182992. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés fúrófolyadék szerkezetmechanikai tulajdonságainak ellenőrzésére
1 182 992 2 métert tartalmazza (1. ábra). Viszkoziméterként egy tetszőleges, jelenleg ismert rotációs viszkozimétert használnak, ami lehetővé teszi a viszkozitás állandó ellenőrzését. Az ismertetett kiviteli alaknál az 1 viszkozimétert alkalmazzuk, amely a 2 érzékelővel rendelkezik, amelyben a 3 lapát a villamos 5 motorral összekötött 4 tengelyben van elhelyezve. A fúrófolyadék viszkozitásának meghatározásához a 3 lapátot a folyadékba merítjük és az 5 motor segítségével a 4 tengelyen át forgatjuk. Az oldat viszkozitásának változásakor, például annak növekedésekor, arányosan növekszik a 3 lapát mozgásával szemben tanúsított ellenállás, a 4 tengely fékeződik, ami áramváltozást idéz elő az 5 motorban. Az 5 motor áramának változása tehát arányos a fúrófolyadék viszkozitásának változásával. A 2 érzékelőről a jel a 6 átalakítóra kerül. A statikus nyírófeszültség meghatározásához a fúrások területén széles körben alkalmazott 7 mérőkészüléket használjuk. A 7 mérőkészülék egy 8 érzékelőt tartalmaz. amely egy bordás 9 hengerként van kialakítva, amely egy edényben a villamos 10 motorral mozgatott oldatban van elhelyezve. A 9 henger a 11 acélszál segítségével egy skálával van összekötve. A 11 acélszál elfordulási szögéből megkapjuk azt a jelet, amelyet a 12 átalakítóval elektromos jellé alakítunk át, amely (például az áram) arányos a statikus nyírófeszültséggel. Ezenkivül az egyenáramú 13 áramforrást és a 14 elektródát alkalmazzuk, ahol a 14 elektróda alkalmas egy fúrófólyadékba való bemerítéshez. A 15 dekódoló az 1 viszkoziméter és a 7 mérőkészülék által szolgáltatott értékeket hasonlítja össze. A 2 és a 8 érzékelők, valamint a 14 elektróda a 16 pólusváltón át a 13 áramforrással vannak összekötve. A fúrófolyadék szerkezetmechanikai tulajdonságainak ellenőrzésére szolgáló találmány szerinti eljárásnál, amelynél a folyadék viszkozitását a 2 érzékelővel rendelkező 1 viszkoziméterrel, statikus nyírófeszültségét pedig az ennek mérésére szolgáló és a 8 érzékelővel ellátott 7 mérőkészülékkel végezzük, a 2 és a 8 érzékelőket a 13 áramforrás ugyanazon pólusára kapcsoljuk. A 13 áramforrás másik pólusára kapcsolt 14 elektródát bemerítjük a fúrófolyadékba. Ekkor a 14 elektróda és a 2, valamint a 8 érzékelők között elektromos tér alakul ki. A fúrófolyadékon át tehát villamos áram folyik. Ha például a kezdeti időpontban a 13 áramforrásnak az a pólusa, amelyre a 2 és a 8 érzékelő csatlakozik, pozitív volt, akkor ennek irányában agyagtartalmú, negatív töltésű szilárd részecskék irányított áramlása indul meg, amelyek csoportosulnak, és részben a 2 és a 8 érzékelő felületére tapadnak. A részecskék csoportosulásának és tapadásának teljes ideje folyamán méijük a villamos áramot, amely a 14 elektróda, valamint a 2 és a 8 érzékelők között folyik. Abban a mértékben, ahogy a 2 és a 8 érzékelőkön egyre több részecske halmozódik fel, a villamos 5 motor árama mindaddig növekszik, amíg a negatív töltésű részecskék kiegyenlítik a 2 és a 8 érzékelők pozitív töltését. Ebben a pillanatban az áram stabilizálódik, azaz nem növekszik tovább. A stabilizált áram abszolút értéke az oldat viszkozitásának maximális értékét jellemzi, ahol az áramérték arányos az oldat viszkozitásával és a statikus nyírófeszültséggel. Az áram stabilitásakor olyan villamos jeleket nyerünk, amelyek arányosak a viszkozitással és a statikus nyírófeszültséggel. Ezeket