Устройство и способ для определения оседания в текучих средах

УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСЕДАНИЯ В ТЕКУЧИХ СРЕДАХ Описана система и способы для прямого и косвенного измерения плотности текучей среды, которая демонстрирует свойства оседания. Система (100) измерения оседания твердых компонентов в текучей смеси включает в себя тестовый контейнер (102) для удерживания анализируемой текучей смеси и всасывающий канал (104) на тестовом контейнере. Насос (108) соединен с всасывающим каналом для циркуляции текучей смеси из тестового контейнера через петлю (110) циркуляции. Измеряющее устройство (112) соединено с петлей циркуляции, и возвратный канал(106) направляет текучую смесь из петли циркуляции обратно в тестовый контейнер в таком же,по существу, вертикальном положении, как всасывающий канал. Текучая смесь, проходящая через петлю циркуляции, проходит через измеряющее устройство до возврата в тестовый контейнер через возвратный канал. Измеряющее устройство способно контролировать распределение частиц текучей смеси при его изменении из-за гравитации. Предпосылки создания изобретения Операции на нефтяных месторождениях связаны с использованием многочисленных текучих материалов, таких как буровые растворы и жидкости для гидроразрыва. Буровой раствор, или "грязь", представляет собой специально разработанную текучую среду, которая циркулирует в скважине или стволе скважины, когда скважину бурят в подземной формации, чтобы облегчить операцию бурения. Различные функции бурового раствора включают в себя удаление бурового шлама из скважины, охлаждение и смазывание бурового долота, поддержание бурильной трубы и бурового долота и обеспечение гидростатического напора для поддержания целостности стенок скважины и предотвращения разрывов скважины. Конкретные системы буровых растворов выбирают, чтобы оптимизировать операцию бурения соответственно параметрам конкретной геологической формации. Буровой раствор обычно содержит воду и/или нефтепродукт, или синтетический нефтепродукт, или другой синтетический материал, или синтетическую текучую среду в качестве основной текучей среды с твердыми веществами в суспензии. Неводный буровой раствор обычно содержит нефтепродукт или синтетическую текучую среду в качестве непрерывной фазы и может также содержать воду, диспергированную в непрерывной фазе путем эмульгирования, так что в текучей среде нет отдельного слоя воды. Такая вода, диспергированная в нефтепродукте, обычно называется обращенной эмульсией или эмульсией вода-в-масле. Ряд добавок может быть включен в такие буровые растворы и обращенные эмульсии, чтобы усилить определенные свойства текучей среды. Такие добавки могут включать, например, эмульгаторы,утяжелители, понизители водоотдачи или агенты контроля водоотдачи, загустители или агенты контроля вязкости, и щелочи. Плотность бурового раствора тщательно поддерживают, чтобы контролировать гидростатическое давление, которое создает буровой раствор на дне скважины. Если буровой раствор слишком легкий,пластовые текучие среды, которые находятся при более высоких давлениях, чем гидростатическое давление, обеспеченное буровым раствором, могут проникать в скважину и неконтролируемым образом вытекать на поверхность, возможно вызывая фонтан. Если буровой раствор слишком тяжелый, то гидростатическое давление, созданное на дне скважины, может снижать скорость, с которой буровое долото бурит скважину. Кроме того, избыточная масса текучей среды может разрывать формацию, вызывая серьезные повреждения скважины. В некоторых случаях повреждения могут приводить к утечке бурового раствора в формации, истощая буровой раствор, приводя к проблеме контроля скважины или герметичности. Таким образом, контроль содержания твердых веществ в буровом растворе очень критичен для общей эффективности и безопасной работы буровой установки. Плотность бурового раствора увеличивают путем добавления измельченных утяжелителей, таких как барит и гематит. Эти частицы склонны к оседанию в буровом растворе под влиянием силы тяжести. Это оседание известно как "оседание" или "оседание барита" и является постоянной и потенциально серьезной проблемой бурения, которая наиболее распространена в направленных скважинах, которые бурят с использованием утяжеленных буровых растворов. Оседание может происходить, например, когда циркуляция текучей среды останавливается на некоторый период времени, например когда бурильную колонну необходимо поднимать из скважины, и вызывается в результате оседания или разделения текучей среды, вследствие чего образуются "тяжелые пятна" и "легкие пятна". Оседание может также включать в себя движение или смещение этих тяжелых и легких частей, особенно "тяжелых пятен", где концентрируются такие компоненты, как барит. Оседание может не происходить по всей скважине, но его появление даже в небольшой секции скважины может вызывать проблемы, указанные ниже. Обычно более высокие температуры усугубляют оседание, тогда как более высокие давления имеют тенденцию сдерживать оседание. Оседание не является особенно проблематичным, если скважина является вертикальной или почти вертикальной. Величина проблемы может быть меньше, если скважина или рассматриваемая секция скважины является почти горизонтальной. Однако если скважина или ее секция имеет относительно высокий угол отклонения (т.