BazTech - Yadda

1

Ocena wpływu korozji węglanowej na stwardniałe zaczyny cementowe uszczelniające otwory przeznaczone do sekwestracji CO2

Kut Łukasz

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 1

44--51

PL

Zanieczyszczenie środowiska oraz wzrost emisji dwutlenku węgla do atmosfery stanowią obecnie główne problemy dotyczące nie tylko gospodarki światowej, ale w szczególności krajowej. Istnieje wiele źródeł zanieczyszczeń, jednak w naszym kraju jako główne wymienia się elektrownie, w których wytwarzanie energii odbywa się dzięki paliwom kopalnym, co prowadzi do wysokiej emisyjności CO2. Obecnie głównym aspektem jest nie tylko ograniczenie emisji dwutlenku węgla do atmosfery, ale i możliwość jego skutecznego wychwytywania i trwałego magazynowania. Jedną z możliwości jest wykorzystanie do składowania CO2 wyeksploatowanych złóż ropy i gazu oraz poziomów solankowych. Przemysł naftowy w naszym kraju do uszczelniania kolumny rur okładzinowych stosuje konwencjonalne zaczyny cementowe na bazie cementu portlandzkiego lub wiertniczego „G” wraz z innymi dodatkami lub/i domieszkami regulującymi parametry zaczynów i kamieni cementowych. Powszechnie używane zaczyny cementowe pod wpływem rozpuszczonego w wodzie CO2 mogą ulegać tzw. korozji węglanowej. Działanie dwutlenku węgla w stwardniałym zaczynie polega na wyługowywaniu z matrycy cementowej związków wapnia: najpierw portlandytu (Ca(OH)2), a następnie uwodnionych glinianów i krzemianów wapniowych. Tworzący się w tych reakcjach kwaśny węglan wapniowy jest łatwo rozpuszczalny i ulega wymywaniu ze stwardniałego zaczynu cementowego. Przy wysokim stężeniu CO2 zachodzą dalsze niekorzystne reakcje chemiczne rozkładu uwodnionych glinianów wapniowych i fazy CSH. Celem badań laboratoryjnych była analiza wpływu korozji węglanowej na zmianę parametrów technologicznych stwardniałego zaczynu w funkcji czasu jego sezonowania. Badaniom laboratoryjnym poddano stwardniałe zaczyny cementowe wykonane z receptur powszechnie stosowanych w krajowym przemyśle naftowym podczas uszczelniania kolumny rur okładzinowych w temperaturach od 60°C do 80°C. Badania prowadzono na zaczynach cementowo-lateksowych. Próbki stwardniałego zaczynu cementowego powstałe po utwardzeniu zaczynów przechowywane były w środowisku wodnym nasyconym CO2 w ustalonych warunkach ciśnienia i temperatury. Próbki stwardniałego zaczynu okresowo badano. Analizowany był wpływ dwutlenku węgla na zmiany parametrów mechanicznych stwardniałego zaczynu w funkcji czasu jego sezonowania. Przeprowadzone wstępne badania oraz otrzymane wyniki pokazały wpływ korozji węglanowej na zmiany parametrów mechanicznych stwardniałego zaczynu cementowego oraz pokazały możliwość zastosowania wyeksploatowanych otworów wiertniczych do ewentualnego magazynowania dwutlenku węgla. Z wybranych zaczynów cementowych sporządzono próbki stwardniałych zaczynów cementowych. Zaczyny cementowe wiązały przez 48 h w ustalonej temperaturze i ciśnieniu (warunki otworopodobne). Otrzymane próbki stwardniałego zaczynu cementowego poddano badaniu: wytrzymałości na ściskanie, wytrzymałości na zginanie, przyczepności do rur stalowych.

EN

Environmental pollution and the increase in carbon dioxide emissions into the atmosphere are currently the main problems affecting not only the global economy, but especially the domestic one. There are many sources of pollution, however, in our country, the main ones are power plants, in which we obtain energy due to fossil fuels, which leads to high CO2 emissions. Currently, the main aspect is not only the reduction of carbon dioxide emissions into the atmosphere, but also the possibility of its effective capture and permanent storage. One of the possibilities is the use of depleted oil and gas deposits and aquifers for CO2 storage. The oil industry in our country uses conventional cement slurries based on Portland cement or “G” drilling cement together with other additives and/or admixtures regulating the parameters of cement slurries and stones to seal the column of casing. Commonly used cement slurries under the influence of CO2 dissolved in water may undergo the so-called “carbonate corrosion”. The action of carbon dioxide in the hardened cement slurry is based on leaching calcium compounds from the cement matrix: first, Ca(OH)2 portlandite, and then hydrated aluminates and calcium silicates. The calcium bicarbonate formed in these reactions is easily soluble and is washed out of the hardened cement slurry. At high CO2 concentrations, further unfavorable chemical reactions of the decomposition of the hydrated calcium aluminates and the CSH phase take place. The aim of the laboratory tests was to analyze the influence of carbonate corrosion on the change of technological parameters of hardened cement slurry over time. Recipes commonly used in the petroleum industry for sealing casing columns at temperatures from 60 to 80°C were tested in the laboratory. The research was carried out on cement-latex slurries. Hardened cement slurry formed after the hardening of the slurries were stored in a CO2-saturated water environment under set conditions of pressure and temperature. Hardened cement slurry samples were tested periodically. The influence of carbon dioxide on changes in mechanical parameters of hardened cement slurry over time was analyzed. The conducted tests and the results obtained have shown the influence of carbonate corrosion on changes in the mechanical parameters of hardened cement slurry and the possibility of their use in depleted oil and gas deposits intended for carbon dioxide storage. Hardened cement slurry samples were prepared from selected cement slurries. Cement slurries were bonded for 48 hours at the set temperature and pressure (borehole-like conditions). The obtained hardened cement slurry samples were tested: compressive strength, bending strength, adhesion to steel pipes.

2

Doskonalenie zaczynów cementowych przeznaczonych do uszczelniania głębokich otworów wiertniczych w celu poprawy ich parametrów mechanicznych

