润滑性测定
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（a）结构图
（b）实物图
图 1-2 EP 型极压润滑仪
工作原理： 极压润滑仪可以测量钻井液的润滑性能和评价润滑剂降低扭矩的
张艳晶、孟庆鑫、李晓娟、张会哲 4
第一章、钻井液原材Fra Baidu bibliotek及处理剂
2014 年 8 月 30 日
效果， 以及预测在该条件下金属部件的磨损速率。该润滑试验仪是用一个钢环模 拟钻柱，给它施以一定的载荷，使它紧压在起井壁作用的金属材料上。当一个物 体在另一个物体的表面做平行滑动时，就会产生一个摩擦力，其大小与作用在摩 擦面上的作用力成正比。 即： 式中： F----摩擦力 P-----摩擦面上的垂直作用力 μ ----摩阻系数 摩阻系数μ ， 不但与接触物体的质料及表面状况有关，而且与相对运动速度 的大小有关。为了较小摩阻系数，可以在两个接触面之间涂复一层“液膜” ，即 “润滑膜” 。摩阻系数的降低幅度，决定于这层液膜的质量，而润滑剂就是改善 液膜质量的化学剂。在一定的压力下，润滑膜可能破裂，使两表面直接接触，因 而磨擦力猛增。这个刚好使润滑膜破裂的最小压力，就成为“膜强度” 。膜强度 是表征润滑剂质量的重要参数。 仪器操作： 1）仪器校准,每一次使用仪器时，必须先校准，如果读数达到要求时，即可 正常测试（达不到要求时必须进行磨合工作即标准化） 。 (1) 将块、 环及仪器上所有接触样品的部位用洗涤剂或肥皂清洗并用蒸馏水 彻底洗净擦干。各就各位，滑块和滑环先不要接触及扭力扳手不加压力。开动仪 器，使其在 300r/min 下运转 15min，然后调节转速为 60r/min，偏差+5r/min。 待转速稳定后关闭电源，调节扭力扳手为零。 F=μ p
张艳晶、孟庆鑫、李晓娟、张会哲
3
第一章、钻井液原材料及处理剂
2014 年 8 月 30 日
5）按此角度值由正切函数表中查得与之对应的正切函数值。即为泥饼的摩 擦系数。 6）这项测试需要钻井液的多个泥饼。而且各个泥饼的滑棒静置时间不同， 时间可选为 1、3、5、7、9、11、13„„分钟。一直做到滑棒静置到某个时间。 以后的几点摩擦系数不在增大为止， 若以测得的角度和静置时间画一曲线图可以 看出，曲线上升到一定程度。就趋于平滑状态，取拐点值就是最大的摩擦系数和 静压时间。以后，再做同类钻井液直接做最大静置时间即可。 2、钻井液极压(EP)润滑仪 国内外研究者对钻井液的润滑性能进行了评价，认为空气与油处于润滑性的 两个极端位置， 水基钻井液的润滑性处于中间。用钻井液极压润滑以测定了三种 基液的摩阻系数，空气为 0.5，清水为 0.35，柴油为 0.07。在配制钻井液中，大 部分油基钻井液的摩阻系数在 0.08~0.09，水基钻井液的摩阻系数在 0.20~0.35， 如加有油品或各类润滑剂等， 则可降到 0.10 以下。 对于大多数水基钻井液来说， 摩阻系数为 0.20 以下认为是可以接受的。但此值不能满足水平井的要求，对于 水平井的摩阻系数应尽可能保持在 0.08~0.10 范围内，以保持较好的摩阻控制。 因此， 除油基钻井液外， 其他类型钻井液的润滑性能很难满足水平井钻井的需要， 需要改善钻井液的润滑性能。 近年来开发出的一些新型水基仿油基钻井液，其摩 阻系数可以小于 0.10。[鄢捷年主编,钻井液工艺学,石油大学出版社,2001 年 05 月第 1 版,
图 1-3 滑块安装图
张艳晶、孟庆鑫、李晓娟、张会哲 5
第一章、钻井液原材料及处理剂