е. угол относительно вертикали), не доходящий до 90 градусов, проблемы оседания могут стать особенно тяжелыми. Наступающий и современный прогресс в бурении с увеличенным отклонением от оси скважины, который имеет результатом скважины с относительно высоким отклонением, например скважины с углами отклонения 20 градусов или больше, привел проблемы оседания в фокус буровой индустрии. Оседание утяжелителей в текучей среде, используемой в операциях нефтедобычи, может вызывать большие изменения плотности, что часто приводит к значительным проблемам управления давлением в скважине и, потенциально, к повреждению скважины. Кроме того, оседание в текучей среде может приводить к застреванию бурильной трубы, трудностям повторной инициации и/или поддержания надлежащей циркуляции текучей среды, возможной потере циркуляции и несоразмерному удалению из скважины более легких компонентов текучей среды. Ряд решений был предложен для анализа свойств оседания в текучей среде. Например, патент США 6584833 описывает способ определения скорости оседания в текучей среде и полностью включен в данное описание посредством ссылки. Однако желательно иметь надежный способ измерения и/или кон-1 024535 троля оседания утяжелителей в месторождении. Описание чертежей Некоторые конкретные примерные варианты осуществления данного изобретения могут быть поняты частично с помощью ссылки на последующее описание и сопровождающие чертежи. Фиг. 1 представляет собой систему измерения оседания в текучей среде согласно типичному варианту осуществления настоящего изобретения. Фиг. 2 представляет собой график изменения измеренной плотности от времени для образца текучей среды, полученный с использованием системы измерения оседания в текучей среде согласно типичному варианту осуществления настоящего изобретения. Фиг. 3 представляет собой график, изображающий соотношение между распределением размера частиц и оседанием материала для образца, анализированного согласно типичному варианту осуществления настоящего изобретения. Хотя варианты осуществления настоящего изобретения изображены и описаны, и определены со ссылкой на примерные варианты осуществления данного изобретения, эти ссылки не означают ограничения данного изобретения, и никакое подобное ограничение не подразумевается. Раскрытый объект изобретения допускает значительную модификацию, изменение и эквиваленты по форме и функции, которые будут приходить на ум специалистам в данной области техники, и имеющие преимущество этого изобретения. Изображенные и обсужденные варианты осуществления этого изобретения являются только примерами и не исчерпывают объем изобретения. Сущность Настоящее изобретение касается систем и способов для непрерывного контроля текучих сред, используемых в подземных операциях. Более конкретно, настоящее изобретение касается систем и способов для прямого и косвенного измерения плотности текучей среды, которая демонстрирует свойства оседания. Согласно одному аспекту настоящего изобретения создана система измерения оседания твердого компонента в текучей смеси, содержащая тестовый контейнер для удерживания анализируемой текучей смеси, всасывающий канал на тестовом контейнере, насос, соединенный с всасывающим каналом для циркуляции текучей смеси из тестового контейнера через петлю циркуляции, измеряющее устройство,соединенное с петлей циркуляции, и возвратный канал для направления текучей смеси из петли циркуляции обратно в тестовый контейнер в, по существу, таком же вертикальном положении, как всасывающий канал, при этом сила тяжести изменяет распределение твердых частиц текучей смеси со временем,измеряющее устройство способно непрерывно контролировать распределение твердых частиц текучей смеси, и текучая смесь, проходящая через петлю циркуляции, проходит через измеряющее устройство до возврата в тестовый контейнер через возвратный канал. В другом аспекте данного изобретения создан способ анализа оседания твердого материала в текучей смеси, содержащий следующие стадии: размещение первой анализируемой текучей смеси в тестовом контейнере; циркуляция первой текучей смеси через первую петлю циркуляции, включающую в себя датчик плотности; при этом первая текучая смесь входит в петлю циркуляции и выходит из нее через первый набор каналов тестового контейнера; и непрерывный контроль изменения плотности первой текучей смеси со временем. В другом аспекте данного изобретения создан способ определения оседания твердого компонента в