Kut Łukasz, Kremieniewski Marcin

Nafta-Gaz

|

2022

|

R. 78, nr 2

110--119

PL

Głęboki otwór wiertniczy podczas uszczelniania kolumny rur okładzinowych wymaga użycia specjalnie opracowanego zaczynu cementowego przystosowanego do specyficznych warunków panujących na dnie, tj. temperatury często przekraczającej 100°C oraz ciśnienia złożowego powyżej 60 MPa. Tak trudne warunki otworowe niejednokrotnie przysparzały wielu problemów w czasie opracowywania odpowiednich składów zaczynów cementowych wykorzystywanych podczas uszczelniania kolumn rur okładzinowych. Firmy wiertnicze wykonują coraz głębsze i bardziej skomplikowane otwory, przekraczające coraz częściej 3500 m, które podczas zabiegów cementowania wymagają zastosowania specjalnie opracowanych receptur zaczynów uszczelniających. Jednym z podstawowych problemów podczas zabiegów cementacyjnych w otworach o znacznej głębokości jest zapewnienie długiego czasu przetłaczania zaczynu cementowego, który ponadto powinien charakteryzować się dobrymi właściwościami reologicznymi, niewielkim lub zerowym odstojem wody oraz jak najniższą filtracją. Należy zatem dobierać odpowiednie domieszki opóźniające, odporne na działanie wysokich temperatur, oraz dodatki zapewniające właściwe parametry technologiczne świeżego i stwardniałego zaczynu cementowego. Wraz ze wzrostem głębokości otworu wiertniczego rosną również parametry ciśnienia i temperatury. W głębokich otworach wierconych poniżej 3500 metrów problem stanowią nie tylko wysoka temperatura i ciśnienie, ale również wody złożowe o różnej mineralizacji, które w dużym stopniu oddziałują na stwardniały zaczyn cementowy. Zaczyny cementowe przeznaczone do dużych głębokości powinny zawierać w swoim składzie dodatki lub/i domieszki: podnoszące odporność termiczną, opóźniające wiązanie, obniżające filtrację oraz poprawiające odporność na korozję chemiczną wywołaną działaniem solanek złożowych. Celem badań laboratoryjnych było doskonalenie obecnych oraz opracowanie innowacyjnych receptur zaczynów cementowych do uszczelniania kolumn rur okładzinowych w otworach o temperaturze dennej 130°C – zarówno naftowych, jak i geotermalnych – w rejonie Karpat. Podczas realizacji tematu wykonywano badania laboratoryjne świeżych oraz stwardniałych zaczynów cementowych. Zaczyny cementowe zarabiano wodą wodociągową z dodatkiem chlorku potasu w ilości 3%, 6% i 10% bwow (w stosunku do ilości wody). Do wody zarobowej dodawano kolejno środki odpieniające, regulujące czas wiązania i gęstnienia, upłynniające i obniżające filtrację. Zaczyny cementowe sporządzono z dodatkiem lateksu w ilości 1–1,2% bwoc (w stosunku do masy suchego cementu). Dla poprawy parametrów mechanicznych zastosowano również dodatek nanorurek węglowych oraz grafenu. Pozostałe składniki – mikrosilikę, hematyt i cement – mieszano ze sobą i wprowadzano następnie do wody zarobowej. Wszystkie zaczyny cementowe sporządzano na bazie cementu wiertniczego G (PN-EN ISO 10426-2). Po połączeniu wszystkich składników zaczyn cementowy mieszano przez 30 minut, a następnie wykonywano pomiary laboratoryjne, takie jak: gęstość, rozlewność, odczyty z aparatu Fann, odstój wody, filtracja, czas gęstnienia. Z opracowanych zaczynów cementowych wybrano te o najlepszych parametrach reologicznych, następnie sporządzono z nich próbki kamieni cementowych. Zaczyny cementowe wiązały przez 48 h w środowisku wysokiej temperatury i ciśnienia (warunki otworopodobne). Otrzymane kamienie cementowe poddano badaniom: wytrzymałości na ściskanie, wytrzymałości na zginanie, przyczepności do rur stalowych, porowatości.

EN

When sealing a casing string, a deep borehole requires the use of a specially developed cement slurry adapted to the specific conditions at its bottom, i.e. temperature often exceeding 100°C and reservoir pressure above 60 MPa. Such difficult downhole conditions often caused many problems in the development of appropriate cement slurry compositions used for sealing casing strings. Drilling companies make deeper and more complicated boreholes, more and more often exceeding 3500 m, which during cementing procedures require the use of specially developed formulas of sealing slurries. During cementation procedures at boreholes of considerable depth, a serious problem is to ensure a long conveying time of the cement slurry, which, moreover, should be characterized by good rheological properties, little or no free water and the lowest possible filtration. Therefore, appropriate retardants that are resistant to high temperatures and additives ensuring the appropriate technological parameters of the cement slurry and stone should be selected. As the depth of the borehole increases, the pressure parameters and temperature also increase. Significant depths exceeding 3500 m are associated not only with high temperatures and pressures, but also with the presence of reservoir waters of various mineralization, which greatly affect the hardened cement slurry. Cement slurries intended for great depths should contain additives increasing thermal resistance, delaying setting, lowering filtration and improving resistance to chemical corrosion caused by the action of reservoir brines. The aim of the laboratory research was to improve current and to develop innovative formulas of cement slurries for sealing oil and geothermal boreholes with a bottomhole temperature of 130°C in the Carpathian region. Laboratory tests were carried out on both cement slurries and cement stones obtained from them. The cement slurries were made using tap water with the addition of potassium chloride in the amount of 3, 6 and 10% bwow (in relation to the amount of water). The defoaming agent was successively added to the mixing water, regulating the setting and thickening time, liquefying and reducing filtration. Cement slurries were made with the addition of 1–1.2% latex bwoc (in relation to the weight of dry cement). To improve the mechanical parameters, the addition of carbon nanotubes and graphene was also used. The other ingredients: microsilica, hematite and cement were mixed together and then added to the mixing water. All cement slurries were prepared on the basis of drilling cement G. After all components had been combined, the cement slurry was mixed for 30 minutes, followed by laboratory measurements such as: density, flow, readings from the Fann apparatus, water retention, filtration, thickening time. From among the developed cement slurries, those with the best rheological parameters were selected, then samples of cement stones were prepared from them and hardened for 48 hours in an environment of high temperature and pressure (borehole-like conditions). The obtained cement stones were tested for: compressive strength, bending strength, adhesion to steel pipes, porosity.

3

Opracowanie receptur zaczynów cementowych do uszczelniania otworów o podwyższonych temperaturach w rejonie Karpat

