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六速旋转粘度计计算方法

发布时间:2021/6/20 11:00:44    浏览量:97次

六速旋转粘度计计算方法

六速旋转粘度计可在六速(36100200300600)下进行流变参数的测量,根据多点测量数值绘制流变曲线,确定液体在流动过程中的流型,选用合适的计算公式,对非牛顿流体进行较精确的测量,用于现场钻井液流变参数的研究分析,同时,可进行动、静切力、流性指数和稠度系数等一系列技术参数的测定。有利于安全、快速、科学钻井的需要。具有操作方便,测试准确的特点。

美科六速旋转粘度计的主要技术参数

1电 源220V±5% 50Hz

2.电机功率100W

4变速范围36100200300600r/min(六速)

5速 梯六 速:5.1110.22170.33340.665111022 S-1

6.测量精度1~25 mPa·s±1 mPa.s(牛顿流体)25 mPa·s以上 ±4% (牛顿流体)

7粘度测量范围牛顿流体: 1~300mPa.s (F1测量组件)非牛顿流体:1~150 mPa.s (F1测量组件)剪切应力: 0~153.3Pa (F1测量组件)

仪器的结构与工作原理

1、动力部分:

同步电机 转速:600r/min

电机功率:100W、电源:220V±10% 50Hz

选用优质步进电机和电子元件相匹配的机电一体动力装置,大大降低了噪音和故障率。

2、变速部分和参数的确定:

a、六 速:36100200300600r/min

速 梯:5.1110.22170.33340.665111022 S-1

将仪器参数代入 γ=πR22n / [ 15 (R22 - R12) ] 中,得到:γ=1.703 n

利用该式,可以计算出不同转速下的剪切速率。

r/min 600 300 200 100 6 3

r.s-1 1022 511 340.7 170.3 10.22 5.11

又根据测定扭距 M = kф,得到仪器最大测定扭距:

Mmax = 300 ´ 380 = 115800 dyn.cm

将其代入 τ=M / ( 2πR12h ),得:τmax = 1533 dyn/cm2

由此,可得到仪器扭簧系数:C = τ/ф = 1533/300 = 5.11 dyn/cm2/

综上可见,我们已经得到了如下公式:

τ= Cф = 5.11ф

γ=1.703 n

流变参数精确计算公式(根据直线的两点法则推得)

因此,可以利用这些公式导出下列钻井液流变参数的直读计算公式:

将室温调整在20±5℃,严格按照本章第二节操作步骤操作。如在井场测量时,应尽可能减少取样所耽搁时间,取样地点、条件应记录在测量表上。

仪器系数为 C = 0.511

①、牛顿液体绝对粘度测试:

将仪器转速调整300r/min,等到刻度盘上的读数恒定,其读数为绝对粘度值。

η=300r/min (读数) mPa·s

②、塑性流体粘度测试:

仪器转速调整为600r/min,待刻度盘上的读数恒定其读数的1/2为视粘度值。

将仪器转速调整为300r/min,待刻度盘上的读数恒定其读数与600r/min读数之差为塑性粘度。

将钻井液在仪器转速为600r/min下搅拌10秒钟,以3r/min转速开始旋转后的最大读数值即为初切力。静置10分钟记录的读数值终切力。

视粘度: η = 1 2 ×600 r/min (读数) mPa·s

塑性粘度: η = 600 r/min (读数) 300r/min(读数)mPa·s

动 切 力: τ0 = 0.511300r/min 读数 -η塑)Pa

静 切 力:τ = 0.511×3r/min (读数) Pa (静置1分钟)

τ = 0.511×3r/min (读数) Pa (静置10分钟)

③、假塑流体:

其流动特点是有切应力就开始流动,但粘度随切应力的增大而降低,假塑性流体的流动服从幂函数,其表达式:

τ = k ( dv dx)n

lgτ= lg k+ n lg dv dx

n:流行指数。 其值在0~1之间

k:稠度系数。

流性指数 n = 3.32 lg稠度系数 k = Pa·s n ④、卡森流体:η¥1/2 = 2.42 ´ (ф6001/2 - ф3001/2) (mPa.s)1/2τc1/2 = 0.4931´(6ф1001/2 - ф6001/2 ) Pa1/2