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NBR 9830JUL 1993Cimento Portland destinado cimentao de poos petrolferos -Determinao das propriedadesreolgicas

Palavras-chave: Cimento Portland. Poo petrolfero 2 pginas

Origem: Projeto MB-2664/1992CB-18 - Comit Brasileiro de Cimento, Concreto e AgregadosCE-18:102.01 - Comisso de Estudo de Cimentos para Cimentao de Poos dePetrleoNBR 9830 - Oil well cements - Determination of rheological properties - Method oftestDescriptors: Portland cement. Oil wellEsta Norma substitui a NBR 9830/1987Vlida a partir de 30.08.1993

Mtodo de ensaio

1 Objetivo

Esta Norma prescreve os mtodos para determinao daspropriedades reolgicas das pastas de cimento Portlanddestinado cimentao de poos petrolferos, como vis-cosidade plstica, limite de escoamento, gel inicial, gel fi-nal e consistncias a 1 min e a 5 min.

2 Documento complementar

Na aplicao desta Norma necessrio consultar:

NBR 9826 - Preparao e homogeneizao das pas-tas de cimento Portland destinado cimentao depoos petrolferos - Procedimento

3 Aparelhagem

3.1 Viscosmetro

Deve ser utilizado um viscosmetro rotativo de leitura dire-ta, para determinao das propriedades reolgicas.

3.1.1 Um motor acoplado ao viscosmetro deve submetero rotor a seis velocidades rotacionais: 10 rps, 5 rps,3,3 rps, 1,7 rps, 0,10 rps e 0,05 rps (600 rpm, 300 rpm,200 rpm, 100 rpm, 6rpm, 3 rpm). Esta aparelhagem deveobedecer s seguintes especificaes:

a) rotor:

- dimetro interno ................. (36,83 0,05) mm;

- comprimento til ................. (58,40 0,05) mm.

Nota: Duas fileiras de furos de 3,18 mm de dimetro,espaadas com intervalos de 120 graus, devemser feitas no rotor, imediatamente abaixo da li-nha que delimita o comprimento til deste.

b) cilindro:

- dimetro ............................. (34,49 0,05) mm;

- comprimento ...................... (38,00 0,05 )mm.

c) mola:

- fator ............................................................... 1;

- constante, KS ..................... 386 dinas.cm/grau.

3.2 Cronmetro

Deve ser utilizado um cronmetro com resoluo de 1 s.

3.3 Copo trmico

Deve ser utilizado um copo trmico que disponha de umsistema que permita manter a temperatura constante aolongo de todo o ensaio.

3.4 Termmetro

Deve ser utilizado um termmetro metlico com resolu-o de 1C.

2 NBR 9830/1993

4 Execuo do ensaio

4.1 Calibrao do viscosmetro

4.1.1 Sendo o viscosmetro rotativo do tipo leitura direta,

seu bom funcionamento depende da manuteno corretada tenso da mola. Os procedimentos indicados para ve-rificar a tenso da mola utilizam um mtodo simples de pe-so morto (equao a seguir) ou da medida de um fluidonewtoniano, de viscosidade conhecida, a uma dada tem-peratura.

KS =

Onde:

G - carga, em g

g - acelerao da gravidade = 981 cm/s2

r - raio do brao = 1 cm

- leitura, em graus

4.1.2 Dada a influncia significativa que a geometria de

escoamento exerce sobre os valores dos parmetros reo-lgicos das pastas, deve-se assegurar, antes de cada en-saio, a centralizao do conjunto rotor-cilindro, mediantea colocao de um espelho abaixo do rotor.

4.2 Determinao dos parmetros reolgicos

Deve ser realizada conforme a seqncia de operaesdescritas em 4.2.1 a 4.2.7.

4.2.1 Aquecer o copo trmico na posio de ensaio de

modo que o conjunto rotor-cilindro fique posicionado nointerior deste.

4.2.2 Baixar o copo trmico e, imediatamente, verter a pas-

ta de cimento preparada e homogeneizada conforme aNBR 9826.

4.2.3 Durante o ensaio, o copo trmico deve ser mantido

temperatura de ensaio com tolerncia de 1C, com orotor ligado a 5 rps (300 rpm); levantar o copo preaqueci-do, contendo a pasta, at que o nvel do lquido coincidacom a linha indicada no rotor. Esta etapa deve ser reali-zada o mais rapidamente possvel em, no mximo, 1 min.Imediatamente aps, iniciam-se as leituras em ordem de-crescente.

Nota: No devem ser efetuadas leituras a 10 rps, 0,10 rps e0,05 rps (600 rpm, 6 rpm e 3 rpm), visto que estas nodevem ser utilizadas na determinao dos parmetrosreolgicos.

4.2.4 A leitura inicial, correspondente a 5 rps (300 rpm),

deve ser feita aps 60 s de rotao contnua. Registra-seas leituras do mostrador em folhas de dados a 5 rps,3,3 rps e 1,7 rps (300 rpm, 200 rpm e 100 rpm). A velo-

cidade do rotor deve ser reduzida a intervalos de 20 s.Cada leitura do mostrador deve ser feita imediatamenteantes de cada reduo de velocidade.

4.2.5 Aps a leitura a 1,7 rps (100 rpm), aumentar a velo-

cidade do rotor para 10 rps (600 rpm), mantendo-a por60 s. Desligar o motor por 10 s, no fim dos quais o motor novamente ligado a 0,05 rps (3 rpm). Registrar a defle-xo mxima observada.

4.2.6 Desligar, mais uma vez, o motor por 10 min, no fim

dos quais o motor religado a 0,05 rps (3 rpm). Registrara deflexo mxima observada.

4.2.7 Manter a velocidade rotacional a 0,05 rps (3 rpm) e

registrar as deflexes da mola a 1 min e a 5 min, respec-tivamente.

5 Resultados

5.1 Os parmetros reolgicos devem ser definidos utili-

zando-se o modelo matemtico de Bingham que possui aseguinte expresso:

S = So +

Onde:

S - tenso atuante na parede do cilindro, em Pa

So - limite de escoamento (L.E.), em Pa

- viscosidade plstica (V.P.), em Pa.s

- taxa de deformao, em s-1

5.2 Para simplificao dos clculos, deve-se considerar

que as taxas de deformao sofridas pela pasta, no es-pao entre o rotor e o cilindro, sejam iguais s obtidas ca-so as pastas de cimento se comportassem como um flui-do newtoniano. Face a esta aproximao, as taxas de de-formao conseqentes das rotaes de 5 rps, 3,3 rps e1,7 rps (300 rpm, 200 rpm e 100 rpm) assumem os valoresde 511 s-1, 340 s-1 e 170 s-1, respectivamente.

5.3 De posse das leituras (tenses de cisalhamento), mul-

tiplicadas por 0,511, correspondentes s velocidades de5 rps, 3,3 rps e 1,7 rps (300 rpm, 200 rpm e 100 rpm) e dastaxas de deformao definidas em 5.2, aplicar o mtodode regresso linear, registrando, na folha de resultados, ondice de correlao, o limite de escoamento e a viscosi-dade plstica; estes ltimos valores devem ser expressosem Pa e Pa.s, respectivamente.

5.4 Para se obterem os valores de gel inicial e gel final, em

Pa, multiplicar as leituras obtidas conforme 4.2.5 e4.2.6, respectivamente, por 0,511.

5.5 Para se obterem os valores de consistncia a 1 min e

a 5 min, em Pa, multiplicar as leituras obtidas conforme4.2.7 por 0,511.

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