六速旋转粘度计测泥浆的流变曲线
中国石油大学（油田化学）实验报告
实验日期：2014 成绩：班级：学号：姓名：教师：
同组者：
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. 流变曲线类型、意义。
流变曲线是指流速梯度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：
τ=η·D
宾汉模式反映的是塑性液体，其数学表达式为：
τ=τ0 +ηp·D
指数模式反映的是假塑性流体，其数学表达式为：
τ=K·D n 或 Lgτ=lgK + n·lgD
卡森模式反映的是一种理想液体，其数学表达式为：
2
121212
1.D c ∞
+=ηττ
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流体。
三.实验仪器
ZNN-D6型旋转粘度计；高速搅拌器。
四.实验仪器使用要点
1.检查好仪器，要求；
①刻度盘对零。
若不对零，可松开固定螺钉调零后再拧紧。
②检查同心度。
高速旋转时，外筒不得有偏摆。
2.校正旋转粘度计
①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。
②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Ø.
要求：Ø 600=2.0格,Ø 300=1.0格。
五.实验步骤
1.检查好仪器，要求；
①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。
②检查粘度计的同心度。
高速旋转时，外筒不得有偏摆。
③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
①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。
②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Ø。
要求：Ø 600=2.0格,Ø 300=1.0格。
六.数据处理
表1 数据处理表格
以Φ600数据为例进行数据处理：
剪切应力τ: τ=0.511×Ø=0.511×29=19.82 (Pa)
剪切速率D: D=1.703×Ø=1.703×600=1021.8 (s-1)
同理可得其余组数据处理结果如表1所示。
根据数据结果绘制钻井液的流变曲线如下：
图1 钻井液的流变曲线
图形分析：
根据图1中钻井液的流变曲线，可以看出该曲线最接近于Bingham流体的流变曲线模式，故可以判断此泥浆流体为宾汉流体。
七、实验总结。
水胶比和硅灰掺量对灌浆水泥浆体流变性的影响
水胶比和硅灰掺量对灌浆水泥浆体流变性的影响张伦超;张艳江;周继凯;马晓辉【摘要】为了研究水胶比和硅灰掺量对改性超细灌浆水泥浆体流变特性的影响,采用旋转粘度计和马氏漏斗粘度计法对不同水胶比(0.6,0.7,0.8,1.0,1.5和2.0)的新拌水泥浆体进行流变性能试验研究,其中硅灰掺量分别为0％,3％,5％,7％和10％.结果表明,新拌水泥浆体的塑性黏度和屈服应力随着水胶比的增大而减小;掺有硅灰的改性超细灌浆水泥在水胶比大于1.5时,流变性能变化不大,反之则变化较大;硅灰的掺量对改性超细灌浆水泥浆体的流变性影响较大,随着掺量增加浆体流动性变差,但在水胶比为1.0左右时,存在最优掺量,约5％.通过将马氏试验中时间指标转化为流速指标,可以有效拓展高黏度浆体的流变性能测试.【期刊名称】《淮海工学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(027)002【总页数】6页(P61-66)【关键词】水胶比;流变性能;改性超细灌浆水泥;浆体;硅灰【作者】张伦超;张艳江;周继凯;马晓辉【作者单位】滁州职业技术学院土木工程系,安徽滁州 239000;河海大学土木与交通学院,江苏南京210098;瑞风能源(武汉)工程技术有限公司,湖北武汉430206;河海大学土木与交通学院,江苏南京210098;河海大学土木与交通学院,江苏南京210098【正文语种】中文【中图分类】TU525;TU5280 引言在灌浆工程中，灌浆材料的流变性能直接影响灌浆加固效果.