文档介绍：带屈服值的幂律流变模式在
钻井泥浆中的应用

刘崇建

西南石油学院
。
罗伯逊—斯特夫流变模式所反映的液体类型, 实际上是一种带屈服值的假塑性液体本文
从该模式的基本形式出发, 对模式的基本性质及各流变参数的含义作了深入的讨论, 并对各流变
参数的计算方法及该液体在各流道中的运动规律、流态的转变等作了必要的修正和补充。
文章最后通过试验数据, 将最近几年来国内外常用于钻井泥浆的几种流变模式进行了分析与
·
比协说明了本文所介绍的流变模式比其它的更为优越。
。
描述泥浆流变规律的数学模式, 常用的有宾汉方程和幂律方程宾汉方程中, 其剪切应
‘。
力
汾
与剪切速率
成直线关系, 对泥浆在低剪切速率卞的流变规律是不适用的幂律方
。
程却未表尔出泥浆静止时的结构强度, 使用时同样受到限制为弥补上述方程的不足, 不少
‘’
学者提出了表征泥浆流变性能的新的致学模式, 其中较有价值的有
带属服值的幂律方程
一、

二
了
卡森方程
· 几
, 万
次草乡
双曲线方程

丫。
、、、
这些模式通过稠度系数
月
, 静切力
,
以及剪切稀释系数
”、、。,

止立上
较好地反映了泥浆的流变性能但需指出的是在计算方程中的有关流变
刀
、
参数时, 为了计算方便, 不少人往往把
, 肠看成是旋转粘度计外筒转速为
时测得的
。。
剪切应力值
实际上
, 或
。是剪切速率为零时的初始剪切应力, 它州定小于
。根据多种
泥浆的计算与对比可知

丫, 勺

勺
下
由于丫, 或
。的误差, 带来计算其它流变参数的误差, 这些误差是不容忽视的。

下面应用西南石油学院生产的
二
型泥浆旋转粘度计正确地测定计算方程
、
。。

的各流变参数该旋转粘度计在测定牛顿液体时, 其技术性能指标见表
带屈服值的幂律方程表

一

·

一
。
,
,

二外内, ‘径比注

一
乒
外简转速
刘度盘扭种
。。。

一
心
一格的劳切
肠

。
应力位为

一
剪切邀率
牛】
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巨米

千梦一
。。

一
侧液体叶划度
一

……二
盘扭转格数
…

“

一
“
,
其中
〔
。。。一
。
。
双曲线方程

一

二

一
。。。
。

一
,
二。
其中
。

一

。。。一
。。

。。。

一望
华
奥了

十
、
关于卡森方程各流变参数的计算, 可参考有关文献。符合方程
的液体,
。
当它在旋转粘度计中运动时, 其剪切速率及