Kut Łukasz

Nafta-Gaz

|

2021

|

R. 77, nr 3

200--207

PL

Prace związane z wykonywaniem otworu wiertniczego o dużej głębokości (przekraczającej 3000 m) muszą uwzględnić specyficzne warunki panujące na jego spodzie, tj. temperaturę przekraczającą 90°C oraz ciśnienie powyżej 60 MPa. Tak trudne warunki otworowe nieraz przysparzały wiele problemów w czasie opracowywania odpowiednich składów zaczynów cementowych stosowanych podczas uszczelniania kolumn rur okładzinowych. Z roku na rok firmy wiertnicze wykonują coraz głębsze i bardziej skomplikowane otwory, przekraczające 3000 m, które podczas uszczelniania kolumny rur okładzinowych wymagają zastosowania specjalnie opracowanych receptur zaczynów uszczelniających. W przypadku znacznej głębokości otworu (na której panuje bardzo wysoka temperatura i ciśnienie) poważnym problemem jest zapewnienie długiego czasu przetłaczania zaczynu cementowego, który powinien charakteryzować się niską lepkością, niewielkim lub zerowym odstojem wody oraz jak najniższą filtracją. Należy zatem dobierać odpowiednie środki opóźniające, które są odporne na działanie wysokich temperatur, oraz dodatki zapewniające właściwe parametry technologiczne zaczynu i kamienia cementowego. Wraz ze wzrostem głębokości otworu wiertniczego wzrastają również parametry ciśnienia i temperatury. Wody złożowe (solanki o różnej mineralizacji) w dużym stopniu oddziałują na stwardniały zaczyn cementowy, dlatego zaczyny cementowe przeznaczone do dużych głębokości powinny zawierać w swoim składzie dodatki: podnoszące odporność termiczną, opóźniające wiązanie, obniżające filtrację oraz poprawiające odporność na korozję chemiczną wywołaną działaniem solanek złożowych. Celem badań laboratoryjnych było opracowanie innowacyjnych receptur zaczynów cementowych do uszczelniania otworów o podwyższonych temperaturach (do około 130°C), zarówno naftowych, jak i geotermalnych, w rejonie Karpat. Podczas realizacji tego tematu wykonywano badania laboratoryjne zaczynów cementowych oraz otrzymanych z nich kamieni cementowych. W związku z zainteresowaniem przemysłu pozyskiwaniem energii z innych źródeł niż ropa naftowa i gaz ziemny szerszym zakresem badań laboratoryjnych objęte zostały zaczyny cementowe do uszczelniania otworów geotermalnych o regulowanych parametrach reologicznych, które mogą być użyte w wysokich temperaturach złożowych do uszczelniania głębokich otworów wiertniczych. Zaczyny cementowe zarabiano wodą wodociągową z dodatkiem chlorku potasu w ilości 3%, 6% i 10% bwow (w stosunku do ilości wody). Do wody zarobowej dodawano kolejno środek odpieniający, regulujący czas wiązania i gęstnienia, upłynniający i obniżający filtrację. Zaczyny cementowe sporządzono z dodatkiem lateksu w ilości 10% i stabilizatora lateksu w ilości 1% bwoc (oba składniki w stosunku do masy suchego cementu). Pozostałe składniki: mikrocement (nanocement), mikrosilikę, hematyt i cement mieszano ze sobą i wprowadzano następnie do wody zarobowej. Wszystkie zaczyny cementowe sporządzano na bazie cementu wiertniczego G. Po połączeniu wszystkich składników zaczyn cementowy mieszano przez 30 minut, a następnie wykonywano pomiary laboratoryjne takie jak: gęstość, rozlewność, odczyty z aparatu Fann, odstój wody, filtrację, czas gęstnienia. Z opracowanych zaczynów cementowych wybrano te o najlepszych parametrach reologicznych, następnie sporządzono z nich próbki kamieni cementowych. Zaczyny cementowe wiązały przez 48 h w środowisku wysokiej temperatury i ciśnienia (warunki otworopodobne). Otrzymane kamienie cementowe poddano badaniu: wytrzymałości na ściskanie, wytrzymałości na zginanie, przyczepności do rur stalowych oraz porowatości.

EN

Works related to the drilling of a deep borehole must take into account the specific conditions at its bottom. This applies especially to high temperatures, exceeding 90–100°C, and pressures of 60–80 MPa. Such difficult downhole conditions have often posed many problems when developing appropriate compositions of cement slurries used for sealing columns of casing pipes. With each passing year, drilling companies make deeper and more complicated boreholes, more and more often exceeding 3000 m, which require the use of specially developed recipes of cement slurries when sealing the casing column. In deep boreholes (with very high temperature and pressure), a serious problem is to ensure a long pumping time of the cement slurry, which should be characterized by low viscosity, little or no free water and the lowest filtration possible. Therefore, it is necessary to select appropriate retardants that are resistant to high temperatures and additives ensuring the appropriate technological parameters of the slurries and cement stone. Pressure and temperature parameters increase with the depth of the borehole. Reservoir waters (brines of different mineralization) largely affect the hardened cement slurry, therefore cement slurries intended for deep boreholes should contain in their composition additives that increase thermal resistance, delay setting, lower filtration and improve resistance to chemical corrosion caused by the action of brines reservoir. The aim of the laboratory research was to develop innovative formulas of cement slurries for sealing boreholes, both crude oil and geothermal, with increased temperatures (up to about 130°C) located in the Carpathian region. During the implementation of the topic, laboratory tests were carried out on both cement slurries and cement stones obtained from them. Due to the industry’s interest in acquiring energy from sources other than crude oil and natural gas, a broader scope of laboratory tests covered cement slurries for sealing geothermal boreholes with controlled rheological parameters, which can be used at high reservoir temperatures to seal deep boreholes. The cement slurries were prepared with tap water with the addition of potassium chloride in the amount of 3, 6 and 10% bwow (in relation to the amount of water). The following agents were successively added to the mixing water: defoaming, adjusting the setting and thickening time, plasticizing and reducing filtration. Cement slurries were made with the addition of 10% latex and a latex stabilizer in the amount of 1% bwoc (both components in relation to the weight of dry cement). The other ingredients: microcement (nanocement), microsilica, hematite and cement were mixed together and then added to the mixing water. All cement slurries were prepared on the basis of drilling cement G. When all components blended, the cement slurry was mixed for 30 minutes followed by laboratory measurements such as: density, fluidity, readings from the Fann apparatus, water retention, filtration, thickening time. From among the developed cement slurries, those with the best rheological parameters were selected, then samples of cement stones were prepared from them. Cement slurries were cured for 48 hours in an environment of high temperature and pressure (downhole conditions). The obtained cement stones were tested for: compressive strength, bending strength, porosity, adhesion of cement stone to steel pipes.

4

Korelacja skuteczności działania środków dyspergujących o różnym mechanizmie upłynniania

Kremieniewski Marcin

Nafta-Gaz

|

2020

|

R. 76, nr 11

816--826

PL

Efektywne uszczelnienie otworu wiertniczego zależy od wielu właściwości zaczynu cementowego. Do ważniejszych należą parametry reologiczne. Zaprojektowanie zaczynu o wymaganych wartościach lepkości plastycznej, granicy płynięcia czy współczynnika konsystencji przyczynia się do sprawnego przeprowadzenia zabiegu cementowania i pozwala efektywnie wypełnić cementowaną przestrzeń pozarurową. W celu dostosowania parametrów reologicznych do wymagań technologicznych wykorzystuje się środki dyspergujące. Działanie tych upłynniaczy bądź superplastyfikatorów związane jest z ich budową chemiczną, która ma wpływ na mechanizm upłynniania. Dlatego też w celu odpowiedniego doboru środka upłynniającego korzystne jest zaznajomienie się z jego mechanizmem działania, dzięki czemu możliwe będzie zastosowanie optymalnych ilości dla danej receptury zaczynu. W publikacji omówiona została skuteczność działania środków dyspergujących w zależności od ich mechanizmu upłynniania. Realizowane prace badawcze polegały na modyfikacji zaczynu cementowego za pomocą soli sodowych polikondensatów formaldehydowych kwasów naftalenosulfonowych oraz dyspergatora polimerowego na bazie karboksylanów. Zastosowano ilości środka dyspergującego w zakresie od 0,05% (bwoc1 ) do 1,0% (bwoc). Przeprowadzono badania parametrów reologicznych opisywanych za pomocą pięciu modeli reologicznych, tj. Newtona, Binghama, Ostwalda de Waele’a, Cassona, Herschela-Bulkleya. Głównym celem prac opisanych w artykule było przeprowadzenie analizy korelacyjnej zmiany parametrów reologicznych zaczynów modyfikowanych środkami dyspergującymi należącymi do różnych grup w zależności od ich mechanizmu upłynniania. Dzięki temu możliwe było wskazanie efektywności działania dodatków dyspergujących w zależności od zastosowanej ilości upłynniacza należącego do danej grupy. Zrealizowane prace są pomocne przy określeniu optymalnej ilości środka dyspergującego danego rodzaju (o danym mechanizmie działania).