因普通水泥颗粒粒径较大很难被灌注到细小岩石裂隙中，特别是在高水头差透水细小孔隙或裂隙中.为了增强灌浆效果，常将灌浆水泥超细化处理.但水泥颗粒超细化后会增加浆体的黏度，与普通水泥浆体相比，相同水胶比下浆体黏度增大，这将会削弱灌浆效果乃至灌浆失败[1-3].研究发现，通过掺加掺合料和外加剂可以改善超细水泥浆体的流变性能和工程应用性能[4-6].随着水胶比的增加，水泥浆体的屈服应力和塑性黏度都呈下降趋势[7].超细水泥最大粒径一般不大于20 μm，D50小于5 μm，密度约0.6～1 g/cm3，比表面积不小于1×104 cm2/g.由于超细水泥的高活性，其水化反应速度较快，需水量一般较普通水泥高，为了提高超细水泥的可灌性，需加入适量减水剂，约为水泥质量的0.5%[8].不同粒径的粉煤灰掺和到水泥中，超细粉煤灰降低屈服应力和黏度的能力最强，并且对硬化后的水泥浆体性能影响不大，认为与超细粉煤灰的“滚珠效应”有关[9].但有些工程项目，从经济和安全性考虑，需要灌入的水泥浆体结石早强、适应性好及堵漏耐蚀，通过在超细水泥中掺入硅灰是一种可选办法.不过，硅灰的掺量对浆体的流变性会产生一定影响.对于浆体的流变性，影响因素一般包括材料组成、水胶比、拌和工艺和颗粒特性等.对此，本文借助范式六速旋转粘度计和马氏漏斗粘度计设备，对不同水胶比和硅灰掺量下改性超细灌浆水泥浆体流变性进行研究，分析水胶比和硅灰掺量对改性超细灌浆水泥流变性能的影响规律，研究成果可为现场灌浆施工水胶比的合理选择提供参考.1 试验方案1.1 水泥净浆流变学原理研究者一般认为水泥浆体的流变性能满足E.C.Bingham体模型，认为流体剪切应力与其屈服应力、塑性黏度以及剪切速率有关[10-11]，水泥浆体的流变曲线斜率和塑性黏度与水泥颗粒的粒径有关,如式(1)所示.(1)式中，τ为流体剪切应力(Pa)，τ0为屈服应力(Pa)，η为塑性黏度为剪切速率(1/s).1.2 试验原材料试验所用改性超细灌浆水泥由质量分数15%超细矿渣与42.5级普通硅酸盐水泥研磨制得.普通硅酸盐水泥为唐山冀东水泥厂生产，超细矿渣取自唐山冀东水泥厂，硅灰为四川朗天牌.粒度采用激光粒度仪测试，检测结果如表1所示.表1 胶凝材料及中位粒径Table 1Cementing materials and median particle size胶凝材料普通水泥超细水泥超细矿渣硅灰中位粒径D50/μm12.54.56.40.2441.3 试验配合比试验主要对改性超细灌浆水泥内掺硅灰，替代率分别为0%，3%，5%，7%和10%(质量比).水胶比分别选用0.6，0.7，0.8，1.0，1.5和2.0(质量比).试验配合比如表2所示.其中普通水泥(代号取OPC)为参照，对超细灌浆水泥(代号取MC)改性.表2 原材料试验配合比Table 2 Test mix ratio of raw materials试件编号掺量/%普通水泥改性超细灌浆水泥硅灰MC01000MC3973MC5955MC7937MC109010OPC100注：MC0，MC3，MC5，MC7和MC10分别指改性灌浆水泥中硅灰掺量0%，3%，5%，7%和10%.1.4 试验方法水泥浆体的流动特性可用塑性黏度来表征，塑性黏度越大，水泥浆体的流动性越差.本试验采用范式六速旋转粘度计和马氏漏斗粘度计测定结果来评价改性超细灌浆水泥浆液的流动性能，浆体采用水泥净浆搅拌机拌和.试验主要设备如图1所示. (1) 采用范式六速旋转粘度计测试水泥浆液的流变性.其原理是采用屈服应力τ0和塑性黏度η两个流变参数比较浆液的流动性.试验过程是将盛有350 mL新拌水泥浆液样品杯放在设备托盘上，仪器从高速调整到低速，分别记录以600 r/min和300 r/min转动时的读数，注意每次需待刻度盘的读数稳定后记录读数，按式(2)和(3)计算相关参数.a 范式六速旋转粘度计b 马氏漏斗粘度计图1 水泥浆液流动性测试装置Fig.1Measurement device of cement slurry fluidity η=θ600-θ300,(2)τ0=0.511×(θ300-η).(3)式中，η为塑性黏度(Pa·s)，τ0为屈服应力(Pa)，θ600和θ300分别表示设备以600 r/min和300 r/min转动时刻度盘读数.(2) 采用马氏漏斗粘度计测试水泥浆液的流变性.