ГОСТ 33697-2015 (ISO 10414-2:2011). Межгосударственный стандарт. Растворы буровые на углеводородной основе. Контроль параметров в промысловых условиях

5 Определение плотности бурового раствора (массы бурового раствора)

5.1 Принцип

Указанная процедура используется для определения массы определенного объема жидкости (т.е. плотности). Плотность бурового раствора выражают в граммах на миллилитр или килограммах на кубический метр (фунтах на галлон или фунтах на кубический фут).

5.2 Аппаратура

5.2.1 Любое устройство для измерения плотности с точностью измерения +/- 0,01 г/мл или +/- 10 кг/м³ (0,1 фунт/галлон или 0,5 фунт/фут³).

Для определения плотности бурового раствора обычно используются рычажные весы. Конструкция рычажных весов предусматривает с одной стороны коромысла чашу для бурового раствора и закрепленный противовес с другой стороны, при этом направляющая скользящего груза должна свободно перемещаться по градуированной шкале. Пузырек уровня крепится на штанге для обеспечения точности взвешивания. При необходимости увеличения диапазона взвешивания могут использоваться различные приспособления.

Устройство подлежит частой калибровке с помощью пресной воды, например, раз в одну или две недели.

Показание для свежей воды при температуре 21 °C (70 °F) должно составлять 1,00 г/мл или 1000 кг/м³ (8,345 фунт/галлон или 62,4 фунт/фут³). В противном случае необходимо выполнить соответствующую настройку с помощью регулировочного винта или количества свинцовых дробинок в отверстии на конце градуированного плеча. Калибровку верхней плотности выполняют согласно указаниям производителя на регулярной основе, например, ежегодно.

5.2.2 Термометр диапазоном измерений от 0 до 105 °C (от 32 до 220 °F) и точностью измерений +/- 0,1 °C (+/- 0,2 °F).

5.3 Методика

5.3.1 Рычажные весы устанавливают на плоскую, ровную поверхность.

5.3.2 Измеряют и записывают температуру бурового раствора.

5.3.3 Испытуемый буровой раствор помещают в чистую сухую чашу. На заполненную буровым раствором чашу надевают крышку и поворачивают до плотного прилегания. Необходимо, чтобы некоторое количество бурового раствора вышло через отверстие в крышке для удаления оставшегося воздуха или газа.

5.3.4 Крепко удерживая крышку на чаше с буровым раствором (закрыв отверстие в крышке пальцем), начисто и насухо моют или протирают наружную поверхность чаши.

5.3.5 Штангу устанавливают на опорную основу и уравновешивают, перемещая груз по градуированной шкале. Равновесие считается достигнутым, когда пузырек находится под осевой линией.

5.3.6 Показания плотности бурового раствора считывают с одной из четырех калиброванных шкал по положению скользящего груза. Поскольку считается, что плотность воды составляет 1 г/мл (см. определения 3.2 и 3.4), данные о плотности могут быть непосредственно получены в граммах на миллилитр, используя шкалу удельного веса, в фунтах на галлон и фунтах на кубический фут или как градиент бурового раствора в фунтах на квадратный дюйм на 1000 футов.

5.4 Расчеты

5.4.1 Плотность бурового раствора указывают с точностью до 0,01 г/мл или 10 кг/м³ (0,1 фунт/галлон или 0,5 фунт/фут³).

5.4.2 Для преобразования значения в другие единицы используют уравнения с (1) по (7) и таблицы 1 и 2.

Для преобразования в другие единицы плотности , г/мл, используют уравнения с (1) по (3):

(1)

где - плотность бурового раствора, кг/м³;

(2)

где - плотность бурового раствора, фунт/галлон;

(3)

где - плотность бурового раствора, фунт/фут³.

В таблице 1 приведен коэффициент умножения, который используют для перевода плотности из одних единиц в другие.

Таблица 1

Перевод единиц плотности

Единицы измерения	Умножить для перевода в
Единицы измерения	г/мл	кг/м³	фунт/галлон	фунт/фут³
г/мл	1	1000	8,345	62,43
кг/м³	0,001	1	0,0083	0,06243
фунт/галлон	0,120	120	1	7,4805
фунт/фут³	0,0160	16,02	0,1337	1

Уравнения с (4) по (7) используют для перевода плотности в градиент бурового раствора Г_DFG, кПа/м (фунты на квадратный дюйм на фут):

Г_DFG,A = 9,81·г/мл; (4)

Г_DFG,A = 0,226·фунт·дюйм²/фут; (5)

Г_DFG,B = 0,0520·фунт/галлон; (6)

Г_DFG,B = 0,00694·фунт/фут³, (7)

где Г_DFG,A - градиент бурового раствора, кПа/м;

Г_DFG,B - градиент бурового раствора, фунт·дюйм²/фут.

Список для перевода единиц плотности приведен в таблице 2.

Таблица 2

Перевод единиц плотности

Граммы на кубический сантиметр <1> (г/мл)	Килограммы на кубический метр (кг/м³)	Фунты на галлон (фунт/галлон)	Фунты на кубический фут (фунт/фут³)
0,70	700	5,8	43,7
0,80	800	6,7	49,9
0,90	900	7,5	56,1
1,00	1000	8,345	62,4
1,10	1100	9,2	68,7
1,20	1200	10,0	74,9
1,30	1300	10,9	81,1
1,40	1400	11,7	87,4
1,50	1500	12,5	93,6
1,60	1600	13,4	99,9
1,70	1700	14,2	106,1
1,80	1800	15,0	112,4
1,90	1900	15,9	118,6
2,00	2000	16,7	124,8
2,10	2100	17,5	131,1
2,20	2200	18,4	137,3
2,30	2300	19,2	143,6
2,40	2400	20,0	149,8
2,50	2500	20,9	156,1
2,60	2600	21,7	162,3
2,70	2700	22,5	168,5
2,80	2800	23,4	174,8
2,90	2900	24,2	181,0
<1> Значение соответствует относительной плотности и удельному весу в граммах на миллилитр или килограммах на кубический метр.