EN

Effective borehole sealing depends on many properties of the cement slurry. The rheological parameters are the most important. Designing the cement slurry with the required values of plastic viscosity, yield point or consistency coefficient contributes to the efficient performance of the cementing procedure and allows for effective filling of the cemented space outside the tubing. In order to adjust rheological parameters to technological requirements, dispersants are used. The operation of these plasticizers or superplasticizers is related to their chemical structure, which determines their liquefaction mechanism. Therefore, in order to properly select a fluidizing agent, it is beneficial to become familiar with its mechanism of operation, thanks to which it will be possible to use the optimal amounts for a given cement slurry recipe. The publication discusses the effectiveness of dispersing agents depending on their liquefaction mechanism. The research work carried out consisted in the modification of the cement slurry with the use of sodium salts of polycondensates of naphthalene sulfonic acids and a polymer dispersant based on carboxylates. Amounts of dispersant ranging from 0.05% (bwoc) to 1.0% (bwoc) were used. The rheological parameters described by means of five rheological models, i.e. Newton, Bingham, Ostwald de Waele, Casson and Herschele-Bulkley, were tested for the cement slurries. The main goal of the work presented in the article was to conduct a correlation analysis of the change in rheological parameters of slurries modified with dispersants belonging to different groups depending on their liquefaction mechanism. Thanks to this, it was possible to indicate the effectiveness of the dispersing additives depending on the amount of the fluid used belonging to a specific group. The work carried out is helpful in determining the optimal amount of dispersing agent depending on its type (mechanism of action).

5

The Substantiation of the Optimal Parameters for Dough Pinning-Out Rollers

Vitenko Tetiana, Stadnik Igor, Droździel Paweł, Rudawska Anna

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2020

|

Vol. 14, no 1

32--41

EN

The article defines the rather complex and unpredictable movement of the dough in the gap between the working rolls and suggests the calculation for the optimal parameters for the rolls shape (particularly the parameters and their effect on the dough). The functional dependences of the permissible diameter and the gap between rotating rollers were substantiated. The block diagram of the geometric bounding parameters of the gradient field of the viscous fluid flow was proposed and the equation on the basic constructive parameters (h, r) affecting the pouring process efficiency was presented. The analysis of the experimental results revealed that the main features of the machine provide the necessary stable shape products and good rheological parameters of these products. The rheological testing indicators allow for a rational approach to the decision to operate a rolling process. At the same time, they improve the quality control methods and have an influence on the design parameters of rollers and modes of chambers. The proposed method not only allows obtaining a predetermined pressure, but also enables defining the optimal shape of the gap, wherein the pressure gradient is constant.

6

Rola plastyfikatora w projektowaniu zaczynu lekkiego o podwyższonej stabilności sedymentacyjnej

Kremieniewski Marcin

Nafta-Gaz

|

2019

|

R. 75, nr 9

571--578

PL

Stosowanie zaczynu cementowego o obniżonej gęstości jest niezbędne podczas uszczelniania otworów wierconych w strefach występowania skał chłonnych czy w warstwach sypkich. Zmniejszenie gęstości zaczynu możliwe jest do uzyskania poprzez wprowadzenie do jego objętości lekkich dodatków wypełniających. Obecność dodatkowych lekkich frakcji wymusza zastosowanie większej ilości wody. Ze względu na zróżnicowane gęstości ziaren cementu i ziaren wypełniacza lekkiego – struktura płynnego zaczynu może ulegać rozwarstwieniu w momencie, gdy pozostanie on w warunkach statycznych. Aby uzyskać odpowiednią stabilność sedymentacyjną zaczynu cementowego, należy dążyć do możliwie mocnego wypełnienia objętości wody zarobowej frakcjami cementu i pozostałych domieszek i dodatków. Jest to możliwe między innymi poprzez zmniejszenie ilości wody. Jednak zaczyn taki będzie wykazywał znacznie gorszą przetłaczalność, co wiąże się z koniecznością użycia wyższych wydatków tłoczenia, czego efektem może być rozszczelinowanie strefy skał chłonnych i ucieczka cementu powodowana wzrostem ciśnienia w przestrzeni pierścieniowej. Aby wyeliminować to niekorzystne zjawisko, objawiające się pogorszeniem parametrów reologicznych na skutek zmniejszenia ilości wody w zaczynie, korzystne jest zastosowanie wybranych środków dyspergujących, które umożliwiają obniżenie współczynnika wodno-cementowego przy zachowaniu optymalnych wartości parametrów reologicznych, co zostało omówione w niniejszej publikacji. Działanie takie pozwala wyeliminować frakcjonowanie zaczynu, w wyniku czego uzyskuje się homogeniczną strukturę zarówno płynnego, jak i stwardniałego zaczynu cementowego. W artykule omówione zostały wyniki badań zaczynów, które zostały poddane modyfikacjom w celu poprawy stabilności sedymentacyjnej. Na potrzeby publikacji zestawiono trzy receptury zaczynów: pierwszy zaczyn to receptura kontrolna, a dwa kolejne to modyfikacje, w których uzyskano najbardziej zadowalające wyniki. Podczas prac badawczych skoncentrowano się na obniżeniu współczynnika wodno-cementowego w recepturze zaczynu lekkiego oraz na odpowiednim doborze ilościowym, a także jakościowym środka dyspergującego. Zaprojektowano receptury zaczynów dla warunków otworowych z temperaturą około 30°C i ciśnieniem około 5 MPa. Przedstawione nowe receptury to jeden zaczyn bezlateksowy oraz jeden zaczyn lateksowy. W publikacji omówiono wyniki badań stabilności sedymentacyjnej projektowanych zaczynów oraz wyniki badań parametrów decydujących o efektywności uszczelniania. Na próbkach stwardniałych zaczynów wykonano badania porowatości oraz przepuszczalności, na podstawie czego zweryfikowano korzyści modyfikacji wprowadzonych w składach zaczynów.