текучей смеси, содержащий следующие стадии: определение первой плотности текучей смеси в первый момент времени; оценка первой объемной доли твердого компонента текучей смеси в первый момент времени; определение второй плотности текучей смеси во второй момент времени; оценка второй объемной доли твердого компонента текучей смеси во второй момент времени; использование первой объемной доли и второй объемной доли для определения скорости оседания твердого компонента в текучей смеси. В другом аспекте данного изобретения создан способ определения оседания твердого компонента в текучей смеси путем определения максимального размера частиц твердого компонента, которые могут быть суспендированы в текучей части текучей смеси, содержащий следующие стадии: помещение текучей смеси в тестовый контейнер, имеющий нижнюю часть и верхнюю часть, при этом всасывающий канал и возвратный канал расположены у нижней части тестового контейнера для направления текучей смеси в петлю циркуляции, включающую в себя датчик плотности, текучая среда содержит тестовую часть, соответствующую верхней части тестового контейнера, и смешанную часть, соответствующую нижней части тестового контейнера; определение первой плотности текучей смеси в смешанной части в первый момент времени, используя датчик плотности; оценка первой объемной доли твердого компонента в текучей смеси в смешанной части в первый момент времени; определение второй плотности текучей смеси в смешанной части во второй момент времени, используя датчик плотности; оценка второй объемной доли твердого компонента в текучей смеси в смешанной части во второй момент времени; определение разницы между второй объемной долей и первой объемной долей; определение увеличения массы твердого компонента текучей смеси в смешанной секции, используя разницу между второй объемной долей и первой объемной долей; использование распределения размера частиц твердого компо-2 024535 нента и увеличения массы твердого компонента в текучей смеси в смешанной секции для определения диапазона размера частиц твердого компонента, которые могут быть суспендированы в текучей части. Признаки и преимущества настоящего изобретения будут понятны специалисту в данной области техники из описания последующих типичных вариантов осуществления. Описание Настоящее изобретение касается систем и способов для непрерывного контроля текучих сред, используемых в подземных операциях. Более конкретно, настоящее изобретение касается систем и способов для прямого и косвенного измерения плотности текучей среды, которая демонстрирует свойство оседания. Настоящее изобретение описано со ссылкой на фигуры. Фиг. 1 изображает систему 100 измерения оседания согласно типичному варианту осуществления настоящего изобретения. Система 100 включает в себя тестовый контейнер 102, который удерживает анализируемую текучую среду. Как очевидно специалистам в данной области техники, контейнер 102 может иметь любую подходящую форму и может располагаться при иных углах, чем вертикальный. В одном типичном варианте осуществления текучая среда может быть буровым раствором. В одном варианте осуществления тестовый контейнер 102 может нагреваться и/или находиться под давлением, чтобы моделировать различные рабочие условия. Кроме того, в одном варианте осуществления контейнер 102 может иметь средство, чтобы сдвигать или взбалтывать анализируемую текучую среду так, что вертикальное перемешивание минимизируется. Например, в одном варианте осуществления контейнер 102 может содержать вращающийся концентрический стержень, который способен сдвигать анализируемую текучую среду с известной и регулируемой скоростью. Тестовый контейнер 102 может иметь один или несколько наборов из двух каналов 104, 106. Один из каналов каждого набора представляет собой всасывающий канал 104, а другой представляет собой возвратный канал 106. В некоторых вариантах осуществления функции каналов могут периодически обращаться. Всасывающий канал 104 может соединяться с насосом 108, который циркулирует или возвратно-поступательно перемещает анализируемый буровой раствор через данную систему. Как очевидно специалистам в данной области техники, некоторое число разных насосов может использоваться в системе. Например, насос может быть перистальтическим насосом, шестеренчатым насосом, центробежным насосом, диафрагменным насосом или поршневым насосом. Во всех случаях циркуляция регулируется, и каналы 104 и 106 расположены так, что минимизируется вертикальное перемешивание текучей среды в контейнере 102. В предпочтительном варианте осуществления каналы 104 и 106 тангенциально выровнены относительно внутреннего диаметра контейнера 102. Насос 108 направляет буровой раствор через петлю 110 циркуляции. Более конкретно, насос 108 направляет буровой раствор в датчик 112 плотности и затем обратно в тестовый контейнер 102 через возвратный канал 106. Хотя фиг. 1 изображает датчик