Способ определения адгезии смазочных добавок к поверхности твердого тела

(9)5)5 6 01 й 19 ЕН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗО К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Ухтинский индустриальный институт(56) Синицын В.ВМихеев Е.СФукс Г,И.Факторы, влияющие на адгезию пластических смазок. Коллоидный журнал, 1986,Х 1 ЧИ 1, вып, 2, с,374.Зимон А.Д. Адгезия пленок и покрытий;М.: Химия, 1977, с.148,(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АДГЕЗИИСМАЗОЧНЫХ ДОБАВОК К ПОВЕРХНОСТИТВЕРДОГО ТЕЛА(57) Изобретение относится к бурению скважин, в частности для исследования эффективности смазочных добавок, вводимых вбуровой раствор, Цель изобретения - повышение точности определения адгезии смазочных добавок при использовании вкачестве покрытия бурового раствора, способного образовывать во времени структуры как в объемной, так и в пристеннойобласти, На две подложки наносят покрыИзобретение относится к области бурения скважин, в частности для исследования эффективности смазочных добавок вводимых в буровой раствор.Известен способ оценки адгезии пластическлх смаэок к поверхности материала в водной среде, основанный на использовании кавитационного воздействия воды, облучаемой ультразвуком, В этом случае, чем больше смазочной добавки удержалось на поверхности, т,е. чем выше ее адгеэия к поверхности, тем эффективнее смазочная добавка.Данный способ не позволяет оценить адгеэию смазок в среде структурированных тия соответственно С промежуточными слоем смазочной добавки и без него, последовательно измеряют напряжения сдвига обоих покрытий и по ним определяют адгезию смазочной добавки и находящимся в среде бурового раствора, способного образовывать во времени структуры как в объемной, так и в пристенной области.Напряжения сдвига обоих покрытий создают путем относительного вращения двух коаксиальных цилиндров, внутренние из которых используют в качестве подложек.Измерение напряжения сдвига осушествляют два раза с временным интервалом, причем первый раз после минутной выдержки и с нанесенным слоем смазочной дооавки нв подложку, а адгезию осуществляют по пока-зателю а, который определяется из соотно- шениЯ: а =Аск (А -Аск /А 1. гДе Аск и)2 Ю 1 1 А 1 - соответственно напряжения сдвига бурового раствора на цилиндре с нанесенным слоем.смазочной добавки и без него при первом измерении; Аска и Аа - то же, при втором измерении. 2 табл.евай жидкостей, которыми являются буровые растворы, Способ не рационален и не может использоваться в промысловых условиях.Наиболее близким является спо"об определения адгезионной прочности льда к поверхности твердого тела, заключающийся в том, что на две подложки наносят покрытия из льда соответственно с промежуточным слоем смазочной добавки и без нее, затем измеряют напряжение сдвига обоих покрытий и по ним определяют адгезию смазочной добавки, показатель адгезии находится как отношение величины напряжений.Однако данный способ не позволяет определить адгеэи 1 о смазочных добавок к поверхности материала и производить ихвыбор, Использование способа позволяеттолько судить о степени "загрязнения" поверхности твердого тела.Целью изобретения является повышение точности определения адгезии при использовании в качестве покрытия бутовогораствора способного образовывать во времени структуры как в объемной, так и в пристенной области.Это достигается тем, что на приборекоаксиального типа с гладким внутреннимцилиндром создается напряжение сдвигаобоих нанесенных покрытий путем относительного вращения двух коаксиальных цилиндров, внутренние из которыхиспользуются в качестве подложек, измерение напряжения сдвига бурового раствораосуществляютдва раза с временным интервалом, причем первый раз после минутнойвыдержки подложки с нанесенным слоемсмазочной добавки. После этого показательадгезии ( а ) смазочной добавки к поверхности твердого тела, например, стали определяют как разность отношений величиннапряжений сдвига за определенный момент времени;Ас 1 Ас 1а= -д 12 д 1где а - показатель адгезии смазочнойдобавки к поверхности материала при воздействии структурированного бурового раствора,Аск - напряжение сдвига бурового раствора на цилиндре с нанесенным слоемсмазочной добавки за время покоя, равное 1мин;Аск - то же, при втором измерении;12А 1 - напряжение сдвига на цилиндребез смазочного слоя, за время покоя, равное 1 мин;А - то же, при втором измерении.12Изобретение осуществляется следующим образом,Допустим имеется ряд смазочных доба. вок; нефть, дизельное топливо, нефтесажевая суспензия (СК), отгон и. СМАД, длякоторых необходимо определить адгеэию кповерхности твердого тела и из их числавыбрать наиболее эффективную для данного типа раствора. Предположим, что бурение,осуществляется стальными бурильнымитрубами, поэтому внутренний цилиндр прибора СНСвыбираем стальной, т,е. изго- товленный из той же марки стали, что ибурильные трубы. На поверхность цилиндрананосят тонким слоем(поршевым устройством) испытуемую смазочную добавку, Затем цилиндр опускается в буровой раствор и выдерживается в покое 1 мин, включают прибор.