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实验一六速旋转粘度计测泥浆的流变曲线
掌握六速旋转粘度计的使用方法。
掌握如何判断泥浆的流型及对应流变参数的计算方法。
比较宾汉模式、指数模式及卡森模式与实际流变曲线的吻合程度,弄清各种模式的特点。
实验原理
旋转粘度计工作原理电动机带动外筒旋转时,通过被测液体作用于内筒上的一个转矩,使与扭簧相连的内筒偏转一个角度。根据牛顿内摩擦定律,一定速率下偏转的角度与液体的粘度成正比。于是对液体粘度的测量就转换为内筒的角度测量。
流变曲线类型、意义。流变曲线是指流速梯度和剪切应力的关系曲线。根据曲线的形式,它可以分为牛顿型、塑性流型、假塑性流型和膨胀性流型。为了计算任何剪切速率下的剪切应力,常用的方法是使不同流变模式表示的理想曲线逼近实测流变曲线,这样,只需要确定两个流变参数,就可以绘出泥浆的流变曲线。
牛顿模式反映的牛顿液体,其数学表达式为:
p=n•d
宾汉模式反映的是塑性液体,其数学表达式为:
TTo+np•d
指数模式反映的是假塑性流体,其数学表达式为:
T=K•Dn或LgT=lgK+n•lgD
卡森模式反映的是一种理想液体,其数学表达式为:
1111
T2=T2+
cg
实际流变曲线与哪一种流变模式更吻合,就把实际液体看成哪种流型的流体。
实验仪器
ZNN-D6型旋转粘度计;高速搅拌器。
实验步骤
。
。
测量泥浆在各剪切速率下的剪切应力。
把水换成待测泥浆,高速搅拌lOmin后,按四-2的方法操作。泥浆剪切应力T与粘度计读数0对应关系:T=。
实验后,关闭电源,倒出泥浆,洗净内、外筒,擦干装好。
注意:停转后,由于静切力作用,刻度盘可能不回零,此时不需要再调零
实验数据处理绘图并确定泥浆的流变模式
项目
0600
0300
0200
0100
06
03
基浆
15
10
8
6
4
切应力T
剪切速率
由公式T=,D=®,计算可得上表中数据
根据数据绘制流变曲线如下
流变曲线
剪切速率
根据曲线对比可知,最符合宾汉流体的流变曲线,可知该钻井液属于宾汉流体。
实验二常用API泥浆仪器的使用
掌握常用API泥浆仪器的使用和校正方法;
掌握现场测试泥浆性能的标准方法。
在滤失介质两端施加一定的压力差,在压力差的作用下,泥浆通过滤失介质发生滤失。
ZNS型失水测定仪一台、秒表一只、500ml泥浆杯一个、PH试纸一盒、20ml量筒1个,
待测泥浆500ml、GJ—I高搅机一台
松开减压阀,关死放空阀,打气使气筒压力达到1MPa左右,然后顺时针转减压阀,。
用食指堵住泥浆杯气接头小孔,倒入适量的泥浆,使液面与泥浆杯内槽相齐,放好密封圈(擦干),铺一张干滤纸,拧紧泥浆杯盖。然后装入三通接头,并卡好挂架及量筒。
缓慢逆时针转放空阀,当压力表指针开始下降或有进气声时开始计时,并及时打气使压
。
,取开量筒,顺时针转放空阀,把泥浆杯中余气放
尽,取下泥浆杯。
假设瞬时滤失量为零,量筒中滤液毫升数的2倍即为API滤失量。冲净、擦干泥浆杯及杯盖。
PH广泛试纸
将PH试纸放到待测酸碱度的样品中浸湿后取出,待其颜色稳定后(大约30秒),把变色的试纸上侧颜色和标准色对照,估计出泥浆的PH值。
五、数据处理
项目
滤失量ml
泥饼mm
pH
基浆
17
2
9