EN

The use of cement slurry with reduced density is indispensable for sealing off the boreholes that have been drilled in absorptive rock zones. The reduction in slurry density is possible due to the incorporation of light additives into its volume. The presence of light fractions enforces the use of more water. Due to the varying density of cement grains and light filler grains, the structure of the liquid slurry can be delaminated when it remains in static conditions. In order to obtain the appropriate sedimentation stability of cement slurry, one should strive to fill the entire volume of the mixing water with cement and other fractions and additions. This is possible, inter alia, by reducing the amount of water. However, such slurry will demonstrate poorer pressability, which is associated with the necessity of using higher pressing gain, the effect of which can be the fracturing of the absorptive zone and the escape of cement due to the increase in pressure in the annular space. In order to eliminate this unfavorable phenomenon manifested by the deterioration of rheological parameters due to the reduction of the amount of water in the slurry, it is advantageous to use selected dispersing agents that allow lowering the water-cement ratio while maintaining the optimal rheological parameters, as discussed in this publication. Such action allows eliminating slurry fractionation as a result of which a homogeneous structure of both liquid and hardened cement slurry is obtained. The article discusses the test results for slurries that have been subjected to modifications to improve sedimentation stability. For the purposes of the publication, 3 slurries formulas were compiled, of which the first slurry is a control recipe and the two other are modifications in which the most satisfactory results were obtained. During the research work, the focus was on reducing the water-cement ratio in the lightweight slurry and on the appropriate quantitative and qualitative selection of the dispersing agent. The leaven formulations were designed for borehole conditions with a temperature of approx. 30°C and a pressure of approx. 5 MPa. The presented new formulas are one latex free slurry and one latex leaven slurry. The publication discusses the results of the sedimentation stability tests for the designed slurries as well as the results of testing of the parameters determining the sealing efficiency. Porosity and permeability tests were carried out for samples of hardened slurries, based on which the benefits of the introduced modifications in the composition of slurries were verified.

7

Dynamiczno-mechaniczna analiza termiczna kleju metakrylowego

Bula A., Jurczyk S., Hulimka J., Kozłowski M.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2018

|

T. 24, Nr 4 (184)

11--16

PL

Wymagania stawiane materiałom konstrukcyjnym wykorzystywanym w budownictwie sprawiają, że stosowanie klejów w połączeniach powoduje konieczność określenia parametrów reologicznych oraz wpływu czynników zewnętrznych na ich właściwości, jak np. temperatura. W pracy przedstawiono wyniki dynamiczno-mechanicznej analizy termicznej (DMTA) wybranego kleju metakrylowego dla częstotliwości wymuszeń 1 Hz i szybkości przyrostu temperatury 3°C/min, w zakresie temperatur od -65°C do 160°C. Na podstawie wyników badań określono poszczególne stany fizykochemiczne kleju oraz oznaczono temperaturę zeszklenia.

EN

Requirements for construction materials used in civil engineering make that the use of adhesives in connections results in the necessity to determine rheological parameters and the influence of external factors on their properties, such as temperature. The paper presents the results of dynamic-mechanical thermal analysis (DMTA) for a selected methacrylate adhesive for 1 Hz force frequency and heating rate 3°C/min, in the range from -65°C to 160°C. On the basis of the test results, the individual physicochemical states of the adhesive were determined and the glass transition temperature was evaluated.

8

Parametry reologiczne cieczy modelowych wykorzystywanych do opracowania charakterystyk pomp zębatych

Bieńczak A., Ptaszek A.

Przemysł Chemiczny

|

2018

|

T. 97, nr 5

674--676

PL

Przedstawiono wyniki badań parametrów reologicznych cieczy, które posiadają właściwości cieczy newtonowskich a ich lepkość zawiera się w przedziale 2-15 Pa·s. Z wyznaczonego eksperymentalnie masowego natężenia przepływu obliczono szybkości ścinania, jakie mogą wystąpić na stanowisku badawczym. Ponadto przeprowadzono badania lepkości cieczy w funkcji temperatury. Na podstawie uzyskanych wyników badań do dalszych prac związanych z opracowaniem charakterystyk pomp, wytypowano syrop glukozowy wysokoscukrzony, jego wodne roztwory oraz wodne roztwory syropu niskoscukrzonego w zakresie temp. 20-24°C.

EN

Com. glucose syrups with a high content of crystd. sugars as well as its equiv. with a low content of crystd. ones and their dild. aq. solns. were tested by using a rotational rheometer (18-50°C, shear rate 1-30 s-1) to identify the Newtonian liqs. with a viscosity 2–15 Pa·s. At 20-24°C, only syrup with low content of crystd. sugars was a non-Newtonian liq. and should not be used to characterize the gear pumps.

9

Wpływ środków regulujących czas wiązania na parametry reologiczne zaczynu cementowego

Kremieniewski M.

Nafta-Gaz

|

2018

|

R. 74, nr 11

828--838

PL

W artykule przedstawiono wpływ środków regulujących czas wiązania na parametry reologiczne zaczynu cementowego. Dodatek lignosulfonianów stosowany jest do wydłużenia czasu wiązania zaczynu cementowego. Środek ten wykorzystuje się przy projektowaniu zaczynów przeznaczonych do uszczelniania kolumn rur okładzinowych posadowionych na znacznych głębokościach, gdzie występuje wysoka temperatura na dnie otworu. Wskutek podwyższonej temperatury hydratacja zaczynu cementowego przebiega znacznie szybciej, co wymusza stosowanie dodatków wydłużających czas wiązania w celu bezpiecznego wtłoczenia zaczynu w uszczelnianą przestrzeń pierścieniową i pozarurową. Z kolei do skrócenia czasu wiązania zaczynu cementowego najczęściej wykorzystywanym środkiem przyspieszającym jest chlorek wapnia. Czas wiązania wymaga skrócenia z uwagi na względy ekonomiczno-technologiczne, począwszy od skrócenia czasu potrzebnego na wiązanie zaczynu i przejścia do dalszych prac wiertniczych, a skończywszy na wyeliminowaniu ewentualności wtargnięcia medium gazowego w strukturę wiążącego zaczynu cementowego. Stosowanie dodatków regulujących czas wiązania zaczynu cementowego nie pozostaje bez znaczenia dla jego parametrów reologicznych. Podczas realizowanych prac badawczych, których celem było określenie wpływu opóźniaczy i przyspieszaczy na parametry reologiczne zaczynu, wykorzystano dodatek lignosulfonianu (opóźniacza) w ilości od 0,1% do 0,3% (bwoc) oraz dodatek chlorku wapnia (przyspieszacza) w ilościach od 1% do 3% (bwoc). Następnie wykonano badania podstawowych parametrów technologicznych zaczynów cementowych, badania parametrów reologicznych, wyznaczono określone modele reologiczne, wykreślono krzywe płynięcia i na podstawie uzyskanych danych omówiono wpływ stosowania wytypowanych dodatków na parametry reologiczne zaczynu cementowego.