即测试一定量的新鲜水泥浆体从漏斗中流出所经历的时间(s)，用以表征水泥浆体的流动性.试验是使漏斗内1 500 mL水泥浆液自由落体流出，记录将946 mL容量瓶注满时所需的时间(s)，根据所需时间的长短评价水泥浆液的流变特性状态.该试验方法特点是简单快捷.2 试验结果与分析2.1 范式六速旋转粘度计测试结果试验采用不同水胶比和掺合料掺量测定新拌浆体的流动性，结果如表3所示.根据表3试验结果分别绘制出不同硅灰掺量的改性超细灌浆水泥浆体的塑性黏度、屈服应力和水胶比关系曲线，如图2和图3所示.表3 改性超细灌浆水泥浆体流变参数η和τ0试验结果Table 3 Rheological parameters η and τ0 test results of the modified superfine gro uting cement paste水胶比OPCMC0MC3MC5MC7MC10η/(Pa·s)τ0/Paη/(Pa·s)τ0/Paη/(Pa·s)τ0/Paη/(Pa·s)τ0/Paη/(Pa·s)τ0/Paη/(Pa·s)τ0/Pa0.648.0012.7833.0030.6652.5047.2755.00 51.3051.5055.7853.5075.620.724.004.6018.0015.3328.0028.18 30.1047.96 28.0050.01 26.0063.51 0.815.003.0713.0012.2624.00 26.0621.00 34.68 22.0038.8423.0056.211.09.000.516.505.3716.007.1519.0018.9115.0033.7320.00 31.171.55.000.10 4.501.7910.003.0711.003.5812.004.6013.004.092.04.000.21 3.001.026.002.047.001.535.002.568.002.56经数据拟合得出：超细灌浆水泥浆体塑性黏度与水胶比和硅灰掺量的关系式(4)，R2为0.914；超细灌浆水泥浆体屈服应力与水胶比和硅灰掺量的关系式(5)，R2为0.962.(4)式中，ms为硅灰掺量，ω为水胶比，η为浆体塑性黏度.ln τ0=3.869+0.371x0.5+1.554y1.5，(5)式中，ms为硅灰掺量，ω为水胶比，τ0为浆体屈服应力.塑性黏度反映新拌浆体流动变形的能力，即浆体产生黏滞阻力大小.由式(1)可知，η越小，在相同外力作用下流动性就越好.屈服应力反映阻碍浆体塑性变形的最大应力，主要与颗粒表面粗糙程度和附着力有关.屈服应力对浆体的变形能力起支配作用.对于普通硅酸盐水泥，由图4和图5可知，随着水胶比的增大，浆体塑性黏度和屈服应力都减小，在水胶比小于1.5时，其塑性黏度和屈服应力变化将变缓.也就是水胶比的增大，对塑性黏度和屈服应力影响不大.当超细矿渣水泥浆体中掺加硅灰时，由图2和图3可知，随着水胶比的增大，各水泥浆体的塑性黏度均逐渐降低；随着硅灰的掺加，超细灌浆水泥浆体黏度逐渐增大.通过对式(4)和(5)最优分析发现，当水胶比为1.0左右时，5%硅灰掺量对应的黏度最小，说明存在硅灰的最优掺量.由图3可知，当硅灰的掺量逐渐增加时，水泥浆体的流变性逐渐变差；当水胶比大于1.5时，差别将不再明显.图2 水胶比和硅灰掺量对浆体塑性黏度的影响Fig.2Effect of water binder ratio and the content ofsilica fume on the plastic viscosity of slurry图3 水胶比和硅灰掺量对浆体屈服应力的影响Fig.3Effect of water binder ratio and the content ofsilica fume on yield stress of slurry图4 普通水泥浆体塑性黏度与水胶比关系曲线Fig.4Relationship curve between plastic viscosity andwater binder ratio of common cement slurry图5 普通水泥浆体屈服应力与水胶比关系曲线Fig.5Relationship curve between yield stress andwater binder ratio of common cement slurry2.2 马氏漏斗粘度计测试结果对上述样品采用马氏漏斗粘度计测试其流动性，测试结果如表4所示.