GB 10238-2005 油井水泥.pdf
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1、ICS 91. 100. 10 Q 11 道昌中华人民共和国国家标准油井710.64时,化合物按r式计算:C3A=2. 65 X Al203 % -1. 69 X Fe203 % C, AF=3. 04XFe, O, % C35=4.07XCaO%一7.60X 5iO, % -6. 72X Alz03 % -1. 43X Fe, 03 % -2.85 X SO, % 当Al,03/Fe20365. 252. 569J 164.492. 539J mm inJ 士0.250.010J 士O.13 0. 005J 土1Q 图5典型常压稠化仪搅拌叶GB 10238一200511 GB 10238-2
2、005 8.1.2 天平天平应满足7.1.1要求。8. 1. 3 实验瓶符合图6规定要求的500mL锥形瓶。单位为毫米组长峭同l05最大值ba 壁厚pb一一外径。游离泄试验用锥形瓶校准校准方法按JJG120进行。8.2. 1 温度测量系统液浴的温度应采用准确度在士1.70C(:!:3F)范围的温度计(玻璃或数字型)和/或带数字显示器的热电偶进行测量。热电偶应为特殊J型、带数字显示器的热电偶,热电偶应参照相关温度测量的国家标准,采用己校验的热电偶(标准热电偶)测定其准确度。校准频率不小于1次/月。数字型热电偶和热电偶的准确度超出士1.70C(30F)范围的热电偶应进行校准或更换。8.2.2 旋转
3、浆杯的转速旋转速度应为150r/min士15r/mn(2. 5 r/s士0.25r/s)。每季度应至少校准1次,当发现偏离准确度范围时应校准。8.2.3 计时器计时器的准确度应在:!:30 s/h,应每半年校准1次,当发现偏离准确度范围时应校准或更换计时器。8.3 步骤8.3. 1 按第7章制备水泥浆。8.3.2 将水泥浆注入洁净、干燥的稠化仪浆杯内至同一水平面(浆杯内刻度指示槽)。8.3.3 根据仪器的操作说明装好浆杯和相关部件,将其放入稠化仪内。从完成制浆到开动稠化仪的时间间隔应不超过1mino 固68.2 GB 10238-2005 8.3.4 在稠化仪内搅拌水泥浆20min :l: 3
4、0 s,在整个搅拌过程中,液浴的温度应恒定在270C:l: 1. 70C (80F士3F)。8.3.5 在1min内将790g :l: 5 g的H级水泥浆,或760g土5g的G级水泥浆直接移至洁净、干燥的500 mL锥形瓶内。记下实际移人的质量。用橡胶片(塞)密封锥形瓶。8.3.6 将装有水泥浆的锥形瓶放在一水平且无震动的台面上。锥形瓶的环境温度应为22.80C :l: 2. 80C (73F:l:50F)。测定环境温度的温度测量元件应满足8.2.1的要求。装有水泥浆的锥形瓶应静置2 h土5min 8.3.7 静置2h后,将上层析出的清液用移液管或注射器移出。测量和记录析出清液的体积,准确至:
5、l: 0.1 mL,并将此读数作为游离液的毫升数。8.3.8 将游离液的毫升数换算成占原体积(约400mL,取决于原水泥浆的质量)的百分数,以此值作为游离液的含量c%)。8.4 游离液含量(%)的计算游离液含量按式(1)计算:其中:FF一一一水泥浆中游离液含量,%;VFF一一游离液的体积,mL;m,一一初始的水泥浆质量,g;FF = VFF X 100/m, . ( 1 ) 一一水泥浆的密度,g/cm3;当水灰比为O.38时,H级水泥浆密度为1.98 g/cm3 ;当水灰比为0.44时,G级水泥浆密度为1.90 g/cm3。注1如水泥的相对密度不是3.14,水泥浆的密度应通过计算获得。实例z游
6、离液含量C%)的计算m, =791. 7g VFF =15.1 mL p= 1. 98 g/cm3 CH级)FFC %) = 15.1 X 1. 98 X 100/79 1. 7 FFC%)=3.78 注2为了便于计算,cc和ml假定相等;1ml= 1. 000027 cc。8.5 要求G级和H级水泥的游离液含量不得超过5.90%。9 抗压强度试验方法9. 1 仪器9. 1. 1 50. 8 mm X 50. 8 mm X 50. 8 mm(2 in X 2 in X 2 in)立方形试模和抗压强度试验机用于抗压强度试验的试模应为50.8mmX50.8 mmX50. 8 mm(2 inX2 i
