石工11-10+11021464+王金勝+六速旋轉粘度計測泥漿的流變曲線

中國石油大學油田化學實驗報告實驗日期：2014.10.15成績：班級：石工11-10學號：11021464姓名：王金勝教師：同組者：六速旋轉粘度計測泥漿的流變曲線一.實驗目的1.掌握六速旋轉粘度計的使用方法。2.掌握如何判斷泥漿的流型及對應流變參數(shù)的計算方法。3.比較賓漢模式、指數(shù)模式及卡森模式與實際流變曲線的吻合程度，弄清各種模式的特點。二.實驗原理1.旋轉粘度計工作原理電動機帶動外筒旋轉時，通過被測液體作用于內筒上的一個轉矩，使與扭簧相連的內筒偏轉一個角度。根據(jù)牛頓內摩擦定律，一定速率下偏轉的角度與液體的粘度成正比。于是，對液體粘度的測量就轉換為內筒的角度測量。2.流變曲線類型、意義。流變曲線是指流速梯度和剪切應力的關系曲線。根據(jù)曲線的形式，它可以分為牛頓型、塑性流型、假塑性流型和膨脹性流型。為了計算任何剪切速率下的剪切應力，常用的方法是使不同流變模式表示的理想曲線逼近實測流變曲線，這樣，只需要確定兩個流變參數(shù)，就可以繪出泥漿的流變曲線。牛頓模式反映的牛頓液體，其數(shù)學表達式為：賓漢模式反映的是塑性液體，其數(shù)學表達式為：指數(shù)模式反映的是假塑性流體，其數(shù)學表達式為：或卡森模式反映的是一種理想液體，其數(shù)學表達式為：實際流變曲線與哪一種流變模式更吻合，就把實際液體看成哪種流型的流體。三.實驗儀器ZNN-D6型旋轉粘度計；高速攪拌器。四.實驗儀器使用要點1.檢查好儀器，要求；①刻度盤對零。若不對零，可松開固定螺釘調零后再擰緊。②檢查同心度。高速旋轉時，外筒不得有偏擺。2.校正旋轉粘度計①倒350ml水于泥漿杯中，置于托盤上，上升托盤，使液面與外筒刻度線對齊，擰緊托盤手輪。②迅速從高速到低速依次測量。待刻度盤讀數(shù)（基本）穩(wěn)定后，分別記錄各轉速下的讀數(shù)?。要求：?600=2.0格，?300=1.0格。五.實驗步驟1.熟悉旋轉粘度計的使用方法。2.檢查和校正旋轉粘度計。3.測量泥漿在各剪切速率下的剪切應力。把水換成待測泥漿，高速攪拌10min后，按四-2的方法操作。泥漿剪切應力與粘度計讀數(shù)?對應關系：=0.511?。4.繼續(xù)測量泥漿在1分鐘、10分鐘的靜切力。將上一步驟結束后的泥漿繼續(xù)在600rpm下旋轉攪拌1分鐘，然后將旋鈕上提到3/6rpm位置，把電源關上，靜置1分鐘后啟動之，注意讀取刻度盤的最大值。再重新在600rpm下旋轉攪拌1分鐘，用同樣的方法讀取靜置10分鐘后3rpm下的最大值。靜切力計算公式：s=0.511×?3Pa。5.實驗后，關閉電源，倒出泥漿，洗凈內、外筒，擦干裝好。注意：停轉后，由于靜切力作用，刻度盤可能不回零，此時不需要再調零。

六.實驗數(shù)據(jù)處理繪圖并確定泥漿的流變模式實驗數(shù)據(jù)記錄如表1所示。表1“六速旋轉粘度計測泥漿的流變曲線”數(shù)據(jù)記錄表項目?600?300?200?100?6?3基漿23.51614115.55剪切應力/Pa12.018.1767.1545.6212.8112.555剪切速率D/s1022511340170105以第一組數(shù)據(jù)為例：剪切應力：，剪切速率：。由于實驗所用流體是實際流體，所以卡森模式并不適用，所以所作的流變曲線不考慮卡森模式。所作流變曲線如圖所示。由圖可以發(fā)現(xiàn)，圖線不過原點，所以牛頓模式也并不適合實驗所用流體。由實驗數(shù)據(jù)計算，得：，。由實驗數(shù)據(jù)計算得賓漢模式為：，但是由所作流變曲線所得流變模式為：3.155+0.0084D，模式不符合，故泥漿不是塑性流體。lgDlgD由流變曲線可得流變模式為：，符合指數(shù)模式，故泥漿為假塑性流體。七.心得