表4 改性超细灌浆水泥浆体马氏漏斗测试结果Table 4Test results of the Marsh funnel of the modifiedsuperfine grouting slurry水胶比不同改性超细灌浆水泥浆体马氏时间/sOPCMC0MC3MC5MC7MC100.660.29不漏不漏不漏不漏不漏0.753.32不漏不漏不漏不漏不漏0.841.01不漏不漏不漏不漏不漏1.037.5073.6358.63(约1/5杯)21.27(约1/10杯)不漏不漏1.535.4346.1542.6245.2758(约9/10杯)53.78(约2/3杯)2.033.5336.4241.6537.7538.7843.25由表4可知，随着水胶比增大，样品马氏漏斗所测时间缩短，说明样品流动性变好，即样品塑性黏度随着水胶比的增大而减小.对于改性超细灌浆水泥浆体，当水胶比小于1.0时基本不漏，虽然浆体可以正常装入漏斗，但不能自由流出，说明此时塑性黏度较大.另外，随着硅灰掺量增加，浆体塑性黏度变得越来越大，水胶比在1左右时，流动性较差.将表4数据绘制成马氏时间与水胶比的关系曲线，如图6所示.为了更加明确马氏漏斗中改性超细灌浆水泥浆体流变性能，合理考虑小于1的水胶比浆体的流动性，将马氏时间换算成流速，如表5所示，并绘制出浆体流速与水胶比关系曲线,如图7所示.其与水胶比和硅灰掺量的三维关系如图8所示.经数据拟合得出超细灌浆水泥浆体流速与水胶比和硅灰掺量的关系式(6)，R2为0.909.(6)式中，ms为硅灰掺量，ω为水胶比，v为浆体流出速度.图9为普通水泥浆体马氏流出速度与水胶比的关系曲线，可以看出普通水泥浆体的流出速度随水胶比增大而增大，但当水胶比大于2时基本不再变。
六速旋转粘度计及精编I常规仪器的使用
六速旋转粘度计及精编I常规仪器的使用Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998中国石油大学（油田化学）实验报告实验日期：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. 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：τ=η·D宾汉模式反映的是塑性液体，其数学表达式为：τ=τ0 +ηp·D指数模式反映的是假塑性流体，其数学表达式为：τ=K·D n 或 Lgτ=lgK + n·lgD卡森模式反映的是一种理想液体，其数学表达式为：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流体。
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；①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。
②检查粘度计的同心度。
高速旋转时，外筒不得有偏摆。
③检查高速搅拌机的搅拌轴是否偏摆。
若偏摆，则停止使用。
旋转粘度计流变曲线
旋转粘度计流变曲线
旋转粘度计是测量液体粘度的一种常用仪器，它通过旋转圆柱
形或圆盘形的测量头来施加剪切力，然后测量液体的应力响应。
根
据施加的剪切速率和测量到的应力，我们可以得到液体的流变曲线，该曲线描述了液体的粘度随剪切速率变化的关系。
液体的流变曲线通常包括以下几个主要部分：
1. 初始区域，在低剪切速率下，液体的粘度较高，流变曲线较
平缓。
这是由于液体内部的分子间相互作用较强，需要较大的剪切
力才能使其流动。
2. 线性区域，在中等剪切速率范围内，液体的粘度随剪切速率
的增加而线性增加。
这是由于液体分子开始逐渐排列并形成流动层，剪切力与剪切速率成正比。
3. 过渡区域，当剪切速率继续增加时，液体的粘度开始发生变化。
此时，液体内部的分子结构开始发生重排或破坏，导致粘度的
非线性增加。
4. 饱和区域，在高剪切速率下，液体的粘度趋于稳定，流变曲
线趋于水平。
这是由于液体分子已经完全排列并形成流动层，剪切
力不再引起粘度的明显变化。
需要注意的是，不同的液体在旋转粘度计上的流变曲线可能会
有所不同，这取决于液体的性质和组成。