EN

The article presents the impact of measures to regulate the setting time on the rheological parameters of cement slurry. The addition of lignosulfonates is used to extend the setting time of cement paste. This agent is used in the design of cement slurries intended for sealing casing pipe columns set at considerable depths, where there is a high temperature at the bottom of the hole. Due to the elevated temperature, the hydration of the cement paste proceeds much faster, which forces the use of additives that extend the setting time to safely enter the grout into the sealed annular and non-annular space. On the other hand, in order to reduce the bonding time of cement paste, the most commonly used accelerator is calcium chloride. The setting time requires shortening due to economic and technological considerations, ranging from the shortening of the time needed to set the grout and the transition to further drilling work, ending with the elimination of the possibility of gaseous medium intrusion into the binding cement slurry. The use of additives regulating the setting time of cement paste is not without significance for its rheological parameters. During the research work aimed at determining the influence of retarders and accelerators on the rheological parameters of the slurry, the addition of lignosulfonate (retarder) in an amount of 0.1 to 0.3% (bwoc), and calcium chloride (accelerator) in quantities from 1 to 3% (bwoc) were used. Then, the basic technological parameters of cement slurries were tested, rheological parameters were examined, specific rheological models were determined, flow curves were plotted and based on the obtained data the effect of using selected additives on rheological parameters of cement paste was discussed.

10

Celowość prowadzenia prac badawczych nad nowymi środkami obniżającymi filtrację zaczynów cementowych

Kremieniewski M., Rzepka M.

Nafta-Gaz

|

2017

|

R. 73, nr 8

583--590

PL

W artykule zwrócono uwagę na konieczność prowadzenia specjalistycznych badań laboratoryjnych nad nowymi środkami przeznaczonymi do zaczynów cementowych. Podczas realizacji prac badawczych użyto nowego rodzaju domieszek, których zadaniem było zminimalizowanie wartości filtracji zaczynu cementowego. Głównym celem prac zaprezentowanych w niniejszej publikacji było zaprojektowanie zaczynu cementowego o niskiej wartości filtracji. W tym celu zastosowano trzy rodzaje domieszek antyfiltracyjnych. Dla porównania działania tych domieszek sporządzono próbkę zaczynu kontrolnego (bez środków regulujących filtrację zaczynu). We wszystkich zaczynach określono podstawowe parametry technologiczne, jednakże największe znaczenie miała wartość filtracji zaczynu cementowego. W celu określenia wpływu danej domieszki antyfiltracyjnej na pozostałe parametry zaczynu wykonane zostały badania w temperaturze 25°C i przy ciśnieniu 3 MPa. Ze względu na uzyskanie niespodziewanych wyników badań (w niektórych przypadkach otrzymano niemal sześciokrotny wzrost wartości filtracji po zastosowaniu domieszki antyfiltracyjnej) postanowiono upowszechnić efekty przeprowadzonych prac. Artykuł zawiera wyniki badań nad nowymi domieszkami antyfiltracyjnymi.

EN

This paper discusses the necessity of conducting specialized laboratory tests for new means/agents designed for cement slurries. During the execution of the research, new types of additives were used, in order to minimize the fluid loss of cement slurry. The main purpose of the research presented in this paper, was to design a cement slurry with low fluid loss value. For this purpose three types of fluid loss agents were used. To compare the impact of the fluid loss agent, a sample of base cement slurry (without additives regulating fluid loss of cement slurry) was prepared. The basic technological parameters were determined for all cement slurries, nonetheless, most significant was the fluid loss value of the cement slurry. In order to determine the effect of the fluid loss agent on other parameters, tests were conducted at a temperature of 25°C and at a pressure of 3 MPa. Due to the unexpected test results (in some cases almost a 6-fold increase in the fluid loss was obtained, after the application of the fluid loss agent) that were achieved it was decided to publish the results of the research. This paper presents the results of the research on innovative fluid loss agents.

11

Wpływ wstępnej dezintegracji na parametry reologiczne osadów ściekowych poddanych fermentacji

Wolski P.

Proceedings of ECOpole

|

2016

|

Vol. 10, No. 2

775--784

PL

Celem prowadzonych badań było wyznaczenie zależności naprężeń stycznych od gradientu prędkości (krzywych płynięcia) osadów ściekowych wstępnie kondycjonowanych polem ultradźwiękowym, a następnie poddanych fermentacji. W procesie sonifikacji zastosowano cztery natężenia fali ultradźwiękowej: 2,2; 2,7; 3,2; 3,8 W/cm2, natomiast czas sonifikacji przyjęto 600 s. Proces fermentacji prowadzono w 10 kolbach szklanych o pojemności 0,5 dm3 stanowiących modele komór fermentacyjnych. Do opisu krzywych płynięcia zastosowano najprostszy matematyczny model reologiczny, tzw. model Ostwalda. Przedstawiono również sumaryczny ubytek suchej masy osadów poddanych stabilizacji. W wyniku przeprowadzonych badań odnotowano zwiększenie naprężeń stycznych wraz z zastosowaniem wyższych natężeń fali pola ultradźwiękowego. Zmniejszenie wartości naprężeń zaobserwowano dla osadów poddanych fermentacji z każdym dniem prowadzenia procesu.

EN

Yield point, viscosity, shear stress are technological parameters useful in practice to control the pumping of sludge, flow and other processes related to their processing. Increasing the efficiency of dewatering causes a decrease in their ability to flow through an increase in the limits of flow and thus the shear stress values. The variability of the stress and the viscosity is the result of changes in the structure occurring in the sludge during the flow. Any change in the structure of sludge by conditioning affected the same for their rheological parameters. The aim of the study was to determine the dependence of shear velocity gradient (flow curves) pre-conditioned ultrasonic field sludge, and then fermented. In the process of sonication, four of the ultrasonic wave intensity i.e.: 2.2; 2.7; 3.2; 3.8 W/cm2 were applied, and the time of sonication equals 600 s. The fermentation process was carried out in 10 glass flask with a capacity of 0.5 dm3 which were models the digester. To describe the flow Wpływ wstępnej dezintegracji na parametry reologiczne osadów ściekowych poddanych fermentacji 781 curves used the simplest mathematical rheological model so. power model Ostwald. It also presents the total loss of dry mass of sludge undergoing stabilization. The studies reported an increase in shear stress with the application of higher intensity ultrasonic wave field. Reducing stress values were observed for fermented sludge with each day of anaerobic stabilization process.

12

Wpływ dodatku superplastyfikatora na zwiększenie efektywności uszczelniania kolumn rur okładzinowych

Kremieniewski M.

Nafta-Gaz

|

2016

|

R. 72, nr 3

169--176

PL

W artykule zaprezentowano możliwość zwiększenia efektywności uszczelniania kolumn rur okładzinowych wskutek obniżenia parametrów reologicznych zaczynów cementowych. Zamierzony efekt został osiągnięty za pomocą obecnie stosowanych dodatków upłynniających oraz innowacyjnych superplastyfikatorów. Bazowe próbki zaczynów cementowych poddano działaniu dodatków upłynniających, w celu określenia zdolności dyspergujących, a także zwiększenia efektywności wypełnienia przestrzeni pierścieniowej. Jako zaczyn bazowy zastosowano recepturę powszechnie stosowaną w warunkach otworowych.

EN

This publication presents the possibility of increasing the effectiveness of sealing casings as a result of reducing the rheological parameters of cement slurries. The intended effect is achieved with the currently used plastificators and innovative superplastificators. The samples of cement slurry were treated by fluidifying additives in order to determine the dispersants ability and to increase the efficiency of filling the annular space. As base cement slurry, a formula commonly applied in borehole conditions was used.

