泥漿配制及性能的測(cè)定實(shí)驗(yàn)

1、泥漿配制及性能的測(cè)定實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解泥漿的配制過(guò)程與方法；2.熟練掌握泥漿性能測(cè)試儀器的工作原理與操作方法；3.掌握泥漿性能的測(cè)試方法及泥漿性能參數(shù)與泥漿質(zhì)量的關(guān)系。二、實(shí)驗(yàn)儀器、器材液體密度計(jì)；六速旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)；打氣筒式失水儀；固相含量測(cè)試儀；含砂量測(cè)定儀；PH計(jì)；漏斗粘度計(jì)；秒表；板尺；量筒等。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)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(dòng)砝碼6和支架5組成，在橫梁上有調(diào)重管9和水平泡3，其結(jié)構(gòu)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(dòng)砝碼；7.擋臂；8. 橫梁；9. 調(diào)重管2. 測(cè)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(zhǔn)確的；如水平泡不在中間，則可在調(diào)重管內(nèi)取出或加入重物來(lái)調(diào)整。    倒出清水，擦干，將待測(cè)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(dòng)游碼使橫梁成水平狀態(tài)（水平泡位于中間）。游碼左側(cè)所示刻度即為泥漿比重。（二）漏斗粘度計(jì)（1）儀器結(jié)構(gòu)，該粘度計(jì)由漏斗和量筒組成。構(gòu)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(zhǎng)為100mm的管子。（2） 測(cè)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(kāi)食指，同時(shí)啟動(dòng)秒表記時(shí)，記錄流滿500ml泥漿所需的時(shí)間，即為所測(cè)泥漿的粘度。    圖2漏斗粘度計(jì) 圖3六速旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)1.漏斗；2. 管子；3. 量杯；4.篩網(wǎng)；5.泥漿杯     儀器使用前，應(yīng)用清水進(jìn)行校正。該儀器測(cè)量清水的粘度為15±0.5秒。若誤差在±1秒以內(nèi)，可用下式計(jì)算泥

4、漿的實(shí)際粘度。（三）ZNN型旋轉(zhuǎn)粘度   ZNN六速主要用于測(cè)量泥漿的流變參數(shù)。電動(dòng)六速旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)儀器結(jié)構(gòu)如圖3所示。1. 儀器結(jié)構(gòu)（1） 動(dòng)力部分雙速同步電機(jī)轉(zhuǎn)速  750轉(zhuǎn)/分  1500轉(zhuǎn)/分電機(jī)功率          7.5 瓦、15瓦電源             220伏±10%  50Hz（2） 變速部分可

5、變六速，轉(zhuǎn)速分別為3 6 100 200 300 600轉(zhuǎn)/分（3） 測(cè)量部分扭力彈簧、刻度盤(pán)與內(nèi)外筒組成測(cè)量系統(tǒng)。內(nèi)筒與軸錐度配合，外筒卡口聯(lián)接。（4） 支架部分采用托盤(pán)升降被泥漿杯。2. 工作原理    液體放置在兩個(gè)同心圓筒的環(huán)隙空間內(nèi)，電機(jī)經(jīng)過(guò)傳動(dòng)裝置帶動(dòng)外筒恒速旋轉(zhuǎn)，借助于被測(cè)液體的粘滯性作用于內(nèi)筒一定的轉(zhuǎn)矩，帶動(dòng)與扭力彈簧相連的內(nèi)筒一個(gè)角度。該轉(zhuǎn)角的大小與液體的粘性成正比，于是液體的粘度測(cè)量轉(zhuǎn)換為內(nèi)筒轉(zhuǎn)角的測(cè)量。3. 操作程序A.準(zhǔn)備   將儀器與電源相接，啟動(dòng)馬達(dá)，變更調(diào)速桿位置。檢查傳動(dòng)部分運(yùn)轉(zhuǎn)是否良好，有無(wú)晃動(dòng)與雜音，以及調(diào)速

