泥浆性能的测定方法汇总.docx

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泥浆性能的测定方法汇总

泥浆性能的测定方法

一）实验目的

1．了解测定泥浆基本性能所用仪器

2．掌握泥浆性能常用测定仪的使用与操作方法

二）实验内容

1．泥浆比重、粘度、失水量、切力、含砂量、固相含量、胶体率、pH值、润滑性等主要性能测定所用仪器的结构。

2．测定上述性能的方法。

三）测定方法及步骤

（一）NB-1型泥浆比重计

1．仪器

NB-1型泥浆比重计由泥浆杯、横梁、游动砖码和支架组成，在横梁上有调重管和水平泡，其结构如图1。

2．测定步骤

①校正比重计

先在泥浆杯中装满清水，盖好杯盖，把游码移到刻度1时，如水平泡位于中间，则仪器是准确的；如水平泡不在中间，可在调重管内取出或加入重物来调整。

②倒出清水，将待测泥浆注入杯中，盖好杯盖，擦净泥浆杯周围的泥浆，移动砝码使横梁成水平状态（水平泡位于中间）。

游码左侧所示刻度即为泥浆比重。

（二）MLN-4型马氏漏斗粘度计

1．仪器

粘度计由漏斗和量筒组成，构成如图2。

量筒由隔板分成两部分，大头为500毫升，小头为200毫升。

漏斗下端是直径为5毫米、长为100毫米的管子。

2．测定步骤

将漏斗垂直，用手握紧用手指堵住管口。

然后用量筒两端，分别装200毫升和500毫升的泥浆倒入漏斗。

用筛网滤去大的砂粒，将量筒500毫升一端朝上放在漏斗下面，放开手指同时以秒表计时。

流出500毫升泥浆所需时间（秒），即为所测泥浆的粘度（视粘度）。

作用仪器前，应用清水对粘度计进行校正，该仪器测量清水的粘度为15秒。

若误差在±1秒以内，可用下式计算泥浆的实际粘度。

（三）ZNN型旋转粘度计

ZNN型旋转粘度计有手摇两速、电动两速与电动六速三种。

主要用于测量泥浆的流变参数。

仪器结构如图3。

1．工作原理

电机经过传动装置带动外筒恒悚旋转，借助于被测液体的粘滞性作用于内筒一定的转矩，带动与扭力弹簧相连的内筒旋转一个角度。

该转角的大小与液体的粘性成正比。

于是液体的粘度测量转换为内筒转角的测量。

2．仪器结构（六速旋转粘度计）

①动力部分

双速同步电机转速750、1500转/分

电机功率7.5、15瓦

电源电压220伏

②变速部分

转速3、6、100、200、300、600转/分

速度梯度5、10、170、340、511、1022秒-1

③测量部分

扭力弹簧、刻度盘与内外筒组成测量系统。

内筒与轴锥度配合，外筒卡口联接。

④支架部分

采用托盘升降被测测容器。

3．操作方法

A．准备

①将仪器与电源相接。

启动马达，变更调速杆位置。

检查传动部分运转是否良好，有无晃动与杂音，以及调速机构是否灵活可靠。

②卸下外筒，检查内筒是否上紧，内外筒表面有无杂物，是否清洁。

核查无误后，再将外筒装好。

③按下键扭，以300转/分和600转/分观察外筒的偏摆量，如偏摆量大于0.5毫米，要取下外筒调转180度重新装配。

④检查刻度盘0位，如刻度盘0位不对指针，松开固定螺钉，调0后将螺丝固紧。

B．操作

①将刚搅拌好的泥浆倒入样品杯刻度线处（350毫米），立即放置于托盘上，上升托盘使液面至外筒刻线处。

拧紧毛轮，固定托盘。

②迅速从高速到低速进行测量，待刻度盘读数稳定后，分别记录各转数下的读数。

③测静切力时，应先用600转/分搅拌1分钟，静止1分钟后将变速按钮置于3转/分，读出刻度盘上最大的读数。

再将液体搅拌后静止10分钟，按上述方法读出刻度盘上最大读数。

4．计算

①牛顿流体

绝对粘度

②塑性流体

视粘度

塑性粘度

动切力

静切力

③假塑性流体

流性指数

稠度系数

④粘塑性流体

极限高剪粘度

卡森动切力

⑤结束

a.关闭电源开关，松开托盘手轮，移开量杯；

b.轻轻取下内外筒，清洗内外筒并且擦干，再将外筒装好。

5．注意事项

①外筒装卸。

一手握外转筒，另一种握住外筒顺时针转动，使上筒的卡口对准外转筒内的销子然后取下外筒。

装上外筒时，应使外筒的槽口对准好外转筒内的销子，再逆时针旋转外筒即可，切忌碰撞内筒。

②内筒装卸。

一手紧握内筒轴，一手内旋内筒装卸，切勿弄歪内筒轴。

③长途搬运时，一定要卸下内筒，装好外筒，以防止内筒轴被撞弯。

④扭力弹簧刚度的调整不准随意进行。

（四）ZNS型泥浆失水测定仪

该仪器是将泥浆用空气加压的情况下，测量泥浆的失水量。

当泥浆在0.69MPa压力作用下，30分钟内通过截面为45.3cm2过滤面渗透出的水量，以毫升表示。

同时可以测得泥浆失水后泥饼的厚度，以毫米表示。

1．仪器结构

ZNS型失水量测定仪，主要由打气筒，减压阀，放空阀，泥浆杯，量筒、支架等组成，其结构如图4。

2．测定步骤

①先将支架放在平稳的台面上。

②将减压阀、压力表、打气筒等组件通过方形凸位安装在支架方形孔内。

③将减压阀手柄退出，使减压阀处于关死状态，此时无输出，然后关死放空阀。

④以左手拿住泥浆杯，用食指堵住泥浆杯气接头小孔，倒入被测泥浆，高度以低于密封圈2—3毫米为最好，放好密封圈，铺平一张滤纸，拧紧泥浆杯盖，然后将泥浆杯连接在三通接头上，将20毫升量筒放在泥浆杯下面，对准出液孔。

⑤连接好打气筒，打气使压力表指示在0.6MPa。

⑥迅速将放空阀退回一圈，微调减压阀手柄，使压力表指示为0.69MPa。

泥浆杯内气体压力保持在0.69MPa恒定状态，当见到第一滴滤液开始记时，30分钟时取下量筒，退出减压阀手柄关死减压阀，顺时针转动放空阀1圈半左右，放空阀打开，泥浆杯内剩余气体被放出，取下泥浆杯，打开泥浆杯盖取出滤纸，洗净泥饼上的浮浆，测量泥饼厚度。

