Приложение J (обязательное). Определение объема фильтрата бурового раствора на водной основе в условиях высокой температуры/высокого давления с использованием прибора для определения закупоривающей способности и ячеек с резьбовыми торцевыми крышками

Приложение J
(обязательное)

Определение объема фильтрата бурового раствора на водной основе в условиях высокой температуры/высокого давления с использованием прибора для определения закупоривающей способности и ячеек с резьбовыми торцевыми крышками

J.1 Принцип

J.1.1 Измерения характеристик фильтрации бурового раствора и формирования глинистой корки на стенках скважины, а также характеристики самого фильтрата и содержания в нем углеводородов, воды или эмульгированной фазы являются базовыми для регулирования свойств бурового раствора и его обработки.

J.1.2 На эти характеристики оказывают влияние тип и содержание твердой фазы в буровом растворе и их физическое и химическое взаимодействие. Прибор для определения закупоривающей способности (РРА) представляет собой фильтр-пресс, адаптированный для высокой температуры и высокого давления, используемый для определения таких взаимодействий с помощью различных типов фильтрующих материалов при давлении до 34500 кПа (2000 фунт/дюйм²) и значениях температуры от комнатной до 260 °С (500 °F). Как и стандартный пресс-фильтр НТНР, РРА может использоваться как в промысловых условиях, так и в лаборатории.

J.2 Соображения безопасности

J.2.1 Ограничения по давлению при использовании РРА зависят от используемой ячейки для пробы. Доступны два типа ячеек: с резьбовыми торцевыми крышками и с торцевыми крышками, закрепленными на винтах. Для них имеются в общей сложности пять различных диапазонов давления. Для обеспечения безопасности крайне важно, чтобы персонал точно знал максимальное рабочее давление оборудования, которое не должно превышаться. Если имеются сомнения, следует обратиться к изготовителю либо использовать минимальное из возможных ограничений.

J.2.2 Для безопасности эксплуатации РРА необходимо, чтобы персонал понимал и мог практически корректировать сборку и эксплуатацию аппарата. Неправильная сборка, неправильная эксплуатация или использование поврежденных деталей могут привести к утечкам из ячейки или ее разрушению и вызвать серьезные травмы и повреждение оборудования.

J.2.3 Во время работы ячейка для пробы нагревается. Персонал должен знать о горячих зонах и не допускать контакта с ними. Прикосновение к некоторым деталям во время работы оборудования может вызвать ожоги.

J.2.4 Нагрев в данных приборах осуществляется электрически и, как для любых электрических устройств, повреждение или обрыв электрического кабеля может привести к короткому замыканию с риском возникновения пожара, травм и повреждения оборудования. Следует подключать такие устройства только к заземленным контурам.

J.2.5 Для эксплуатации гидравлической системы повышения давления в условиях безопасности выполнять следующие инструкции.

J.2.5.1 Следует убедиться в том, что гидравлическое давление сброшено и манометр на насосе показывает ноль, перед тем как:

a) отсоединить напорный шланг на быстроразъемных соединениях от ячейки для проб;

b) извлечь ячейку из термокамеры;

c) переместить РРА;

d) повторно заполнить гидравлический насос;

e) выполнить любое техническое обслуживание, включая затяжку соединений гидравлического насоса, фитингов гидравлической системы или ячейки для проб, допускающих утечки.

J.2.5.2 После заполнения или ремонта гидравлической системы убрать пролитое масло. Разлитое на полу масло представляет опасность, разлитое возле РРА масло создает опасность возгорания.

J.2.5.3 Во время сборки ячейки убедиться, что уплотнительные кольца торцевых крышек установлены правильно.

J.2.6 Для безопасного повышения давления в приемнике с пневматическим противодавлением выполнять следующие инструкции.

J.2.6.1 Для повышения давления в приемнике с противодавлением использовать только азот или углекислый газ. Для силикатных растворов использовать только азот. Категорически не допускается использовать сжатый воздух, кислород или другой нерекомендованный газ. Если используется азот, он должен поставляться в специальном газовом баллоне для азота либо в лаборатории должна находиться установка подачи азота. Баллоны для азота должны соответствовать требованиям стандартов безопасности. СO₂ обычно поставляется в небольших баллонах под давлением примерно 6200 кПа (900 фунт/дюйм²). Ранее они использовались в промысловых работах.

