泥浆性能测定

泥浆性能测定一、泥浆相对密度1、泥浆相对密度采用1002型泥浆相对密度称测定。

其测量范围为0.96～2.00，刻度分度值为0.01，泥浆容积约140mL，结构如下图所示。

2、泥浆密度测量①校准仪器。

先在泥浆杯中灌满清水，盖好杯盖1并擦干，把游码7放在杠杆8的刻度标志1.00处，调节调重管9内的铅粒量，使水平泡9处于水平位置。

②密度测量。

在泥浆杯中灌满泥浆，盖好杯盖并擦干，然后把密度称杠杆的刀刃放在支架上，移动游码使水平泡处于水平位置，由游码位置刻度读出泥浆相对密度。

③测完后应将杠杆自支架上取下，以免磨损刀刃，影响测量的准确度；并应洗净擦干，以免生锈或粘上固体物。

二、粘度与切力1、视粘度（相对粘度）①采用1002型漏斗式泥浆粘度计测量，其结构如下图所示②使用漏斗粘度计前，应用清水对粘度计进行校正，标准漏斗粘度计注入700mL清水流出500mL清水的时间为15s。

若误差在±1s以内，可按下式校正：泥浆的实际粘度＝测得的泥浆粘度×15/测得的清水粘度（s）③视粘度测量。

测量时，一手拿漏斗，使之垂直，以食指堵住出口管，把经充分搅拌的泥浆用量杯500mL，经筛网（筛孔为每英寸16孔）倒入漏斗，然后将量杯翻过来再量200mL，仍经筛网倒入漏斗。

再倒转量杯将500mL杯置于漏斗之下，放开食指，同时按秒表，记录泥浆注满500mL所需时间（单位为s），此时间即表示泥浆的视粘度。

2、表观粘度、塑性粘度与结构粘度①旋转粘度计工作原理如下图所示，在两个同轴直立圆筒（内筒和外筒）之间装有一定量的被测泥浆，以恒定的转速旋转外筒，由于泥浆的内摩擦和结构作用，带动内筒、转轴、扭力弹簧、刻度盘旋转一个角度，直到摩擦力矩和扭力弹簧力矩平衡时，可读出指针所指刻度盘上的读数，并以下列公式计算出动力粘度、剪切应力和流速梯度。

动力粘度剪切应力流速梯度式中：φ——扭转格数； m ——每扭转一格所代表的转矩值（N ·cm/格）r 1——内筒外半径（cm ）；r 2——外筒内半径（cm ）h ——内筒高度（cm ）； n ——外筒每分钟转速（r/min ）②D 6－ZNN 旋转粘度计采用快速两点法（600r/min 与300r/min ）测量粘度与切力，计算公式如下：塑性粘度））－（φs n r hr r r 212122∙=a P m n (215222π）（πφτ＝Pa hr m 122）（）－（π－121222215s r r n r =rηρ＝10－3×（φ600－φ300） （Pa ·s ）动切力τ0＝0.5（φ300－ηρ） (Pa)表观粘度ηA ＝10－3×φ600/2 （Pa ·s ）牛顿型流体粘度η600＝φ600/2或η300＝φ300/2 （Pa ·s ）假塑性流体流变参数③静切力初切力：先用600r/min 转速搅拌泥浆，使其结构充分破坏，然后静止1min ，改用3r/min 转速旋转，得最大读数乘0.5即为初切力，单位Pa 。

终切力：方法同上，只是搅拌后静止10min ，再用3r/min 测量。

三、泥浆的滤失性1、失水量与泥皮①1009型泥浆失水量测定仪结构如图4所示。

②失水量测量 拔出加压重锤1，拧下柱塞套筒2，卸下泥浆罐4，从泥浆罐中取出滤板5，将与筛板一样大小的中速滤纸两层贴在筛板上，并压紧在下壳7上，将顶杆8上紧，然后向泥浆罐内注入泥浆至离孔口3～4mm （约100mL ）；上紧针阀3，将加压筒2拧紧在泥浆罐上，再向加压筒内灌入粘性小的机油(距筒口10mm)；将加重锤的活塞插入加压筒内，调整针阀使重锤自由下降，当刻度板上的“O ”点对准加压筒上端的标志线时，旋紧针阀，然后旋松顶丝并同时计时，待30min 后，加压筒300600lg 3221.3φφ=n )(51151.0102251.0300600n s Pa k ∙⨯=⨯=n n φφ上端标志线对应于刻度板上的读数即为失水量。

为缩短测量时间，可测7.5min的失水量再乘以2即为30min的失水量。

③失水量测出后，先打开针阀，放出机油，再拧下加压筒，将泥浆罐内的泥浆倒掉，然后小心地向泥浆罐内倒入一些清水，轻轻晃几下，使泥皮上的浮泥唰掉并倒出，再拧下泥浆罐，取出筛板，揭下滤纸，稍停片刻后，用刀片将泥皮（连同滤纸）一切两半，测取泥皮厚度。

若测失水量的时间是7.5min，所测泥皮厚度也要乘2。

2、泥饼粘附系数①NF型泥饼粘附系数测定仪结构入下图所示②泥饼粘附系数测定向泥浆罐内灌入待测泥浆并加压（CO2加压，压力3.5Mpa），当泥饼厚度或虑液溶积达到要求后，下压粘附盘于泥饼上，粘酌时间5min或更长，然后置扭矩扳手和六方套筒于粘附盘连杆顶上的六方，转动扭矩扳手测量最大扭矩（开始转动的扭矩），以下列公式计算粘附系数：式中：扭矩单位——N ·m ，用直径为2英寸的粘附盘将扭矩换算成滑动力（磅）时要乘以1.5的系数。

