка по ГОСТ 310.3—76.

Прибор Вика с иглой по ГОСТ 310.3—76.

Кольцо к прибору Вика по ГОСТ 310.3—76.

Подставка к прибору (черт. 5).

Термостат, обеспечивающий соблюдение режима по ГОСТ 26798.0—85. Воду в термостате меняют через каждые 7 сут.

Автоклав, обеспечивающий соблюдение режимов по ГОСТ 26798.0—85, с устройством для определения сроков схватывания. Устройство должно быть снабжено набором стержней с иглами или механизмом для сбрасывания иглы и поворота кольца после каждого измерения. Масса стержня с иглой должна быть (340 ± 2) г. Форма, размеры и состояние иглы должны соответствовать ГОСТ 310.3—76.

Подставка к прибору Вика

* i — толщина стенки кольца Вика

5.2. Определение сроков схватывания цементов для низких и нормальных температур

5.2.1. Перед началом испытаний проверяют свободно ли опускается стержень прибора Вика, а также нулевое показание прибора. Проверяют чистоту поверхности и отсутствие искривлений иглы.

5.2.2. Кольцо прибора Вика и подставку к нему предварительно смазывают смазочным маслом любой марки (индустриальным или консервационным) или пластичной смазкой любой марки и устанавливают кольцо на подставку.

5.2.3. Цементное тесто готовят по ГОСТ 26798.0—85.

5.2.4. После окончания перемешивания кольцо прибора Вика в один прием заполняют цементным тестом.

5.2.5. Иглу прибора доводят до соприкосновения с поверхностью цементного теста. В этом положении закрепляют стержень стопором, затем освобождают стержень, давая игле свободно погружаться в цементное тесто.

5.2.6. Первое погружение иглы в цементное тесто производят не позднее чем через 1 ч 30 мин после затворения, последующие — через 1 ч 45 мин, 2 ч и 2 ч 15 мин, а в дальнейшем — не реже чем через каждый час.

5.3. Определение сроков схватывания цементов для умеренных температур

5.3.1. Подготовку к испытаниям проводят по пп. 5.2.1—5.2.4.

5.3.2. Кольцо Вика накрывают металлической или стеклянной пластинкой и помещают в термостат таким образом, чтобы уровень воды над кольцом был не менее 2 см. Через 1 ч 30 мин кольцо с цементным тестом вынимают из термостата и проводят испытания по п. 5.2.5. Повторные испытания проводят до фиксации начала схватывания через каждые 15 мин, а в дальнейшем не реже чем через каждые 30 мин. После каждого испытания кольцо снова помещают в термостат.

5.4. Определение сроков схватывания цементов для повышенных температур

5.4.1. Цементное тесто готовят по ГОСТ 26798.0—85.

5.4.2. Кольцо устройства для определения сроков схватывания смазывают тонким слоем пластичной смазки любой марки.

Цементное тесто заливают в кольцо устройства для определения сроков схватывания. Закрепляют кольцо в устройстве и помещают его в автоклав, который полностью заполняют рабочей жидкостью согласно инструкции к нему и герметизируют.

5.4.3. Погружать иглы следует в соответствии с программой испытаний. Результаты погружений определяют согласно инструкции по эксплуатации, прилагаемой к устройству для определения сроков схватывания. Интервал времени между последующими погружениями иглы не должен превышать 1 ч.

5.5. Началом схватывания цементного теста считают время, прошедшее от начала затворения до момента, когда игла не доходит до подставки на 1—2 мм. Концом схватывания цементного теста считают время от начала затворения до момента, когда игла погружается в тесто на глубину от 1 до 3 мм.

Обязательное

ПОВЕРКА ИСПЫТАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ И СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

1. Поверке подлежат форма-конус, пикнометр, консистометр, автоклав, прибор Вика, устройство для определения сроков схватывания в автоклаве.

2. Поверку производят в соответствии с утвержденными методиками с периодичностью не реже одного раза и год.

