泥漿配制及性能的測定實驗

1、泥漿配制及性能的測定實驗一、實驗目的1.了解泥漿的配制過程與方法；2.熟練掌握泥漿性能測試儀器的工作原理與操作方法；3.掌握泥漿性能的測試方法及泥漿性能參數與泥漿質量的關系。二、實驗儀器、器材液體密度計；六速旋轉粘度計；打氣筒式失水儀；固相含量測試儀；含砂量測定儀；PH計；漏斗粘度計；秒表；板尺；量筒等。三、實驗內容 （一）1002型比重稱 1. 儀器     1002型比重稱由泥漿杯1、橫梁8、游動砝碼6和支架5組成，在橫梁上有調重管9和水平泡3，其結構如圖1。 圖1 泥漿比重稱1. 泥漿杯；2.杯蓋；3. 水平泡；4.刀架；5.支座；6.

2、游動砝碼；7.擋臂；8. 橫梁；9. 調重管2. 測定步驟    校正比重稱，先在泥漿杯中裝滿清水，蓋好杯蓋，使多余清水從蓋上小孔溢出，擦干泥漿杯周圍的水珠，把游碼移到刻度1，如水平泡位于中間，則儀器是準確的；如水平泡不在中間，則可在調重管內取出或加入重物來調整。    倒出清水，擦干，將待測泥漿注入杯中，蓋好杯蓋，讓多余泥漿溢出，擦凈泥漿杯周圍的泥漿，移動游碼使橫梁成水平狀態(tài)（水平泡位于中間）。游碼左側所示刻度即為泥漿比重。（二）漏斗粘度計（1）儀器結構，該粘度計由漏斗和量筒組成。構造如圖2。量筒由隔板分成兩部分，大頭為500ml，

3、小頭為200ml，漏斗下端是直徑為5mm，長為100mm的管子。（2） 測定步驟，將漏斗呈垂直，用手握緊并用食指堵住管口。然后用量筒兩端，分別裝200ml和500mlN泥漿倒入漏斗。將量筒500ml一端朝上放在漏斗下面，放開食指，同時啟動秒表記時，記錄流滿500ml泥漿所需的時間，即為所測泥漿的粘度。    圖2漏斗粘度計 圖3六速旋轉粘度計1.漏斗；2. 管子；3. 量杯；4.篩網；5.泥漿杯     儀器使用前，應用清水進行校正。該儀器測量清水的粘度為15±0.5秒。若誤差在±1秒以內，可用下式計算泥

4、漿的實際粘度。（三）ZNN型旋轉粘度   ZNN六速主要用于測量泥漿的流變參數。電動六速旋轉粘度計儀器結構如圖3所示。1. 儀器結構（1） 動力部分雙速同步電機轉速  750轉/分  1500轉/分電機功率          7.5 瓦、15瓦電源             220伏±10%  50Hz（2） 變速部分可

5、變六速，轉速分別為3 6 100 200 300 600轉/分（3） 測量部分扭力彈簧、刻度盤與內外筒組成測量系統。內筒與軸錐度配合，外筒卡口聯接。（4） 支架部分采用托盤升降被泥漿杯。2. 工作原理    液體放置在兩個同心圓筒的環(huán)隙空間內，電機經過傳動裝置帶動外筒恒速旋轉，借助于被測液體的粘滯性作用于內筒一定的轉矩，帶動與扭力彈簧相連的內筒一個角度。該轉角的大小與液體的粘性成正比，于是液體的粘度測量轉換為內筒轉角的測量。3. 操作程序A.準備   將儀器與電源相接，啟動馬達，變更調速桿位置。檢查傳動部分運轉是否良好，有無晃動與雜音，以及調速

6、機構是否靈活可靠。   卸下外筒，檢查內筒是否上緊，內外筒表面有無雜務，是否清潔。檢查無誤后，再將外筒裝好。   按下鍵鈕，以300轉/分和600轉/分觀察外筒的偏擺量，如偏擺量大于0.5mm，則取下外筒，三卡口調換重裝。   檢查刻度盤0位，如刻度盤0位不對指針，松開固定螺釘，調0后將螺絲固緊。B.操作    將剛攪拌好的泥漿倒入樣品杯刻度線處（350毫升），立即放置于托盤上，上升托盤使液面至外筒刻度線處。擰緊手輪，固定托盤。如用其它樣品杯，筒底部與杯底之間不應低于1.3mm。   