2014 年 8 月 30 日
图 1-4 滑环安装图
(2)将蒸馏水注满样品杯， 并使滑块和环浸没在其中， 开启仪器， 空转 5min， 再次检查转速表及扭力表是否处于调好的状态。 然后调节扭力扳手值为 16.95 N ∙ m (150PSI)， 调节转速表建议在 62r/min， 再把扭矩仪卸掉(即不加压力)，这时电机在空转状态，应把环、块的距离离得远 一些，在调节调零旋钮为零。 (3)在标准转速下，迅速调节扭力扳手的表盘读值为 16.95 N ∙ m (150Psi) 让仪器转 5min。扭力表读值应在 28—48 转速 60r/min 这个范围内，记录仪表读 数备用。 2)试块的标准化,如果校正系数不在 28—48 转速 60r/min 之间则环和块的表 面必须调整或标准化。步骤如下: (1)净试块表面，并且研磨处于试块中心。 (2)用手将细研磨剂涂于试环表面，研磨转速控制在 100—200r/min 范围， 加力 5.6 N ∙ m（50PSI） 。注意不要螺杆手把加压，应用手控制压力这样操作灵 活。这时听到明显摩擦声，研磨 5min 卸掉一次扭矩，检查摩擦环和摩擦块是否 磨好，再次研磨重复 3-4 次，磨好为止。以上的研磨时间和次数只能作为参考， 实际的操作是由实验决定。 (3)用洗净剂或肥皂彻底清洗研磨剂。 (4) 用 2 勺 氧 化 铝 和 已 被 去 离 子 水 混 合 ， 加 入 样 品 杯 。 调 整 转 速 为 300—500r/min，加 3.3N ∙ m(PSI)力的扭矩运转 5min，减小扭矩到 1.65 N ∙ m (15PSI)，在转 5min（仅供参考） 。 (5)检查摩擦环和摩擦块是不是带有光亮的小摩擦面。放下样品杯弃去校正 液，将环、块都用滤纸擦洗干净。
配针对不同泥饼有滑块（长方体） 、滑棒（圆柱形）两种测试方法，滑块滑块（长方体）测
试法如下：
1）准备工作:仔细阅读说明书,检查各连接部位连接是否牢固可靠。接通电
源，开启电源开关，观察数字管是否全亮。开启电机开关，检查各转动部位是否 运转正常。若正常，将工作滑板不带槽面转至向上，关停电机待用。按下清零按 钮使数字管全部显示零位，左右调整调平手柄，观察水平泡，将工作滑板不带槽 面调至水平，准备工作结束。 2）准备泥饼：按 API 标准测量 30min 滤失量后打开阀门放掉杯内压力，而 后打开钻井液杯，倒掉钻井液，小心取出滤饼，尽量不要破坏泥饼的完整性，用 缓慢的水流冲洗滤纸上的泥饼， 冲洗过程中还要特别小心保护滤纸。冲洗掉表面 浮泥后所得的泥饼放在工作滑板不带凹槽的平面上。 3）将滑块（长方体）轻轻的放在泥饼上，静置一分钟。 4）开启电机开关，电动机带动传动机构，使工作滑板带动滑块慢慢翻转。 而角度显示窗上的数字也随着工作滑板的翻转从零慢慢增加。 在仪器台面倾斜的 条件下， 放在泥饼上的滑块受到向下重力的作用，当滑块的重力克服泥饼的粘滞 力后开始滑动。根据牛顿摩擦定律摩擦系数f =F P，设滑块重量为 W、其分力与 斜面平行者为 F，即摩擦力。垂直者为 P，即正压力。由三角关系（见图 1-1） F=Wsinα ,P=cosα 。
社,2009.2.第 53 页]
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第一章、钻井液原材料及处理剂