7、nX2 in)立方体,试模能分成两部分以上,试模材料应由不受水泥浆侵蚀的硬金属制成,新模用金属的洛氏硬度应不小于55HRB。模的各侧面应有足够刚性以防弯曲或变形,模的内面应为平面。新模允许偏差为0.025mm , 使用中的模允许偏差为0.05mm。新模内壁对立面之间的间距为50.8mm :l: O. 5 mmo从每个立方体隔断测量模高度应为50.8mm。新模允许误差+0.25 mm一0.13mm,使用中模允许误差+0.25mm-O. 38 mm,相邻内表面之间及内表面和上下平面间的角度应为90。土0.50。试模应定期进行误差校准、用于抗压强度的试验机在其测量范围内的准确度应校准至负荷的:l:1
8、%以内,且应至少每两年校准1次。13 GB 10238-2005 9. 1. 2 立方形试模的底板和盖板一般地应使用最小厚度为6mm(l/ 4 in)的玻璃扳、黄铜板或不锈钢板。与水泥浆接触的盖板表面上可开一凹型槽。9. 1. 3 养护装置采用能够将抗压强度试模全部浸入水中的养护水浴或水箱,其温度应能保持在规定试验温度:1:1. 7.C(:I:3F)范围内。有两种类型的养护装置:9. 1. 3. 1 常压养护装置适用于66.C(150.F)或更低温度、常压下试样的养护。常压养护装置应有1个搅拌装置或循环系统。9. 1. 3. 2 高压养护装置适用于温度在160.C(320F)以内、下试样的养护
9、。该装置应能完成表最终养护方案|压力IMPaI 0:00 1协如:45( psi) 20.J 4S (3000) 20.7 6S (3000) 20. 7 8S (3000) 20. 7 9S (3000) 20.7 MPa土3.49. 1. 4 冷却水浴冷却水浴的大小应9. 1. 5 温度测量系统温度测量系统的准确度2个通用件是:9. 1. 5. 1 温度计可采用合适量程的温度计,其最9. 1. 5. 2 热电偶一般可采用合适量程的热电偶系统。9. 1. 6 捣棒一般采用耐腐蚀捣棒,正常情况下直径为6mmO/ 4 in)。9. 1. 7 密封胶I Z咱也oI 3l也oI 3:30 I 4 :
10、00 77 (1 70) 110 (230) 143 (290) 160 (320) 通常,可使用密封胶来密封试模的外接触部位,在表7规定的养护温度和压力下,密封胶应具有防漏性和防水性。14 表7抗压强度的标准要求最终养护温度a最终养护压力b.C(F) MPa(psi) 水泥级别|方案A 38 (100) 常压B 38 (100) 常压C 38 (100) 常压4S 77 (170) 20.7(_3,门口口飞D 6S 4S E 8S 6S F 9S G、H为20.7 9. 1. 8 校准校准方法按JJG9.2 步骤9.2.1 试模准备试模和底板的接触应保持清洁和干燥,通常轻9.2.2. 1 水
11、泥浆水泥浆的制备按第7章进行。9.2.2.2 水泥浆装模GB 10238-2005 规定养护龄期的最小抗压强度8 h:!: 15 min 岛1Pa(psi) 1. 7(250) 1. 4(200) 2. 1(300) NR 24 h士15min MPa (psi) 12.4(1800) 10.3(1500) 13.8(2000) 6.9 (1000) 13.8(2000) 6. 9 (1000) 13.8(2000) 6.9(1000) NR NR 4SI-9S的压力应将水泥浆倒入准备好的试模至试模深度约一半万r苟士试模都用捣棒均匀地捣拌27次。在开始捣拌之前,应将水泥浆倒入所有试模内。捣拌该
12、层水泥浆后,用捣棒或刮板子工搅拌剩余的水泥浆,以防止水泥浆发生离析。然后,倒入试模至溢出,并如第一次那样进行捣拌,捣拌之后,用直尺将试模上部过量的水泥浆刮掉,试模漏浆的试样应剔除,将1个清洁、干燥的盖板盖在试模上部,对于每一次试验测定,试样应不少于3块。9.2.2.3 从水泥浆混合到试样放入养护装置的时间在完成水泥浆制备后的5min:!:15 s内,应将试样放入养护装置内,并按照相应的养护试验方案进15 GB 10238一2005行升温和/或加压。9.2.3 养护9.2.3. 1 养护龄期养护龄期是指试样放入养护装置内开始到试样进行强度测试所经过的时间,试样的强度测试应在表7中规定的相应的养护