7、  迅速從高速到低速進行測量，待刻度盤讀數穩(wěn)定后，分別記錄各轉速下的讀數。    測靜切力時，應先用600轉/分攪拌10秒，靜置10秒鐘后將變速手把置于3轉/分，讀出刻度盤上最大讀數，即為初切力。再用600轉/分攪拌10秒，靜置10分鐘后將變速手把置于3轉/分，讀出刻度盤上最大讀數，即為終切力。    試驗結束后，關閉電源，松開托盤，移開量杯。    輕輕卸下內外筒，清洗內外筒并且擦干，再將內外筒裝好。數據處理   符號 ：在給定轉速下所測得儀器內筒轉角，即儀器刻度盤上讀到的格數。60

8、0、300、3代表外筒轉600轉/分、300轉/分、3轉/分從儀器刻度盤上讀到的格數。其余依此類推。   牛頓流體                         絕對粘度    （mPa?s）   塑性流體mPa·s視粘度    

9、0;           （mPa?s）                塑性粘度         （mPa?s）                動切力  （Pa）  靜切力 

10、60;                             （Pa）                       &

11、#160;               （Pa）    假塑性流體流性指數              （無因次）稠度指數               （Pa秒n）    粘塑性流體極限高剪粘度    

12、          卡森動切力             5. 注意事項     外筒裝卸  一手握住外轉筒，另一手握住外筒順時針轉動，使外筒的卡口對準外轉筒內的銷子后取下外筒。裝上外筒時，應使外筒的槽口對準外轉筒內的銷子后，在逆時針旋轉外筒即可，切忌碰撞內筒。    內筒裝卸  一手緊握內筒軸，一手內旋內筒裝卸，切勿弄彎內筒軸。 

13、;   長途搬運時  一定要卸下內筒，裝好外筒，以防止內筒軸被撞彎。     扭力彈簧剛度的調整不準隨意進行。（四）失水量測定儀儀器主要性能尺寸：工作壓力 0.69 MPa 有效濾失面積 泥漿杯容量 240ml儀器結構：儀器由支架、減壓閥、放氣閥、泥漿杯、輸氣管匯、量筒及打氣筒等組成。儀器操作步驟：.連接儀器各組件，檢查各處密封是否完好。.用手指堵住泥漿杯輸氣接頭小口處，裝填于定量被測泥漿后，先放好80“O”型密封圈，再取一張定性濾紙，放在密封圈上，將泥漿杯壓蓋旋緊，使其壓緊，然后泥漿杯輸氣接頭對正裝于閥體“T”型槽內，待測。操作打氣

14、筒，使氣筒壓力達到0.8MPa，順時針旋轉減壓閥調節(jié)手柄，觀察壓力表指示調至0.69MPa。.按逆時針方向緩緩旋轉放氣閥手柄，同時，觀察壓力表指示，當壓力表稍有下降時或聽到泥漿杯的進氣聲時，立即停止旋轉放氣手柄，直至見到第一滴濾液開始記錄時間。.測量到7.5min時，觀察量筒濾液是否達到8ml，若達到，則乘以2，得30min泥漿的失水量；若未到8ml,則繼續(xù)測到30min，取下量筒直觀失水量的數值。.將調壓手柄按逆時針方向關閉，切斷氣源。按順時針旋轉放氣手柄，將泥漿杯中余氣釋放后，方可取下泥漿杯。.將壓蓋松開，打開濾網座，取出濾紙，沖掉濾紙上的浮漿，測量泥餅的厚度和記錄失水量。.沖洗儀器，干凈