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НОРМАЛЬНОЙ ГУСТОТЫ, СРОКОВ СХВАТЫВАНИЯ И РАВНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ОБЪЕМА

Cements. Мethods for determination of standard consistency, times of setting and soundness

1. РАЗРАБОТАН Министерством промышленности строительных материалов СССР

Государственным комитетом СССР по делам строительства

Министерством энергетики и электрификации СССР

ВНЕСЕН Министерством промышленности строительных материалов СССР

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 14.10.76 N 169

3. ВЗАМЕН ГОСТ 310-60 в части определения нормальной густоты, сроков схватывания и равномерности изменения объема

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка

5. ИЗДАНИЕ (апрель 2003 г.) с Изменением N 1, утвержденным в августе 1984 г. (ИУС 1-85)

Настоящий стандарт распространяется на цементы всех видов и устанавливает методы испытаний для определения нормальной густоты, сроков схватывания цементного теста, а также равномерности изменения объема цемента.

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НОРМАЛЬНОЙ ГУСТОТЫ ЦЕМЕНТНОГО ТЕСТА

1.1. Аппаратура

Прибор Вика с иглой и пестиком.

Кольцо к прибору Вика.

Мешалка для приготовления цементного теста.

1.1.1. Прибор Вика (черт.1) имеет цилиндрический металлический стержень 1, свободно перемещающийся в обойме станины 2. Для закрепления стержня на требуемой высоте служит стопорное устройство 3. Стержень снабжен указателем 4 для отсчета перемещения его относительно шкалы 5, прикрепленной к станине. Шкала имеет цену деления 1 мм.

Прибор Вика

1 - цилиндрический металлический стержень; 2 - обойма станины; 3 - стопорное устройство; 4 - указатель; 5 - шкала; 6 - пестик; 7 - игла

При определении нормальной густоты цементного теста в нижнюю часть стержня вставляют металлический цилиндр-пестик 6.

При определении сроков схватывания пестик заменяют иглой 7.

Пестик должен быть изготовлен из нержавеющей стали с полированной поверхностью. Игла должна быть изготовлена из стальной жесткой нержавеющей проволоки с полированной поверхностью и не должна иметь искривлений. Поверхность пестика и иглы должна быть чистой.

Массу перемещающейся части прибора сохраняют взаимной перестановкой пестика и иглы. Отдельные детали перемещающейся части прибора подбирают таким образом, чтобы их общая масса находилась в пределах (300±2) г.

Размеры иглы и пестика должны соответствовать указанным на черт.2 и 3 .

Рабочая часть иглы

Рабочая часть пестика

1.1.2. Кольцо к прибору Вика и пластинка, на которую устанавливают кольцо, должны быть изготовлены из нержавеющей стали, пластмассы или другого не впитывающего воду материала. Форма и размеры кольца должны соответствовать указанным на черт.4.

Кольцо к прибору Вика

1.1.3. Мешалка для приготовления цементного теста должна отвечать требованиям соответствующих технических условий.

1.1.4. При отсутствии в лаборатории механизированной мешалки для приготовления цементного теста применяют чашу сферической формы (черт.5), изготовленную из нержавеющей стали.

Чаша для затворений

Лопатку для перемешивания цементного теста изготовляют из упругой нержавеющей стали. Основные размеры лопатки указаны на черт.6.

Лопатка для перемешивания

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1.2. Проведение испытаний

1.2.1. Нормальной густотой цементного теста считают такую консистенцию его, при которой пестик прибора Вика, погруженный в кольцо, заполненное тестом, не доходит на 5-7 мм до пластинки, на которой установлено кольцо.

Нормальную густоту цементного теста характеризуют количеством воды затворения, выраженным в процентах от массы цемента.

1.2.2. Пробу цемента подготавливают по ГОСТ 310.1.

1.2.3. Перед началом испытания проверяют, свободно ли опускается стержень прибора Вика, а также нулевое показание прибора, соприкасая пестик с пластинкой, на которой расположено кольцо. При отклонении от нуля шкалу прибора соответствующим образом передвигают.

Кольцо и пластинку перед началом испытаний смазывают тонким слоем машинного масла.

