Page 16 - ИЗБРАННЫЕ ТРУДЫ А. X. МИРЗАДЖАНЗАДE

Вопросы гидродинамики вязко-пластичных и вязких жидкостей в применении к нефтедобыче

Из существующих формул наиболее плотно деформационное поведение жидкостей
с аномальной вязкостью характеризует формула Шведова — Бингама, согласно которой
структурно-механические свойства структурированных систем могут быть охарактеризо-
ваны двумя параметрами: структурной вязкостью и предельным напряжением сдвига.
Предельное напряжение сдвига измеряет прочность образовавшейся сетчатой структу-
ры и тем самым характеризует способность раствора удерживать во взвешенном состоянии
утяжелитель в утяжеленных растворах и выбуренную породу при остановках циркуляции.
Поэтому знание величины статического напря-
жения сдвига необходимо при практической работе с
глинистым раствором в процессе химической обра-
ботки.
Для определения предельного напряжения сдви-
га существует целый ряд приборов, основанных на
следующих принципах:
— проталкивании столбика глинистого раство-
ра через капиллярную трубку;
1 — раствор из локбатанской глины — тангенциальном смещении пластинки в ис-
на морской воде, вязкость 30 с по СПН-5; пытуемом глинистом растворе;
2 — раствор из карачухурской глины на — вращении коаксиальных цилиндров в
морской воде, вязкость 30 с по СПВ-5;
3 — то же вязкостью 40 с по СПВ-5; глинистом растворе и др.
4 — то же на пресной воде вязкостью Измерениями ряда исследователей [8, 9] уста-
40 с по СПВ-5 новлено, что скорость наложения деформации оказы-
Рисунок 1 — Зависимость вает значительное влияние на величину предельного
напряжения от скорости сдвига напряжения сдвига. Исследуя суспензии из туркмен-
ского джебелита различных концентраций, К. Ф. Жигач и Э. Г. Кистер нашли, что инвари-
антность предельного напряжения сдвига имеет место при скоростях наложения деформа-
ции порядка 50 μ/сек [9].
Проверка результатов исследований К. Ф. Жигача и Э. Г.Кистера на глинистых рас-
творах из карачухурской и локбатанской глин показала, что для указанных растворов ин-
вариантность предельного напряжения сдвига наблюдается при скоростях 180–200 μ/сек
[10] (рисунок 1). Такое несовпадение данных может быть объяснено различным характе-
ром тиксотропного структурообразовнния растворов из туркменского джебелита и из ка-
рачухурской и локбатанской глин. Глинистые растворы из туркменского джебелита, при-
готовленные на пресной воде, характеризуются тиксотропным структурообразованием с
хрупким характером разрушения структуры, а растворы из карачухурской и локбатанской
глин — тиксотропным структурообразованием с пластическим характером разрушения
или пластическим течением. Скорость релаксации в растворах с хрупким разрывом
структуры, по-видимому, меньше, чем скорость релаксации растворов, тиксотропное
структурообразование которых характеризуется пластическим разрушением или пластиче-
ским течением. Поэтому и инвариантность показаний при исследовании растворов с пласти-
ческим характером разрушения наступает при больших скоростях наложения деформации.
На величину предельного напряжения сдвига значительное влияние оказывает так-
же шероховатость поверхности цилиндра в случае применения прибора, основанного

— 15 —