плотности, расположенный в петле 110 циркуляции, в другом варианте осуществления могут быть использованы другие измеряющие средства. Например, используемое измеряющее средство может представлять собой одно средство или комбинацию из датчика плотности, реометра или вискозиметра. В некоторых вариантах осуществления может быть использовано множество петель циркуляции. При использовании системы 100 буровой раствор в нижней части 114 тестового контейнера 102 непрерывно циркулирует через данную систему. Это сохраняет буровой раствор перемешанным, так что никакие твердые вещества или их минимальное количество не выпадают из текучей среды на дно тестового контейнера 102 и петли 110. Кроме того, текучая среда в верхней (не перемешиваемой) части 116 тестового контейнера 102 не подвергается воздействию течения и перемешивания в нижней части 114. Когда протекают процессы оседания или выпадения твердых веществ, плотность в нижней секции тестового контейнера 102 увеличивается. Скорость, с которой плотность в нижней секции тестового контейнера 102 увеличивается, является функцией свойств устойчивости к оседанию тестируемого бурового раствора. Петли измерения выше дна могут иметь увеличивающуюся или уменьшающуюся плотность в зависимости от вертикального положения, а также тенденции к оседанию тестируемой текучей среды в условиях теста. При использовании системы 100 тестируемый буровой раствор находится в тестовом контейнере 102. Насос 108 затем циркулирует буровой раствор через петлю 110, и плотность образца может измеряться датчиком 112 плотности. Когда твердый компонент бурового раствора оседает, плотность бурового раствора, циркулирующего через систему 100, увеличивается. Изменение плотности бурового раствора может непрерывно контролироваться как функция времени. В одном варианте осуществления непрерывный контроль может выполняться с помощью автоматической системы, такой как, например, компьютерное устройство. В одном варианте осуществления данные, получаемые от системы 100, могут использоваться для сравнения интенсивности оседания разных буровых растворов. Более конкретно, пользователь может сравнивать изменение плотности разных буровых растворов, используя систему 100, чтобы определять,какой раствор имеет лучшую интенсивность оседания. В этом варианте осуществления, как только плотность первой текучей среды подвергается контролю со временем в системе 100, первая среда удаляется из тестового контейнера 102. Система может затем очищаться пропусканием чистящей текучей среды через нее. Специалистам в данной области техники очевидно, что если первая текучая среда основана на нефтепродукте, соответствующий растворитель может быть использован в качестве чистящей текучей среды. Напротив, если первая текучая среда основана на воде, то вода может быть использована в качестве чистящей текучей среды. Вторая текучая среда может затем размещаться в тестовом контейнере 102 и циркулировать через датчик 112 плотности системы 100. Изменение плотности второй текучей среды со временем может затем непрерывно контролироваться, и изменение плотности двух текучих сред может сравниваться, чтобы определить, какая среда имеет лучшую интенсивность оседания. Специалистам в данной области техники очевидно, что текучая среда, которая имеет меньшее изменение плотности со временем, имеет лучшую интенсивность оседания. Соответственно, пользователь может сравнивать величину дифференциальной плотности одного бурового раствора относительно другого бурового раствора как путь для сравнения интенсивности оседания. В одном типичном варианте осуществления множество наборов каналов 104, 106 может быть использовано, чтобы получить аналогичные измерения при разных вертикальных положениях внутри контейнера 102, делая возможным анализ и непрерывный контроль изменений плотности бурового раствора в разных положениях в контейнере 102. В зависимости от предпочтений пользователя измерения с разными наборами каналов 104, 106 могут быть получены последовательно или одновременно. Хотя только три набора каналов 104, 106 изображены на фиг. 1, специалистам в данной области техники очевидно,что любое число наборов каналов 104, 106 может быть использовано. Специалистам в данной области техники очевидно, что существует предел увеличения плотности бурового раствора в области дна тестового контейнера 102. Этот предел связан с наличием твердых веществ, которые могут оседать в ограниченном объеме тестового контейнера 102, а также максимальной плотностью упаковки осевших материалов. Кроме того, не все твердые частицы имеют одинаковый размер. В результате, все твердые частицы не оседают с одной скоростью, и некоторые могут не оседать совсем. Специалистам в данной области техники очевидно, что если сравниваемые буровые растворы имеют разные плотности, сравнение становится более трудным из-за наличия твердых веществ для оседания. Например, при сравнении первого