6、機(jī)構(gòu)是否靈活可靠。   卸下外筒，檢查內(nèi)筒是否上緊，內(nèi)外筒表面有無(wú)雜務(wù)，是否清潔。檢查無(wú)誤后，再將外筒裝好。   按下鍵鈕，以300轉(zhuǎn)/分和600轉(zhuǎn)/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(diào)換重裝。   檢查刻度盤(pán)0位，如刻度盤(pán)0位不對(duì)指針，松開(kāi)固定螺釘，調(diào)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(pán)上，上升托盤(pán)使液面至外筒刻度線處。擰緊手輪，固定托盤(pán)。如用其它樣品杯，筒底部與杯底之間不應(yīng)低于1.3mm。   

7、  迅速?gòu)母咚俚降退龠M(jìn)行測(cè)量，待刻度盤(pán)讀數(shù)穩(wěn)定后，分別記錄各轉(zhuǎn)速下的讀數(shù)。    測(cè)靜切力時(shí)，應(yīng)先用600轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?0秒，靜置10秒鐘后將變速手把置于3轉(zhuǎn)/分，讀出刻度盤(pán)上最大讀數(shù)，即為初切力。再用600轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?0秒，靜置10分鐘后將變速手把置于3轉(zhuǎn)/分，讀出刻度盤(pán)上最大讀數(shù)，即為終切力。    試驗(yàn)結(jié)束后，關(guān)閉電源，松開(kāi)托盤(pán)，移開(kāi)量杯。    輕輕卸下內(nèi)外筒，清洗內(nèi)外筒并且擦干，再將內(nèi)外筒裝好。數(shù)據(jù)處理   符號(hào) ：在給定轉(zhuǎn)速下所測(cè)得儀器內(nèi)筒轉(zhuǎn)角，即儀器刻度盤(pán)上讀到的格數(shù)。60

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

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

10、60;                             （Pa）                       &

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

12、          卡森動(dòng)切力             5. 注意事項(xiàng)     外筒裝卸  一手握住外轉(zhuǎn)筒，另一手握住外筒順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，使外筒的卡口對(duì)準(zhǔn)外轉(zhuǎn)筒內(nèi)的銷子后取下外筒。裝上外筒時(shí)，應(yīng)使外筒的槽口對(duì)準(zhǔn)外轉(zhuǎn)筒內(nèi)的銷子后，在逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)外筒即可，切忌碰撞內(nèi)筒。    內(nèi)筒裝卸  一手緊握內(nèi)筒軸，一手內(nèi)旋內(nèi)筒裝卸，切勿弄彎內(nèi)筒軸。 

13、;   長(zhǎng)途搬運(yùn)時(shí)  一定要卸下內(nèi)筒，裝好外筒，以防止內(nèi)筒軸被撞彎。     扭力彈簧剛度的調(diào)整不準(zhǔn)隨意進(jìn)行。（四）失水量測(cè)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(jié)構(gòu)：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(cè)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(duì)正裝于閥體“T”型槽內(nèi)，待測(cè)。操作打氣

