182992. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés fúrófolyadék szerkezetmechanikai tulajdonságainak ellenőrzésére
182 992 A találmány fúrófolyadékok készítésének és regenerálásának területén elsősorban fúrófolyadék szerkezetmechanikai tulajdonságainak ellenőrzésére alkalmas eljárásra és berendezésre vonatkozik. A találmány előnyösen a kőolaj- és gáziparban fúrófolyadékok készítésénél használható fel. A találmány sikeresen alkalmazható fúrófolyadék regenerálásánál is, azaz a fúrófolyadék eredeti tulajdonságainak helyreállításánál. Jelenleg a fúrási gyakorlatban a különböző mélységű fúrólyukakhoz általában agyagtartalmú fúrófolyadékokat használnak. Egy agyagbázisú fúrófolyadék szerkezetmechanikai tulajdonságainak jellemzéséhez leginkább a folyadék viszkozitását alkalmazzák, amelyet általában különböző tipusú rotációs viszkoziméterekkel mérnek. Ezenkívül a statikus nyírófeszültség értékét is felhasználják, amelyet a gyakorlatban laboratóriumban határoznak meg. Jelenleg egy agyagbázisú fúrófolyadék szerkezetmechanikai tulajdonságának jellemzésére az úgynevezett koaguláció-értéket (Kw) is felhasználják, amely a statikus nyírófeszültség és a viszkozitás hányadosa. Ez az érték jellemzi egy agyagtartalmú folyadék koagulációs fokát. A jelenlegi gyakorlatban ezeket az értékeket egyenként mérik, azaz a viszkozitást valamilyen típusú viszkoziméterrel, à statikus nyírófeszültséget pedig egy előre elkészített, erre szolgáló mérőműszerrel határozzák meg. Ezeknek a paramétereknek a manuális mérése sok időt vesz igénybe, és szabálytalan jellegű, ami miatt a mérési pontosság ugrásszerűen csökken. Ez nem teszi lehetővé, hogy a fúrófolyadék állapotát az előkészítéskor és a fúrólyukban való cirkuláltatáskor állandóan ellenőrizzék, ami viszont fontos feltétele a sikeres fúrásnak. A fúrófolyadék előkészítésének automatizálása szempontjából ez a körülmény szintén hátrányos. Célunk a találmánnyal olyan eljárás és berendezés létrehozása fúrófolyadék szerkezetmechanikai tulajdonságainak ellenőrzésére, amely lehetővé teszi a folyadék statikus nyírófeszültségének és viszkozitásának ezek összehasonlításával történő állandó ellenőrzését. A találmánynak az a lényege, hogy egy fúrófolyadék szerkezetmechanikai tulajdonságainak meghatározására szolgáló eljárás során, amelynél a folyadék viszkozitását egy hajtott érzékelővel rendelkező viszkoziméterrel, a statikus nyírófeszültséget pedig egy erre a célra szolgáló mérőműszerrel határozzuk meg, amely szintén egy hajtott érzékelővel rendelkezik, a hajtott érzékelőket a fúró folyadékba merítjük, mérjük az égy es paramétereket jellemző értékeket, és az így kapott értékeket összehasonlítjuk. A találmány szerint az érzékelőket egy áramforrás azonos pólusára csatlakoztatjuk, és a fúrófolyadékba az áramforrás ellentétes pólusára kapcsolt elektródát merítünk, az elektróda és az érzékelők között folyó áramot mérjük, és ennek stabilizálódása után a viszkozitással és a statikus nyírófeszültséggel arányos villamos jelet nyerünk. Ezután meghatározzuk a statikus nyírófeszültség és a viszkozitás első hányadosát, maid felcseréljük az áramforrás pólusainak polaritását, és meghatározzuk a statikus nyírófeszültség és a viszkozitás második hányadosát, maid képezzük a két hányados aritmetikai középértékét. A találmány szerinti eljárás lehetővé teszi, hogy egy fúrófolyadék szerkezetmechanikai tulajdonságait a paraméterek kellően gyakori mérésével állandóan ellenőriz' , ■: , 2 l . «■ '«..