15、后放回原處。將儀器減壓閥及氣源余氣一起放出。（五）固相含量測定儀1. 結構和工作原理該儀器根據蒸餾原理，取一定量（20毫升）泥漿，用高溫（電加熱）將其蒸干，然后固相稱重，算出固相成分之重量或體積的百分含量。    儀器主要由蒸餾器1、加熱棒2、電線接頭3、冷凝器4、量筒5等部分組成（見圖4）。2. 操作步驟 拆開蒸餾器，放開泥漿杯，將充分攪拌過的泥漿倒入泥漿杯，蓋上杯蓋，讓多余泥漿溢出，擦干溢出的泥漿，再輕輕取下杯蓋，然后將粘附在杯蓋底面的泥漿刮回泥漿杯中（此時泥漿杯中的泥漿為20±1%毫升），為防止蒸餾過程中泥漿沸溢，向泥漿杯中加入35滴消泡劑，然后扭

16、上套筒。 圖4固相含量測定儀原理示意圖 圖5泥漿含砂量測定儀將加熱棒旋緊在套筒上部（應直立放置），將蒸餾器插入泥漿箱后面的小孔內，并將20毫升百分刻度量筒夾在冷凝器導流管口處，以收集冷凝液。 連接電路進行蒸餾，同時記時，通電35分鐘，第一滴冷凝液流出，直到泥漿被蒸干不在有冷凝液流出（大約需2040分鐘）。 拔除電線插頭，切斷電源，用環(huán)架取下蒸餾器淋水冷卻，拆開蒸餾器，用刮刀刮下泥漿杯及加熱棒、套筒上的固相成分，然后稱重，計算出固相百分含量。 記下量筒冷凝液的體積，用于計算和參考。若冷凝液水與油分層不清，可加入23滴破乳劑。3. 注意事項 用完后清洗蒸餾器和冷凝器孔，擦干加熱棒，將其風干。 電源

17、電壓為220伏交流，波動范圍在180230伏，注意不能超壓。 通電時間不要太長，一般30分鐘左右，蒸干即可。 使用一段時間后，要檢查一下電線接頭和電源插頭，防止短路和斷路。（六）泥漿含砂量測定儀 1. 泥漿含砂量 泥漿含砂量是指泥漿中不能通過200號篩網（相當于直徑大于0.74mm）砂子體積的百分比。2. 過濾儀器由過濾筒，漏斗和玻璃量筒組成，如圖5所示。3. 測定方法 在玻璃量筒內加入泥漿（20毫升或40毫升），再加入適量水不超過160毫升，用手指蓋住筒口，搖勻，倒入過濾筒內，邊倒邊用水沖洗，直到泥漿沖洗干凈，網上僅有砂子為止。 將漏斗放在玻璃量筒上，過濾筒倒置在漏斗上，用水把砂子沖入玻璃量

18、筒內，等砂子沉淀到底部細管后，讀出含砂量體積，計算出砂子體積的百分含量。 （七）膠體率1膠體率表示泥漿中粘土顆粒分散和水化的程度。2儀器：膠體率測定瓶（也可以用100毫升量筒代替）。3測定步驟將100毫升泥漿裝入膠體率測定瓶中，將瓶塞塞緊，靜止24小時后，觀察量筒上部澄清液的體積（毫升數）。 膠體率以百分數表示 （八）PH值的測定方法1.比色法    用廣泛試紙。撕下一小條PH試紙，浸入泥漿濾液或泥漿中，觀察其顏色變化，并與比色板顏色相比，相一致即為泥漿的PH值。2.用PHS-2型酸度計 工作原理 PHS-2型酸度計是利用玻璃電極和甘汞電極對被測溶液中不

19、同酸度產生的直流電勢，輸入到一臺用參量振動深度負反饋的直流放大器，以達到PH值指示的目的。 主要技術性能a.測量范圍PH：014PH    Mv：01400毫伏，0-1400毫伏b.最小分度PH：0.02PH       Mv：2mv c.儀器使用環(huán)境條件 環(huán)境溫度：040       電源電壓：220±10%d.被測溶液溫度范圍：060 儀器調節(jié)器示意圖，見圖6。 測定PH值的操作方法 a.電極安裝先將電極夾子夾到電極桿上，