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钻井液摩阻系数和滤饼摩阻系数是评价钻井液润滑性能的技术指标。 由于摩 阻的大小受众多因素影响， 要全面、客观地评价和测定钻井过程中钻井液摩阻系 数和滤饼摩阻系数是很困难的。 对钻井液润滑性能的检测尚无公认的通用仪器和 方法。 在目前的测试仪器和条件下，只能从某一侧面评价和优选钻井液基液和润 滑剂， 确定在该条件下的摩阻系数。多数润滑性能测定仪的基本原理都是通过测 定滑动摩擦系数， 或通过测定转动面和静止面之间的扭矩，或通过测定旋转静止 表面的液层所需动力来表示润滑性能。因此，通常以摩擦系数、扭矩及转动动力 作为评价钻井液润滑性能的指标。 1、滑板式泥饼摩阻系数测定仪 滑板式泥饼摩阻系数测定仪是一种简易的测量泥饼摩阻系数的仪器。此仪器
摩阻系数的测定应在以下标准条件进行：滑环转速 60r/min；滑块上的作用 力 444.8N；扭力扳手表盘的读数单位为N ∙ m。 摩阻系数计算：摩阻系数=仪表读值/100×校正因子 CF。 3、LEM 泥浆润滑仪 评价泥浆润滑性能的另一个比较好的方法是采用 Magcobar 公司所生产的 LEM 泥浆润滑仪。此仪器可以较好地模拟井下动态条件下的摩擦情况，一般根据 摩擦副表面润滑情况，将摩擦分为三种情况：边界摩擦，两接触面间有一层极薄 的润滑膜时的摩擦称为边界摩擦。在有钻井液的情况下，钻铤在井眼中的运动属 于边界摩擦；干摩擦，又称为障碍摩擦，属于无润滑摩擦，如空气钻井中钻具与 岩石接触时的摩擦， 或井壁极不规则情况下，钻具直接与部分井壁岩石接触时的 摩擦；流体摩擦，即两个相对运动的接触面之间存在流体，由两接触面间流体的 粘滞性引起的摩擦。在钻进过程中，钻具与井壁不直接接触，间隙中有钻井液存 在时的摩擦就是流体摩擦（如图 1-5） 。
第一章、钻井液原材料及处理剂
2014 年 8 月 30 日
第一章 钻井液原材料及处理剂
第一节 钻井液原材料及处理剂简介 第二节 钻井液原材料及处理剂质量检验相关参数
三、润滑性测试
（一）基本定义
钻井液的润滑性一般包括滤饼润滑性和钻井液流体自身的润滑性， 是评价钻 井液润滑性能的两个主要技术指标。钻井液润滑性好，可以减少钻头、钻具及其 他配件的磨损，延长使用寿命，减小钻柱的摩擦阻力，缩短起下钻时间,能用较 小的动力来转动钻具，同时可以防止粘附卡钻、减少泥包钻头，易于处理井下事 故等；钻井液润滑性差，会造成钻具回转阻力增大，起下钻困难，甚至发生粘附 卡钻；当钻具回转阻力过大时，会导致钻具振动，从而有可能引起钻具断裂和井 壁失稳。[鄢捷年主编,钻井液工艺学,石油大学出版社,2001 年 05 月第 1 版,第 106 页] 钻井液摩阻系数， 相当于物理学中的摩擦系数，指两表面间的摩擦力和作用 在其一表面上的垂直力之比值。 它是和表面的粗糙度有关，而和接触面积的大小 无关。 （二）测试方法 测试钻井液润滑性是为了评价润滑剂的性能， 润滑剂的作用是改善钻井液的 润滑性， 进而降低钻井过程中钻柱的扭矩和阻力，减少各种摩擦对钻井作业的不 利影响。在钻井作业中的摩擦现象较为复杂，摩擦阻力的大小不仅与钻井液的润 滑性能有关， 还与钻柱、 套管、 地层、 井壁泥饼表面的粗糙度， 接触表面的塑性， 接触表面所承受的负荷，流体黏度与润滑性，流体内固相颗粒的含量和大小，井 壁表面泥饼润滑性，井斜角，钻柱质量，滤失作用等因素有关。其中钻井液的润 滑性能是主要可调节因素。[周金葵主编.钻井液工艺技术.北京：石油工业出版