бурового раствора с низкой плотностью со вторым буровым раствором с более высокой плотностью скорость оседания твердых компонентов может в реальности быть выше в буровом растворе меньшей плотности. Однако изменение полной плотности образцов со временем может не показывать точно более высокую скорость оседания барита в первом буровом растворе. Соответственно, в другом типичном варианте осуществления текучие среды с разными плотностями могут сравниваться путем вычисления средней скорости оседания твердого компонента(ов) буровых растворов. В одном типичном варианте осуществления твердый компонент может представлять собой баритные твердые вещества. Вычисление скорости оседания обеспечивает способ для сравнения результатов от текучих сред, имеющих разные плотности, а также обеспечивает основу для сравнения согласно динамическому тесту оседания при высоком угле, который описан в патенте '833. В этом типичном варианте осуществления плотность бурового раствора используют, чтобы определить объемную долю барита. Изменение объемной доли барита затем используют, чтобы вычислить скорость оседания для данного образца. Сумму объемов компонентов бурового раствора затем используют,чтобы вычислить объемную долю барита. Более конкретно, объемную плотность текучей среды получают, используя следующее уравнение: гдеобозначает объемную плотность текучей среды;обозначает объемную долю оседающего барита и/или твердых веществ;% нефти обозначает процент объема нефтепродукта в жидкой фазе. Специалистам в данной области техники очевидно, что для водной текучей среды без нефтепродуктов % нефти равен 0; для маслянистых текучих сред без воды или рассола % нефти равен 100;Dbarite представляет собой среднюю плотность оседающего барита и/или других твердых веществ;Dbrine представляет собой плотность фазы рассола или воды; иDoil представляет собой плотность маслянистой фазы. Вышеуказанное уравнение может быть преобразовано как Соответственно, в одном типичном варианте осуществления анализируемый образец бурового раствора может быть пропущен через систему 100, чтобы определить изменение плотности за конечное время. Полученные данные затем могут быть использованы, чтобы вычислить скорость оседания с помощью следующих предположений для случая, когда всасывающий и возвратный каналы находятся у дна: (1) скорость оседания всех твердых веществ в неперемешиваемой части тестового контейнера является постоянной величиной; (2) изменение объемной доли барита для перемешиваемой части образовано баритом, исходно равномерно распределенным в неперемешиваемой части тестового контейнера; (3) все твердые вещества имеют одинаковую удельную массу; и (4) осевшая текучая среда не достигла макси-4 024535 мальной плотности упаковки. Соответственно, скорость оседания может быть получена, используя следующее уравнение: которое может быть преобразовано как где t обозначает объемную долю барита и/или оседающих твердых веществ в перемешиваемой части при некотором прошедшем времени t; 1 обозначает исходную объемную долю барита и/или оседающих твердых веществ;Volmixed обозначает объем перемешиваемой части тестовой системы, включая объем нижней части 114 тестового контейнера 102, насоса 108, трубчатой петли 110 и датчика 112 плотности;R обозначает радиус тестового контейнера;X обозначает высоту неперемешиваемой части тестируемой текучей среды в контейнере выше перемешиваемой зоны, через которую оседают твердые частицы, достигая перемешиваемого объема;Vbarite обозначает среднюю скорость оседания барита и/или твердых веществ в образце. Специалистам в данной области техники очевидно, что скорости, полученные с помощью этого способа, представляют собой средние скорости оседания твердых веществ в анализируемом образце бурового раствора. Кроме того, как обсуждается выше и изображено на фиг. 2, плотность анализируемого образца текучей среды достигает определенного максимального предела со временем. В результате, скорость оседания, вычисляемая согласно описанным здесь способам, будет также уменьшаться со временем, означая, что только часть барита в буровом растворе в верхней тестовой секции будет оседать. В одном типичном варианте осуществления кривая распределения размера частиц барита (и/или других твердых компонентов, используемых в анализируемой текучей среде) может быть использована в соединении с системой и способами, описанными здесь, чтобы определить максимальный размер частиц,которые могут быть надежно суспендированы в тестируемой текучей среде. Как будет очевидно специалистам в данной области техники, частицы, имеющие разные размеры, не будут оседать с одной скоростью. Поэтому, предполагая, что все изменение плотности в нижней части 114 тестового контейнера 102 связано с большими и более подвижными частицами, может быть вычислен кажущийся размер частиц,которые не оседают в тестируемой текучей среде. Как только определено, частицы какого