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        鉆井液流變參數的測定
        時間:2021-01-14 11:08 點擊次數:
        鉆井液流變參數的測定
        鉆井液流變參數包括表觀粘度、塑性粘度、動切應力(屈服值)、初切、終切、流性指數(反應鉆井液非牛頓性質的強弱,一般鉆井液的n值小于1,n越小則非牛頓性越強,觸變性越大,鉆井液的n值范圍一般在0.70~0.45之間)、稠度系數(反應鉆井液的稀稠程度)、水眼粘度(極限高剪切粘度)、卡森動切力等。以上參數可用范氏六速旋轉粘度計測定。
        ZNN-D6型六速旋轉粘度計:鉆井液處于兩個同心圓筒間的環形空間內,通過變速傳動外轉筒以恒速旋轉,外筒轉通過被測液體作用于內筒上產生一個轉矩,使同扭簧連接的內筒旋轉了一個相應角度,依據牛頓定律,該轉角的大小與液體的粘度成正比,于是液體粘度的測量轉為內筒轉角的測量。反應在刻度盤的表針讀數,通過計算即為鉆井液粘度、切力。測量部分由扭力彈簧組件、刻度盤組件、內外筒組成,支架部分采用托架升降,不須停機即可換檔,
        技術規格:粘度測量范圍:對牛頓流體0~300mPa.s
                                對非牛頓流體0~150mPa.s
        一、開機前的檢查和校驗
        1.接通電源,指示燈亮,檢查儀器是否漏電。
        2.檢查儀器是否水平。
        3.用手輕輕轉動內筒5小格,檢查儀器轉動是否靈敏。轉動一小格來回擺動5次以上則為靈敏,不擺動則儀器不能使用,需檢查修理。
        4.夏日將儀器用3r/min或6r/min轉動3min,冬天轉動5min,同時檢查儀器運轉是否正常,轉速是否恒定。
        5.用600r/min檢查儀器是否擺動,外筒發生明顯擺動時,可改變外筒卡口方向和擰緊外筒。
        6.以300r/min轉動,檢查刻度盤指針零位是否擺動,如指針不在零位,應根據儀器說明書進行校檢合格。
        二、測定
        1.儀器校驗檢查好后,將被測鉆井液用漏斗粘度計篩網過濾,然后加溫至所需溫度略高,加溫同時進行攪拌10min以上。在井場測量時,應盡可能減少取樣所耽擱的時間(如有可能應在5min內),且測量時的鉆井液溫度應盡可能接近取樣處的鉆井液溫度(溫度差不要超過6℃)。在報表上應注明取樣位置。  
        2.將樣品注入到樣品杯內至刻度線處(350mL),立即置于托盤上,上升托盤使杯內液面剛好達到轉筒刻度線處。
        3.測量并記錄鉆井液的溫度。
        4.使轉筒在600r/min轉速下旋轉,待表盤上的讀數值恒定(所需時間取決于鉆井液的性能)后,讀取并記錄600r/min時表盤讀值。按相同方法分別測定并記錄300r/min、200r/min、100r/min、6r/min、3r/min時在表盤上的讀值。
        5.將鉆井液樣品在600r/min下攪拌10s鐘。停止攪拌后將鉆井液樣品靜置10s鐘,測定3r/min轉速開始旋轉后的最大讀值,以Pa為單位計算初切力(10s切力)。
        6.將鉆井液樣品在600r/min下攪拌10s,而后使其靜置10min,測定3r/min轉速開始旋轉后的最大讀值,以Pa為單位計算終切力(10min切力)。
        7.測試完畢,關閉電源,松開托盤,移走樣品杯。
        8.輕輕左旋卸下外轉筒,逆時針方向旋轉垂直向下用力取下內轉筒(一般不用取下內轉筒,直接用清水毛刷清洗)。
        9.清洗儀器并擦干,上好內外筒。
        三、計算
        初切(G10 s)=0.5Φ3                           (Pa)
        終切(G10 min)=0.5Φ3                         (Pa)
        表觀粘度(AV)=1/2(Φ600)                    (mPa.s)
        塑性粘度(PV)=Φ600-Φ300                    (mPa.s)
        動切應力(YP)= (Φ300-PV) /2                    (Pa)
        假塑性流體:流性指數(n) =3.322lg(Φ600/Φ300)
        稠度系數(K) =0.511[Φ300/(511)n]                 (Pa.sn )
            水眼粘度(η∞)={1.20(Φ6001/2-Φ1001/2)}2       (mPa.s)
             卡森動切力(τc)={15.6(Φ1001/2-Φ6001/2)}2×10-3   (Pa)
        四、注意事項
        1.測量時旋轉筒的刻線一定剛好被被測鉆井液淹完。切力測定是3r/min轉動時的最大值。
        2.注入樣品量與測頭浸泡深度必須嚴格控制,否則由于測頭的“邊界效應”會使測定結果錯誤。
        3.需卸內外筒時,應輕輕卸下,切忌碰撞或用力過猛。清潔內筒時用手指堵住錐孔,以免贓物和液體進入腔內。
        4.由于內外筒的間距很小,大的固相顆粒和較大的氣泡會干擾測定,大量小氣泡的存在會使測定結果失真。因此,在測定前要進行消泡,必要時可加入消泡劑。
        5.測定時必須是從高速到低速依次進行,不能顛倒。對多數鉆井液,特別是觸變性較大的鉆井液,按不同次序測定的結果是不重復的。

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