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实验步骤同仪器校准相同，只是将水换成待测样品。 校正因子的测定： 如果所有的块和环的金属结构完全相同，那么在上述标准 条件下（即转速为 60r/min，扭力为 16.95 N ∙ m） ，其对于蒸馏水的摩阻系数应 为 0.34。然而，这一理想情况并不存在，因此必须测定校正因子。这应是每次 试验前都应进行的。 如果测得水的摩阻系数值在此范围内 （仪表读值应在 28—48 这个范围内） ，可以继续进行测试。如果仪器读数不在此范围内，则需要进行校 正即试块的标准化。仪表读数在范围内记录备用。按下式计算校正因子： CF=34/仪表读值 式中： CF—校正因子
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图 1-1 滑块受力示意图 在滑块开始下滑时的摩擦系数： f= Wsinα = tgβ wcosα
又由相似三角形关系可知：∠α =∠β ，故：tgα = tgβ ，而∠β 为仪器所 测，所以 tgβ 就是泥饼的摩擦系数，即泥饼摩擦系数为仪器所测粘滞系数。 5） 当滑块随着工作滑板的翻转开始滑动时， 立即关闭电机开关， 关停电机。 读取角度显示窗上角度值。 6）按此角度值由正切函数表中查得与之对应的正切函数值。即为泥饼的摩 擦系数。 滑棒（圆柱形）测试法： 1）此方法的工作原理和准备工作与滑块测试法基本相同只是滑棒测试法使 用工作滑板的带凹槽面而不是不带槽面。 2）将按 API 标准做的滤失后所得的泥饼放在工作滑板凹槽内，先在泥饼上 面放一部分同一钻井液。再将滑棒（圆柱形）轻轻地放在凹槽内的钻井液上。静 置一分钟。 3）开启电机开关，电动机带动传动机构，使工作滑板带动滑棒（圆柱形） 慢慢翻转。而角度显示窗上的数字也随着工作滑板的翻转从零慢慢增加。 4） 当滑棒 （圆柱形） 随着工作滑板的翻转开始滑动时， 立即关闭电机开关， 关停电机。读取角度显示窗上角度值。
（a）结构图
（b）实物图
图 1-2 EP 型极压润滑仪
工作原理： 极压润滑仪可以测量钻井液的润滑性能和评价润滑剂降低扭矩的
张艳晶、孟庆鑫、李晓娟、张会哲 4
第一章、钻井液原材Fra Baidu bibliotek及处理剂
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效果， 以及预测在该条件下金属部件的磨损速率。该润滑试验仪是用一个钢环模 拟钻柱，给它施以一定的载荷，使它紧压在起井壁作用的金属材料上。当一个物 体在另一个物体的表面做平行滑动时，就会产生一个摩擦力，其大小与作用在摩 擦面上的作用力成正比。 即： 式中： F----摩擦力 P-----摩擦面上的垂直作用力 μ ----摩阻系数 摩阻系数μ ， 不但与接触物体的质料及表面状况有关，而且与相对运动速度 的大小有关。为了较小摩阻系数，可以在两个接触面之间涂复一层“液膜” ，即 “润滑膜” 。摩阻系数的降低幅度，决定于这层液膜的质量，而润滑剂就是改善 液膜质量的化学剂。在一定的压力下，润滑膜可能破裂，使两表面直接接触，因 而磨擦力猛增。这个刚好使润滑膜破裂的最小压力，就成为“膜强度” 。膜强度 是表征润滑剂质量的重要参数。 仪器操作： 1）仪器校准,每一次使用仪器时，必须先校准，如果读数达到要求时，即可 正常测试（达不到要求时必须进行磨合工作即标准化） 。 (1) 将块、 环及仪器上所有接触样品的部位用洗涤剂或肥皂清洗并用蒸馏水 彻底洗净擦干。各就各位，滑块和滑环先不要接触及扭力扳手不加压力。开动仪 器，使其在 300r/min 下运转 15min，然后调节转速为 60r/min，偏差+5r/min。 待转速稳定后关闭电源，调节扭力扳手为零。 F=μ p