14、筒，使氣筒壓力達(dá)到0.8MPa，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)減壓閥調(diào)節(jié)手柄，觀察壓力表指示調(diào)至0.69MPa。.按逆時(shí)針?lè)较蚓従徯D(zhuǎn)放氣閥手柄，同時(shí)，觀察壓力表指示，當(dāng)壓力表稍有下降時(shí)或聽(tīng)到泥漿杯的進(jìn)氣聲時(shí)，立即停止旋轉(zhuǎn)放氣手柄，直至見(jiàn)到第一滴濾液開(kāi)始記錄時(shí)間。.測(cè)量到7.5min時(shí)，觀察量筒濾液是否達(dá)到8ml，若達(dá)到，則乘以2，得30min泥漿的失水量；若未到8ml,則繼續(xù)測(cè)到30min，取下量筒直觀失水量的數(shù)值。.將調(diào)壓手柄按逆時(shí)針?lè)较蜿P(guān)閉，切斷氣源。按順時(shí)針旋轉(zhuǎn)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(kāi)，打開(kāi)濾網(wǎng)座，取出濾紙，沖掉濾紙上的浮漿，測(cè)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(cè)定儀1. 結(jié)構(gòu)和工作原理該儀器根據(jù)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(jiàn)圖4）。2. 操作步驟 拆開(kāi)蒸餾器，放開(kāi)泥漿杯，將充分?jǐn)嚢柽^(guò)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(shí)泥漿杯中的泥漿為20±1%毫升），為防止蒸餾過(guò)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(cè)定儀原理示意圖 圖5泥漿含砂量測(cè)定儀將加熱棒旋緊在套筒上部（應(yīng)直立放置），將蒸餾器插入泥漿箱后面的小孔內(nèi)，并將20毫升百分刻度量筒夾在冷凝器導(dǎo)流管口處，以收集冷凝液。 連接電路進(jìn)行蒸餾，同時(shí)記時(shí)，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(kāi)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(jì)算出固相百分含量。 記下量筒冷凝液的體積，用于計(jì)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(xiàng) 用完后清洗蒸餾器和冷凝器孔，擦干加熱棒，將其風(fēng)干。 電源

17、電壓為220伏交流，波動(dòng)范圍在180230伏，注意不能超壓。 通電時(shí)間不要太長(zhǎng)，一般30分鐘左右，蒸干即可。 使用一段時(shí)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(cè)定儀 1. 泥漿含砂量 泥漿含砂量是指泥漿中不能通過(guò)200號(hào)篩網(wǎng)（相當(dāng)于直徑大于0.74mm）砂子體積的百分比。2. 過(guò)濾儀器由過(guò)濾筒，漏斗和玻璃量筒組成，如圖5所示。3. 測(cè)定方法 在玻璃量筒內(nèi)加入泥漿（20毫升或40毫升），再加入適量水不超過(guò)160毫升，用手指蓋住筒口，搖勻，倒入過(guò)濾筒內(nèi)，邊倒邊用水沖洗，直到泥漿沖洗干凈，網(wǎng)上僅有砂子為止。 將漏斗放在玻璃量筒上，過(guò)濾筒倒置在漏斗上，用水把砂子沖入玻璃量

18、筒內(nèi)，等砂子沉淀到底部細(xì)管后，讀出含砂量體積，計(jì)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(cè)定瓶（也可以用100毫升量筒代替）。3測(cè)定步驟將100毫升泥漿裝入膠體率測(cè)定瓶中，將瓶塞塞緊，靜止24小時(shí)后，觀察量筒上部澄清液的體積（毫升數(shù)）。 膠體率以百分?jǐn)?shù)表示 （八）PH值的測(cè)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(jì) 工作原理 PHS-2型酸度計(jì)是利用玻璃電極和甘汞電極對(duì)被測(cè)溶液中不

19、同酸度產(chǎn)生的直流電勢(shì)，輸入到一臺(tái)用參量振動(dòng)深度負(fù)反饋的直流放大器，以達(dá)到PH值指示的目的。 主要技術(shù)性能a.測(cè)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(cè)溶液溫度范圍：060 儀器調(diào)節(jié)器示意圖，見(jiàn)圖6。 測(cè)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(nèi)，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(yīng)比甘汞電極陶瓷芯端稍高一些。b.校正圖6 PHS-2型酸度計(jì)測(cè)量PH值時(shí)，先按下按鍵7，讀數(shù)開(kāi)關(guān)5保持不按下?tīng)顟B(tài)，左上角指示燈應(yīng)亮，預(yù)熱數(shù)分鐘。調(diào)節(jié)溫度調(diào)節(jié)器11在被測(cè)溶液溫度值上。將分檔開(kāi)關(guān)2放在“6”，調(diào)節(jié)零點(diǎn)調(diào)節(jié)器10，使其指示在PH“1”。將分檔開(kāi)關(guān)2放在校正位置，調(diào)整校正調(diào)節(jié)器3，使其指針在滿度。將放在“6”，重復(fù)檢查PH“1”位置。 c. 定位將中性標(biāo)準(zhǔn)緩沖液置于試杯中，查出該溫度下的PH值。按下讀數(shù)開(kāi)關(guān)5。調(diào)節(jié)定位調(diào)節(jié)器4，使其指示在該標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的PH值（