⑦冲洗擦干泥浆杯，泥浆杯盖、密封圈。

并烘干杯盖滤网。

⑧记录下量筒内失水量。

为缩短时间一般可测7.5分钟失水量乘以2，必要时即需测30分钟的失水量。

（五）ZNG型泥浆固相含量测定仪

该仪器是根据蒸馏原理。

取一定量（20毫升）泥浆，用高温（电加热）将其蒸干，然后进行固相称量，算出固相成分之重量或体积的百分含量。

仪器主要是由蒸馏器、加热棒、电线接头、冷凝器、量筒、等组成（见图5）。

1．操作步骤

①拆开蒸馏器，放平泥浆杯；充分搅拌泥浆，将其倒满泥浆杯。

轻轻的将泥浆杯盖在杯口上，使多出泥浆溢出并擦干净，此时泥浆杯内泥浆为20毫升。

轻轻的抬起杯盖，将粘附在杯盖底部的泥浆刮回到泥浆杯中。

为防止蒸馏过程中泥浆沸溢，向泥浆杯中加入3—5滴抗泡剂，然后扭上套筒。

②将加热棒旋紧在套筒上部（应直立放置），将蒸馏器插入泥浆箱后面小孔内，并将20毫升百分刻度量筒夹在冷凝器导流管口处，以收集冷凝液。

③连接电路进行蒸馏，同时记时，通电3—5分钟，第一滴冷凝液流出，直到泥浆被蒸干不再有冷凝液流出（大约需20—40分钟）。

④拨出电线插头，切断电源，用环架取下蒸馏器淋水冷却，拆开蒸馏器，用刮刀刮下泥浆杯及加热棒，套筒上固相成分，然后称量，计算出固相百分含量。

⑤记下量筒冷凝液的体积，用于计算或作为参考。

若冷凝液水与油分层不清，可加入2—3滴破乳剂。

2．注意事项

①用完后清洗蒸馏器和冷凝器孔，擦干加热棒，然后将其风干。

②电源电压为220V交流，波动范围可在180~230V，注意不能超压。

③通电时间不要太长，一般30分钟左右，蒸干即可。

④使用一段时间后，要检查一下电线接头和电源插头，防止短路和断路。

（六）LNH型泥浆含砂量测定器

1．泥浆含砂量是指泥浆中不能通过200号筛网（相当于直径大于0.75毫米）砂子体积的百分比。

2．仪器由过滤筒，漏斗和玻璃量筒组成。

3．测定方法

①加入泥浆（20或40毫升），再加入一定量水不超过160毫升，用手指盖住筒口，摇匀，倒入过滤筒内，加倒边用水冲洗，直至泥浆冲洗干净，网上仅有砂子为止。

②将漏斗放在玻璃量筒上，过滤筒倒置套在漏斗上，用水把砂子冲入玻璃量筒内，等砂子沉到底部细管后，读出含砂量容积，计算出砂子体积的百分含量。

（七）胶体率测定瓶

1．胶体率：

是表示泥浆中粘土颗粒分散和水化程度。

2．仪器：

胶体率测定瓶（也可用100毫升量筒代替）。

3．测定步骤

①将100毫升泥浆装入胶体率测定瓶中，将瓶塞塞紧，静止24小时后，观察量筒上部澄清液的体积（毫升数）。

②胶体率以百分数表示

（七）pH值测定方法

1．比色法

用广泛试纸。

撕下一小条PH试纸，浸入泥浆滤液或泥浆中，观察其颜色变化，并与比色板颜色相比，相一致即为泥浆的pH值。

2．用PHS型酸度计

①工作原理

PHS—2型酸度计是利用玻璃电极和甘汞电极对被测溶液中不同酸度产生的直流电势，输入到一台用参量振动深度负反馈的直流放大器，以达到pH值指示的目的。

②主要技术性能

a.测量范围