1.2.4. Для ручного приготовления цементного теста отвешивают 400 г цемента, высыпают в чашу, предварительно протертую влажной тканью. Затем делают в цементе углубление, в которое вливают в один прием воду в количестве, необходимом (ориентировочно) для получения цементного теста нормальной густоты. Углубление засыпают цементом и через 30 с после приливания воды сначала осторожно перемешивают, а затем энергично растирают тесто лопаткой.

Продолжительность перемешивания и растирания составляет 5 мин с момента приливания воды.

Цементное тесто на механической мешалке готовят в соответствии с прилагаемой к мешалке инструкцией.

1.2.5. После окончания перемешивания кольцо быстро наполняют в один прием цементным тестом и пять-шесть раз встряхивают его, постукивая пластинку о твердое основание. Поверхность теста выравнивают с краями кольца, срезая избыток теста ножом, протертым влажной тканью. Немедленно после этого приводят пестик прибора в соприкосновение с поверхностью теста в центре кольца и закрепляют стержень стопорным устройством, затем быстро освобождают его и предоставляют пестику свободно погружаться в тесто. Через 30 с с момента освобождения стержня проводят отсчет погружения по шкале. Кольцо с тестом при отсчете не должно подвергаться толчкам. При несоответствующей консистенции цементного теста изменяют количество воды и вновь затворяют тесто, добиваясь погружения пестика на глубину, указанную в п.1.2.1. Количество добавляемой воды для получения теста нормальной густоты определяют с точностью до 0,25%.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРОКОВ СХВАТЫВАНИЯ

2.1. Аппаратура

Аппаратура - по п.1.1.

Автоматический прибор для определения сроков схватывания.

2.2. Проведение испытаний

2.2.1. Перед началом испытания проверяют, свободно ли опускается стержень прибора Вика, а также нулевое отклонение прибора, как указано в п.1.2.3. Кроме того, проверяют чистоту поверхности и отсутствие искривлений иглы. Иглу прибора доводят до соприкосновения с поверхностью цементного теста нормальной густоты, приготовленного и уложенного в кольцо по пп.1.2.4 и 1.2.5. В этом положении закрепляют стержень стопором, затем освобождают стержень, давая игле свободно погружаться в тесто. В начале испытания, пока тесто находится в пластичном состоянии, во избежание сильного удара иглы о пластинку допускается слегка ее задерживать при погружении в тесто. Как только тесто загустеет настолько, что опасность повреждения иглы будет исключена, игле дают свободно опускаться. Момент начала схватывания определяют при свободном опускании иглы.

Иглу погружают в тесто через каждые 10 мин, передвигая кольцо после каждого погружения для того, чтобы игла не попадала в прежнее место. После каждого погружения иглу вытирают.

Во время испытания прибор должен находиться в затененном месте, где нет сквозняков, и не должен подвергаться сотрясениям.

2.2.2. Началом схватывания цементного теста считают время, прошедшее от начала затворения (момента приливания воды) до того момента, когда игла не доходит до пластинки на 2-4 мм. Концом схватывания цементного теста считают время от начала затворения до момента, когда игла опускается в тесто не более чем на 1-2 мм.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2.2.3. Сроки схватывания цементного теста на приборе с автоматической записью определяют в соответствии с инструкцией, прилагаемой к прибору.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАВНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ОБЪЕМА ЦЕМЕНТА

3.1. Аппаратура

Аппаратура - по п.1.1.

Автоклав с рабочим давлением не менее 2,1 МПа.

Бачок для испытания кипячением.

Ванна с гидравлическим затвором.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

3.1.1. Бачок для испытания кипячением с регулятором уровня воды. Внутри бачка помещают съемную решетчатую полку для размещения лепешек, которая находится на расстоянии не менее 5 см от дна бачка. Уровень воды в бачке должен перекрывать лепешки на 4-6 см в течение всего времени кипячения. Бачок с водой нагревают на любом нагревательном приборе, обеспечивающем доведение воды в бачке до кипения за 30-45 мин.

