1、中国石油大学（油田化学）实验报告实验日期： 2015.03.23 成绩： 班 级： 石工 12-1 学号： 姓名： 教师： 范鹏 同组者： 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使用方法。2. 掌握如何判断泥浆的流型及对应流变参数的计算方法。3. 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，一定剪切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、。2. 流变曲线类型、意义。流变曲线是指剪切速率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：=D宾汉模式反映的是塑性液体，其数学表达式为：= 0 + pD指数模式反映的是假塑性流体，其数学表达式为：=KD n 或 Lg =lgK + nlgD卡森模式反映的是一种理想液体，其数学表达式为： 2121.Dc实际流变曲线与哪一种流变模式更吻合，就把实际液体看成哪种流型的
3、流体。1三.实验仪器1 仪器 ZNN-D6 型旋转粘度计、高速搅拌器； 2. 药品350ml 水、500ml 泥浆。四.实验仪器使用要点1.检查好仪器，要求；粘度计刻度盘是否对零。若不对零，可松开固定螺钉调零后再拧紧。检查粘度计的同心度。高速旋转时，外筒不得有偏摆。检查高速搅拌机的搅拌轴是否偏摆。若偏摆，则停止使用。2.校正旋转粘度计倒 350ml 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。迅速从高速到低速依次测量。待刻度盘读数（基本）稳定后，分别记录各转速下的读数 .要求： 600=2.0 格, 300=1.0 格。五.实验步骤1.熟悉旋转粘度计的使用方法。2
4、.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。将待测泥浆高速搅拌 10min 后，把水换成待测泥浆，按四-2 的方法操作，分别记录各转速下的读数。泥浆剪切应力 与粘度计读数 对应关系： =0.511 ，单位：Pa。4.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。6.数据处理计算钻井液的流变参数、绘制流变曲线并确定泥浆的流变模式。21、钻井液的流变参数计算表 1-泥浆在不同转速下粘度计读数项目 600 300 200 100 6 3基浆 19 11 8 6 2 1由 和 转化关系 =0.511 ，可得各个转
5、速下 值，例：a709.10.560.516 P换算出剪切速率 值，例： s/260结果如下表：表 2-数据处理结果项目 600 300 200 100 6 3基浆 19 11 8 6 2 1/Pa9.709 5.621 4.088 3.066 1.022 0.511/1s1022 511 340.67 170.33 10.22 5.112、流变曲线绘制结论：由图可以看出，该流变曲线与宾汉模式流变曲线相符较好，可确定该泥浆流变模式应为宾汉模式。3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。二钻井液滤失原理
6、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 型打气筒失水仪一台2.马氏漏斗粘度计一个3.ZNB 型泥浆密度计一个4. 高搅机一台5. 秒表一只6. 钢板尺一个7. PH 试纸一盒8. 20ml 量筒 1 个9. 滤纸10.待测泥浆约 2000ml四仪器使用要点1.ZNB 型泥浆密度计校正方法：将清水注入杯中齐杯口为止，轻轻将盖旋转盖紧，擦去外溢清水，然后将杠杆主刀口置于底座的刀垫上，移动游码，使水平泡居于两根红线中间，游码左侧边线所对应刻度，即为该泥浆的密度。测量清水密度应为 1.00 g/cm3，否则，须增减枰杆末端调节器中的铅粒。泥浆密
7、度的测定：4将清水换成搅拌均匀的待测泥浆，按校正时的方法测得的密度值即为该泥浆的密度。注意： 每测完样品都要把刀口放置于刀架上，保护好刀刃。 每测完样品都要洗净泥浆杯。2、ZNN 型（马氏）漏斗粘度计校正方法：将用清水刷净的漏斗粘度计挂好，用手指堵住漏斗管口，把清水经筛网倒入漏斗，直至液面与筛网底部平齐，放开手指，记录清水自漏斗流满量杯所需的时间，即为清水的漏斗粘度。20左右时，清水的漏斗粘度应为 260.5s。泥浆漏斗粘度的测定：将清水换成搅拌均匀的待测泥浆，按校正时的方法测得的漏斗粘度值即为该泥浆的漏斗粘度。注意事项： 为了保护漏斗粘度计的管嘴，不得用铁丝等硬物穿通。 测量时，漏斗应垂直放
8、好。3.打气筒失水仪松开减压阀，关死放空阀，打气使气筒压力达 1MPa 左右，然后顺时针旋转减压阀，直到压力表读数为 0.7MPa。用手指堵住泥浆杯气接头小孔，倒入适量的泥浆，使液面与泥浆杯内刻度线平齐，放好干燥的密封圈，铺一张干燥的滤纸，将干燥的泥浆杯盖盖好旋紧。然后装入三通接头并卡好，放好量筒。 逆时针旋转放空阀，当压力表指针开始下降或有进气声时，开始计时并及时打气使压力保持为 0.7MPa。 记录 7.5min 时收集的滤液量，取开量筒，顺时针转放空阀，把泥浆杯中余气放尽后，取下泥浆杯。打开泥浆杯，取下滤纸，放置在平整的桌面上。 假设瞬时滤失量为零，量筒中滤液体积的 2 倍即为 API
9、滤失量。 用钢板尺测量滤纸上泥饼的厚度。 冲净、擦干泥浆杯及杯盖。4. PH 广泛试纸将 PH 试纸放到待测酸碱度的泥浆中浸湿后取出，待其颜色稳定后（大约 30s） ，把变色5的试纸上侧颜色和标准色对照，估计出泥浆的 PH 值。五步骤1.用高速搅拌器高速搅拌泥浆 5 分钟。2.测量泥浆的 API 滤失量、泥饼厚度和 pH 值。六数据处理表 1-7.5min 时滤失数据项目 滤失量(ml) 泥饼(mm) PH基浆 8.5 1 8实验数据记录的是滤失 7.5min 时的数据，要得到滤失 30min 时的滤失数据，应该将 7.5min时的数据乘以 2：表 2-30min 时滤失数据项目 滤失量(ml) 泥饼(mm) PH基浆 17 2 8七实验总结通过这次实验中第一个实验的具体操作过程，我对六速旋转粘度计的使用方法有了更深的理解，掌握了如何判断泥浆的流型。第二个实验中我学会了常用 API 泥浆仪器的使用，增强了自己的实验操作能力。实验中老师进行了详细的解释和指导，帮助我们顺利完成了实验，感谢老师的帮助！