ОПАСНО - Не допускается нагревать или подвергать воздействию огня баллоны СO₂. При перегреве они могут взрываться.

ОПАСНО - Не допускается использование баллончиков с оксидом азота в качестве источников давления при НТ/НР фильтрации. Под действием температуры и давления оксид азота может сдетонировать в присутствии смазки, нефтяных или углеродистых материалов. Баллончики с оксидом азота должны использоваться только для карбонатного анализа в газоанализаторе Гаррета.

J.2.6.2 Поддерживать работоспособное состояние регуляторов давления и манометров. Категорически не допускается использование масла в регуляторах давления.

J.2.6.3 Гидравлические или пневматические системы повышения давления, допускающие утечки, следует ремонтировать или заменять. Следует поддерживать работоспособное состояние манометров, фитингов и шлангов, вовремя обнаруживать и устранять возникающие утечки. Периодически испытывать предохранительный клапан гидравлического насоса, чтобы убедиться, что он правильно сработает при возникновении избыточного давления. Категорически не допускается закупоривать или обходить байпасом этот предохранительный клапан.

J.2.6.4 При повышении давления в системе противодавления всегда необходимо сначала открыть подачу давления. Затем настроить регулятор. Не допускается использование устройства при давлении, превышающем его рабочий диапазон, или установки предохранительного клапана. При понижении противодавления отключить источник давления, сбросить давление в системе, затем открутить регулировочный винт с Т-образной головкой.

J.2.7 Для обеспечения нагревания в условиях безопасности выполнять следующие инструкции.

J.2.7.1 Для предупреждения травм при работе с РРА необходимо соблюдать осторожность. Он нагревается до уровня, достаточного, чтобы вызывать серьезные ожоги. Не допускается оставлять нагретый или нагревающийся РРА без надзора и установки предупреждающего сигнала.

J.2.7.2 Практика извлечения ячейки и охлаждения ее водой опасна, и этого следует избегать. Серьезные травмы могут быть вызваны паром, образующимся при контакте горячей ячейки с водой, при прямом контакте с ячейкой или при случайном падении ячейки.

J.2.8 Для обеспечения эксплуатации электрической системы в условиях безопасности выполнять следующие инструкции.

J.2.8.1 Убедиться, что источник электропитания снабжен предохранителем и заземлен. Проверить, что кабель питания термокамеры находится в хорошем состоянии и надлежащим образом заземлен.

J.2.8.2 Электрические неисправности в системе электропроводки или нагревателей обычно невозможно определить при визуальном осмотре. Первым признаком неисправности может служить частое перегорание предохранителя, срабатывание прерывателей, удлинение времени нагрева либо нестабильные характеристики термостата. Не допускается выполнение ремонтных операций электрических систем без предварительного отключения всей установки от источника электропитания.

J.2.9 При выполнении технического обслуживания ячейки для проб пользователю следует учитывать, что фильтрационная ячейка представляет собой сосуд под давлением и ее следует рассматривать как источник возможной повышенной опасности. Далее приводятся меры предосторожности, соблюдение которых обеспечивает безопасность работ.

J.2.9.1 Материал ячейки должен быть совместим с материалом пробы.

J.2.9.2 Не допускается использование ячейки при наличии глубокой питтинговой коррозии или трещин, образовавшихся под действием напряжений.

J.2.9.3 Не допускается использование ячеек, крышек ячеек или стопорных колец с любыми признаками деформации или повреждения. Внимательно осматривать все резьбы на наличие признаков повреждения.

J.3 Оборудование. Прибор для определения закупоривающей способности с резьбовыми торцевыми крышками

J.3.1 Ячейка РРА

J.3.1.1 Имеются два изготовителя РРА. Оба поставляют резьбовые торцевые крышки для ячеек, используемых для испытаний, которые выполняются под давлением, превышающим 13800 кПа (2000 фунт/дюйм²). Существуют резьбовые торцевые крышки для трех диапазонов номинальных значений давления: 20700 кПа (3000 фунт/дюйм²), 27600 кПа (4000 фунт/дюйм²) и 34600 кПа (5000 фунт/дюйм²). К аппарату должны быть прикреплены руководства по эксплуатации или описание настоящей процедуры, и перед использованием персоналу, незнакомому с данным устройством, следует прочитать эти инструкции. Если пользователь не в состоянии достоверно определить ограничения по рабочим характеристикам, должны соблюдаться наиболее низкие ограничения по давлению.