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5）按此角度值由正切函数表中查得与之对应的正切函数值。即为泥饼的摩 擦系数。 6）这项测试需要钻井液的多个泥饼。而且各个泥饼的滑棒静置时间不同， 时间可选为 1、3、5、7、9、11、13„„分钟。一直做到滑棒静置到某个时间。 以后的几点摩擦系数不在增大为止， 若以测得的角度和静置时间画一曲线图可以 看出，曲线上升到一定程度。就趋于平滑状态，取拐点值就是最大的摩擦系数和 静压时间。以后，再做同类钻井液直接做最大静置时间即可。 2、钻井液极压(EP)润滑仪 国内外研究者对钻井液的润滑性能进行了评价，认为空气与油处于润滑性的 两个极端位置， 水基钻井液的润滑性处于中间。用钻井液极压润滑以测定了三种 基液的摩阻系数，空气为 0.5，清水为 0.35，柴油为 0.07。在配制钻井液中，大 部分油基钻井液的摩阻系数在 0.08~0.09，水基钻井液的摩阻系数在 0.20~0.35， 如加有油品或各类润滑剂等， 则可降到 0.10 以下。 对于大多数水基钻井液来说， 摩阻系数为 0.20 以下认为是可以接受的。但此值不能满足水平井的要求，对于 水平井的摩阻系数应尽可能保持在 0.08~0.10 范围内，以保持较好的摩阻控制。 因此， 除油基钻井液外， 其他类型钻井液的润滑性能很难满足水平井钻井的需要， 需要改善钻井液的润滑性能。 近年来开发出的一些新型水基仿油基钻井液，其摩 阻系数可以小于 0.10。[鄢捷年主编,钻井液工艺学,石油大学出版社,2001 年 05 月第 1 版,
图 1-3 滑块安装图
张艳晶、孟庆鑫、李晓娟、张会哲 5
第一章、钻井液原材料及处理剂
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图 1-4 滑环安装图
(2)将蒸馏水注满样品杯， 并使滑块和环浸没在其中， 开启仪器， 空转 5min， 再次检查转速表及扭力表是否处于调好的状态。 然后调节扭力扳手值为 16.95 N ∙ m (150PSI)， 调节转速表建议在 62r/min， 再把扭矩仪卸掉(即不加压力)，这时电机在空转状态，应把环、块的距离离得远 一些，在调节调零旋钮为零。 (3)在标准转速下，迅速调节扭力扳手的表盘读值为 16.95 N ∙ m (150Psi) 让仪器转 5min。扭力表读值应在 28—48 转速 60r/min 这个范围内，记录仪表读 数备用。 2)试块的标准化,如果校正系数不在 28—48 转速 60r/min 之间则环和块的表 面必须调整或标准化。步骤如下: (1)净试块表面，并且研磨处于试块中心。 (2)用手将细研磨剂涂于试环表面，研磨转速控制在 100—200r/min 范围， 加力 5.6 N ∙ m（50PSI） 。注意不要螺杆手把加压，应用手控制压力这样操作灵 活。这时听到明显摩擦声，研磨 5min 卸掉一次扭矩，检查摩擦环和摩擦块是否 磨好，再次研磨重复 3-4 次，磨好为止。以上的研磨时间和次数只能作为参考， 实际的操作是由实验决定。 (3)用洗净剂或肥皂彻底清洗研磨剂。 (4) 用 2 勺 氧 化 铝 和 已 被 去 离 子 水 混 合 ， 加 入 样 品 杯 。 调 整 转 速 为 300—500r/min，加 3.3N ∙ m(PSI)力的扭矩运转 5min，减小扭矩到 1.65 N ∙ m (15PSI)，在转 5min（仅供参考） 。 (5)检查摩擦环和摩擦块是不是带有光亮的小摩擦面。放下样品杯弃去校正 液，将环、块都用滤纸擦洗干净。