3.1.2. Ванны с гидравлическим затвором для хранения образцов (черт.7) изготовляют из стойкого к коррозии материала (оцинкованная сталь). В ваннах устанавливают решетки для размещения на них образцов. Под решеткой всегда должна быть вода.

Ванна с гидравлическим затвором

3.2. Проведение испытаний

3.2.1. Для испытания на равномерность изменения объема цемента готовят тесто нормальной густоты согласно пп.1.2.4 и 1.2.5.

Две навески теста массой 75 г каждая, приготовленные в виде шариков, помещают на стеклянную пластинку, предварительно протертую машинным маслом. Постукивают ею о твердое основание до образования из шариков лепешек диамером 7-8 см и толщиной в середине около 1 см. Лепешки заглаживают смоченным водой ножом от наружных краев к центру до образования острых краев и гладкой закругленной поверхности.

3.2.2. Приготовленные по п.3.2.1 лепешки хранят в течение (24±2) ч с момента изготовления в ванне с гидравлическим затвором, а затем подвергают испытанию кипячением.

3.2.3. По истечении времени хранения по п.3.2.2 две цементные лепешки вынимают из ванны, снимают с пластинок и помещают в бачок с водой на решетку. Воду в бачке доводят до кипения, которое поддерживают в течение 3 ч, после чего лепешки в бачке охлаждают и проводят их внешний осмотр немедленно после извлечения из воды.

ОКС 91.100.10
ОКСТУ 5732, 5734

1 РАЗРАБОТАН Российским государственным концерном ЦЕМЕНТ, фирмой "Цемискон", Акционерным обществом "НИИцемент", НПО "Бурение" (Всероссийский научно-исследовательский и проектный институт "ВНИИКрНефть") Российской Федерации

ВНЕСЕН Минстроем России

2 ПРИНЯТ Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве (МНТКС) 11 декабря 1996 г.

За принятие проголосовали

Наименование органа государственного управления строительством

Министерство градостроительства Республики Армения

Министерство урбанизации и строительства Грузии

Агентство строительства и архитектурно-градостроительного контроля Министерства экономики и торговли Республики Казахстан

Минархстрой Кыргызской Республики

Министерство территориального развития, строительства и коммунального хозяйства Республики Молдова

Госкомархитектстрой Республики Узбекистан

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на все тампонажные цементы (далее - цементы), кроме цементов типов I-G и I-Н, и устанавливает методы испытаний для определения:

- плотности цементного теста;

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие нормативные документы:

ГОСТ 166-89 Штангенциркули. Технические условия

ГОСТ 310.2-76 Цементы. Методы определения тонкости помола

ГОСТ 310.3-76 Цементы. Методы определения нормальной густоты, сроков схватывания и равномерности изменения объема

ГОСТ 310.4-81 Цементы. Методы определения прочности при изгибе и сжатии

ГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические. Технические условия

ГОСТ 1581-96 Портландцементы тампонажные. Технические условия

ГОСТ 1770-74 Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Технические условия

ГОСТ 2874-82* Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством

* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ Р 51232-98, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

ГОСТ 6613-86 Сетки проволочные тканые с квадратными ячейками. Технические условия

ГОСТ 24104-88* Весы лабораторные общего назначения и образцовые. Общие технические условия

ГОСТ 29227-91 Посуда лабораторная стеклянная. Пипетки градуированные. Часть 1. Общие требования

ГОСТ 30515-97 Цементы. Общие технические условия

3 Общие положения

3.1 Испытания следует проводить в помещениях с температурой воздуха (20±2) °С и относительной влажностью не менее 50%.

Температура и влажность воздуха помещения должны ежедневно отмечаться в рабочем журнале.

3.2 Отбор проб выполняют по ГОСТ 30515.

3.3 В рабочем журнале записывают вид и состояние тары, в которой доставлена проба.

3.4 Пробы цемента до испытания хранят в сухом помещении при относительной влажности не более 50%.

3.5 Перед испытанием каждую пробу цемента просеивают через сито с сеткой N 09 по ГОСТ 6613. Остаток на сите взвешивают и отбрасывают. Массу остатка в процентах, а также его характеристику (наличие комков, кусков дерева, металла и пр.) заносят в рабочий журнал. После просеивания пробу цемента перемешивают.

