泥浆性能的测定方法

。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校正比重计精选资料，欢迎下载。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，精选资料，欢迎下载。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-1③测量部分精选资料，欢迎下载。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牛顿流体精选资料，欢迎下载。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结束关闭电源开关，松开托盘手轮，移开量杯；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。精选资料，欢迎下载。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，铺精选资料，欢迎下载。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）。精选资料，欢迎下载。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。精选资料，欢迎下载。（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．测定步骤精选资料，欢迎下载。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主要技术性能测量范围精选资料，欢迎下载。pH:0~14pHmV:0~+1400mV,0~-1400mV最小分度：pH:0.02pHmV:2mV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。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。精选资料，欢迎下载。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。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—5②磨合后用蒸馏水校正的润滑系数为 0.33~0.37③扭力扳手读数范围± 150磅-英寸精选资料，欢迎下载。④电源电压 交流220V⑤电机电压 直流110V⑥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?RR——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。精选资料，欢迎下载。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：①将仪器侧倒放置，卸下扭力扳手，使试块脱离试不。②开动电机，运转5分钟以上，使电机及主轴承润滑油温度稳定，以确保电机空载电流稳定。③如图9所示，在主轴上装好量秤杆，用螺钉固定，使其处于平衡临界状态（即主轴的转矩与平衡杆自重所产生的转矩平衡）。调节调零旋钮，使电表指针指零。④在量秤杆一端加一定砝码，电表的读数应符合下列规律，如表悬挂砝码重（克）102170203255328426电表读数0.120.200.240.300.3850.5如果电表读数不符合上述数值，可调节33K电位器，然后反复测定其中任意两点。在卸下砝码后，量秤杆处于临界状态时，电表指针应仍指零。2．试环与试块的标定①清洗试环与试块，要求其接触表面不得有任何杂质油污。精选资料，欢迎下载。②将清洗后的试块安装在主轴上， 用螺母固定，将试块安放在托架上。检查试块与试环的园弧是否吻合，如不吻合，则调整试块托