a jeleket a 6 és a 12 átalakítók kimenetéről vesszük le. Ezután meghatározzuk a statikus nyírófeszültség és a viszkozitás első hányadosát, majd felcseréljük az áramforrás pólusainak polaritását. A polaritásváltás következtében a 2 és a 8 érzékelők negatívak, a 14 elektróda pedig pozitív lesz, aminek következtében a negativ töltésű, agyagtartalmú szilárd részecskék leoldódnak a 2 és a 8 érzékelőkről, és egyidejűleg a 2 és a 8 érzékelők környezetében a fúrófolyadék folyékonyabb lesz. Ekkor az 5 és a 10 motorok minimális forgatónyomatékkai forognak, aminek következtében csökken a mérési áram. Ekkor képezzük a statikus nyírófeszültség és a viszkozitás második hányadosát, majd az első és a második hányadosból meghatározzuk ezek aritmetikai középértékét. A javasolt eljárás lehetővé teszi, hogy a viszkozitást és a statikus nyírófeszültséget gyakorlatilag tetszőleges gyakorisággal mérjük, amit csak a használt készülék adottságai korlátoznak. Itt az ellenőrzés pontossága és megbízhatósága a fúrófolyadék állapotára vonatkozóan a fent említett paraméterek mérésének gyakoriságától függ. Ez lehetővé teszi, hogy a fúrófolyadék állapotát állandó ellenőrzés alatt tartsuk, és ez végeredményben egészében előnyösen hat a fúrófolyadék minőségére. A fentiekben leírt eljárást egy olyan berendezés segítségével valósítjuk meg, amelynek fő részeit a fentiekben már szintén leírtuk. A 2. ábra a fúrófolyadék szerkezetrnechanikái tulajdonságainak ellenőrzésére szolgáló berendezés tömbvázlatát mutatja. Az 1. és a 2. ábrán a hasonló elemeket hasonlóképpen jelöltük. Mint már említettük, a berendezés a hajtott 2 érzékelővel rendelkező 1 viszkozimétert tartalmazza. A statikus nyírófeszültség mérésére a 7 mérőkészülék szolgál, amely a fúrófolyadékba merített hajtott 8 érzékelővel rendelkezik. Az 1 viszkoziméter és a 7 mérőkészülék a 2, illetve a 8 érzékelők jeleinek a fúrófolyadék viszkozitását és statikus nyírófeszültségét jellemző jelekké alakító 6 és 12 átalakítókkal van ellátva. Alapvetően az átalakító jelenléte a 2 és a 8 érzékelők által szolgáltatott jelek fajtájától függ. Ha ezek a jelek alkalmasak a 15 dekódolóra történő átvitelre, a 6 és a 12 átalakítók például erősítők lehetnek. Ezek tulajdonképpeni rendeltetése tehát az, hogy a 15 dekódoló számára alkalmas jeleket állítsanak elő. A 15 dekódoló egy logikai áramkör, amely a 2 és a 8 érzékelőkről, vagy a 6 és 12 átalakítókról érkező jelek osztására szolgáló 17 osztót tartalmaz. A 17 osztónak két bemenete van, amelyekre a 6 és 12 átalakítók kimenetei csatlakoznak, míg a 17 osztó kimenete a 18 csatornakapcsolóval van összekötve. A 18 csatornakapcsoló a 16 pólusváltóval áll összeköttetésben. A 16 pólusváltó egy szokásos átkapcsoló, amely a 13 áramforrást köti össze a 14 elektródával, valamint a 2 és a 8 érzékelőkkel, mégpedig oly módon, hogy ha a 14 elektródára pozitív potenciált adunk, az érzékelőkre negatív potenciál kerül, illetve fordítva. Ezt az összeköttetést gyakorlatilag úgy alakítjuk ki, hogy a 2 és a 8 érzékelők 4 tengelyét, illetve a 11 acélszálat a 16 pólusváltón át a 13 áramforrás egyik pólusával, a 14 elektródát pedig a 13 áramforrás másik pólusával kötjük össze. A 18 csatornakapcsolónak két kimenete van, amelyek közül az egyik a 19 tárolóval, a másik pedig a 20 tárolóval van összekötve. A jelek elosztása a 19 és 20 tárolókra a 16 pólusváltóról a 18 csatornakapcsolóra érkező jel hatására történik. A 19 és 20 tárolók kimenetei a 21 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