размера не оседают в тестируемой текучей среде, эта информация может быть использована как способ разработки,чтобы определить наилучший интервал измельченных размеров для коммерческого барита для выполнения оседания. Вычисления, используемые в определении соотношения между размером частиц и оседанием, могут быть выполнены с предположением, что существовало небольшое трение частиц или оно отсутствовало в отношении исходных данных распределения размера частиц для утяжелителей текучей среды, и все оседающие частицы имели одинаковую удельную массу. Однако если данные распределения размера частиц для барита или другого были получены для данной текучей среды до тестирования, можно определить размер частиц, при котором структура текучей среды и взаимодействия частиц с частицами будут давать достаточное подавление оседания для практического использования. Специалистам в данной области техники очевидно, что кажущийся диаметр не оседающих частиц одной текучей среды может сравниваться с диаметром частиц другой среды. Это сравнение может быть использовано в качестве критерия, чтобы определить, какой предел размера частиц лучше подходит для данного приложения. Более конкретно, чем больше размер частиц, которые могут быть суспендированы текучей средой, тем больше устойчивость к оседанию данной текучей среды. Кроме того, как будет очевидно специалистам в данной области техники, система и способы, описанные здесь, могут быть использованы для определения относительной объемной доли твердого компонента, который является подвижным, относительно доли того, который не является подвижным. Результаты, полученные с использованием системы и способов, описанных здесь, могут быть применены, чтобы определить базовые параметры, требуемые, чтобы разработать программную модель, чтобы определить практические инженерные модели для оседания твердых частиц. В другом типичном варианте осуществления настоящего изобретения, в добавление к выполнению измерения плотности, система 100 также может быть использована для измерения реологии тестируемой текучей среды. Специалистам в данной области техники очевидно, что в этом варианте осуществления вязкость текучей среды увеличивается, когда объемная доля твердых веществ растет из-за оседания барита. Хотя настоящее изобретение описано в контексте буровых растворов, специалистам в данной области техники очевидно, что система и способы, описанные здесь, могут быть использованы в связи с любыми текучими средами, для которых желательно характеризовать и/или непрерывно контролировать оседание текучей среды. Например, настоящее изобретение может быть использовано в связи с любой текучей средой, наполненной измельченным материалом, которая демонстрирует оседание частиц или тенденции к оседанию, такой как цементирующие жидкости, разделительные жидкости, разрывающие жидкости или жидкости гравийного фильтра. Кроме того, хотя настоящее изобретение описано для ис-5 024535 пользования барита в качестве твердого компонента, специалистам в данной области техники очевидно,что твердый компонент анализируемой текучей среды может быть любым твердым веществом, подходящим для предполагаемого приложения. Пример 1. Систему согласно типичному варианту осуществления настоящего изобретения использовали, чтобы анализировать интенсивность оседания в буровом растворе с баритом в качестве утяжелителя. Как изображено на фиг. 2, информацию, полученную от датчика плотности системы, использовали затем,чтобы получить изменение плотности бурового раствора, циркулирующего через систему, как функцию времени. Как изображено на фиг. 2, плотность бурового раствора в нижней области тестового контейнера увеличивалась от приблизительно 13,6 фунт/гал (1,6 кг/л) до приблизительно 15,5 фунт/гал (1,94 кг/л) за приблизительно 30 ч. Кроме того, график показывает, что кривая плотности со временем доходит до предела приблизительно 15,5 фунт/гал (1,94 кг/л). Пример 2. Набор данных из примера 1 использовали, чтобы определить скорость оседания твердых веществ в данном образце. Более конкретно, данные, полученные от датчика плотности системы на протяжении первых двух часов анализа, выполненного в примере 1, использовали, чтобы определить скорость оседания барита. Следующие величины использовали при выполнении этого вычисления:VolmiXed = 476 см 3. Следующая таблица показывает результаты, полученные в течение 2-часового периода: Пример 3. Используя систему и способы, описанные здесь, определяли размер частиц в образце барита, которые будут оседать. В этом примере верхняя часть тестового контейнера, которая содержала неперемешиваемую часть текучей среды, имела объем приблизительно 2204 см 3. Нижняя часть тестового контейнера, которая содержала перемешиваемую часть текучей среды, имела объем приблизительно 476 см 3. Используя Ур. 2, затем вычисляли исходную и конечную плотность в перемешиваемой секции и увеличение объемной доли