ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПРОМЫВОЧНЫХ ЖИДКОСТЕЙ И ЦЕМЕНТНЫХ РАСТВОРОВ
При выполнении тепловых расчетов необходимы сведения о теплопереносных показателях промывочных жидкостей и цементных растворов. В настоящем разделе не ставилась цель обобщения всего многообразия известных в литературе результатов. С учетом специфики бурения скважин в мерзлых породах проводятся собственные экспериментальные исследования [31], выполненные на установке, принцип действия которой основан на известном методе двух температурно-временных интервалов. Поскольку в промывочную жидкость попадают частицы выбуренной породы, в основном глинистые и песчаные составляющие, то ниже приводятся сведения о теплопереносных ее показателях с соотношением песка и глины 1:1 и плотностью 1000^q^1600 кг/м3: коэффициент теплопроводности, Вт/(м-°С)
X = 0,56+0,0011(р— 1000);
с = 4190—(g —1000);
температуропроводность, м2/с
а = Х/со = [0,56+0,0011(о-1000)]/[4190—(е— 1000)]е.
Конкретизируем теплопереносные показатели промывочных жидкостей, принимая среднее значение плотности в практических условиях 0=1200 кг/м3; X = 0,78 Вт/(м-°С); с = 3980 Дж/(кг-°С); а = — 1,63-1СГ7 м2/с. В дальнейшем, за исключением эксперимента гл. 3, будем пользоваться этими теплопереносными показателями, которые не противоречат основным из известных исследований.
Теплопереносные показатели цементного раствора с водоцементным фактором 0,5 [60]: X = 0,96 Вт/(м-°С); с = 3060 Дж/(кг-°С) е = = 1840 кг/м3; а — 1,7-10-7 м2/с.
Для цементных растворов пониженной плотности, достижение которой обеспечивается введением в цементный раствор специальных наполнителей (вспученный перлит и вермикулит, микробаллоны из фенолоформаль- дегидной смолы и т. п.), теплопереносные показатели имеют следующие значения: X — 0,52 Вт/(м-°С); с = 1800 Дж/(кг-°С); о = 1500 кг/м3; а= 1,9-10-7 м2/с. Мы указали верхнее и нижнее значения, т. е. теплопереносные показатели цементных растворов другой плотности находятся в указанных пределах.