此外，温度也会对流变曲
线产生影响，通常在实验中会控制温度以保持一致性。
通过分析旋转粘度计流变曲线，我们可以了解液体的流变性质，包括粘度、剪切应力、剪切速率等参数。
这对于液体的工业应用、
产品开发和质量控制具有重要意义。
油井的水泥浆性能实验
中国石油大学 钻井工程 实验报告实验日期： 成绩：班级： 学号： 姓名： 教师： 同组者：油井水泥浆性能实验一、实验目的1．通过实验掌握油井水泥浆密度、流变性能的测定方法，掌握有关仪器的使用方法，对油井水泥浆基本性能的指标范围有一定的认识。
2．通过实验掌握水泥浆稠化时间的测量方法及常压稠化仪的操作方法，了解常用油井水泥的稠化性能与有关标准，充分认识水泥浆稠化时间对固井作业的重要性。
二、实验原理1、水泥浆密度水泥浆密度是由配制水泥浆的水泥、配浆水、外加剂和外掺料等材料的密度和掺量决定的。
实验中使用YM 型钻井液密度计测量水泥浆的密度，该仪器是不等臂杠杠测试仪器，杠杠左端为盛液杯，右端连接平衡筒。
当盛液杯盛满被测试液体时，移动砝码使杠杠主尺保持水平的平衡位置，此时砝码左侧边所对应的刻度线就是所测试液体的密度。
2、水泥浆流变性能大多数水泥浆表现出复杂的非牛顿流体特征。
一般来说，水泥浆属于剪切稀释型流体，描述水泥浆流变性质最常用的流变模式为宾汉塑性模式和幂律模式。
（1）宾汉塑性模式（2）幂律模式实验中使用六转速粘度计测量水泥浆的流变性能，该仪器是以电动机为动力的旋转型仪器。
被测试液体处于两个同心圆筒间的环形空间内。
通过变速传动外转筒以恒速旋转，外转筒通过被测试液体作用于内筒产生一个转矩，使同扭簧连接的内筒旋转了一个相应角度。
依据牛顿定律，该转角的大小与液体的粘度成正比，于是液体粘度的测量转变为内筒转角的测量。
记录表盘参数，通过以下方法计算水泥浆的流变参数。
yp ττμγ=+⋅ nk τγ=⋅n -幂律系数, 无量纲量； k-稠度系数，n Pa S ⋅。
3、水泥浆稠化时间稠化时间是指从水泥浆配浆开始到水泥浆注入稠化仪中，在实际井温和压力条件下，水泥浆稠度达到100 Bc 所经历的时间。
实验中使用常压稠化仪测量水泥浆的稠化时间。
配制好水泥浆后，随着水泥水化，水泥浆不断变稠，稠化仪浆叶旋转剪切水泥浆的阻力增大，使安装在电位计上的弹簧扭矩及其指针旋转角度也相应增大，电位计的阻值及电压也随之增大。
六速旋转粘度计校正表
六速旋转粘度计校正表【原创版】目录1.六速旋转粘度计的原理与结构2.六速旋转粘度计的操作步骤3.六速旋转粘度计的校正方法4.六速旋转粘度计的应用领域5.六速旋转粘度计的维护与注意事项正文一、六速旋转粘度计的原理与结构六速旋转粘度计是一种用于测量液体粘度的仪器。
其工作原理是：当外筒以某一恒速旋转时，它就带动环隙里的钻头旋转。
根据流体力学原理，钻头在旋转过程中产生的剪切力与液体的粘度成正比。
通过测量钻头旋转的扭矩，可以计算出液体的粘度。
六速旋转粘度计主要由外筒、内筒、钻头、电源、三位开关和变速拉杆等部分组成。
其中，外筒和内筒之间有一个环隙，钻头位于环隙内。
电源为仪器提供动力，三位开关用于切换高速和低速挡，变速拉杆则可以调节钻头的转速。
二、六速旋转粘度计的操作步骤1.将六速旋转粘度计连接到电源，并打开电源开关。
2.选择合适的转子（根据被测液体的粘度范围选择），并将其安装到钻头轴上。
3.将被测液体倒入外筒，直至液面与内筒的刻度线相平。
4.关闭外筒底部的放液阀门，确保液体不会流出。
5.按动三位开关，选择高速或低速挡。
6.轻轻拉动变速拉杆的红色手柄，根据标示变换所需要的转速。
7.启动仪器，观察外筒的转速是否达到预设值。
8.在达到预设转速后，记录下此时的扭矩值。
9.根据测量结果，利用计算公式计算出被测液体的粘度。
三、六速旋转粘度计的校正方法为了保证六速旋转粘度计的测量精度，需要定期对其进行校正。
校正方法是：使用已知粘度的标准液体进行测量，记录下标准液体的扭矩值，然后与实际测量值进行对比，如果两者相差较大，则需要对仪器进行校正。
四、六速旋转粘度计的应用领域六速旋转粘度计广泛应用于石油、化工、涂料、油墨、食品等行业。
它可以测量各种液体的粘度，帮助企业控制产品质量，确保生产过程的稳定性。
五、六速旋转粘度计的维护与注意事项1.定期检查钻头的磨损情况，如有磨损，需及时更换。
2.保持仪器清洁，避免液体渗入仪器内部。