ОПАСНО - Выполнять рекомендации изготовителя относительно максимальной температуры, давления и объема пробы. Несоблюдение рекомендаций может привести к серьезным травмам.

J.3.1.2 Полученное от изготовителя оборудование РРА снабжено клапанами, рассчитанными на 260 °С (500 °F). В случае необходимости замены какого-либо клапана в период эксплуатации настоятельно рекомендуется, чтобы устанавливаемые клапаны были рассчитаны на использование при 260 °С (500 °F).

J.3.1.3 РРА разработан для обеспечения повышенной точности измерений статической фильтрации. Он может работать при давлениях и температурах, приближенных к скважинным условиям и позволяет использовать фильтрующий материал для имитации контактных поверхностей нефтеносных пород. Ячейка для раствора переворачивается с давлением, подаваемым от дна ячейки, среда фильтрации располагается сверху, и фильтрат собирается в верхней части. Малый ручной гидравлический насос подает давление в ячейку. Давление передается на пробу бурового раствора через плавающий в ячейке поршень. Дополнительное уплотнительное кольцо на поршне не допускает смешивание гидравлического масла с пробой.

J.3.1.4 РРА может использовать различные среды фильтрации, включая пористые керамические или металлокерамические диски, керны и подушки из песка с покрытием или без покрытия. Доступны керамические диски с проницаемостью от 100 миллидарси до 100 дарси. Использование материалов, имитирующих контактные поверхности нефтеносных пород, вместе с использованием соответствующих значений давления и температуры испытания предоставляет пользователю более точную картину того, что происходит в стволе скважины.

Для обеспечения однородности условий анализа и воспроизводимости результатов диски могут быть классифицированы с использованием собственной процедуры пользователя для испытания на проницаемость или процедуру J.3.2.7.

J.3.1.5 Значения давления испытания обычно ограничиваются пределами безопасности ячейки, определенными изготовителем: 20700 кПа (3000 фунт/дюйм²), 27800 кПа (4000 фунт/дюйм²) или 34500 (5000 фунт/дюйм²) при температуре 260 °С (500 °F). Если при испытании используется противодавление, может быть необходимым снизить максимальное давление испытания, чтобы не допустить превышения предельного давления ячейки.

Не следует использовать крышки с признаками повреждения, их следует отбраковать. Не следует использовать корпуса ячеек с признаками растрескивания под напряжением или серьезной точечной коррозии.

J.3.1.6 Для температур выше 93 °С (200 °F) приемник с противодавлением должен находиться под давлением, чтобы не допустить закипание фильтрата. Стандартный приемник с противодавлением в качестве источника давления использует СO₂. По желанию источник давления СO₂ может быть заменен на азотный с соответствующей системой шлангов.

J.3.1.7 Ячейка РРА заключена в алюминиевую камеру с регулируемой во время нагревания и фильтрации температурой. Эта камера полностью закрывает зону фильтрации, обеспечивая фильтрацию при любой заданной температуре от комнатной до 260 °С (500 °F). Температура в ячейке может измеряться с помощью металлического стержневого термометра, установленного в специальном кармане стенки ячейки. Температура регулируется с помощью ручки регулирования термостата. Диск имеет шкалу с делениями от 1 до 10. После достижения заданной температуры ее можно повторить, устанавливая ручку регулировки на нужное деление. Стандартные ячейки для фильтр-пресса РРА изготавливаются из нержавеющей стали. Потребление энергии термокамерой РРА составляет 800 Вт.

J.3.1.8 РРА может использоваться в промысловых условиях или в лаборатории. Для работы в промысловых условиях имеется контейнер из нержавеющей стали с откидной рабочей полкой.

J.3.2 Среда фильтрации, это могут быть диски или любой пористый материал, такой как керамика, металлокерамика, фильтры из песка с полимерным покрытием, фракционированный песок или образцы керна.

J.3.2.1 Стандартная толщина диска составляет 6,5 мм (0,25 дюйма), но при использовании переходников могут использоваться и диски большей толщины. Для каждого анализа необходимо использовать новый диск. Для буровых растворов на водной основе перед использованием погрузить диск на период от 5 до 30 мин в пресную или минерализованную воду. Для фильтрующих материалов с низкой пористостью и проницаемостью рекомендуется применять вакуумную пропитку.