pH:

0~14pH

mV:

0~+1400mV,0~-1400mV

b.最小分度：

pH:

0.02pH

mV:

2mV

c.仪器使用环境条件

环境温度：

0~40℃

电源电压：

220V±10%

d.被测溶液温度范围：

0~60℃

③仪器调节器。

④测定pH值的操作方法

a.电极安装

先将电极夹子夹到电极杆上，再将玻璃电极夹在夹子上，电极插在插口内，并用小螺丝扭紧，甘汞电极夹在中央夹子上，其引线连接在接线柱上，玻璃电极下端玻璃球泡应比甘汞电极陶瓷芯端稍高一些。

b.校正

测定pH值时，先按下按键7，读数开关5保持不按下状态，左上角指示灯应亮，予热数分钟。

调节温度调节器11在被测溶液温度值上。

将分档开关2放在“6”，调节零点调节器10使其指示在pH“1”。

将分档开关2放在校正位置，调整校正调节器3，使其指针在满度。

将分档开关2放在“6”位置，重复检查pH“1”位置。

c.定位

将中性标准缓冲溶液置于试杯中，查出该温度下的pH值。

按下读数开关5。

调解定位调节器4，使其指示在该标准缓冲溶液的pH值（即分档开关2的指示数加表面上指示值），并摇动试杯使指示稳定为止，重复以上操作进行调节。

d.测量

将读数开关5放开。

用蒸馏水清洗电极头部，并用滤纸吸干，移下电极至被测溶液中，并不断摇动溶液杯。

将读数开关5按下，调节分档开关2读出指示值。

⑤注意事项

a.新的或长期不用的玻璃电极球泡在使用前，应放在蒸馏水中浸泡48小时，每次用完应浸泡在蒸馏水中，玻璃电极球泡壁薄易碎，操作时应小心。

b.应保证甘汞电极下端毛纪管畅通。

使用时电极应充满KCl溶液，里面无气泡，防止断路。

为让极少量的KCl溶液从毛细管中流出，使测得结果可靠，应把电极上面的小橡皮塞及下端小橡皮套拔去。

（八）NR—1型钻井液润滑性测定仪

1．主要技术参数

①润滑系数量程：

0—5

②磨合后用蒸馏水校正的润滑系数为0.33~0.37

③扭力扳手读数范围±150磅-英寸

④电源电压交流220V

⑤电机电压直流110V

⑥主轴转数60转/分

2．仪器结构及工作原理

仪器由试环、试块、扭轩扳手、电机、测试电路等组成。

用试不和试块分别模拟钻杆和孔壁，使两者浸没在被测试的钻井液中，电机带动装在主轴上的试环回转，扭力扳手给试环和试块施加正压力。

根据扭矩公式Mk=N•L

式中：

Mk——扭力扳手的扭矩的读数

N——作用在试环上的正压力

L——杠杆的力臂

电机的扭矩为Mf=F•R

R——试环的半径

F——试环与试块间磨擦阻力

根据磨擦定律。

即电机扭矩与外加扭矩成正比。

因为L、R、Mk都是已知的，而电机的扭矩又与电流存在函数关系，因此只要知道电机的扭转特性曲线就可以求出润滑系数。

表头的满量程为50微安，表头满量程时润滑系数a值为0.5，按a=0.01I（I为电流表指示读数），即可计算出润滑系数。

3．操作步骤

（1）仪器的标定

仪器出厂时已标定，但在使用过程中应定期标定，其步骤如下：