3.使用时需注意防振，避免强烈的震动影响测量精度。
流变测试-青岛新领六速旋转粘度计说明书
一、概述六速旋转粘度计可进行各流变参数的测量，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。
二、型号及规格ZNN-D6型F1扭力弹簧测量组件F0.2扭力弹簧测量组件（可选件）三、仪器的主要技术参数（图三）传动示意图（表（表二）齿轮表轴承型号 1000085100009616102规格 5×11×3 6×15×56×17×615×32×9数量2512序号 模数Mn 齿数Zβ旋向1 0.5 30 20° 右2 0.5 90 20° 左3 0.5 75 20° 右4 0.5 17 45° 左 5 0.5 17 45° 左6 0.5 33 30° 左7 0.5 66 30° 右8 0.5 66 30° 左9 0.5 99 30° 右 10 0.5 100 3°25′ 右 11 0.5 73 30° 左 12 0.573 30° 右 13 0.5 13°25′右序号 零件编号 名 称 数量 1 N6·01·02-00 弹簧组件 1 2 N6·03·03-00 刻度盘组件 1 3 N6·03·03-01 内筒轴 1 4 N6·03·04-08 外转筒 1 5N6·03·01-00内筒1（表三）测量部件零件表4、支架部件：见（图五）、（表四）5、六速旋转粘度计结构图：序号型号名称及规格序号型号名称及规格1 N6·03·05-01 量杯41 N6·02·03-08 变速轴垫片2 N6·03·04-08 外转筒42 N6·02·03-07 变速环3 N6·03·01-01 内筒43 GB276-82 轴承D164 N6·03·03-01 内筒轴44 N6·01·01-08 传动短轴5 N6·03·04-06 卡圈45 N6·02·03-13 扭簧6 GB893.3-86 弹簧挡圈46 N66·02·03-15 蜗轮7 N6·03·04-03 转筒47 GB73-85 紧定螺钉8 N6·03·04-05 轴内套48 N6·02·05-01 主动齿轮（2）9 N6·03·04-05 轴承盖49 N6·02·03-16 变速齿轮10 GB276-82 轴承D1000085 50 N6·02·05-02 主动齿轮（1）11 GB276-82 轴承102 51 N6·02·05-03 主动齿轮（3）12 N6·02·01-01 齿轮箱体52 N6·02·04-01 蜗杆13 N6·03·04-02 轴套53 N6·02·04-05 蜗杆座14 N6·03·04-14 传动齿轮54 GB276-82 轴承D100009615 N6·03·04-01 轴盘55 N6·02·04-04 斜齿轮16 N6·03·03-03 刻度盘座56 GB276-82 轴承D100009617 N6·03·02-01 下簧座57 N6·01·01-07 连接套18 GB73-85 紧定螺钉58 N6·01·03-06 定位套19 N6·03·02-02 弹簧59 N6·01·03-05 外套管20 N6·03·03-06 刻度盘60 RVV300/500V 电源线21 N6·02·02-04 指针61 X2 电源插头10A22 N6·02·02-02 齿轮箱盖62 X1 电源插座10A23 N6·02·02-05 放大镜63 FU 容断器250V 2A24 N6·02·02-03 弹簧座64 9TZ5H3-2 双速电机25 N6·02·02-07 调整环65 N6·01·02-01 底座盖26 N6·03·02-04 扭结66 N6·04·00-10 橡胶脚27 N6·03·03-02 夹紧环67 N6·01·01-09 底座28 N6·02·02-06 护罩68 N6·01·01-01 主动齿轮29 N6·03·02-05 上簧座69 KN1-203 三位开关3A250V30 N6·02·03-06 紧定螺钉70 GB276-82 轴承D100009631 N6·02·03-11 变速齿轮（10）71 N6·01·01-02 过渡齿轮32 N6·02·03-05 变速齿轮（12）72 N6·01·01-06 传动长轴33 N6·02·03-10 变速转盘73 N6·01·01-03 底传动齿轮34 