13

Rheological parameters of digested sludge

Wolski P.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2016

|

T. 19, nr 4

447--453

EN

The paper presents the effect of the fermentation process on the values of shear stress in the sewage sludge pre-conditioned with ultrasonic field. The sludge samples were fermented in the glass flasks that represented the models of digester chamber. The values of shear stress and rheological models were determined for the fermented sludge. The study demonstrated an increase in shear stress values with the increase of velocity gradient. The highest values of these parameters were obtained for the sludge conditioned with the highest ultrasonic field intensity. The decrease of shear stress values was obtained after fermentation process.

PL

Przedstawiono wyniki badań wpływu procesu fermentacji na wartości naprężeń stycznych wstępnie kondycjonowanych polem ultradźwiękowym osadów ściekowych. W procesie kondycjonowania wykorzystano trzy wartości natężenia fali pola ultradźwiękowego: 2,7; 3,2; 3,8 W/cm2. Wstępnie przygotowane próbki osadów poddawano procesowi fermentacji w kolbach szklanych stanowiących modele komór fermentacyjnych. Proces fermentacji prowadzono przez 10 dób. Dla przefermentowanych osadów wyznaczano wartości naprężeń oraz modele reologiczne. Badania wykazały wzrost wartości naprężeń wraz ze wzrostem gradientu prędkości. Najwyższe wartości uzyskano dla osadów kondycjonowanych przy najwyższym natężeniu pola UD. Fermentacja wpłynęła na obniżenie wartości naprężeń stycznych.

14

Rheological parameters of initially disintegrated sewage sludge after fermentation parametry reologiczne

Wolski P.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2016

|

Vol. 23, nr 4

411--419

EN

Yield point, viscosity, shear stress are technological parameters useful in practice to control the pumping of sludge, flow and other processes related to their processing. Increasing the efficiency of dewatering causes a decrease in their ability to flow through an increase in the limits of flow and thus the shear stress values. The variability of the stress and the viscosity is the result of changes in the structure occurring in the sludge during the flow. Any change in the structure of sludge by conditioning affected the same for their rheological parameters. The aim of the study was to determine the dependence of shear velocity gradient (flow curves) pre-conditioned ultrasonic field sludge, and then fermented. In the process of sonication, four of the ultrasonic wave intensity ie: 2.2; 2.7; 3.2; 3.8 W/cm2 were applied, and the time of sonication equals 600 s. The fermentation process was carried out in 10 glass flask with a capacity of 0.5 dm3 which were models the digester. To describe the flow curves used the simplest mathematical rheological Ostwald-de Waele model. It also presents the total loss of dry mass of sludge undergoing stabilization. The studies reported an increase in shear stress with the application of higher intensity ultrasonic wave field. Reducing stress values were observed for fermented sludge with each day of anaerobic stabilization process.

PL

Granica płynięcia, lepkość, naprężenia styczne są parametrami technologicznymi przydatnymi w praktyce do kontroli pompowania osadów, płynięcia oraz innych procesów technologicznych związanych z ich przeróbką. Zwiększenie efektywności odwadniania osadów powoduje spadek zdolności ich płynięcia poprzez wzrost granic płynięcia, a tym samym wartości naprężeń stycznych. Zmienność naprężeń i lepkości jest wynikiem zmiany struktury zachodzącej w osadach w trakcie płynięcia. Każda zmiana struktury osadów poprzez kondycjonowanie wpływała tym samym na ich parametry reologiczne. Celem prowadzonych badań było wyznaczenie zależności naprężeń stycznych i lepkości od gradientu prędkości (krzywych płynięcia i lepkości) osadów ściekowych wstępnie kondycjonowanych polem ultradźwiękowym, a następnie poddanych fermentacji. W procesie sonifikacji zastosowano cztery natężenia fali ultradźwiękowej: 2,2; 2,7; 3,2; 3,8 W/cm2, natomiast czas sonifikacji przyjęto 600 s. Proces fermentacji prowadzono w 10 kolbach szklanych o pojemności 0,5 dm3, stanowiących modele komór fermentacyjnych. Do opisu krzywych płynięcia zastosowano najprostszy matematyczny model reologiczny tzw. model Ostwalda. Przedstawiono również sumaryczny ubytek suchej masy osadów poddanych stabilizacji. W wyniku przeprowadzonych badań odnotowano zwiększenie naprężeń stycznych wraz z zastosowaniem wyższych natężeń fali pola ultradźwiękowego. Zmniejszenie wartości naprężeń zaobserwowano dla osadów poddanych fermentacji z każdym dniem prowadzenia procesu stabilizacji.

15

Characterization of Selected Parameters of Organic-Inorganic Hybrid Membranes Based on Various Polymers and Nd-Fe-B Fillers

Rybak A., Rybak A., Kaszuwara W.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 4

1825--1832

EN

In this paper magnetic organic-inorganic hybrid membranes based on EC, PPO polymer matrices and various magnetic powder microparticles were synthesized and studied. Constant pressure permeation technique and the Time Lag method were used to obtain the gas transport coefficients. The mechanical, rheological and magnetic parameters of magnetic hybrid membranes were examined. It was found that their separation and gas transport properties (D, P, S and α) were improved with the decrease in powder particle size and the increase of membrane’s remanence, saturation magnetization and magnetic particle filling. The increase of the magnetic powder addition and a decrease of its granulation improved also mechanical and rheological parameters of the tested membranes. This improvement also had a positive effect on their gas separation properties and their potential usage in the future.

16

Determination of power output and impact on the rheological parameters of raw materials during rolling

Stadnyk P. D., Dobrotvor I. G., Szwedziak K.

Agricultural Engineering

|

2016

|

Vol. 20, No. 2

133--140

EN

The paper presents mathematical modelling of determining the power output over the rolling materials in the gap rotating rollers taking into account the rheological parameters of the final product. Determination of these parameters will reduce energy consumption, increase efficiency and reduce loss of material during production. This solution, suggested in the article, allows determination of the overall quality of the rolled product layer. Analysis of experimental results revealed that the main features of the machine provide the necessary stable shape products and provide good rheological parameters of these products. Rheological testing indicators allow for a rational approach to a decision to operate a rolling process. At the same time they improve quality control methods and will have an impact on the design parameters of rollers and modes of chambers. The proposed method not only allows obtaining a predetermined pressure, but also allows defining the optimal shape of the gap, wherein the pressure gradient is constant.

PL

W artykule przedstawiono modelowanie matematyczne wyznaczania mocy użytecznej podczas walcowania surowców w szczelinie rolek obrotowych z uwzględnieniem parametrów reologicznych produktu końcowego. Wyznaczenie tych parametrów pozwoli na zmniejszenie zużycia energii, zwiększenie wydajności oraz zmniejszenie strat surowców w czasie produkcji. Zastosowanie tego rozwiązania zaproponowanego w artykule pozwala na określenie ogólnej jakości zwiniętej warstwy produktu. Analiza wyników eksperymentalnych pozwoliła stwierdzić, że główne cechy maszyny, zapewniają niezbędny stabilny kształt produktów i zapewniają dobre parametry reologiczne tych produktów. Testowanie wskaźników reologicznych pozwalają na racjonalne podejście do decyzji o prowadzeniu procesu walcowania. Jednocześnie poprawią sposoby kontroli jakości i będą miały wpływ na parametry konstrukcji trybów rolek i komór roboczych. Proponowany sposób nie tylko pozwala na uzyskanie określonego ciśnienia, a również pozwolą na określenie optymalnego kształtu szczeliny, w którym gradient ciśnienia jest stały.