配针对不同泥饼有滑块（长方体） 、滑棒（圆柱形）两种测试方法，滑块滑块（长方体）测
试法如下：
1）准备工作:仔细阅读说明书,检查各连接部位连接是否牢固可靠。接通电
源，开启电源开关，观察数字管是否全亮。开启电机开关，检查各转动部位是否 运转正常。若正常，将工作滑板不带槽面转至向上，关停电机待用。按下清零按 钮使数字管全部显示零位，左右调整调平手柄，观察水平泡，将工作滑板不带槽 面调至水平，准备工作结束。 2）准备泥饼：按 API 标准测量 30min 滤失量后打开阀门放掉杯内压力，而 后打开钻井液杯，倒掉钻井液，小心取出滤饼，尽量不要破坏泥饼的完整性，用 缓慢的水流冲洗滤纸上的泥饼， 冲洗过程中还要特别小心保护滤纸。冲洗掉表面 浮泥后所得的泥饼放在工作滑板不带凹槽的平面上。 3）将滑块（长方体）轻轻的放在泥饼上，静置一分钟。 4）开启电机开关，电动机带动传动机构，使工作滑板带动滑块慢慢翻转。 而角度显示窗上的数字也随着工作滑板的翻转从零慢慢增加。 在仪器台面倾斜的 条件下， 放在泥饼上的滑块受到向下重力的作用，当滑块的重力克服泥饼的粘滞 力后开始滑动。根据牛顿摩擦定律摩擦系数f =F P，设滑块重量为 W、其分力与 斜面平行者为 F，即摩擦力。垂直者为 P，即正压力。由三角关系（见图 1-1） F=Wsinα ,P=cosα 。
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钻井液摩阻系数和滤饼摩阻系数是评价钻井液润滑性能的技术指标。 由于摩 阻的大小受众多因素影响， 要全面、客观地评价和测定钻井过程中钻井液摩阻系 数和滤饼摩阻系数是很困难的。 对钻井液润滑性能的检测尚无公认的通用仪器和 方法。 在目前的测试仪器和条件下，只能从某一侧面评价和优选钻井液基液和润 滑剂， 确定在该条件下的摩阻系数。多数润滑性能测定仪的基本原理都是通过测 定滑动摩擦系数， 或通过测定转动面和静止面之间的扭矩，或通过测定旋转静止 表面的液层所需动力来表示润滑性能。因此，通常以摩擦系数、扭矩及转动动力 作为评价钻井液润滑性能的指标。 1、滑板式泥饼摩阻系数测定仪 滑板式泥饼摩阻系数测定仪是一种简易的测量泥饼摩阻系数的仪器。此仪器
摩阻系数的测定应在以下标准条件进行：滑环转速 60r/min；滑块上的作用 力 444.8N；扭力扳手表盘的读数单位为N ∙ m。 摩阻系数计算：摩阻系数=仪表读值/100×校正因子 CF。 3、LEM 泥浆润滑仪 评价泥浆润滑性能的另一个比较好的方法是采用 Magcobar 公司所生产的 LEM 泥浆润滑仪。此仪器可以较好地模拟井下动态条件下的摩擦情况，一般根据 摩擦副表面润滑情况，将摩擦分为三种情况：边界摩擦，两接触面间有一层极薄 的润滑膜时的摩擦称为边界摩擦。在有钻井液的情况下，钻铤在井眼中的运动属 于边界摩擦；干摩擦，又称为障碍摩擦，属于无润滑摩擦，如空气钻井中钻具与 岩石接触时的摩擦， 或井壁极不规则情况下，钻具直接与部分井壁岩石接触时的 摩擦；流体摩擦，即两个相对运动的接触面之间存在流体，由两接触面间流体的 粘滞性引起的摩擦。在钻进过程中，钻具与井壁不直接接触，间隙中有钻井液存 在时的摩擦就是流体摩擦（如图 1-5） 。
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第一节 钻井液原材料及处理剂简介 第二节 钻井液原材料及处理剂质量检验相关参数
三、润滑性测试
（一）基本定义