N6·02·03-03 拉杆74 GB276-82 轴承D100009635 N6·02·03-02 拉杆头75 GB70-85 螺拴36 N6·02·03-04 变速轴76 C 电容6μF37 GB73-85 紧定螺钉77 N6·01·03-07 支架38 N6·02·02-01 变速轴套78 N6·01·03-04 星形手轮39 N6·02·03-07 轴套79 N6·01·03-01 托板40 GB308-64 滚珠φ3 80 220V AC 5A 继电器81 N6·04·00-07 铭牌（图八）蜗杆组件结构图注：序号所对应零件与（表五）相附8、连接套组件结构图：轴承D1000096轴用弹性挡圈d=6半圆头螺钉M3×10平端紧定螺钉平端紧定螺钉电机轴齿轮轴孔用弹性挡圈套M4×6平端紧定螺钉M4×6d=6d=15孔用弹性挡圈轴用弹性挡圈d=6轴承D1000096轴承D1000096轴承D1000096注：序号所对应零件与（表五）相附 11、电器原理图：（图十二）电器原理图12、工作原理：对牛顿流体液体流动服从于牛顿内摩擦定律。
钻井液 实验报告 实验报告3 泥浆性能的测试(1)
本科生实验报告学号：姓名：课程：钻井液工艺原理课程号：0201171 成绩：实验二泥浆性能的测试一、实验目的通过实验掌握泥浆基本性能指标及其测定方法；掌握常规泥浆性能测定仪器使用方法。
二、实验内容1、泥浆比重、粘度、失水量、切力、含砂量、pH值等主要性能的测定仪器结构原理及操作方法。
2、泥浆流变参数、失水性能、比重、含砂量及pH值等性能测定。
三、实验仪器、设备及药品（一）仪器、设备D90-1型电动搅拌机、GJ-1型高速搅拌机、NN-D6型电动六速旋转粘度计、SD型多联中压滤失仪、1002泥浆比重秤、天平、量具、不锈钢尺、秒表、1006型泥浆粘度计（漏斗粘度计）。
（二）药品粘土粉、广泛pH试纸、定性滤纸四、实验方法及步骤（一）泥浆比重的测定1、仪器：1002型泥浆比重秤2、测定步骤a)校正比重秤：先在泥浆杯中装满清水，盖好杯盖，将盖上及周围溢出的清水擦干后，再将比重秤横梁置于支架上，移动游码至比重为1.00的刻度处。
如水平泡位于中间，则仪器是准确的；否则应调整调重管内的重物，使水平泡处于正中位置。
b)泥浆比重的测定：将校准好的比重秤擦干，把待测泥浆注入泥浆杯中，加盖并将溢出的泥浆擦干，然后将其置于支架上。
移动游码，使水平泡处于中间位置，此时读出横梁上的刻度值（精确到0.01）便是所测泥浆的比重。
c)测定结果后，将泥浆杯中的泥浆倒出，洗净，擦干放置，不应把横梁长期置于支架上。
（二）泥浆粘度、切力的测定1、漏斗粘度的测定（1）仪器：马氏漏斗（2）测定步骤a)将漏斗垂直，用手握紧漏斗，并用手指堵住漏斗下部的流出口，将新取的钻井液样品经筛网注入干净并直立的漏斗中，直到钻井液样品液面达到筛网底部为止。
b)移开手指并同时启动秒表，测量钻井液流至量杯中的946毫升（一夸脱）刻度线所需要的时间。
c)以秒为单位记录马氏漏斗粘度。
2、旋转粘度计测泥浆流变性能（1）仪器：ZNN—D六速旋转粘度计（2）工作原理电机经传动装置带动外筒恒速旋转，借助于被测液体的粘滞性作用于内筒一定的矩，带动与扭力弹簧相连的内筒旋转一个角度。
DNN-D6六速旋转粘度计说明书
支架 定位套 外套管 平端紧定螺钉M3×6 星形手轮 锁紧压块（2） 锁紧压块（1） 托板 平垫圈d=6 弹簧垫圈d=6 内六角圆柱头螺钉
名称及规格ຫໍສະໝຸດ 2 1 1 1 1 1 1 1 4 4 4
数量
--4--
5、六速旋转粘度计结构图：
（图六）六速旋转粘度计结构图
（表五）六速旋转粘度计结构明细表 序号 型 号 名称及规格 序号
- - 13 - -
53 N6·02·04-05 蜗杆座
14 N6·03·04-14 传动齿轮
54 GB276-82 轴承D1000096
15 N6·03·04-01 轴盘
55 N6·02·04-04 斜齿轮
16 N6·03·03-03 刻度盘座
56 GB276-82 轴承D1000096
17 N6·03·02-01 下簧座
35 N6·02·03-02 拉杆头
75
GB70-85 螺拴
36 N6·02·03-04 变速轴
76
C
电容 6μF
37 GB73-85 紧定螺钉
77 N6·01·03-07 支架
