Способ измерения дисперсности раствора

Способ измерения дисперсности раствора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (й й) 594 4 39

1 (бй) Дополнительное к авт. свид-ву (51) М. Кл.

::9 01 Н 15/02 (22) Заявлено 18.1076(21) 2415420/18-25 с присоеаииеиием заявки ЭЙ (23) Приоритет (43) Опубликовано250278. Бюллетень ph 7

Гоотнорнтавнный ноянтат

Соната й(ннннтрон СССР но долов наобратоонй н отнрытнй (53) УДК 543.275. 3 (088.8) (45) Дата опубликования описания 090278 (72} Авторы

ИЗОбратЕНИя С.А. Алехин, P. Каримов, В.Г. Люгай, Р.И. Борн, Э.Б. Кузнецов и A.Ñ. Лагуткин (71) Заявитель (5 4 ) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДИСПЕРСНОСТИ РАСТВОРА

5? — сечение взвешенной час.

Изобретение относится к области измерения степени дисперсности, концентрации растворов и может быть применено в нефтяной и газовой проьыаленности при бурении скважин, а 5 также в химической, строительной и пищевой промышленностях.

Известен датчик концентрации растворов, представляющий собой электромагнитую систему, чувствительный 10 элемент которой выполнен в виде сетки, плоскость которой ориентирована перпендикулярно направлению колебаний (1) .

Недостатком этого датчика являет- 16 ся узкий диапазон измерения концентрации твердой фазы, зависящий от предела технических возможностей выполнения минимального отверстия в чувст.;ительном элементе датчика. Действительно, трудно выполнить сетку с отверстиями порядка 5 микрон, что asляется верхним пределом граничного зерна частиц глинистой фазы, создающих коллоидальный комплекс.

Явления, возникающие при движении глинистых частиц в жидкости под действием разности потенциалов или возникновение разности потенциалов при передвижении частиц, получили

2 название электрокинетических. Электрокинетические явления отражают связь, существующую между относительными движениями двух фаз (чаще всего жидкой и твердой). и электрическими свойствами границ их раздела, и возникают в тех случаях, когда одна фаза диспергирована в другой, т.е. когда мы имеем дело с микрогетерогенной системой.

Известна зависимость

bV

Е Я вЂ”

4(т f дх где 0 — диэлектрическая постоян-. отая жидкой фазы; .. ат(/b х — напряженность электрического поля в йаправлении, параллелЦ Н оМ границе раздела твердой и жидкой

Фаз; — вязкость жидкой фаэыт Р— давление, вызывающее

Ьтносительное перемещение фаз на гра нице раздела между ними; тицы;

E — электрокинетический потенциал.

594439 где Š— разность потенциалов ,Между электродами;

Ю вЂ” диэлектрическая постоянная;

ll5 Чс — средняя скорость потока раствора;

1-hV — относительное отставаНие скорости твердой Фазы;

20 )(— коэффициент, зависящий от формы частицы;

Ф. — время; р — плотность раствора; -вязкость жидкой фазы.

С - электрокинетический по тенцйал глинистой частицы; о в †средневзвешеннйй диа.— метр частиц.

30 Зная электрокинетический потенциал глинистых, минералов, используе" мых в растворе и при прочих равных постоянных параметрах, для различных величин частиц твердой фазы строятся номограммы зависимости разности потенциалов от средней величины частиц

В этом случае можно быстро и в широких пределах измерять степень диспер» сности твердой фазы растворов при обработке на различных диспергирующих аппаратах.

На чертеже дано устройство для осуществления способа.

Буровой раствср, протекающий по трубопроводу »., изменяет свою скорость в с,жающемся сопле 2. Перед входом в сопло установлен электрод 3, соединенный через измерительный прибор 4 с электродом 5, установленным в суженной части сопла,.

При движении потока жидкости по трубопроводу частицы твердой Фазы в силу наличия большей массы, чем рабочая жидкость, несколько отстают от общего потока жидкости и чем больше скорость потока, тем большее отставАние испытывает частица. Это отставание можно обозначить выражением (1 - дЧ ), где AV — относительное отставание частицы твердой фазы @» от основного потока жидкости.

Как известно, глинистая частица представляет собой мицелу, имеющую твердую поверхность с отрицательным зарядом и двойной слабосвязанный с 55 частицей диффузионный слой положитель- ных ионов металлов, например AE,Ре

++ ++

Мф++ .. При своем отставании в движущемся потоке при трении друг о дру" а в слое1жидкости частицы теряют по- Е» ливалентные ионы металлов.

Общая средняя разность потенциалоэ между электродами 3 и 5 будет тем больше, чем больше разница в скорости

Как видно величина потенциала седиментации прямо пропорциональна сечению взвешенной частицы твердой фазы при прочих равных условиях(2) .

Это явление применено для контроля концентрации (степени дисперсности) твердой фазы буровых растворов.

Известная зависимость дает значение разности потенциалов для седиментационных систем, т.е. когда частицы твердой фазы, опускаясь под действиЕм своего веса, перемещаются относительно столба жидкости, в результате чего они заряжаются, Диапазон измерений по величине фракционного состава и по величине не высок.

Цель изобретения — расширение пределов измерений.

Достигается это тем, что измерение разности потенциалов движущегося раствора осуществляют в двух точках потока, движущихся с разными скоростями и по изменению разности потенциалов судят об изменейии степени дисперсности твердой Фазы, причем среднюю величину частицы твердой фазы определяют по формуле е Чср(Е ср потоков между электродами и чем большее количество заряженных частиц оказывается в растворе (т.е. чем больше диспергирована твердая фаза).

Среднюю величину частиц, находящихся в буровом растворе, определяют по формуле

Формула изобретения

Способ измерения дисперсности раствора, заключающийся в измерении разности потенциалов движущегося раствора, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона иэ мерения, создают градиент скоростей по движению раствора, измеряют разность потенциалов в точках, в которых раствор движется с различными скоро стямии и определяют дисперсность раствора по формуле

Зчс,(1-ьУ)е " Р с ср

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

l. Авторское свидетельство СССР 453613, M. кл. С 01 Я 15/00, 1974.

2. Духин С.С. Электропроводность и электрокинетические свойства дйсперсных систем Киев,1975.,: °

594439

Составитель М. Кривенко

Редактор Е. Гончар Техоед М,.Келемеш Корректор С. Ямалова

Заказ 827/45 Тираж 1112 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СовЕта Министров СССР по делам изобретений и открытий

1>3035 Москва Ж-35 Реймская наб,c g. 485

Филиал ППП Патент „ г. Уигород,. ул. Проектная, 4