Существуют неизбежные различия в размерах пор керамических дисков, обычно используемых в таких испытаниях. Следовательно, при выполнении сравнительных испытаний рекомендуется, чтобы диски испытывались и классифицировались для обеспечения максимально возможной однородности. Изготовители выполняют испытания контроля качества для классификации дисков и могут по запросу предоставить пользователю средний диаметр поровых каналов и среднюю пористость. Для дополнительной классификации диска пользователь может выполнить простое испытание на проницаемость с пресной водой.

J.3.2.2 Доступны другие виды дисков, включая песчаные керны Береа (Berea) различной пористости и проницаемости. Пользователю следует иметь в виду, что эти керны имеют разную пористость и проницаемость, и это может повлиять на достоверность результатов анализа. Керны могут быть нарезаны по размеру цилиндра прибора и обычно имеют толщину 6,5 мм (0,25 дюйма). При использовании усовершенствованного цилиндра могут использоваться также керны 25,4 мм (1 дюйм).

J.3.2.3 Песок с полимерным покрытием может иметь форму цельного диска, с выбранным размером зерна, чтобы обеспечить заданную проницаемость. Песок нагревается до 150 °С (300 °F) в течение от 1 до 3 ч в форме с размерами, немного превышающими размеры обычного диска, и толщиной 6,5 мм (0,25 дюйма) или 25,4 мм (1 дюйм). Перед нагреванием форму следует покрыть силиконовой смазкой.

J.3.2.4 Диски из песка с полимерным покрытием могут изготавливаться, чтобы обеспечить существенную разницу размеров пор и проницаемости путем использования песка с различными размерами зерна. Песок с большими размерами зерна может применяться в качестве фильтрующего материала при анализе материалов для борьбы с поглощениями, который должен использоваться для регулирования потерь на фильтрацию в условиях интенсивной фильтрации.

J.3.2.5 Диски из металлокерамики или щелевые металлические диски могут использоваться для имитации трещин или пород с высокой проницаемостью. При оценке материалов для борьбы с поглощениями, необходимых для перекрытия конкретной породы, размер пор диска следует сравнить с размерами пор данной породы.

J.3.2.6 Песчаные подушки могут использоваться в качестве фильтрующего материала, если в ячейке РРА фильтр находится в нижней части. Чтобы обеспечить лучшую повторяемость песчаной подушки по толщине, сначала определить необходимую толщину подушки, а затем взвесить количество песка, необходимого, чтобы сформировать такую толщину. Перед проведением анализа следует пропитать песчаные подушки базовым флюидом. Если пользователю требуется провести анализ стандартным способом с фильтрующим материалом в верхней части ячейки, фильтр из песка с полимерным покрытием можно разместить в ячейке, прогреть в течение от 1 до 3 часов при температуре 150 °С (300 °F), остудить, а затем перевернуть для проведения анализа.

J.3.2.7 Процедура сравнения керамических дисков: установить диск в ячейку РРА и заполнить ячейку водой. Используя оборудование для определения воздухопроницаемости, при закрытом верхнем клапане ячейки, отрегулировать давление на контрольном манометре 200 кПа (30 фунт/дюйм²) на уровне от 28 кПа до 31 кПа (от 4,0 фунт/ дюйм²  4,5 фунт/дюйм²). Открыть клапан в верхней части ячейки и отрегулировать давление на уровне 14 кПа  0,7 кПа (2,0 фунт/дюйм²  0,1 фунт/дюйм²). После открытия клапана в нижней части ячейки снова с помощью верхнего клапана отрегулировать давление на уровне 14 кПа  0,7 кПа (2,0 фунт/дюйм²  0,1 фунт/дюйм²). Измерить время прохождения 300 мл с использованием градуированного цилиндра емкостью 500 мл, измерить время с отметки 100 мл до отметки 400 мл. Если для сравнения используется РРТ, протестировать и классифицировать несколько дисков и использовать те из них, которые имеют аналогичные значения.

J.3.3 Таймер с точностью до 0,1 мин.

J.3.4 Термометр со шкалой до 260 °С (500 °F).

J.3.5 Градуированный цилиндр объемом 25 мл (ТС) или 50 мл (ТС). (Мерный цилиндр по ГОСТ 1770-74 вместимостью 25 см³ или 50 см³).