38 N6·02·02-01 变速轴套
78 N6·01·03-04 星形手轮
39 N6·02·03-07 轴套
79 N6·01·03-01 托板
66 N6·04·00-10 橡胶脚
27 N6·03·03-02 夹紧环
67 N6·01·01-09 底座
28 N6·02·02-06 护罩
68 N6·01·01-01 主动齿轮
29 N6·03·02-05 上簧座
69
KN1-203 三位开关3A250V
30 N6·02·03-06 紧定螺钉
泥浆性能的测试方法
泥浆性能的测试方法一、实验目的1. 了解测定泥浆基本性能所用仪器结构及原理。
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. 了解泥浆比重、流变特性（粘度和切力）、滤失性能（失水量和泥饼厚度）、固相含量、含砂量、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、方法及步骤、（一）1002型比重称1. 仪器1002型比重称由泥浆杯1、横梁&游动砝码6和支架5组成，在横梁上有调重管9和水平泡3,其结构如图1。
图1泥浆比重称1. 泥浆杯；2.杯盖；3.水平泡；4•刀架；5•支座；6.游动砝码；7挡臂；8.横梁；9.调重管2. 测定步骤①校正比重称先在泥浆杯中装满清水，盖好杯盖，使多余清水从盖上小孔溢出，擦干泥浆杯周围的水珠，把游码移到刻度1，如水平泡位于中间，则仪器是准确的；如水平泡不在中间，则可在调重管内取出或加入重物来调整。
②倒出清水，擦干，将待测泥浆注入杯中，盖好杯盖，让多余泥浆溢出，擦净泥浆杯周围的泥浆，移动游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）漏斗粘度计1. ZMN型马式漏斗粘度计①仪器结构ZMN型马式漏斗粘度计由锥体马式漏斗、六孔/cm（16目）滤网和1000ml 量杯组成，如图2。
锥体上口直径152mm，锥体下口直径与导流管直径 4.76mm, 锥体长度305mm，漏斗总长356mm，筛底以下的漏斗容积1500ml。
②用手握住漏斗呈直立位置，食指堵住导流管出口。
取被测泥浆试样，经滤网注于漏斗锥体内直到泥浆的水平面至达筛网底面止（此刻刚好是1500ml）。
放开食指，同时启动秒表记时，直到观察标准946ml量杯刻线时止，记录流出泥浆的秒数，以秒数记录漏斗粘度结果。
③校验马式漏斗使用一段时间后，必须进行必要的校验，其校验方法按使用方法步骤进行。
在21 ±3C条件下将清水1500ml注于漏斗内，若流出946ml （1夸脱）的清水为26± 0.5秒，或流出1000ml的清水为28± 0.5秒，即为合格。
第一课水泥浆流变性
读数比值
0.94 1.0 0.82 0.85 0.98
/
平均读数
16.5 22 56.5 72 91 137
注意事项
1、如果需要加入外加剂，那么 外加剂可先溶于水中，再与水泥混合。也 可先与水泥用不锈钢勺混合均匀，再与水混合。如果外加剂能引起泡沫， 则在水中加入液体消泡剂。 2、在整个实验过程中，尽力防止水泥浆静止。 3、实验进行的每一步都要立即清洗盛放水泥浆的容器，以防水泥固化。
选择原则：以实验水泥浆的剪切速率与剪切应力对两个 模型的吻合程度为准，其方法可用线性回归中的相关系数 或下面介绍的线性比较法（F比值法）。
线性检验的基本原理是：如果流变方程呈线性分布，对 等间距的剪切速率，其对应的剪切应力呈线性增加，如果不 满足这个规律，流变方程就应该是非线性的。据此，线性检 验方法如下:
F 200 100 200 100 300 100 300 100
当 F 0.5 0.03时，选用宾汉流变模型，反之则选用幂律流变模型。
宾汉模型 p 0.0015300 100
o 0.511300 511p
幂律模型
n
2.092
lg
300 100
K
0.511300
511n
旋转粘度计的设计结构决定的参数
0.511
1r/min=1.703s-1
600r/min（1022s-1）、 300r/min（511s-1）、 200r/min（340.7s-1）、 100r/min（170.3s-1）、 6r/min（10.22s-1）、 3r/min（5.11s-1）。
参考《钻井液设备是否运转正常