四、泥浆的润滑性采用NR －1型钻井液润滑性测定仪测量。

测量时，圆环和钢块浸泡在泥浆中，钢块压向转动的圆环上，利用圆环和钢块进行摩擦，用扭力扳手加压和测力，并记录压力和电流的对应变化。

接触压力扭矩0、50、100、150英寸－磅等，圆环转速60r/min 。

钢块与钢环间待测流体的摩擦系数μ依据下列公式计算：当N 、r 、n 、C 为常数时，先用试验方法确定α值，即可根据电流读数算出μ。

粘附盘面积所给压力扭矩粘附系数＝⨯⨯5.1I I r N C αμ=∙∙=五、固相含量采用ZNG型泥浆固相含量测定仪测量，其工作原理示意如图6：测定步骤：①卸开蒸馏器，放平泥浆杯，把泥浆倒入杯中，盖上盖，让多余的泥浆溢出；再擦干溢出的泥浆，轻轻取下盖，并将粘附在杯盖底面的泥浆仍刮回杯中（此时杯内的泥浆应为20mL），然后加入2～3mL消泡剂，拧上套筒，再将加热棒拧紧在套筒上。

②将加热器引流管插入泥浆测试箱背后的小孔内，并将20mL百分刻度量筒夹在冷凝器的导流管口处，然后接通电源，从第一滴蒸馏液流出至泥浆全部蒸干液约20～40min。

③切断电源，用环架套住套筒的上部，握住电线，取下蒸馏器，淋水冷却（注意不要把水淋到电线接头上或流入坍塌内）。

④拔出电线插头，卸开蒸馏器，用刀刮净加热棒上、泥浆杯与套筒内的固相成份，并将固相成份称重。

⑤取出量筒，直读水（油）的百分含量。

固相的体积百分含量等于100％减去水（油）的体积百分含量。

六、含砂量含砂量测定仪如左图7所示，测定时先打开澄清器的盖子，灌入清水450mL，然后再灌入泥浆50mL，把盖盖紧用力摇荡，然后垂直放置，一分钟后，观察砂子的沉积并乘以2，即为含砂量的百分数。

七、胶体率将100mL泥浆倒入100mL量筒中，封口静止24h，读出泥浆下层泥浆界面的刻度数，即为泥浆胶体率，泥浆胶体率一般应大于95％。

八、PH值1、比色法采用广泛PH试纸。

测定时，撕一小条PH试纸，侵入泥浆或失水量滤液中，半秒钟取出与标准颜色相比，读出PH值。

此方法一般可读出约0.5个PH单位的数值。

2、玻璃电极PH计法⑴采用25型酸度计（PHMETER），其侧视图如下图所示：⑵PH值测定a．取待测液体样品，使其温度达到24±3℃。

b．使缓冲溶液的温度达到与待测液体样品的温度一致。

c．用蒸馏水洗净电极并擦干。

d．将电极放入PH值为7.0的缓冲溶液中。

e．开启仪器，等候60s，待读数值稳定（若读数不稳定，参见“电极保养”程序a）f．测定PH值为7的缓冲溶液的温度。

g．将“温度”旋钮调至此温度。

h．用“校正”旋钮将仪器的读数值调到7.0上。

i．用蒸馏水清洗电极，并擦干。

j．使用PH值为4.0或PH值为10.0的缓冲液重复f至i的操作过程。

如果需要测定的样品是“酸性”的，使用PH值为4.0的缓冲液；如果需要测定的样品是“碱性”的，则使用PH值为10.0的缓冲液。

用“斜率”调节旋钮分别将仪器的读数值调至4.0或10.0。

k．用PH值为7的缓冲液再次核对仪器。

如果仪器的读数值发生了变化，则需用“校正”旋钮再次将读数值调至7.0。

重复f至k的操作。

如果仪器未能正确地被校正，可按“电极保养”a至f程序修正或更换电极。

l．如果电极已被正确校正，则用蒸馏水冲洗电极，并擦干。

将电极放入待测样品中，缓慢搅动。

等候60～90s，待读数值稳定。

m．在报表上记录样品的PH值，精确到0.1PH单位。

并记录被测样品的温度（注明样品是泥浆还是滤液）。

n．为了下一次使用方便，应仔细清洗电极，并将其放在装有PH 值为7.0的缓冲液的瓶子里。

o．关闭仪器。

应避免仪器贮存在极端的温度（低于0℃或高于49℃）注：测定含硫离子或溴离子的溶液时应使用双式接头电极，以避免损坏（银）参比电极系统。

⑶电极的保养a．定期清洗电极。

特别是在油或粘土颗粒粘附在玻璃电极的表面或参比电极的多孔材料上时，需进行清洗。

可使用软毛刷和温和的清洗剂清洗。

b．如果电极堵塞严重，灵敏度下降，读数漂移，或使用“斜率”旋钮及“校正”旋钮均不能调节，则需对电极进行修正。

c．修正电极的程序是将电极浸泡在0.1M的HCL中10min，然后在清水中清洗。

再浸入0.1m的NaOH溶液中10min，再次冲洗。

d．按照使用程序b至k检查电极的灵敏度。

e．如果电极仍不能正常工作，将电极浸入10％的NH4F·HF溶液中2min（注意！这是种强酸，并具有毒性）。

f．如果上述程序仍不能修正电极，则应更换电极。