J.3.6 Высокоскоростная мешалка (миксер).

J.4 Порядок выполнения работ для фильтрации при высокой температуре и высоком давлении (НТНР)

J.4.1 Предварительный нагрев термокамеры

J.4.1.1 Подключить шнур питания к источнику питания в соответствии с данными паспортной таблички.

J.4.1.2 Повернуть термостат на середину шкалы и поместить металлический термометр со шкалой в карман для термометра термокамеры. Когда температура достигнет значения, установленного термостатом, загорится сигнальная лампочка.

J.4.1.3 Установить термостат на температуру, превышающую заданную температуру анализа на 6 °С.

J.4.2 Заполнение фильтрационной ячейки

J.4.2.1 Фильтрационная ячейка является сосудом под давлением. Корпуса ячеек с признаками растрескивания под напряжением или глубокой питтинговой коррозии не должны использоваться. Для обеспечения безопасности работ следует выполнять следующие процедуры.

J.4.2.2 Использовать рычажный ключ, чтобы снять торцевые крышки. Открутить ниппели с крышек и вынуть поршень из ячейки.

J.4.2.3 Проверить уплотнительные кольца на ниппелях, плавающем поршне, корпусе ячейки и торцевых крышках и при наличии повреждений заменить их [все уплотнительные кольца обычно следует заменять после проведения анализа при температуре выше 150 °С (300 °F)]. Нанести на уплотнительные кольца тонкий слой смазки, особое внимание уделить качеству смазки уплотнения поршня. Накрутить плавающий поршень на Т-образный ключ и установить поршень на дне ячейки, перемещая его вверх и вниз, чтобы убедиться в его свободном перемещении (нижняя часть ячейки, загрузочная часть, имеет более короткую канавку, чем верх). Разместить поршень на дне или в нижней части ячейки, затем открутить ключ от поршня.

J.4.2.4 Заполнить пространство над поршнем гидравлическим маслом точно по уровню торцевой поверхности.

J.4.2.5 Нанести противозадирную пасту на торцевую поверхность отверстия ячейки, горизонтальную поверхность на торце ячейки и заполнить пространство над поршнем гидравлическим маслом точно по уровню торцевой поверхности.

J.4.2.6 Нанести на резьбы термостойкую консистентную смазку и затем закрутить торцевую крышку на место, умеренно затягивая с помощью двухштифтового рычажного ключа. Избыточное затягивание не улучшит уплотнение, и создаст дополнительные трудности при снятии крышки.

J.4.2.7 Установить гидравлическую торцевую крышку в нижней части ячейки: нажимать на шарик противодавления на ниппеле крышки на конце подачи давления, чтобы сбросить давление и обеспечить более свободное продвижение крышки в ячейку.

Некоторое количество масла вытечет через отверстие в крышке, указывая, что между торцевой крышкой и поршнем нет воздуха.

J.4.2.8 Соединить нижний ниппельный блок со шлангом насоса и прокачать некоторое количество гидравлического масла, чтобы вытеснить воздух из ниппеля. Затем, обращая внимание на то, чтобы не пролить масло из ниппеля, присоединить ниппельный блок к нижней торцевой крышке ячейки и отсоединить шланг насоса.

Следующие операции могут выполняться в предварительно нагретой термокамере, в ненагретой термокамере, если таковая имеется, или на специальном стенде.

Для получения более точных результатов анализа, непосредственно перед загрузкой в ячейку следует перемешивать буровой раствор в течение 5 мин.

J.4.2.9 Повернуть ячейку вверх и залить примерно 275 мл бурового раствора. Это обеспечит возможность расширения при нагревании. Не превышать это количество.

J.4.2.10 Снова подсоединить шланг насоса к быстроразъемному соединению на ниппеле в нижней части ячейки и закрыть нагнетательный клапан на насосе. Привести в действие насос, чтобы поднять уровень пробы раствора до канавки уплотнительного кольца.

J.4.2.11 Надеть кольцевое уплотнение и установить поверх него выбранный керамический диск или другой фильтрующий материал.

J.4.2.12 Установить верхнюю торцевую крышку ячейки.

