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liudexin2010511152851-油田化学实验讲义

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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应用方法。

2.掌握如何判断泥浆的流型及对应流变参数的计算方法。

2.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，一定剪功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·Dn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：

实际流变曲线与那一种流变模式更吻合，就把实际液体看成那种流型的流体。

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在拧紧。

②检查同心度。高速旋转时，外筒不得有偏摆。

③内筒底与杯距不低于1.3cm。

2.校正旋转粘度计

①倒350m1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。待刻度盘读数稳定后，分别记录各转速下的稳定读数￠.

要求：?600=2.0格,?300=1.0格。

3.把水换成待测泥浆，重复2.

4.继续测量静切力，方法是在600ｒｐｍ下搅1分钟，然后将旋钮转到3ｒｐｍ位置，把电源关上，静等1分钟后启动之，注意读取刻盘的最大值。再重新在600ｒｐｍ下搅1分钟，用同样的方法读取静置10分钟3ｒｐｍ下的最大值。

s=0.5×?3Pa.

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。

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和1分钟、10分钟的切力（s1和s10）

六.实验数据处理

剪切速率D与粘度计转速n对应关系：D=1.703×n

泥浆剪切应力与粘度计读数?对应关系：=0.511?.

ηa=?600（mPa.s）；ηp=?600-?300（mPa.s）

0=0.511(2?300-?600)(Pa)

“六速旋转粘度计测泥浆的流变曲线”原始数据记录表

姓名：班级：同组者：

实验老师：实验日期：

粘度计转速n（ｒｐｍ）

６００

３００

２００

１００

６

３

剪切速率D

（ｓ）

１０２２

５１１

３４０

１７０

１０

５

粘度计读数?

（格）

静切力测定：

钻井液静止1分钟粘度计3ｒｐｍ下的读数：

钻井液静止1０分钟粘度计3ｒｐｍ下的读数：

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、1000ml泥浆杯各一个

6.PH试纸一盒

7.20ml量筒2个，待测泥浆1000ml

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，然后将杠杆主刀口置于底座的刀垫上，移动游码，是水平泡与中间两根红线相切，游码左侧边线所对刻度，即为该泥浆的密度（ρ/cm3）.

校正方法：测量清水比重应为1.00，否则，须增减枰杆末端调节器中的铅粒。

注意：

每测完样品都要把刀口住置于刀架上，保护好刀刃。

每测完样品都要洗净干泥浆杯。

2、ZNN型漏斗粘度计

用清水刷净漏斗，用手指堵住漏斗管口，把充分搅拌的泥浆经筛网倒入漏斗，直至液面到达筛网底部（700ml），放开手指，记录流满量杯（500ml）