УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАРБОНАТОВ КАЛЬЦИЯ И МАГНИЯ В БУРОВОМ РАСТВОРЕ

3
3
2
Полезная модель относится к области исследований материалов путем определения их химических или физических свойств и предназначена для количественного определения содержания карбонатов и гидрокарбонатов в составе растворов, суспензий и взвесей, а также твердых пород путем их растворения кислотой с последующей регистрацией давления образовавшегося углекислого газа. Устройство для количественного определения карбонатов кальция и магния в буровом растворе (кальциметр) позволяет определить содержание количества кальцита (карбоната кальция) СаСO и доломита (карбоната магния) СаМg(СО) в испытуемом образце. Может применяться в нефтегазовой промышленности для измерения количественного содержания кальцита и доломита в буровом растворе при полевом тестировании в условиях мобильной лаборатории, что позволяет оперативно отслеживать изменение данных параметров.
Известно изобретение, полевой кальциметр Буслакова, содержащий емкость для раствора соляной кислоты, камеру разложения карбонатов и измеритель добавочного давления в камере, емкость для раствора соляной кислоты установлена над камерой разложения карбонатов и снабжена поршневым дозатором, камера разложения карбонатов выполнена в виде цилиндра, на наружной поверхности которого размещен ограничитель погружения в почву, с возможностью регулировки по высоте, при этом внутреннее пространство камеры соединено с измерителем давления посредством полого штока поршневого дозатора (АС №1750459, МПК А01С 15/00, А01С 23/02, оп. 30.07.1992 г).
Недостатком известного устройства является узкая область применения - исключительно в области сельского хозяйства для определения доз и степени неравномерности рассева удобрений в полевых условиях, что существенно ограничивает область его применения.
Наиболее близким к заявляемому устройству по назначению и технической сущности является манометрический кальциметр, состоящий из реакционной ячейки, на крышке которой установлен манометр для измерения давления в ее полости (http://fann.ru/wp-content/uploads/2015/10/Fann-каталог-новый.pdf).
Основным недостатком данного устройства является высокая вероятность выхода из строя прибора в результате попадания смеси кислоты и испытуемой жидкости внутрь регистрирующего давление манометра.
Проблема решается устройством для количественного определения карбонатов кальция и магния в буровом растворе, включающим реакционную ячейку, на крышке которой установлен манометр для измерения давления в ее полости, стравливающий клапан и стаканчик, предварительно заполняемый соляной кислотой и помещенный в реакционную ячейку, отличающимся тем, что согласно полезной модели, между реакционной ячейкой и регистрирующим давление манометром установлен разделитель сред.
В кальциметре карбонаты кальция и магния реагируют с 10%-ной соляной кислотой в герметичной реакционной ячейке до образования газообразного углекислого газа. При образовании углекислого газа, давление в замкнутом пространстве реакционной ячейки увеличивается, и его величину фиксируют показанием манометра. Относительно полученных показаний определяют количество карбонатов кальция и магния методом сравнения по заранее подготовленному калибровочному графику.
На фиг. 1 представлена схема устройства для количественного определения карбонатов кальция и магния в буровом растворе (кальциметра), на фиг. 2 - порядок проведения измерений на кальциметре. При этом использованы следующие обозначения:
1 - реакционная ячейка;
2 - стаканчик для кислоты;
3 - крышка реактора;
4 - кольцо уплотнительное;
5 - стравливающий клапан;
6 - разделитель сред;
7 - регистрирующий манометр;
8 - кольцо уплотнительное.
Порядок проведения измерения:
Сначала с реакционной ячейки (1) снимают крышку реактора (3) и извлекают стаканчик для кислоты (2), который заполняют 15-20 мл 10% соляной кислоты (фиг. 2а). Затем фиксированное количество образца и стаканчик (2) с кислотой помещают на дно реакционной ячейки (1) таким образом, чтобы не допустить разлива кислоты на ее дно (фиг. 2б, 2в). После чего открывают стравливающий клапан (5) на крышке реактора (3), установив тем самым показание регистрирующего манометра (7) на ноль (фиг. 2г). Затем, аккуратно, не допуская встряхивания и переворачивания прибора, вручную по имеющемуся резьбовому соединению вкручивают крышку реактора (3) в реакционную ячейку (1) так, чтобы кислота не попала на образец, и закрывают стравливающий клапан (5) (фиг. 2г, 2д). После этого встряхивают прибор таким образом, чтобы произошло смешение исследуемого образца с кислотой (фиг. 2е), сопровождающееся химической реакцией с выделением углекислого газа, при этом разделитель сред (6) предотвращает попадание кислоты в регистрирующую часть манометра (7). Реакционную ячейку (1) возвращают в вертикальное положение и засекают время теста, это будет начало реакции между кислотой и карбонатами. Через 30 секунд фиксируют показания регистрирующего манометра (7) как «Давление кальцита». Если тестируемый образец содержит доломиты, то через 30 сек. рост давления прекращается, а затем снова происходит повышение давления. После этого реакционную ячейку (1) еще раз встряхивают и выдерживают достаточное время до окончания реакции, когда показание давления перестанет расти. Это занимает от 30 до 45 мин. Конечное давление на регистрирующем манометре - это суммарное давление кальцита и доломита. Для расчета давления доломита отнимают давление кальцита (показания регистрирующего манометра за 30 с) от суммарного давления (показания регистрирующего манометра за 30-45 мин). Далее по стандартному расчету с помощью калибровочной прямой вычисляют процентное содержание карбонатов кальция и магния в образце.
Нововведение позволяет исключить вероятность выхода из строя кальциметра в связи с попаданием кислоты в регистрирующий манометр и снизить риск получения недостоверных результатов.