Воронка Марша - Marsh funnel

Воронка Марша: пластиковая с латунной трубкой и сеткой

В Воронка Марша простое устройство для измерения вязкость наблюдая за временем, за которое известный объем жидкости вытечет из конуса через короткую трубку. Он стандартизирован для использования инженеры по буровым растворам проверить качество буровой раствор. Другие конусы с другой геометрией и расположением отверстий называются конусы потока, но имеют тот же принцип работы.

При использовании воронка удерживается вертикально, конец трубки закрывается пальцем. Измеряемая жидкость выливается через сетку для удаления любых частиц, которые могут заблокировать трубку. Когда уровень жидкости достигает сетки, количество внутри становится равным номинальному объему. Чтобы провести измерение, при запуске секундомера отпускают палец, и жидкость стекает в мерную емкость. Время в секундах регистрируется как мера вязкости.

Вид сверху воронки Марша, показывающий сетку, через которую наливают буровой раствор для удержания частиц, которые не могут пройти через отверстие.

Воронка Марша

На основе метода, опубликованного в 1931 г. Г. Н. Маршем,[1] конус Марша - это конус потока с соотношение сторон 2: 1 и рабочим объемом не менее литра. Воронка Марша - это конус Марша с определенным отверстием и рабочим объемом 1,5 литра. Он состоит из конуса диаметром 6 дюймов (152 мм) и высотой 12 дюймов (305 мм), к вершине которого прикреплена трубка длиной 2 дюйма (50,8 мм) и внутренним диаметром 3/16 дюйма (4,76 мм). Вверху на половине конуса закреплен экран с размером ячеек 10 меш.[2]

В американской практике (и большей части нефтяная промышленность ) собранный объем составляет кварту. Если используется вода, время должно составлять 26 +/- 0,5 секунды.[2] Если время меньше указанного, возможно, трубка увеличена в результате эрозии, если больше, она может быть заблокирована или повреждена, и воронку следует заменить. В некоторых компаниях, и в частности в Европе, собираемый объем составляет литр, для чего время воронки воды должно составлять 28 секунд. Сам Марш собрал 0,50 литра, для чего время составило 18,5 секунды.[1]

Время воронки Марша часто называют вязкостью воронки Марша и обозначают аббревиатурой FV. Единица измерения (секунды) часто опускается. Формально объем также должен быть указан. (Кварта) время воронки Марша для типичных буровых растворов составляет от 34 до 50 секунд, хотя смеси буровых растворов, чтобы справиться с некоторыми геологическими условиями, могут иметь время 100 или более секунд.[3]

Хотя чаще всего используется для буровые растворы, которые неньютоновские жидкости, воронка Марша не реометр, потому что он обеспечивает только одно измерение при одном условии потока. Однако эффективную вязкость можно определить по следующей простой формуле.[4]

μ = ρ (т - 25)

где μ = эффективная вязкость в сантипуаз
ρ = плотность в г / см³
t = квартовое время воронки в секундах

Например, грязь со временем образования воронки 40 секунд и плотностью 1,1 г / см3 имеет эффективную вязкость около 16,5 сП. Для диапазона времен типичных грязей, указанных выше, скорость сдвига в воронке Марша около 2000 −s.[4]

Другие конусы потока

Период, термин Конус болота также используется в конкретный и нефтяная промышленность. Европейский стандарт EN445[5] и американский стандарт C939[6] для измерения текучести цемент раствор смеси определяют воронку, подобную конусу Марша. Некоторые производители поставляют устройства, которые они называют конусами Марша, со съемными трубками размером от 5 до 15 мм. Их можно использовать для контроля качества, выбрав трубку, которая дает удобное время, скажем, от 30 до 60 секунд.

Рекомендации

  1. ^ а б Х. Н. Марш (1931)Транс AIME vol 92 pp 234-251 "Свойства и обработка вращающейся грязи"
  2. ^ а б 13B-1 Рекомендуемая стандартная процедура для полевых испытаний буровых растворов на водной основе, Даллас: Американский нефтяной институт, 1990
  3. ^ А. В. МакКрей и Ф. В. Коул (1979) Технология бурения нефтяных скважин Университет Оклахомы Пресс ISBN  0-8061-0423-6
  4. ^ а б М. Дж. Питт (2000) SPE Бурение и заканчивание vol 15 no1 pages 3-6 «Воронка Марша и вязкость бурового раствора: новое уравнение для полевого использования»
  5. ^ BS EN445: 1997 Затирка для предварительного напряжения арматуры - методы испытаний, Британский институт стандартов, 1997 г.
  6. ^ ASTM C939-10 Стандартный метод испытания текучести раствора, ASTM International, 2010 г.

дальнейшее чтение

  • ASTM D6910-04 Стандартный метод определения вязкости строительных растворов из глины по воронке Марша
  • Н. Руссель и Р. Ле Рой (2005) Цемент и бетонные исследования vol 35 823-830 «Конус Марша: испытание или реологический прибор?»