-if* I zük, és nagy mérési pontosságot érjünk el. A mérési pontosság növelése által az eljárás lehetővé feszi a fúrófolyadék stabilitásának és minőségének javítását. A fúró- ' folyadék paramétereinek és tulajdonságainak helyreállí- 5 tása ezáltal kevesebb időt vesz igénybe a cirkuláltatás folyamán. A találmány szerinti eljárást célszerűen olyan berendezéssel foganatosítjuk, amely a fúrófolyadékba merülő hajtott érzékelővel rendelkező viszkozimétertés szintén 10 a fúrófolyadékba merülő hajtott érzékelővel rendelkező mérőkészüléket tartalmaz a statikus nyírófeszültség mérésére, amelyek az érzékelők jeleit a fúrófolyadék viszkozitásává, illetve statikus nyírófeszültségévé átalakító átalakítókat tartalmaznak. A találmány szerint a berende- 15 zés egy egyenáramforrással rendelkezik, amelynek egyik pólusa a viszkoziméter és a statikus nyírófeszültséget mérő készülék hajtott érzékelőivel, másik pólusa pedig a fúrófolyadékba merített elektródával van összekötve. A viszkoziméter és a statikus nyírófeszültséget mérő 20 készülék jelátalakítóinak kimenetei egy osztó bemenetéivel vannak összekötve. Az osztó kimenőjele megadja à fúrófolyadék statikus nyírófeszültségének és viszkozitásának hányadosát. Ezenkívül a berendezés egy pólusváltóval rendelkezik az áramforrás pólusai számára, amely- 25 nek kapcsolóállást befolyásoló kimenete egy csatornakapcsoló egyik bemenetére van kapcsolva, amelynek másik bemenetére az osztó kimenete csatlakozik. A csatornakapcsoló két kimenete egy-egy tárolóra van kapcsolva, amelyek az áramforrás pólusváltóinak állásától 30 függően két átviteli és tárolócsatornát képeznek az osztóról kapott adatok számára. A tárolók kimenetei egy összegezővei vannak összekötve. Az összegezőnek a két csatornán át az osztóról kapott adatok összegét szolgáltató kimenete egy adatkihozatali készülékkel (regiszt- 35 rálóval) van összekötve. A találmány tárgyát a továbbiakban kiviteli példa és rajz alapján ismertetjük részletesebben. A rajzon az 1. ábra a fúrófolyadék szerkezetrnechanikai tulajdonságainak ellenőrzésére szolgáló találmány szerinti 40 berendezés vázlata, és a 2. ábra a találmány szerinti berendezés a dekódoló tömbvázlatával. A találmányt először az 1. ábra kapcsán ismertetjük. A leírás egyszerűsítéséhez először a fúrófolyadék szer- 45 kezetmechanikai tulajdonságainak ellenőrzésére szolgáló berendezés alapelemeit íijuk le. A fúrófolyadék előkészítésénél a gyakorlatban a viszkozitás és a statikus nyírófeszültség értékei fontosak. Bár a fúrások területén jártas szakemberek számára a 50 statikus nyírófeszültség (SSS) kifejezés közismert, mi ezzel a kifejezéssel azt az erőt jelöljük, amely ahhoz szükséges, hogy az oldatot nyugalmi állapotból kimozdítsuk. Az utóbbi időben a fúrófolyadék stabilitásának jel- 55 lemzésére a koaguláció-értéknek (Kw) nevezett paramétert használják, amely a statikus nyírófeszültség és a viszkozitás hányadosa. Ezt a következőképpen definiáljuk: Kw = Q/T (mg/cm2) s) 60 ahol Q = a statikus nyírófeszültség (SSS), mg/cm2 T = egy egyezményes viszkozitás, s. A fúrófolyadék szerkezetmechanikai tulajdonságainak ellenőrzésére szolgáló berendezés, mégpedig a koagulá- 65 ció-érték ellenőrzésére szolgáló berendezés, az 1 viszkozi2