J.4.2.13 Смазать резьбы и нижнюю поверхность удерживающего кольца и закрутить кольцо в верхней части ячейки. Затянуть, используя одноштифтовый рычажный ключ, если необходимо, до того, как фланец с насечкой удерживающего кольца будет на одном уровне с верхом корпуса ячейки. Дополнительная затяжка не улучшит уплотнение и создаст дополнительные трудности при снятии крышки.

Эта операция применима только для ячеек с удерживающими кольцами для верхней торцевой крышки.

J.4.2.14 Установить ячейку в термокамеру. Убедиться, что опора ячейки выдвинута с помощью рукоятки, установить блок ячейки и повернуть его таким образом, чтобы штифт нижней части термокамеры был вставлен в отверстие в нижней части корпуса ячейки. Это предотвратит вращение ячейки.

J.4.2.15 При помещении закрытой ячейки в горячую термокамеру может произойти резкое повышение давления в ячейке в результате температурного расширения содержимого и гидравлической жидкости. Если при комнатной температуре ячейка помещается в нагретую термокамеру, немедленно подключить насос, чтобы обеспечить сброс гидравлической жидкости и не допустить возникновения избыточного давления. Во время нагревания следует периодически контролировать давление, сбрасывая избыточное давление.

J.4.3 Повышение давления в ячейке

J.4.3.1 При фильтрации при температуре, превышающей точку кипения пробы раствора, необходимо использовать приемник с противодавлением, чтобы не допустить испарения фильтрата. Это также необходимо, чтобы не допустить закипания пробы во время повышения давления. В таблице 2 приведены значения давления в соответствии с температурой анализа; использовать гидравлический насос, чтобы создать такое давление в ячейке. При использовании ручного насоса следует выполнять один ход поршня в секунду.

J.4.3.2 Во время нагревания ячейки приготовить приемник с противодавлением следующим образом.

Убедиться, что регулирующий Т-образный винт повернут против часовой стрелки настолько, чтобы сбросить все давление. После сброса давления винт должен свободно поворачиваться.

Открыть клапан сброса давления, чтобы сбросить возможное остаточное давление и извлечь баллон с СO₂ из нагнетающего устройства. Отправить на утилизацию пустой баллон, заменить его новым и затянуть его с усилием, достаточным, чтобы проколоть его. В это время не нужно трогать регулятор.

Проверить, закрыт ли клапан сброса давления на блоке СO₂ и дренажный клапан фильтрата.

Отложить блок противодавления в сторону. Он должен быть установлен, как описано в J.4.3.4.

J.4.3.3 Контролировать температуру в ячейке с помощью термометра, установленного в специальном кармане стенки ячейки, а не в кармане термокамеры. Когда в ячейке будет достигнута заданная температура, отрегулировать термостат, чтобы температура термокамеры опустилась до температуры анализа. Поддерживать заданную температуру ячейки пока завершится температурное расширение и перестанет нарастать давление в ячейке. Это может занять больше 1 ч.

J.4.3.4 Когда температура ячейки достигла необходимого значения и давление стабилизировалось, установить приемник с противодавлением на переходнике верхнего клапана. Закрепить приемник с помощью удерживающей шпильки. Установить нагнетательный блок СO₂ в верхней части приемника. Закрепить нагнетательный блок СO₂ другой шпилькой.

J.4.3.5 Если для слива фильтрата используется специальный шланг, присоединить его к сливному клапану и направить в градуированный цилиндр для сбора фильтрата.

Чтобы обеспечить точность измерений, пространство между фильтрующим материалом и выходом приемника с противодавлением и клапаном приемника до начала анализа следует заполнить базовым флюидом. Это обеспечит вытеснение флюидом, проходящим через фильтр, равного объема жидкости в ресивер. Невыполнение этой корректирующей процедуры может привести к значительным ошибкам.

J.4.3.6 См. в Таблице I.1 подходящее давление для приемника с противодавлением и установить его поворотом Т-образного винта на регуляторе давления до достижения необходимого давления.

J.4.3.7 С помощью насоса повысить давление в ячейке до необходимого уровня, затем открыть клапан между ячейкой и приемником с противодавлением, чтобы начать анализ.

Дифференциальное давление фильтрации равно разности между давлением в ячейке и давлением в приемнике.

J.4.4 Выполнение анализа фильтрации

J.4.4.1 Проверить значение противодавления на регуляторе давления. Отрегулировать, если необходимо.