3.6 Для приготовления цементного теста и хранения образцов применяют обычную питьевую воду по ГОСТ 2874.

Сосуд для отвешивания и отмеривания воды тарируют в смоченном состоянии.

3.7 Перед испытанием цемент и воду выдерживают до принятия ими температуры помещения.

3.8 Температура в камере (шкафу) влажного хранения должна быть (20±1) °С, относительная влажность - не менее 90%.

Температура и влажность воздуха в камере (шкафу) должны ежедневно отмечаться в рабочем журнале.

3.9 Цемент взвешивают с погрешностью ±1 г, воду взвешивают или отмеряют с погрешностью ±1 г или ±1 мл соответственно.

3.10 Средства контроля, применяемые при испытаниях, должны быть изготовлены из материалов, не реагирующих с цементом.

Применение алюминиевых и оцинкованных форм, чаш, лопаток и т.п. не допускается.

3.11 Средства контроля, применяемые при испытаниях, должны быть откалиброваны в соответствии с требованиями настоящего стандарта и поверены в сроки, установленные в приложении А.

3.12 Испытания цемента по всем показателям, кроме тонкости помола, проводят на цементном тесте при соотношении цемента и воды, приведенном в таблице 1.

3.13 Приготовление цементного теста

3.13.1 Средства контроля

Весы лабораторные по ГОСТ 24104.

Чаша для затворения и лопатка для перемешивания по ГОСТ 310.3.

Смеситель лопастной со скоростью вращения лопастного устройства (1500±100) об/мин; объем перемешиваемого раствора в стакане цилиндрической формы от 500 до 900 см. Схема смесителя приведена на рисунке 1. Допускается применение смесителей иной конструкции, обеспечивающих получение однородного цементного теста при времени перемешивания (180±5) с и идентичности результатов испытаний.

1 - лопастное устройство; 2 - стакан

Рисунок 1 - Смеситель лопастной

3.13.2 Порядок приготовления цементного теста

3.13.2.1 Пробу цемента подготавливают по 3.5.

3.13.2.2 Масса пробы цемента и воды, используемых при приготовлении цементного теста для каждого вида испытания, должна соответствовать значениям, указанным в таблице 1.

Водоцементное отношение В/Ц

Масса пробы цемента, г, для одного затворения при определении

растекаемости, плотности цементного теста, прочности образцов-балочек размером 20х20х100 мм

времени загустевания, водоотделения

прочности образцов-балочек размером 40х40х160 мм

1 Допускается определять растекаемость и плотность в пробах цементного теста, приготовленных для определения времени загустевания и водоотделения или прочности.

2 Величину В/Ц для цемента типа III подбирают по растекаемости цементного теста, которая должна быть не менее 180 и не более 220 мм

3.13.2.3 Цемент и воду для конкретного типа цемента и вида испытания в количестве, указанном в таблице 1, помещают в стакан лопастного смесителя и перемешивают в течение (180±5) с. Цементное тесто готовят в соответствии с инструкцией, прилагаемой к смесителю.

3.13.2.4 Допускается до 01.01.2001 года при отсутствии смесителя готовить цементное тесто вручную.

При ручном приготовлении цемент высыпают в чашу, предварительно протертую влажной тканью. Затем делают в цементе углубление, в которое вливают в один прием воду. Углубление засыпают цементом и через 30 с после приливания воды сначала осторожно перемешивают, а затем энергично растирают тесто лопаткой.

Для всех тампонажных цементов, за исключением гидрофобизированных, продолжительность перемешивания и растирания с момента приливания воды составляет (180±10) с; для гидрофобизированных цементов - (300±10) с.

3.14 Режим испытаний

3.14.1 Для всех типов цемента в зависимости от температуры применения режим испытаний для определения времени загустевания и режим твердения для определения прочности при изгибе и сжатии должен соответствовать требованиям, указанным в таблице 2.