и определяют угол закручивания ни ти ( р ), Напояжение сдвига определяют поФормуле Аск = К у ск, где К - коэффициент .прибора, т,е. коэффициент упругости нити на кручение и находится в пределах (0,02 - 3,0). Затем оставляют раствор в покое на 10 10 и 30 мин, после этого подсчитывают значения Аск и Аск Аналогичным образом опи зоределяют напряжение сдвига на цилиндре без смазочного слоя (А = К гр ). Показатель адгезии смазочной добавки при воздейст вии бурового раствора определяют по формуле,г 2А 1 А 1А 12 д"Данные измерения представлены втабл.1, Откуда видно, что для испытуемых растворов наиболее приемлемой является нефтесажевая суспензия, так как а для каждого интервала времени ниже, чегл у остальных испытуемых добавок.С целью подтверждения достоверностиспособа проведены дополнительные исследования испытуемых смазочных добавок на триботехнические (смаэочньге) характеристики растворов, Результаты исследований представлены в табл,2, Данные таблицы также подтверкдают высокую эГфективность нефтесажевой суспензии.Выполнение поставленной цели позволяет обоснованно подойти к выбору смазочных добавок для конкретного типа буровых растворов, что в свою очередь позволитснизить износ оборудования и инструмента, вероятность прихватов и затяжек бурильных 40 труб вследствие сальникообразования и их"прилипания".к стенке скажины.Вор мул а из обре те н и яСпособ определения адгеэии смазочных добавок к поверхности твердого тела, заключающийся в том, что на две подложки наносят покрытия соответственно с промежуточным слоем смазочной добавки и без него, измеряют напряжение сдвига обоих покрытий и по ним определяют ацгезию 50 смазочной добавки, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точности определения адгезии при использовании в качестве покрытия бурового раствора, способного образовывать во времени струк туры как в обвемной, так и в пристеннойобласти, напряжения сдвига обоих покрытий создают путем относительного вращения двух коаксиальных цилиндров внутренние из которых используют в качестве подложек, измерение напряжения1772699 ГДЕ Аск И А 1 - СООтВЕтСтВЕННО НаПРЯжЕния сдвига бурового раствора на цилиндре с нанесенным слоем смазочной добавки и без него при первом измерении;5 Аск и А - то же при втором измере 12 12нии. Таблнеа 1 тип и состав буроватораствора, нас,а Адгезианиые напряжения сдвига буровато рестварв, Пв Адгезионныа нве прянеиня сдвига цилиндра са сна вочнын елозя Пв ИспытуемаяОэззациеядобавке створаееСНаа ееа 03 га эд Аье дтзаее Гпинистнт бентанит 32-201 ИССО - 1 О водаостальное1 11,37 о,а Див елыютопливо 6 8,3 9,7 ,6 7,3 8,9 7 О,аз 7 О,ЗЭ 0,48 О,ау Нефтесаяеваясуспензия (СК)СИАД"3 5,5 б,г 8,3 5,5 6,8 8,6 О,Эб 0133 0136 0,36 0 У 0,4321Калиевый:беитаиит 303КССО " 3 О 3 КС 16;ИИЦ - 05 з",зада - осетельное 128 ".ьс 12,0 13,6 14 3 1,12 6,1 0,2 У 5 0,33 040957 0,275 0,30 0 ЭВ 3 ан Нефт Отга Нефтесажевзясуспензия (СИСИАД 3 а,9 о,г 75 о,гв 0,329 513 О 275 0129 Р 356 З,Таблица Нспытуенаяснэзочнаядобавка Тип н состав буровараствора, нас.2 аранетр Процентвводадобавокв раствор Нагрузка сваривания варисгкГ Предельнаяпрочностьсмавочноапленки8"лр кг/сн 3 Ьпкостьфильтрвци"оннод коркн 230 ГлинистЫ: бентонит301 КССБ " 151 вода - остальноеа 1 1,0 77 79 7856 З,9 7987 З 6 2 8095. 3,2 8654 2,7 7799 . 3,7 9 7987 3,5 1 8068 31 9 . 7835 35 4 8584 Э 0 9115 . 2,8 20 12530 . 2,4 8419041 1 ьг 20983 1,2 О 54 2,8 15745 2,О 1 У 580 1,6ефт З,5 ВВ гв зельнопливо гон11 Нефтесажевасуспензия,1 СК)СИАД 1 105 148 163 11 КалиевЫбеитоиит"10; КССБ - 1,5; КС 1 " 6;КНЦ " 0,5, воде ос"тальное11 Нефт Нефтесажвваясуспензия сдвига осуществляют два раза с временным интервалом, причем первый раз после минутной выдержки после нанесения смазочной добавки на подложку, а адгезию определяют по показателю а, который определяют изАс 22 АСсоотношения а =А 12 Д 1 10 3,0 50 1,0 3,0 5,0 1,0 Э,О 5 зО 113 3 0 е 1,0 5 а 1,0 З,а 5;0 1,0 З,О 1,0 3,0 5,0 79 74 77 81 136 157 181 9 В 119 151 Уо 53 74151 7738 ВО 56 7584 г 856 8206 11570 36437 19156 9876 11995 1564 3.3 31 29 27 Зь2,8 2,4 17 1,4 1,1 2,0 1,6 1,3