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1、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)NB1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 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。 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
2、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)MLN4 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
3、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) 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 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 测量部分扭力弹簧
4、、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。 支架部分采用托盘升降被测测容器.3操作方法A准备 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。 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. 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. 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 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
5、.拧紧毛轮,固定托盘. 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。 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 牛顿流体绝对粘度 塑性流体视粘度塑性粘度动切力静切力 假塑性流体流性指数稠度系数 粘塑性流体极限高剪粘度卡森动切力 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 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
6、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。 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。 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。 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 先将支架放在平稳的台面上.
7、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. 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。 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23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. 连接好打气筒,打气使压力表指示在0.6MPa。 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
8、,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. 冲洗擦干泥浆杯,泥浆杯盖、密封圈.并烘干杯盖滤网。 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 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
9、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。 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。 连接电路进行蒸馏,同时记时,通电35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2040分钟). 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。 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
10、加入2-3滴破乳剂。2注意事项 用完后清洗蒸馏器和冷凝器孔,擦干加热棒,然后将其风干。 电源电压为220V交流,波动范围可在180230V,注意不能超压。 通电时间不要太长,一般30分钟左右,蒸干即可。 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 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。 将漏斗放在玻璃量
11、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 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)。 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 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
12、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。 主要技术性能a. 测量范围pH: 014pHmV: 0+1400mV, 01400mVb。 最小分度:pH: 0.02pHmV: 2mVc。 仪器使用环境条件环境温度: 040电源电压:220V10%d. 被测溶液温度范围:060 仪器调节器。 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,
13、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
14、值。 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)NR1型钻井液润滑性测定仪1主要技术参数 润滑系数量程:05 磨合后用蒸馏水校正的润滑系数为0。330。37 扭力扳手读数范围150磅-英寸 电源电压 交流220V 电机电压 直流110V 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
15、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=NL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 = FRR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: 将仪器侧倒放置,卸下扭