钻井液的润滑性一般包括滤饼润滑性和钻井液流体自身的润滑性， 是评价钻 井液润滑性能的两个主要技术指标。钻井液润滑性好，可以减少钻头、钻具及其 他配件的磨损，延长使用寿命，减小钻柱的摩擦阻力，缩短起下钻时间,能用较 小的动力来转动钻具，同时可以防止粘附卡钻、减少泥包钻头，易于处理井下事 故等；钻井液润滑性差，会造成钻具回转阻力增大，起下钻困难，甚至发生粘附 卡钻；当钻具回转阻力过大时，会导致钻具振动，从而有可能引起钻具断裂和井 壁失稳。[鄢捷年主编,钻井液工艺学,石油大学出版社,2001 年 05 月第 1 版,第 106 页] 钻井液摩阻系数， 相当于物理学中的摩擦系数，指两表面间的摩擦力和作用 在其一表面上的垂直力之比值。 它是和表面的粗糙度有关，而和接触面积的大小 无关。 （二）测试方法 测试钻井液润滑性是为了评价润滑剂的性能， 润滑剂的作用是改善钻井液的 润滑性， 进而降低钻井过程中钻柱的扭矩和阻力，减少各种摩擦对钻井作业的不 利影响。在钻井作业中的摩擦现象较为复杂，摩擦阻力的大小不仅与钻井液的润 滑性能有关， 还与钻柱、 套管、 地层、 井壁泥饼表面的粗糙度， 接触表面的塑性， 接触表面所承受的负荷，流体黏度与润滑性，流体内固相颗粒的含量和大小，井 壁表面泥饼润滑性，井斜角，钻柱质量，滤失作用等因素有关。其中钻井液的润 滑性能是主要可调节因素。[周金葵主编.钻井液工艺技术.北京：石油工业出版
张艳晶、孟庆鑫、李晓娟、张会哲 6
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实验步骤同仪器校准相同，只是将水换成待测样品。 校正因子的测定： 如果所有的块和环的金属结构完全相同，那么在上述标准 条件下（即转速为 60r/min，扭力为 16.95 N ∙ m） ，其对于蒸馏水的摩阻系数应 为 0.34。然而，这一理想情况并不存在，因此必须测定校正因子。这应是每次 试验前都应进行的。 如果测得水的摩阻系数值在此范围内 （仪表读值应在 28—48 这个范围内） ，可以继续进行测试。如果仪器读数不在此范围内，则需要进行校 正即试块的标准化。仪表读数在范围内记录备用。按下式计算校正因子： CF=34/仪表读值 式中： CF—校正因子
张艳晶、孟庆鑫、李晓娟、张会哲 2
第一章、钻井液原材料及处理剂
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图 1-1 滑块受力示意图 在滑块开始下滑时的摩擦系数： f= Wsinα = tgβ wcosα
又由相似三角形关系可知：∠α =∠β ，故：tgα = tgβ ，而∠β 为仪器所 测，所以 tgβ 就是泥饼的摩擦系数，即泥饼摩擦系数为仪器所测粘滞系数。 5） 当滑块随着工作滑板的翻转开始滑动时， 立即关闭电机开关， 关停电机。 读取角度显示窗上角度值。 6）按此角度值由正切函数表中查得与之对应的正切函数值。即为泥饼的摩 擦系数。 滑棒（圆柱形）测试法： 1）此方法的工作原理和准备工作与滑块测试法基本相同只是滑棒测试法使 用工作滑板的带凹槽面而不是不带槽面。 2）将按 API 标准做的滤失后所得的泥饼放在工作滑板凹槽内，先在泥饼上 面放一部分同一钻井液。再将滑棒（圆柱形）轻轻地放在凹槽内的钻井液上。静 置一分钟。 3）开启电机开关，电动机带动传动机构，使工作滑板带动滑棒（圆柱形） 慢慢翻转。而角度显示窗上的数字也随着工作滑板的翻转从零慢慢增加。 4） 当滑棒 （圆柱形） 随着工作滑板的翻转开始滑动时， 立即关闭电机开关， 关停电机。读取角度显示窗上角度值。