21、即分檔開(kāi)關(guān)2的指示數(shù)加表面上指示值），并搖動(dòng)試杯使指示穩(wěn)定為止，重復(fù)以上操作進(jìn)行調(diào)節(jié)。d. 測(cè)量將讀數(shù)開(kāi)關(guān)5放開(kāi)。用蒸餾水清洗電極頭部，并用濾紙吸干，移下電極至被測(cè)溶液中，并不斷搖動(dòng)溶液杯。    將讀數(shù)開(kāi)關(guān)5按下，調(diào)節(jié)分檔開(kāi)關(guān)2讀出指示值。 注意事項(xiàng)a. 新的或長(zhǎng)期不用的玻璃電極球泡在使用前，應(yīng)放在蒸餾水中浸泡48小時(shí)，每次用完應(yīng)浸泡在蒸餾水中，玻璃電極球泡壁薄易碎，操作時(shí)應(yīng)小心。b. 應(yīng)保證甘汞電極下端毛細(xì)管暢通。使用時(shí)電極應(yīng)充滿KCL溶液，里面應(yīng)無(wú)氣泡，防止斷路。為讓極少量的KCL溶液從毛細(xì)管中流出，使測(cè)得結(jié)果可靠，應(yīng)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(rùn)滑性測(cè)定儀1. 主要技術(shù)參數(shù) 潤(rùn)滑系數(shù)量程：00.5   磨合后用蒸餾水校正的潤(rùn)滑系數(shù)為：0.330.37   扭力扳手讀數(shù)范圍±150英鎊.英寸   電源電壓  交流220伏   電機(jī)電壓  直流110伏   主軸轉(zhuǎn)數(shù)  60轉(zhuǎn)/分2.儀器結(jié)構(gòu)及工作原理    儀器由試環(huán)、試塊、扭力扳手、電極、測(cè)試電路等組成。如圖7所示。圖7 NR-1型鉆井液潤(rùn)滑性測(cè)定儀用試塊和試環(huán)分別模擬鉆桿和孔壁，使兩者浸沒(méi)在被

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

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(jù)摩擦定律，則，即電極扭矩與外加扭矩成正比。    因?yàn)長(zhǎng)、R、MK都是已知的，而電極的扭矩又與電流存在函數(shù)關(guān)系，因此，只要知道電極的扭轉(zhuǎn)特性曲線就可以求出潤(rùn)滑系數(shù)。表頭的滿量程為50毫安，表頭的滿量程的潤(rùn)滑系數(shù)值為0.5。按=0.1I（I為電流表指示讀數(shù)），即可計(jì)算出潤(rùn)滑系數(shù)。3.操作步驟(1). 儀器的標(biāo)定儀器出廠時(shí)已經(jīng)標(biāo)定但在使用過(guò)程中應(yīng)定期標(biāo)定，其步驟如下： 使儀器側(cè)倒放置，卸下扭力扳手，使試塊脫離試環(huán)。 開(kāi)動(dòng)電機(jī)，運(yùn)轉(zhuǎn)5分鐘以上，使電機(jī)及主軸承潤(rùn)滑油溫度穩(wěn)定，以確保電機(jī)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(zhuǎn)矩與平衡桿自重所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩平衡）。調(diào)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(shù)應(yīng)符合下列規(guī)律，如表：懸掛砝碼重（克）102170204255328426電表讀數(shù)0.120.200.240.300.3850.5如果電表讀數(shù)不符合上述數(shù)值，可調(diào)節(jié)33K電位器，然后反復(fù)測(cè)定其中