J.4.4.2 Установить таймер на необходимое время фильтрации. Фильтрат должен собираться через интервалы 1 мин, 7,5 мин и 30 мин. Если необходимо, пробы могут отбираться чаще, но не следует этого делать до истечения 1 минуты. Точные значения времени и объемов необходимы для достоверных расчетов параметров фильтрата.

Для более точного определения мгновенной водоотдачи собирать фильтрат через 1 мин, 5 мин, 7,5 мин, 15 мин, 25 мин и 30 мин, собранные объемы фильтрата представить графически как зависимость от квадратного корня значения времени.

J.4.4.3 Начать фильтрацию, открыв клапан между ячейкой и приемником с противодавлением. Давление в ячейке, показанное манометром насоса, вначале снизится. Для поддержания давления на заданном уровне использовать насос. При использовании ручного насоса следует выполнять один ход поршня в секунду.

J.4.4.4 По истечении каждого интервала фильтрат следует сливать в градуированный цилиндр из приемника с противодавлением через выпускной клапан и вносить в отчет время и общий объем.

J.4.4.5 Давление в ячейке будет слегка понижаться по мере уменьшения в результате фильтрации объема содержимого ячейки и в результате возможных утечек на насосе. Можно повышать давление в ячейке, чтобы поддерживать постоянное давление. Поддерживать необходимое давление в ячейке и приемнике с противодавлением на протяжении всего времени анализа.

Рекомендуется сливать фильтрат из приемника с противодавлением без использования сливного шланга, подсоединенного к сливному клапану. Если необходимо использовать шланг, следует минимизировать его длину, чтобы уменьшить ошибку за счет задержки жидкости на внутренней поверхности шланга.

J.4.4.6 По истечении 30 мин закрыть клапан и слить оставшийся фильтрат из ресивера поддерживающего давления в градуированный цилиндр. Внести в отчет общий объем фильтрата в градуированном цилиндре.

J.5 Завершение испытания и разборка оборудования

J.5.1 Отключить термокамеру от источника питания. Следует снизить температуру пробы в ячейке до 38 °С (100 °F), для обеспечения безопасности открывания ячейки.

J.5.2 Остудить ячейку, не вынимая ее из термокамеры. Если подобные анализы проводятся с достаточной периодичностью, для их упорядочивания можно предусмотреть систему охлаждения, охлаждающую станцию или баню. Предусмотрен специальный подсобный инструмент, который следует использовать всякий раз, когда необходимо работать с горячей ячейкой.

ОПАСНО - Охлаждение горячих ячеек следует выполнять с предельной осторожностью.

Рекомендованная процедура осложняет выполнение более одного анализа в течение восьми часов рабочего дня при наличии одного РРА. При наличии заинтересованности пользователя в повышении производительности, ему потребуется разработать собственную процедуру и оборудование для охлаждения. Первичным требованием в этом случае должно быть требование безопасности.

J.5.3 Изолировать компоновку противодавления от источника давления, поворачивая Т-образный винт регулятора против часовой стрелки, пока его движение не станет свободным.

J.5.4 Открыть клапан стравливания давления на блоке СO₂, чтобы сбросить давление в приемнике с противодавлением.

J.5.5 После удаления шпильки снять блок СO₂ с верхнего ниппельного переходника.

J.5.6 Вынуть шпильку и снять приемник с противодавлением.

J.5.7 Открыть клапан гидравлического насоса для сброса давления в ячейке, затем отсоединить гидравлическое быстроразъемное соединение.

J.5.8 Открыть фильтрационный клапан для освобождения остаточного давления между фильтром ячейки и приемником с противодавлением.

J.5.9 Если предполагается, что ячейка находится под давлением и экранированная торцевая крышка не находится в нижнем положении, для определения положения плавающего поршня можно использовать следующую процедуру. Снять блок быстроразъемного соединения с нижней торцевой крышки ячейки и ввести тонкое сверло или проволоку через крышку, чтобы определить, что поршень располагается в нижней части. Если в нижней части поршня НЕТ, значит, нет давления. Если поршень находится в нижней части, в ячейке возможно остаточное давление. Снова подключить гидравлический насос и сделать несколько ходов поршня. Если ячейка находится под давлением, это можно определить по усилию, которое необходимо прикладывать, чтобы передвигать поршень.