Определение времени загустевания.Определение времени загустевания.Определение времени загустевания.Определение времени загустевания.Определение времени загустевания.

Методики кондиционирования ISO 10426-2

Кондиционирование всего цементного раствора должно начинаться при температуре 27°С ± 1°С (80°F ± 2°F), или при температуре, соответствующей условиям скважины, и нагревать согласно соответствующей схеме.

Кондиционирование при атмосферном давлении

В течение 1 мин после смешивания помещают цементный раствор в контейнер консистометра, работающего при атмосферном давлении.

Нагревают цементный раствор до температуры TPBHC или TPS согласно схеме определения времени загустевания, которая наиболее близко имитирует фактические полевые условия. Если консистометр атмосферного давления не оснащен измерителем температуры цементного раствора, термостат необходимо нагревать в соответствии с подходящей схемой.
Если предпочтительно нагревать сам раствор, а не термостат, его нагревают в соответствии с подходящей схемой.

После кондиционирования извлекают лопасть и энергично перемешивают раствор шпателем, чтобы обеспечить его однородность. АК 02 M7200 M7210 Атмосферные консистометры АК США

Заполняют ячейку для определения фильтрационных потерь в соответствии

Определение времени загустевания ГОСТ 26798.1-96

Консистометр, работающий при атмосферном давлении, для испытания цементов, предназначенных для низких, нормальных и умеренных температур.

Консистометр, работающий при повышенном давлении, для испытания цементов, предназначенных для повышенных температур. Допускается применение данного консистометра для испытаний цементов, предназначенных для низких, нормальных и умеренных температур, эксплуатируемого в данном случае при атмосферном давлении.

Частота вращения консистометров должна быть (150 ± 5) об/мин. Консистометры должны быть откалиброваны в соответствии с инструкцией к прибору.

Атмосферный Консистометр АК-01 США создает условия для схватывания раствора, в то время как раствор подвергается нагреву до желаемой температуры при атмосферном давлении. Раствор помещается в стандартные по спецификациям API латунные чашки, которые вращаются со скоростью 150 об/мин.

1 — лопастное устройство; 2 — стакан

Подготовка и проведение испытания

Цементное тесто заливают в стакан консистометра до отметки на его внутренней стороне. Испытание проводят в соответствии с инструкцией к прибору.

Время от начала затворения цемента до момента включения привода вращения стакана консистометра не должно превышать 10 мин.

Временем загустевания цементного теста считают время от начала затворения цемента водой до момента достижения цементным тестом консистенции 30 Bс.

Атмосферный Консистометр АК-02 США

93°C 150 об/мин Самописец Две ячейки ISO 10426-2 ГОСТ 26798.1-96 API 10B-2 Кондиционирование раствора Время загустевания

Атмосферный консистометр M7200 Grace Atmospheric Consistometer

до 93 С° 150 об/мин API 10B-2, п. 5.4 / ГОСТ 26798.1-96 п.7 Кондиционирование

Атмосферный консистометр Цифровой M7210 Grace

до 93 С° 150 об/мин API 10B-2 ГОСТ 26798.1-96 Кондиционирование цементных растворов Время загустевания

Тестирование тампонажных растворов Oil Well Cementing

Атмосферные консистометры США
HTHP Консистометры США
HPHT Консистометры Россия
Атмосферные консистометры Россия
HPHT Консистометры Китай
Атмосферные Консистометры Китай

HPHT Камеры набора прочности Автоклавы США
HPHT Камеры набора прочности — Автоклавы (Россия)
HPHT Камеры набора прочности — Автоклавы (Китай)
Атмосферные Камеры набора прочности-термостаты (Китай)
HT Атмосферные камеры набора прочности > 100 С° (Россия)
Атмосферные Камеры набора прочности при отрицательных температурах (Россия)

Автоматические испытательные прессы (Китай)
Автоматические испытательные прессы (Италия)
Автоматические испытательные прессы (США)
Приспособления к испытательному прессу (Россия)

Контролируемая система сбора данных (Китай)

Ультразвуковые анализаторы цемента (США)
Ультразвуковые анализаторы цемента / Система измерения СНС (SGSМ) (Китай)