20、在將玻璃電極夾在夾子上，電極插在插口內，并用小螺絲扭緊，甘汞電極夾在中央夾子上，其引線連接在接線柱上，玻璃電極下端玻璃球泡應比甘汞電極陶瓷芯端稍高一些。b.校正圖6 PHS-2型酸度計測量PH值時，先按下按鍵7，讀數開關5保持不按下狀態(tài)，左上角指示燈應亮，預熱數分鐘。調節(jié)溫度調節(jié)器11在被測溶液溫度值上。將分檔開關2放在“6”，調節(jié)零點調節(jié)器10，使其指示在PH“1”。將分檔開關2放在校正位置，調整校正調節(jié)器3，使其指針在滿度。將放在“6”，重復檢查PH“1”位置。 c. 定位將中性標準緩沖液置于試杯中，查出該溫度下的PH值。按下讀數開關5。調節(jié)定位調節(jié)器4，使其指示在該標準緩沖溶液的PH值（

21、即分檔開關2的指示數加表面上指示值），并搖動試杯使指示穩(wěn)定為止，重復以上操作進行調節(jié)。d. 測量將讀數開關5放開。用蒸餾水清洗電極頭部，并用濾紙吸干，移下電極至被測溶液中，并不斷搖動溶液杯。    將讀數開關5按下，調節(jié)分檔開關2讀出指示值。 注意事項a. 新的或長期不用的玻璃電極球泡在使用前，應放在蒸餾水中浸泡48小時，每次用完應浸泡在蒸餾水中，玻璃電極球泡壁薄易碎，操作時應小心。b. 應保證甘汞電極下端毛細管暢通。使用時電極應充滿KCL溶液，里面應無氣泡，防止斷路。為讓極少量的KCL溶液從毛細管中流出，使測得結果可靠，應把電極上面的小橡皮塞及下端小橡皮套拔去。

22、（八）NR-1型鉆井液潤滑性測定儀1. 主要技術參數 潤滑系數量程：00.5   磨合后用蒸餾水校正的潤滑系數為：0.330.37   扭力扳手讀數范圍±150英鎊.英寸   電源電壓  交流220伏   電機電壓  直流110伏   主軸轉數  60轉/分2.儀器結構及工作原理    儀器由試環(huán)、試塊、扭力扳手、電極、測試電路等組成。如圖7所示。圖7 NR-1型鉆井液潤滑性測定儀用試塊和試環(huán)分別模擬鉆桿和孔壁，使兩者浸沒在被

23、測試的鉆井液中，電極帶動主軸上的試環(huán)回轉，扭力扳手給試環(huán)和試塊施加正壓力。根據扭矩公式                                      式中：MK扭力扳手的扭矩的讀數；    

24、;  N作用在試環(huán)上的正壓力      L杠桿的力臂電極的扭矩為                                      式中：R試

25、環(huán)的半徑      F試塊與試塊間摩擦阻力     根據摩擦定律，則，即電極扭矩與外加扭矩成正比。    因為L、R、MK都是已知的，而電極的扭矩又與電流存在函數關系，因此，只要知道電極的扭轉特性曲線就可以求出潤滑系數。表頭的滿量程為50毫安，表頭的滿量程的潤滑系數值為0.5。按=0.1I（I為電流表指示讀數），即可計算出潤滑系數。3.操作步驟(1). 儀器的標定儀器出廠時已經標定但在使用過程中應定期標定，其步驟如下： 使儀器側倒放置，卸下扭力扳手，使試塊脫離試環(huán)。 開動電機，運轉5分鐘以上，使電機及主軸承潤滑油溫度穩(wěn)定，以確保電機空載電流穩(wěn)定。 在主軸上裝好量稱桿，用螺釘固定，使其處于平衡臨界狀態(tài)（即主軸的轉矩與平衡桿自重所產生的轉矩平衡）。調節(jié)零旋鈕，使電表指針指零。 在量稱桿的一端加一定砝碼，電表的讀數應符合下列規(guī)律，如表：懸掛砝碼重（克）102170204255328426電表讀數0.120.200.240.300.3850.5如果電表讀數不符合上述數值，可調節(jié)33K電位器，然后反復測定其中