17

Wpływ współczynnika wodno-cementowego na rodzaj modelu reologicznego zaczynu cementowego

Skrzypaszek K., Stryczek S., Wiśniowski R.

Nafta-Gaz

|

2015

|

R. 71, nr 1

18--23

PL

Zaczyny uszczelniające, a zwłaszcza typu cementowego, są skoncentrowanymi układami dyspersyjnymi zawierającymi cząstki stałe o znacznie rozwiniętej powierzchni właściwej. Układy takie pod względem reologicznym należą do niezwykle złożonych. Wynika to między innymi z faktu, że na właściwości reologiczne w sposób istotny wpływają: dodatki i domieszki modyfikujące właściwości technologiczne świeżych i stwardniałych zaczynów, złożony chemicznie mechanizm reakcji hydratacji zachodzącej w zaczynie w funkcji czasu. Szczególną uwagę, ze względu na zapewnienie skuteczności uszczelniania kolumn rur okładzinowych w otworach wiertniczych, należy zwrócić na właściwości reologiczne zatłaczanych zaczynów cementowych. W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu współczynnika wodno-cementowego na parametry reologiczne zaczynu sporządzanego na osnowie cementu wiertniczego klasy G.

EN

Sealing slurries, especially cement slurries, are concentrated dispersive systems containing solids of a considerably developed specific surface. Rheologically, such systems are very complex which stems from the fact that certain factors significantly influence rheology, i.e.: additives and admixtures modifying technological properties of fresh and set slurries, chemically complex hydration reaction mechanism occurring in the slurry in a function of time. Special attention should be paid to providing efficient sealing conditions in the wellbore, i.e. rheological properties of injected cement slurries. The influence of water/cement ratio on the rheological parameters of sealing slurries based on drilling cement class G was analyzed and the results presented in the paper.

18

Badania właściwości reologicznych ścieków

Fryźlewicz-Kozak B., Jamróz J., Pachołek M.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2015

|

Nr 2

33--35

PL

W pracy przedstawiono analizę reologiczną osadu z oczyszczalni z okolic Krakowa. Badane osady należą do płynów nienewtonowskich, lepkoplastycznych, niebinghamowskich, posiadających granicę płynięcia. Wielkość granicy płynięcia osadów rośnie wraz ze wzrostem zawartości związków organicznych. Do opisu Teologicznych właściwości najlepszy okazał się matematyczny model Herschela-Bulkley’a, średnia wartość współczynnika korelacji wyniosła 0,993. Stała konsystencji malała ze wzrostem wartości wskaźnika płynięcia płynu.

EN

The paper deals with rheological analysis of sludge from the waste water treatment plant situated near Cracow. Sewage sludge belongs to non-Newtonian, viscoplastic, non-Bingham fluid. The yield point value increases with the concentration of organic compounds in the sludge (expressed as organic dry solids). The Herschel-Bulkley model turned out to be the best to describe Theological properties. The average correlation coefficient was equal to 0.993. The fluid consistency index decreases with the increase of flow behaviour index.

19

Assessment of impact of the rheological parameters change on sensitivity of the asphalt strain based on the test results

Kurpiel A., Wysokowski A.

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2015

|

No. 16

105--117

EN

The creep test under the static loading, that allows to determine rheological properties of asphalt based on the creep curve, is the most effective test nowadays. Applied loads are non-destructive and allow to observe the course of the strain after the test load. The test can be carried out on compressing, shearing, bending as well as on triaxial test, that depends on the applied apparatus implementing different intensity [1, 2, 3, 4, 5, 6]. Based on the creep test, the stress of different properties can be specified. Among them there are valuable rheological properties based on selected viscoelascity models [1]. The properties of the viscoelascity models are relevant indexes depicting resistance to deformation. They can be used to forecast the wheel-truck in the accepted rheological model [1]. In this article it is shown the impact of different rheological properties of the viscoelacity model on the wheel-truck as well as the impact of different properties on shape and the course of the creep curve. The asphalt mixtures presented in this article are characterized by variable rheological properties. It is therefore difficult to determine which property mostly affects the size of the strain. However, the authors of this article attempted to analyse the change of the asphalt strain value of the different variables in particular rheological model, called Bürgers’s model.

PL

Badanie pełzania pod obciążeniem statycznym jest obecnie najbardziej efektywnym badaniem pozwalającym na określenie reologicznych parametrów mieszanek mineralno - asfaltowych na podstawie krzywej pełzania. Stosowane obciążenia mają poziom nieniszczący i pozwalają na obserwację przebiegu odkształceń w czasie również po odciążeniu. Badanie może być realizowane przy ściskaniu, ścinaniu, rozciąganiu i zginaniu, a także w zakresie trójosiowym, w zależności od stosowanego aparatu realizującego zadany schemat naprężeń [1, 2, 3, 4, 5, 6]. Na podstawie badania pełzania można określić parametry oparte o różne teorie pełzania a szczególnie cenne parametry reologiczne w oparciu o wybrane modele lepkosprężyste [1]. Parametry z modeli lepkosprężystych są miarodajnymi wskaźnikami obrazującymi odporność mieszanek na deformacje. Można za ich pomocą prognozować głębokości koleiny w przyjętym modelu reologicznym [1]. W niniejszym artykule przedstawiono jaki wpływ na głębokość koleiny mają różne wartości parametrów reologicznych z analizowanego modelu lepkosprężystego oraz wpływ parametrów na kształt i przebieg krzywej pełzania. Przedstawione w artykule mieszanki mineralno - asfaltowe charakteryzują się zmiennymi parametrami reologicznymi, zatem trudno jest określić, który parametr decyduje o wielkości odkształcenia danej mieszanki. Mając na uwadze powyższe, w artykule podjęto próbę analizy zmiany wartości odkształcenia mieszanki mineralno – asfaltowej przy zmianie jednego oraz dwóch parametrów w danym modelu reologicznym – w tym przypadku - Bürgersa.

20

The Effect Of Sodium Alginate Concentration On The Rheological Parameters Of Spinning Solutions

Brzezińska M., Szparaga G.

Autex Research Journal

|

2015

|

Vol. 15, no. 2

123--126

EN

The aim of the study was to determine the rheological properties of solutions of two types of sodium alginate in water. Rheological studies were carried out to determine the rheological properties of the spinning solutions. Polymer solutions of different concentrations were obtained. Based on the preliminary research of the concentrations of solutions, the proper n and k parameters were selected in order to obtain fibre by wet spinning from solution method. For selected concentrations of polymer solutions, the calcium alginate fibres were obtained.