Ячейки для определения расширения

Тестеры смачиваемости (США)

Ячейки для определения седиментации

Приготовление и испытание вспененных цементных растворов при атмосферном давлении

Тестирование буровых растворов Drilling Fluids

Определение коррозионной агресивности

Ячейки для испытания коррозионной агрессивности США

Определение сульфида водорода

Наборы для обнаружения сульфида водорода США

Ситовый аланиз

Вибросита США

Гранулометрический анализ методом влажного рассева

Тестеры определения размера частиц США

Измерение относительной плотности

Ареометры США

Определение анилиновой точки

Наборы для определения анилиновой точки США

АнализБуровых растворов для заканчивания скважин

Полевые наборы Китай

Измерения содержания в твердой фазе

Приборы для измерения содержания песка (Китай)
Реторты для бурового раствора (Китай)

Поглощение бурового раствора

Приборы для борьбы с поглощениями (Китай)

Определение осадконакопления и седиментационной устойчивости раствора

Тестеры осадконакопления (США)

Широметры (Китай)

Определение эксплуатационных качеств пласта

Тестеры предельного давления и смазывающей способности США
Тестеры определения размера частиц США
Измерители крутящего момента Китай
Приборы для определения коэффициента трения Китай
Тестеры смазывающей способности Китай
Тестеры дифференциальной прихватоспособности США
Тестеры дифференциальной прихватоспособности Китай
Приборы набухания грунта (Китай)
Порозиметры (США)
Приборы для измерения набухания грунта США
Тестеры предельного давления и смазывающей способности буровых растворов
Тестеры проницаемости керна (США)

Старение бурового раствора

Ячейки старения (Китай)
Ячейки старения (США)
Вальцовые печи (США)
Вальцовые печи (Китай)

Повышение нефтеотдачи пласта Enhanced Oil Recovery

Тестирование жидкостей для кислотной обработки Acidizing Fluids

Приготовление раствора Preparation of Slurry

Миксеры постоянной скорости США
Миксеры постоянной скорости Россия
Миксеры постоянной скорости (Китай)
Верхнеприводные миксеры (Китай)

Фильтрационные свойства раствора Filtration

Аппараты для испытания кольматантов США
Аппараты для измерения закупоривающей способности частиц (США)
Приспособления подачи воздуха Китай
LPLT Фильтр-прессы Китай
LPLT Фильтр-прессы (США)
HPHT Фильтр-прессы (США)
Динамические HTHP Фильтр-прессы (США)
Приспособления для Фильтр-прессов (США)
HTHP Фильтр-прессы (Китай)
Аксессуары к HPHT Фильтр-прессам (Китай)

Определение вязкости Viscosity

Вискозиметры (США)
HPHT Реометры (США)
Вискозиметры (Китай)
Вискозиметры Марша Китай

Определение плотности раствора PVT / Density

Изменения плотности жидкости в скважинных условиях (PVT) США
Рычажные весы (США)
Рычажные весы (Китай)

Электрохимический анализ раствора

Измерение удельного электрического сопротивления сопротивления
Газоанализаторы Китай
Измерители электрической стабильности Китай
Измерители сопротивления Китай
PH метры (Китай)

Передвижные лаборатории Portable Laboratory

Определение объема выделяющегося газа

OFI Testing Equipment (OFITE)

Полный перечень поставляемого оборудования и запчастей (OFITE)
Тестирование тампонажных растворов

CHANDLER ENGINEERING

Тестирование тампонажных растворов (Oil Well Cementing)
Гидроразрыв пластаВязкость и реология
Анализ буровых растворов
Продукция по индивидуальному заказу
Трубопровод природного газа

Grace Instrument Company

КИСЛОТНАЯ ОБРАБОТКА
ТАМПОНАЖНЫЕ РАСТВОРЫ
АНАЛИЗ КЁРНА
БУРОВЫЕ РАСТВОРЫ
УВЕЛИЧЕНИЕ НЕФТЕОТДАЧИ
Вязкость

Читайте также: