六速旋轉(zhuǎn)劑測(cè)泥漿的流變曲線

1、中國(guó)石油大學(xué)油田化學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)日期：XX成績(jī):姓名：xx班級(jí)：xx學(xué)號(hào)：XX_教師：xx實(shí)驗(yàn)一六速旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)泥漿的流變曲線實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆樟傩D(zhuǎn)粘度計(jì)的使用方法。掌握如何判斷泥漿的流型及對(duì)應(yīng)流變參數(shù)的計(jì)算方法。比較賓漢模式、指數(shù)模式及卡森模式實(shí)際流變的吻合程度，弄清楚各種模式的特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)原理旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)工作原理電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)外筒旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)被測(cè)液體作用于內(nèi)筒上的一個(gè)專矩，使與扭簧相連的內(nèi)筒 偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度。根據(jù)牛頓內(nèi)摩擦定律，一定剪切功率下偏轉(zhuǎn)的角度與液體的粘度成正比。于 是，對(duì)液體粘度的測(cè)量就轉(zhuǎn)化為內(nèi)筒的角度的測(cè)量。流變曲線的類型、意義流變曲線是指流速梯度和剪切應(yīng)力的關(guān)系曲線。根據(jù)曲線的形式，它可

2、以分為牛頓型、 塑性流型、假塑型流型和膨脹性流型。為了計(jì)算任何剪切速率下的剪切應(yīng)力，常用的方法是 使不同流變模式表示理想曲線逼近實(shí)測(cè)流變曲線，這樣，只需要確定兩個(gè)流變參數(shù)，就可以 繪出泥漿的流變曲線。牛頓模式反映的牛頓液體，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：T =nD賓漢模式反映的塑性液體，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：T =T o+n pD指數(shù)模式反映的是假塑型流體，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：T =KQ 或LgT =LgK+nLgD卡森模式反映的是一種理想液體，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為T1/2 =T 1/2 +門1/2* D 1/2實(shí)際流變曲線與哪一種流變模式更吻合，就把實(shí)際液體看成哪種流型的流體。實(shí)驗(yàn)儀器ZNN-D6型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)、高速攪拌器

3、實(shí)驗(yàn)儀器使用要點(diǎn)檢查好儀器，要求：刻度盤對(duì)零。若不對(duì)零，課松開固定螺釘調(diào)零厚再擰緊。檢查同心度。高速攪拌時(shí)，外筒不得有偏擺。內(nèi)筒底與杯距不低于1.3cm。校正旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)倒350ml水于泥漿杯中，置于托盤上，上升托盤，使液面于外筒刻度線對(duì)齊，擰緊托 盤手輪。迅速?gòu)母咚俚降退僖来螠y(cè)量。待刻度盤讀書穩(wěn)定后，分別記錄各轉(zhuǎn)速下的穩(wěn)定讀書。要求：=2.0格，=1.0格。把水換成待測(cè)泥漿，重復(fù)2。繼續(xù)測(cè)靜切力，方法是在600rpm下攪1分鐘，然后將旋鈕轉(zhuǎn)到3rpm位置，把電源關(guān) 上，靜置1分鐘后啟動(dòng)之，注意讀取刻度盤上的最大讀書。在重新再600rpm下攪1分鐘， 用同樣的方法讀取靜置10分鐘3rpm下的最大

4、值。T = 0.5*3 pa試驗(yàn)后，關(guān)閉電源，倒出泥漿，洗凈內(nèi)、外筒，擦干裝好。注意：實(shí)驗(yàn)后，由于靜切力的作用，刻度盤可能不回零，此時(shí)不需要再調(diào)零。實(shí)驗(yàn)步驟熟悉旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)的使用方法。檢查和校正旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)。測(cè)量泥漿在各剪切應(yīng)力和1分鐘、10分鐘時(shí)的切力0 1和 10)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理相關(guān)數(shù)據(jù)處理方法：剪切速率D與轉(zhuǎn)速n對(duì)應(yīng)關(guān)系：D=1.703*n泥漿剪切應(yīng)力T與粘度計(jì)讀數(shù)對(duì)應(yīng)關(guān)系：t =0.511表觀粘度：n =1中 (mPa - s);塑性粘度：n =中-中(mPa - s)a 2600p 600300動(dòng)切力：T0=0.511(2氣00-氣00) (Pa)靜切力：T s=0.53 (pa)數(shù)據(jù)處理

5、：表一泥漿流變曲線測(cè)量數(shù)據(jù)記錄表粘度計(jì)轉(zhuǎn)速 n（rpm）60030020010063剪切速率D（s-11022511340170105粘度計(jì)讀數(shù)?（格）20.016.014.512.54.33.2剪切應(yīng)力T （Pa）10.228.187.416.392.201.64D1/231.96922.60518.43913.0383.1622.236T 1/23.1972.8602.7222.5282.0731.789表觀粘度：七=10 mPa - s；塑性粘度：n p =4 mPa - s；動(dòng)切力：T0=6.132 Pa。靜置1min的靜切力： 1 =5 Pa；靜置10min的靜切力，10 =7.9

6、Pa。3.數(shù)據(jù)結(jié)論：由數(shù)據(jù)作流變曲線：實(shí)際流變曲線與Bingham模式、幕律模式比較圖一泥漿流變曲線（線性、幕律） O 120O 11- 速切剪_ O 0(0224681012實(shí)際流變曲線線性（實(shí)際流 變曲線）乘幕（實(shí)際流 變曲線）剪切應(yīng)力T /Pa分析：實(shí)際流變曲線與線性的Bingham模式在圖線上偏差很大，故認(rèn)為該泥漿流變不 符合Bingham模式；實(shí)際流變曲線與幕律模式在圖線上很接近，但是幕律模式中n1，故流變性也不符合幕律模式。實(shí)際流變曲線與Casson模式比較圖二 泥漿流變曲線（Casson）分析：泥漿的實(shí)際流變曲線與其Casson模式在曲線上非常接近，可以判定該泥漿的流變曲線為Ca

7、sson模式。靜切力方面的結(jié)論：靜置1min的靜切力：T 1 =5 Pa；靜置10min的靜切力，10 =7.9 Pa。這兩個(gè)靜切應(yīng)力的 差（即5Pa）表征了該鉆井液的觸變性能力，說(shuō)明該鉆井液的觸變性較弱。實(shí)驗(yàn)二常用API泥漿儀器的使用實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆粘Ｓ肁PI泥漿儀器的使用和校正方法；掌握現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試泥漿性能的標(biāo)準(zhǔn)方法。實(shí)驗(yàn)原理在濾失介質(zhì)兩端加一定的壓力差，在壓力差的作用下，泥漿通過(guò)濾失介質(zhì)發(fā)生濾失。實(shí)驗(yàn)儀器1.ZNS型失水測(cè)定儀一臺(tái)漏斗粘度計(jì)一個(gè)密度計(jì)一個(gè)秒表一個(gè)5.500ml,1000ml泥漿杯各一個(gè)6.PH試紙一盒7.20ml量筒2個(gè)，待測(cè)泥漿1000ml8.GJ-I高攪機(jī)一臺(tái)儀器使用要點(diǎn)1.

8、 ZNB型泥漿密度計(jì)將攪拌均勻的泥漿注入杯中齊杯口為止，輕輕將蓋旋轉(zhuǎn)蓋緊，擦去外溢泥漿，然后將 杠桿主刀口置于底座的刀墊上，移動(dòng)游碼，使水平泡與中間兩根紅線相切，游碼左側(cè)邊線 所對(duì)刻度，即為該泥漿的密度（p/cmA3）。校正方法：測(cè)量清水比重應(yīng)為1.00，否則，須減增秤桿末端調(diào)節(jié)器中的鉛粒。1）每測(cè)完樣品都要把刀口放置于刀架上，保護(hù)好刀刃。2）每測(cè)完樣品都要洗凈泥漿杯。2.ZNN型漏斗粘度計(jì)用清水刷凈漏斗，用手指堵住漏斗管口，把充分?jǐn)嚢璧哪酀{經(jīng)篩網(wǎng)倒入漏斗，直至液面到達(dá)篩網(wǎng)底部（1500ml）,放開手指，記錄流滿量杯（946ml）所需的時(shí)間， 即為泥漿的粘度（秒）。校正方法：20 C左右時(shí)，清

9、水粘度為260.5秒。注意:1）保護(hù)管嘴，不得用鐵絲等硬物穿通。2）測(cè)量時(shí)，漏斗應(yīng)垂直放好。打氣筒失水儀1）松開減壓閥，關(guān)死放空閥，打氣使氣筒壓力達(dá)到1MPa左右，然后順時(shí)針轉(zhuǎn)減壓閥，直到壓力表讀數(shù)為0.7MPa。2）用食指堵住泥漿杯氣接頭小孔，倒入適量的泥漿，使液面與泥漿杯內(nèi)槽相齊，放好密封圈（擦干），鋪一張干濾紙，擰緊泥漿杯蓋。然后裝入三通接頭，并卡好掛架及量筒。緩慢逆時(shí)針轉(zhuǎn)放空閥，當(dāng)壓力表指針開始下降或有進(jìn)氣聲時(shí)及時(shí)打氣，使壓力 保持為0.7MPa,見壓力明顯下降時(shí)開始計(jì)時(shí)。記錄7.5分鐘時(shí)鉆井液流出的濾液量，取開量筒，順時(shí)針轉(zhuǎn)放空閥，把泥漿杯 中余氣放盡，取下泥漿杯。 假設(shè)瞬時(shí)濾失量為零，量筒中濾液毫升數(shù)的2倍即為API濾失量。沖凈，擦干泥漿杯及杯蓋。PH廣泛試紙將PH試紙放到待測(cè)酸堿度的樣品中浸濕后取出，待其顏色穩(wěn)定后(大約 30 秒)，把變色的試紙