барита. Объем тестовой секции = 2204 см 3. Объем перемешиваемой секции = 476 см 3. Исходная объемная доля барита = 0,218 (предполагая Dbarite = 4,23 г/см 3). Конечная объемная доля барита = 0,287. Дифференциальная объемная доля = 0,068.Dbarite = 4,23 г/см 3. Используя вышеуказанные величины, когда плотность переставала увеличиваться, увеличение массы барита в тестовой секции Mincrease вычисляли какMincrease = 0, 068 (476) 4,23 = 136, 9 г Это увеличение массы составляет 32,4 см 3 баритов. Исходная объемная доля барита была 0,218 для 471,7 см 3. В результате, 32,4 см 3 из 471,7 см 3, которые были исходно в тестовой секции, осело, чтобы увеличить плотность. Это означает, что приблизительно 6,9% объема барита в верхней секции осело. Предполагая, что большие частицы оседают быстрее, чем меньшие частицы, и что нет агломерации частиц, весь осевший объем будет представлен частицами в диапазонах большего размера. Соответственно,как показано на кривой распределения размера частиц на фиг. 3, частицы с размером приблизительно 50 мкм и больше будут оседать. Следовательно, настоящее изобретение хорошо приспособлено для выполнения задач и достижения указанных целей и преимуществ, а также тех, которые присущи им. Хотя данное изобретение изображено и описано со ссылкой на типичные варианты осуществления данного изобретения, такая ссылка не означает ограничение изобретения, и никакое подобное ограничение не подразумевается. Данное изобретение допускает значительные модификации, изменения и эквиваленты по форме и функции, которые будут осуществлены специалистами в данной области техники. Изображенные и описанные варианты осуществления данного изобретения являются только типичными и не сокращают объем изобретения. Следовательно, данное изобретение предполагается ограниченным только объемом формулы изобрете-6 024535 ния, придавая полное подтверждение эквивалентам во всех отношениях. Термины в формуле изобретения имеют их прямое, обычное значение, если иное не определено точно и ясно владельцем патента. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Система для измерения скорости оседания твердых компонентов в текучей смеси, содержащая тестовый контейнер для анализируемой текучей смеси, по меньшей мере один всасывающий канал на тестовом контейнере, насос, соединенный с всасывающим каналом для циркуляции текучей смеси из тестового контейнера по меньшей мере через одну петлю циркуляции, измеряющее устройство, соединенное с петлей циркуляции, и по меньшей мере один возвратный канал для направления текучей смеси из петли циркуляции обратно в тестовый контейнер на том же, по существу, горизонтальном уровне, как всасывающий канал, при этом сила тяжести изменяет распределение частиц текучей смеси со временем,измеряющее устройство способно фиксировать распределение частиц текучей смеси, причем петля циркуляции выполнена с возможностью пропускания текучей смеси через измеряющее устройство до возврата текучей смеси в тестовый контейнер через возвратный канал. 2. Система измерения по п.1, в которой измеряющее устройство выбрано из группы, состоящей из датчика плотности, реометра и вискозиметра. 3. Система измерения по п.1 или 2, в которой данная текучая смесь представляет собой буровой раствор. 4. Система измерения по пп.1, 2 или 3, в которой направление прохождения текучей смеси через петлю циркуляции является обратным. 5. Способ анализа оседания твердых компонентов в текучей смеси с использованием системы по пп.1-4, содержащий следующие стадии: размещение первой анализируемой текучей смеси в тестовом контейнере; обеспечениециркуляции первой текучей смеси через первую петлю циркуляции, включающую в себя датчик плотности, при этом первая текучая смесь входит в первую петлю циркуляции и выходит из нее через первый набор возвратных каналов тестового контейнера; фиксация изменения плотности первой текучей смеси в зависимости от времени. 6. Способ по п.5, дополнительно содержащий следующие стадии: удаление первой текучей смеси из тестового контейнера; очистка тестового контейнера и петли циркуляции; размещение второй анализируемой текучей смеси в тестовом контейнере; обеспечение циркуляции второй текучей смеси через первую петлю циркуляции, включающую в себя датчик плотности, при этом вторая текучая смесь входит в первую петлю циркуляции и выходит из нее через первый набор возвратных каналов тестового контейнера; фиксация изменения плотности второй текучей смеси в зависимости от времени; сравнение изменения плотности первой текучей смеси со временем с изменением плотности второй текучей смеси со временем для определения текучей смеси с наименьшим временем оседания твердого материала. 7. Способ по п.5 или 6, в котором положение первого набора возвратных каналов выбирают из группы, состоящей из нижней части тестового контейнера, средней части тестового контейнера и верхней части тестового контейнера. 