油田化学实验-常用API仪器及六速旋转粘度计测泥浆的流变曲线.doc

中国石油大学（油田化学）实验报告 实验日期： 成绩： 班级： 学号： 姓名： 教师： 同组者： 实验一 六速旋转粘度计测泥浆的流变曲线 一 .实验目的 1. 掌握六速旋转粘度计的使用方法。 2. 掌握如何判断泥浆的流型及对应流变参数的计算方法。 3. 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。 二.实验原理 1. 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。 2. 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： =η·D 宾汉模式反映的是塑性液体，其数学表达式为： =0 +ηp·D 指数模式反映的是假塑性流体，其数学表达式为： =K·D n 或 Lg=lgK + n·lgD 卡森模式反映的是一种理想液体，其数学表达式为： 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。 三.实验仪器 ZNN-D6型旋转粘度计；高速搅拌器。 四.实验仪器使用要点 1.检查好仪器，要求； ①刻度盘对零。若不对零，可松开固定螺钉调零后再拧紧。 ②检查同心度。高速旋转时，外筒不得有偏摆。 2.校正旋转粘度计 ①倒350ml水于泥浆杯中，置于托盘上，上升托盘，使液面与外筒刻度线对齐，拧紧托盘手轮。 ②迅速从高速到低速依次测量。待刻度盘读数（基本）稳定后，分别记录各转速下的读数?. 要求：? 600=2.0格,? 300=1.0格。 五.实验步骤 1.熟悉旋转粘度计的使用方法。 2.检查和校正旋转粘度计。 3.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10min后，按四-2的方法操作。 泥浆剪切应力与粘度计读数?对应关系：=0.511 ?。 4. 继续测量泥浆在1分钟、10分钟的静切力 将上一步骤结束后的泥浆继续在600 rpm下旋转搅拌1分钟，然后将旋钮上提到3/6 rpm位置，把电源关上，静置1分钟后启动之，注意读取刻度盘的最大值。再重新在600 rpm下旋转搅拌1分钟，用同样的方法读取静置10分钟后3 rpm下的最大值。 静切力计算公式：s=0.511×?3 Pa. 5.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。 六.实验数据处理绘图并确定泥浆的流变模式 数据处理表格 项目 Φ600 Φ300 Φ200 Φ100 Φ6 Φ3 τ τ 基浆 粘度 12 8 6 4 2 1 3 4 τ剪切 应力 6.132 4.088 3.066 2.044 1.022 0.511 1.533 2.004 D剪切 速率 1021.8 510.9 340.6 170.3 10.218 5.109 以第一组计算为例: 泥浆剪切应力与粘度计读数?对应关系：=0.511 ×?=0.511×12=6.132 Pa 静切力计算公式： s=0.511×?3 =0.511×1=0.511Pa 剪切速率 D=1.703×?=1.703×600=1021.8 流变曲线基本符合有屈服值的幂率模式的流变曲线模式。 七、实验总结 通过本次试验的学习,我学会了六速旋转粘度计的使用方法。以及如何判断泥浆的流型及对应流变参数的计算方法。加深了对宾汉模式、指数模式及卡森模式的理解以及其各自的特点。在实验过程中,小组成员互相配合,是实验有效完成的保证.最后,感谢老师的悉心指导. 实验二 常用API泥浆仪器的使用 一．实验目的 1. 掌握常用API泥浆仪器的使用和校正方法； 2. 掌握现场测试泥浆性能的标准方法。 二．实验原理 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。 三．实验仪器 1.ZNS型失水测定仪一台 2.漏斗粘度计一个 3.密度计一个 4.秒表一只 5.500ml泥浆杯一个 6.PH试纸一盒 7.20ml量筒1个，待测泥浆500ml 8.GJ—I高搅机一台 四．仪器使用要点 1.ZNB型泥浆密度计 将搅拌均匀的泥浆注入杯中齐杯口为止，轻轻将盖旋转盖紧，擦去外溢泥浆，然后将杠