J.5.10 Если имеются признаки наличия давления в ячейке, полностью снять блок фильтрационного клапана с ячейки и с помощью тонкого сверла или проволоки удалить засорение. Сверло или проволока остановятся при контакте с фильтрующим диском. Надеть перчатки и убедиться, что отверстие направлено в сторону от оператора, который вставляет сверло или проволоку.

Ячейку следует открывать только тогда, когда оператор полностью уверен, что содержимое не находится более под давлением.

J.5.11 Поднять или вынуть ячейку. Если необходимо, ячейку можно приподнять в термокамере за клапан фильтрации или используя дополнительный инструмент для захвата ячейки. Присоединить данный инструмент к ниппелю входного отверстия противодавления выше клапана фильтрации, где обычно присоединяется приемник с противодавлением. Закрепить его, используя шпильку штока клапана. Ячейка может поддерживаться на основании для ячейки или поднята из нагревательной камеры и размещена на стенде, пока открывается.

J.5.12 Снять резьбовые крышки с помощью рычажных ключей. Может быть необходимо постучать ключом для страгивания. Сложности при открывании являются признаком недостаточной смазки, избыточной затяжки или неудовлетворительной очистки. Может понадобиться использование соответствующего инструмента, такого как тиски с мягкими губками, цепной ключ, ленточный ключ или аналогичное устройство для удерживания ячейки во время откручивания крышки.

J.5.13 Расположить ячейку фильтром вверх и открутить верхнюю крышку.

J.5.14 Вынуть фильтрующий диск. Использовать маленький нож, маленькую отвертку или аналогичный инструмент с тонким лезвием, чтобы поддеть кромку диска, затем вынуть диск и фильтрационную корку. Если необходимо, слегка промыть фильтрационную корку пресной водой, затем измерить и внести в отчет ее толщину и комментарии по ее составу.

J.5.15 Освободить ячейку от бурового раствора и вымыть внутреннюю часть ячейки пресной водой. Обычно нет необходимости вынимать плавающий поршень и нижнюю торцевую крышку, кроме случаев, когда анализ проводился при температуре 150 °С (300 °F) и выше.

Если анализ проводился при температуре выше 150 °С (300 °F), следует заменить уплотнительные кольца.

J.5.16 Для замены уплотнительных колец плавающего поршня и нижней торцевой крышки следует выполнить следующие три процедуры.

a) Снять нижнюю торцевую крышку, как описано в J.5.10 и J.5.11, имея ввиду, что положение ячейки обратное и используется двухштифтовый рычажный ключ.

b) Вынуть плавающий поршень. Накрутить Т-образный ключ на плавающий поршень и продавить или вытащить поршень с любой стороны ячейки. Иметь в виду, что невозможно вынуть плавающий поршень через верх ячейки, не снимая нижней торцевой крышки. Снять и отправить на утилизацию все уплотнительные кольца поршня и крышки.

c) Очистить все детали для повторного использования.

J.6 Протоколы испытаний

J.6.1 Протокол по фильтрату

Внести в отчет значение общего объема фильтрата, собранного за каждый установленный промежуток времени, в миллилитрах.

J.6.2 Мгновенная водоотдача

Мгновенную водоотдачу (2.4) можно представить пересечением на оси y прямой линии, представляющей статическую скорость фильтрации, при том, что квадратный корень времени фильтрации отмечается по оси x, и объема фильтрата [удвоенного для корректировки площади фильтрации, если используется фильтрующий материал 22,6 см² (3,5 дюйм²)], отмеченного по оси y. В качестве альтернативы приблизительное значение можно рассчитать по формуле (I.2).

Для более точного определения мгновенной водоотдачи собирать и фиксировать данные об объеме фильтрата за более короткие промежутки времени и представить эти данные в соответствии с J.4.4.2.

J.6.3 Расчет

Рассчитать объем испытания на закупоривающую способность, мгновенную водоотдачу и статическую скорость фильтрации по формулам (I.1), (I.2) и (I.3) соответственно.

J.6.4 Протокол по фильтрационной корке

Измерить и внести в отчет данные о толщине фильтрационной корки с точностью до 1,0 мм (1/32 дюйма). Внести в отчет такие характеристики, как твердая, мягкая, вязко-упругая, эластичная, плотная и т.д. Несмотря на то что это будут субъективные оценки, они могут содержать важную информацию.