8. Способ по пп.5, 6 или 7, который дополнительно включает стадиюобеспечения циркуляции первой текучей смеси через вторую петлю циркуляции, включающую в себя датчик плотности, при этом первая текучая смесь входит во вторую петлю циркуляции и выходит из нее через второй набор возвратных каналов тестового контейнера, и фиксации изменения плотности первой текучей смеси в зависимости от времени. 9. Способ по п.8, который дополнительно включает стадию сравнения изменения плотности первой текучей смеси в зависимости от времени в первой петле циркуляции с изменением плотности первой текучей смеси в зависимости от времени во второй петле циркуляции. 10. Способ по любому из пп.6-9, в котором очистка тестового контейнера и петли циркуляции осуществляется путем прохождения чистящей текучей среды через тестовый контейнер и петлю циркуляции. 11. Способ по п.10, в котором чистящую текучую среду выбирают из воды или подходящего растворителя. 12. Способ по любому из пп.5-11, в котором первая текучая смесь представляет собой буровой раствор. 13. Способ для определения скорости оседания твердого материала в текучей среде с использованием системы по пп.1-4, содержащий следующие стадии: определение первой плотности текучей смеси в первый момент времени; оценка первой объемной доли твердого компонента текучей смеси в первый момент времени; определение второй плотности текучей смеси во второй момент времени; оценка второй объемной доли твердого компонента текучей смеси во второй момент времени; использование первой объемной доли и второй объемной доли для определения скорости оседания твердого компонента в данной текучей смеси. 14. Способ по п.13, в котором определение первой плотности текучей смеси и второй плотности текучей смеси содержит следующие стадии: размещение текучей смеси в тестовом контейнере, имеющем нижнюю часть и верхнюю часть; направление текучей смеси к датчику плотности в петле циркуляции через всасывающий канал в нижней части тестового контейнера; возвращение текучей смеси в тестовый контейнер из петли циркуляции через возвратный канал в нижней части тестового контейнера. 15. Способ по п.13 или 14, в котором определение первой плотности текучей смеси и второй плотности текучей смеси содержит следующие стадии: размещение текучей смеси в тестовом контейнере, имеющем множество наборов каналов, при этом каждый из множества наборов каналов содержит всасывающий канал и соответствующий возвратный канал, которые расположены на одном, по существу, горизонтальном уровне на тестовом контейнере; направление текучей смеси к датчику плотности в петле циркуляции через выбранный всасывающий канал одного из множества наборов каналов тестового контейнера; возврат текучей смеси в тестовый контейнер из петли циркуляции через возвратный канал, соответствующий выбранному всасывающему каналу. 16. Способ по любому из пп.13-15, в котором текучая смесь представляет собой буровой раствор. 17. Способ по любому из пп.13-16, в котором твердый компонент представляет собой твердый барит. 18. Способ для определения скорости оседания твердого материала в текучей среде с использованием системы по пп.1-4 путем определения максимального размера частиц твердого компонента, которые могут быть суспендированы в текучей части текучей смеси, содержащий следующие стадии: размещение текучей смеси в тестовом контейнере, имеющем нижнюю часть и верхнюю часть, при этом всасывающий канал и возвратный канал расположены в нижней части тестового контейнера для направления текучей смеси в петлю циркуляции, включающую в себя датчик плотности, причем текучая смесь содержит тестовую часть, находящуюся в верхней части тестового контейнера, и перемешиваемую часть, находящуюся в нижней части тестового контейнера; определение первой плотности текучей смеси в перемешиваемой части в первый момент времени с использованием датчика плотности; оценка первой объемной доли твердого компонента текучей смеси в перемешиваемой части в первый момент времени; определение второй плотности текучей смеси в перемешиваемой части во второй момент времени с использованием датчика плотности; оценка второй объемной доли твердого компонента текучей смеси в перемешиваемой части во второй момент времени; определение разницы между второй объемной долей и первой объемной долей; определение увеличения массы твердого компонента текучей смеси в перемешиваемой части с использованием разницы между второй объемной долей и первой объемной долей; использование распределения размера частиц твердого компонента и указанного увеличения массы твердого компонента текучей смеси в перемешиваемой части для определения диапазона размера частиц твердого компонента, которые могут быть суспендированы в текучей части. 19. Способ по п.18, в котором данная текучая смесь представляет собой буровой раствор. 20. Способ по п.18 или 19, в котором данный твердый компонент представляет собой твердый барит.