13、龄期进行。对于常压下养护的试样,试样开始放入养护水浴中的时刻为养护时间的开始,养护水浴要预先加热到试验温度。对于高压下养护的试样,开始加压升温的时刻为养护时间的开始。9.2.3.2 养护温度和压力表7中规定了各级水泥相应的养护温度和压力。对于常压试验,试样放入水浴中进行养护,水浴要预先加热到最终的养护温度。对于高压试验,试样应放入温度为270C土30C(80F士5。凹的高压水浴内进行养护,按规定的试验方案进行升温。9.2.3.3 试样冷却在600C(1400F)和低于该温度下养护的试样,应在测试其强度之前45min:l: 5 min时从养护水浴中取出,脱模后放入温度保持在270C土30C(80
14、F土5F)的水浴中养护40min土5min。对于在温度等于或高于770C(1700F)下养护的试样,表7中方案规定的最高温度和压力应保持到试样进行强度测试之前的1h 45 min:l: 5 min.此时应停止加热。在以后的60min士5min内,应将温度降至770C070F)或更低,但不释放压力,由强降引起的压力下降除外。在试样进行强度测试之前45min土5min时,应释放剩余的压力,然后将试样脱模,放人冷却水洛中,在270C士30C(80F士50F)下养护35min士5min。9.2.3.4 试样验收在测试强度之前己损坏试样应予以废弃。对于任何规定的养护龄期,如果进行抗压强度测定的试样少于2
15、块,则应重新试验。9.3 抗压强度试验9.3. 1 从水浴中取出试样,将每一试样的表面擦干,并将与试验机支承块接触的试样表面上的任何松散物质清除掉。9.3.2 在与试模平面接触的试样表面上施加负荷,将试样放在试验机中上部支承块的下面。在测试每一个试样之前,应确保具有球面底座的支承块能自由倾斜,加荷面应该清洁,不得加缓冲垫或稳固垫。在测试试样时,应采取合适的安全措施和操作方法。9.3.3 对于预期强度高于3.4MPa(500 psi)的试样,加荷速率应为每分钟72kN士7kN06 000 lbf 土1600 lbD;对于预期强度低于3.4MPa(500 psi)的试样,加荷速率应为每分钟18kN
16、土2kN(4 000 lbf士400lbD。在试样受压期间至破坏前,不得调整试验机的控制器。9.3.4 计算试样的抗压强度MPa(psi).计算受压面积时试样的尺寸应准确至:l:1.6 mm(1/16 in)。9.4 抗压强度验收要求应记录同一样品、同一试验周期的所有合格试样的抗压强度,然后取平均值并准确至69kPa (10 psi)。原有试样中至少三分之二试样的抗压强度及所有试样的平均强度应等于或大于表7中规定的最小抗压强度,对于任何规定的养护龄期,如用于计算抗压强度的数值少于2个,则应重新进行试验。10 稠化时间试验方法10. 1 仪器所用仪器为增压稠化仪,该仪器有一个旋转圆筒式浆杯(见图
17、的,其内配有固定搅拌叶(如图10所示)。全部密封在一个能承受表9、表10、表11、表12和表13所述的压力和温度的高压容器内。典型的GB 10238-2005 增压稠化仪见图7和图80浆杯和高压容器内壁间的空隙应全部注满腔类油。所选用的油还应具有下列物理性能:粘度:380C时,7mm2/s75 mm2/s(1000F时,49SSU350 SSU) 比热:2.1kJ/(kg K)2. 4 kJ/(kg K)(O. 5 Btu/lb FO. 58 Btu/lb F) 导热系数:0.119W/(m. K)O. 133 W/(m. K)O. 0 685 Btu/(h. ft2 F/ftO. 0 770
18、 Btu/ (h ft2 F /ft) 相对密度:0.850. 91 加热系统要求能至少以30C/min(50F /min)的速率升高油浴温度,温度测量系统用于测定油浴和水泥浆的温度。浆杯以150r/min士15r/min(2. 5 r/s土0.25r/s)的速度旋转,应测量水泥的稠度(见第10.2. 1)。搅拌叶和浆杯中与水泥浆接触的所有部件应按图9和图10制作。10.2 校准10.2. 1 总则水泥浆稠化时间的测量要求对增压稠化仪的工作系统进行维护和校准,稠化仪的工作系统包括:稠度测量、温度测量系统、温度控制器、电机转速、计时器和压力表,校准方法按JJG118进行。10.2.2 稠度水泥浆
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