|
|
|||
![]() ![]() |
||||
Ультразвуковой анализатор цемента (UCA) OFITEUltrasonic cement analyzer (UCA) OFITE Ультразвуковой анализатор цемента (UCA) производства компании OFI Testing Equipment, Inc. реализует непрерывный неразрушающий метод определения прочности при сжатии тампонажных цементов во времени в условиях, имитирующих температуры и давления внутри скважины. UCA manufactured by company OFITE are realized with continuous not destroying method of durability determination at compression of slurries cements in various conditions. Рекомендации по применению данного неразрушающего звукового метода тестирования тампонажных цементов даются в API Recommended Practice 10B-2 / ISO 10426-2, где приведены общие требования к аппаратурному оформлению подобного прибора и проведению на нем эксперимента. Основой для признания этого метода Американским нефтяным институтом (API) как метода испытаний тампонажных цементов послужил опыт использования приборов подобной конструкции в промышленности.![]() Определение прочности Ультразвуковым анализатором основано на корреляциях между временем прохождения ультразвукового сигнала через образец цемента и прочностью на сжатие, измеренной разрушением состаренных в аналогичных условиях образцов под воздействием механической нагрузки. Эта связь между временем прохождения ультразвука и прочностью при сжатии цемента является эмпирической – выведенной из многочисленных экспериментальных данных. При этом в документации API четко различаются понятия «звуковой прочности», определяемой как степень развития прочности цементного образца и рассчитываемой посредством измерения скорости прохождения звука через образец на основе специальных математических корреляций, и «прочности при сжатии», измеряемой непосредственно и определяемой силой, необходимой для разрушения образца цементного камня. ![]() На сегодняшний день несколько американских компаний, включая компанию OFI Testing Equipment, Inc. (г. Хьюстон, США), производят ультразвуковые анализаторы для определения прочности цемента. И несмотря на то что каждый производитель при построении прибора использует собственную базу электронных компонентов и свои корреляции «время прохождения ультразвукового сигнала – прочность цемента при сжатии», принцип работы этих анализаторов подобен (рис. 1). ![]() Рис. 1. Принцип работы Ультразвукового анализатора прочности цемента ![]() Рис. 2. Ультразвуковой анализатор цемента (UCA) OFITE (кат. №120-50) ![]() Компьютер с установленным специализированным программным обеспечением «OFITE UCA» осуществляет непрерывный сбор и обработку данных, измеряет прохождение сигнала во времени и интерполирует значения прочности при сжатии. ![]() В главном рабочем окне программы «OFITE UCA» в реальном времени отображаются условия проведения испытания и результаты теста: время прохождения ультразвукового сигнала (Transit Time), прочность при сжатии (Сompressive strength), температура (рис. 3). Все данные сохраняются в графическом виде, а также в формате электронных таблиц Microsoft Office Excel. В программном обеспечении «OFITE UCA» предусмотрена возможность выбора соответствующего корреляционного файла «время прохождения сигнала – прочность при сжатии» по плотности исследуемого цементного раствора, т. к. от правильности выбора корреляционного файла будут зависеть значения получаемой прочности цемента при сжатии, а также отображаемая динамика набора прочности цементным образцом. ![]() Измерение времени прохождения ультразвукового сигнала через образец цемента является еще одним решающим фактором, определяющим правильность и точность работы прибора в целом. Для повышения точности измерения времени прохождения сигнала в программе «OFITE UCA» предусмотрена возможность проведения калибровки испытательной ячейки-автоклава. Калибровку можно осуществлять двумя способами:
![]() Основной задачей ультразвукового, неразрушающего метода испытания тампонажных цементов является, в первую очередь, получение данных о степени развития прочности при сжатии во времени, т. е. о динамике набора прочности цементным образцом в условиях, имитирующих температуры и давления в скважине. И как указывалось ранее, «звуковая прочность», определяемая Ультразвуковым анализатором, является расчетной величиной, тогда как «прочность при сжатии» состаренных в аналогичных условиях цементных образцов измеряется непосредственно при их разрушении под воздействием механической нагрузки. Поэтому эти две величины, определенные в одинаковых условиях, но разными методами, не обязательно должны совпадать по абсолютному значению. Тем не менее представляется интересным сопоставить данные по прочности цемента при сжатии, полученные на Ультразвуковом анализаторе цемента и определенные путем разрушения на гидравлическом прессе предварительно выдержанных в автоклаве в аналогичных условиях образцов цементного камня. ![]() Подобные сравнительные испытания были выполнены в лаборатории буровых, тампонажных растворов и специальных жидкостей СургутНИПИнефть (ОАО «Сургутнефтегаз», г. Сургут) на имеющемся в лаборатории оборудовании. Так, определение «звуковой прочности» при сжатии проводилось на Ультразвуковом анализаторе цемента (UCA) OFITE (кат. №120-50). Для выдержки цементных образцов перед их разрушением применялся автоклав OFITE Модель 200 на две ячейки (кат. №120-30). Исследование «прочности при сжатии» образцов цементного камня осуществлялось на гидравлическом прессе для определения прочности материалов при изгибе и сжатии с цифровым блоком управления Модель Е160 производства фирмы MATEST (Италия). Приготовление цементных растворов проводилось с использованием мешалки постоянной скорости OFITE Модель 20 (кат. №120-60-1). ![]() Для испытаний были приготовлены цементные растворы:
Табл. 1. Результаты сравнительного тестирования ![]() * – образец в жидком состоянии. ![]() Из приведенных данных видно, что значения прочности цементных образцов при сжатии, полученные на гидравлическом прессе и на Ультразвуковом анализаторе цемента, практически совпали в пределах погрешности. Образцы цементного камня, извлеченные по завершении испытаний из ячейки автоклава-анализатора, также показали близкую к ним прочность при разрушении на прессе. Следует отметить, что для приготовления растворов был взят цемент класса G, который длительное время хранился в лаборатории на воздухе. Поэтому полученные значения прочности по абсолютной величине не совсем согласуются с ожидаемыми для данных типов добавок и их количеств. Тем не менее даже в этом случае результаты, полученные двумя разными методами, совпадают. ![]() Таким образом, к решающим факторам, которые определяют правильную и точную работу Ультразвукового анализатора цемента (UCA), относятся:
![]() Рис. 4. Ультразвуковой анализатор цемента с двумя ячейками (UCA) OFITE (кат. №120-52) ![]() В сдвоенном ультразвуковом анализаторе цемента (кат. №120-51), выпускаемом компанией OFI Testing Equipment, Inc., реализована уникальная технология анализа формы волны и частот акустического сигнала, что обеспечивает более точное определение времени прохождения сигнала и, как следствие, получение более точных данных (рис. 5). ![]() Рис. 5. Сдвоенный Ультразвуковой анализатор цемента (кат. №120-51) ![]() Компания OFI Testing Equipment, Inc. приступила к выпуску Системы измерения расширения/усадки цементов, которая является дополнительной принадлежностью к Ультразвуковому анализатору цемента (UCA). Система непрерывно измеряет расширение или усадку образца цемента при температурах и давлениях, имитирующих условия внутри скважины, регистрирует и отображает данные в реальном времени. Комментарии посетителей сайтаФункция комментирования доступна только для зарегистрированных пользователей
|
![]() Авторизация Ключевые слова: ЭПАК-Сервис, OFI Testing Equipment, ультразвуковой анализатор цемента, тампонажные цементы Keywords: EPAK-SERVICE, OFI Testing Equipment, ultrasonic cement analyzer, slurry cements
Просмотров статьи: 7303 |