Способ определения структурно-механических параметров уплотненного порошкообразного материала

Изобретение относится к контрольФно-измерительной технике и можетнайти применение в нефтегазодобывающей и других отраслях промьппленностипри хранении и дозировании сыпучих 5тел.Известен способ определения структурно-механических параметров уплотненного порошкообразного материалапутем определения глубины слоя порош 1 Окообразного материала, имеющего,максимальную нагрузку, т.е. максимальную степень уплотняемости,. по,предварительно, измеренным гидравлическому радиусу Р, начальному сопротивлению сдвига порошка Т, коэффициенту трения 1, объемному весу на"сыпного груза т . Глубина Ъ = 5,5"о . Способ позволяет определить,гоглуоину залегания слоя порошка, имеющего максимальную величину уплотненности (этот слой не всегда самый нижний, так как вес столба порошка воздействует только на высоте, равной 25трем диаметрам бункера 1.11.Однако этим способом невозможноопределить величину степени уплотнения в любом слое столба порошкообразного материала. ЗОНаиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяспособ определения структурно-механических параметров порошкообразногоматериала путем создания перепададавления в слое порошкообразного материала. По величине падения давления судят о проницаемости слоя23.Однако известный способ позволяетсудить о пористости порошкообразногоматериала, т.ео величине, характеризующей объем пустот между частицамиматериала, но не позволяет определить степень уплотняемости уплотненного слоя,45Целью изобретения является повышение информативности способа.Поставленная цель достигаетсятем,что при определении структурныхпараметров уплотненного порошкооб 50разного материала путем измеренияпроницаемости образца дополнительноопределяют коэффициент внутреннеготрения частиц, средний диаметр частиц и насыпную массу а степень упФ55лотняемости определяют по формуле 3= к 100%ср где Э - степень уплотняемости;- коэффициент трения междучастицами порошка, Н;С - насыпной вес;П - проницаемость;др- средний диаметр частиц;К - коэффициент пропорциональности.Уплбтняемость порошкообразного материала во времени под действием веса столба вышележащих слоев происходит по экспоненциальному закону. Особенно это относится к порошкам, применяемым в нефтегазодобывающей промышленности в частности для бурения скважин, т.е, глинопорошкам, бариту, карбоксилметилцеллюлозе в су"хом виде и карбоксисульфитспиртовой барде в сухом виде и т,д. При определенной величине степени уплотненности материала он становится "нетекуч" и его невозможно разгрузить через разгрузочное отверстие бункера. Степень уплотняемости в большой мере зависит от среднего диаметра частиц материала и коэффициента сухого трения между ними. Чем менее шероховаты частицы и меньше их средний диаметр, тем выше их степень уплотняемости.Большое значение имеет характер расположения частиц. между собой в слое, т.е. характер их упаковки, Чем меньше поровое пространство остается между частицами, тем меньше проницаемость слоя, тем больше степень уплотняемости порошкообразного материала. Таким образом, величина степени уплотняемости прямо пропорциональная насыпному несу материала и обратно пропорциональна коэффициенту трения между частицами материала, их среднему диаметру н проницаемости слоя материала,Коэффициент пропорциональности характеризует влияние формы бункера на степень уплотняемости порошков. Так,для цилиндрических бункеров коэффициент пропорциональности равен 0,86. Для бункеров, расширяющихся к основанию, коэффициент пропорциональ.ности стремится к единице, а для бункеров, сужающихся к основаниюр. - к нулю.На основании полученных данных выведена эмпирическая формула степе100 Ь6оьП дср Составитель О.АлексееваРедактор Р,Цицика Техред Ж,Кастелевич Корректор О.Тигор Заказ 4364/36 Тираж 823 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва,.Ж, Раушская наб д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3ни, уплотняемости порошкообраэногоматериала коэффициент трения междчастицами порошка, Н;О - насыпнойвес;П - проницаемостьд - средни диаметр частиц,срК - коэфФициент пропорциональности,Размерности параметров даны всистеме СН.П р и м е р. Определяли проницаемость Нефтеабадского глинопорошка,хранившегося в течение 96 ч. Средний диаметр глинистых частиц .-6 составлял 120 мкм или 1210 м.Диаметр частиц определялся методом ситового анализа.Коэффициент трения порошкообразного материала определяли по величине откоса материала, а проницаемость слоя-по величине перепада давления,,Коэффициент трения равен 0,45, а проницаемость нижнего слоя равна 630 10 " ед. СИ, КоэфФициент К 099252 4= 0,8610 -"з. Насыпной вес Нефтеабадского глинопорошка плотностью2,76 г/см для бункера высотой 1 5 ми диаметром О, 6 м составляет 32000.5= 0,86 10 "0,82.10-э, 100 683 10 На чертеже показана кривая изменения степени уплотняемости слоя порошкообраэного материала в процессеего хранения. Экспериментально полученная кривая подтверждает данные, 15 полученные по предлагаемой эмпирической формуле.Успешное состояние хранения порошкообразного материала в бункерахи последующее его дозирование в боль шой мере зависят от, способности порошков уплотняться в зависимости отструктурно-механических свойств ипараметров.Предлагаемый способ прост, позво Лит контролировать уплотненность порошка без разрушения его структуры,не зависит от влияния посторонныхфакторов и обеспечивает точность инадежность контроля.