專利名稱：一種可測定鉆井漿液三種性能的儀器的制作方法
技術領域：
本實用新型是測定各種流體之流動性的機械裝置。
在鉆井過程中，為合理選配各種鉆井漿液以提高鉆速，保證安全，改善鉆井條件，需要對鉆井漿液的性能進行測定。但是現(xiàn)有的測定鉆井漿液性能的儀器性能單一，如青島照相機廠生產的ZNN－D6型六速旋轉粘度計只能測定流變性；美國Baroid公司出產的常溫常壓水泥稠化時間測定儀只能測定水泥漿稠化時間；上海地質儀器廠生產的NR－1型鉆井液潤滑性能測定儀只能測定潤滑性能，因而不能全面適應生產實際的需要。
本實用新型的目的是設計一種功能多，結構簡單，適應范圍廣的輕便儀器。
本實用新型主要由傳動機構、測量機構、控制溫度機構和計量顯示機構組成，它們組裝在機架1上。


圖1是本實用新型的正視圖，圖2是它的剖視圖。圖3和圖4是測量元件圖，圖5及圖6是局部工作原理示意圖。
圖1至圖6的統(tǒng)一標記說明如下1－機架；2－雙速電動機；3－傳動機構；4－測量外筒；5－端面效應消除器；6－測量外筒；7－遠紅外線加熱器；8－游輪；9－芯管；10－鍵；11－熱電偶；12－帶導輪刻度盤；13－銷子；14－鋼絲；15－機體；16－大彈簧；17－空心軸；18－扳手；19－空心軸；20－托盤；21－銷子；22－稠度槳葉；23－鑄石柱體；24－懸臂；25－溫度控制器；26－指針；27－有機玻璃板；28－小彈簧；29－變速手把；30－支桿；31－壓緊手柄；32－滑輪孔；33－計時器傳動機構包括雙速電動機2和齒輪傳動機構3。動力從電動機輸出后，經分布在三個傳動軸上的五對齒輪傳動四個速度3r／min、15r／min、75r／min、375r／min。相應的速度梯度為85－1、405－1、2005－1、10005－1。改變電動機輸出速度時，又可得四個速度6r／min、30r／min、150r／min、750r／min。相應的速度梯度為165－1、805－1、4005－1、20005－1。動力傳到空心軸19后，經托盤20，銷子21最后傳到外筒4上，故外筒可得到八個轉速的回轉運動。
測量機構包括測定三種性能共用的測量外筒4和三種測量元件。流變性測量元件由測量內筒6和端面效應消除器5組成；圖3是稠化時間測量元件即稠度漿葉22；圖4是潤滑性測量元件即鑄石柱體23。三種測量元件彼此更換方便，分別與游輪8連接，經芯管9、鍵10與刻度盤12相連。流變性測量元件帶有端面效應消除器可以減少內筒端面漿液的粘滯阻力對測量的影響。
控制溫度機構由遠紅外線加熱器7，熱電偶11和溫度控制器25組成。該機構用于水泥漿稠度測定時，模擬井內溫度，改漿液的靜態(tài)測試為動態(tài)測試。
計量顯示機構包括帶導輪的刻度盤12，指針26、拉力彈簧對16和28、懸臂24。刻度盤裝在懸臂端的空腔內，上下裝有以便保證工作時正常轉動的軸承，空腔外殼裝有供讀數(shù)用的有機玻璃板27。拉力彈簧對由大小彈簧各一根組成，平行地裝在懸臂另一端的腔體內(見圖5中16和28)，并用細鋼絲14互相連接，套在刻度盤12導輪上，小彈簧處于預拉伸狀態(tài)。懸臂與空心軸17連接并且通過銷子13可以固定或轉動。銷子扦入機體15時，懸臂24固定，刻度盤12與測量外筒4在同一軸心線上回轉；銷子撥出，懸臂就可以繞空心軸擺動。
使用本實用新型進行測定時，可按下列程序進行。
(一)測量漿液粘度及流變性裝上流變性測量元件，倒入待測漿液，通過齒輪傳動機構3，帶動測量外筒4轉動，內筒受漿液的粘滯作用而扭轉，從而帶動刻度盤也扭轉一個角度，此時用鋼絲連接套在刻度盤12導輪上的大拉力彈簧處在受拉狀態(tài)，小彈簧則恢復原狀(見圖5)。當刻度盤上的旋轉力矩與大彈簧受拉形成的反力矩平衡時，刻度盤不再扭轉，這時扭轉角的大小就代表漿液的粘度值。根據(jù)不同轉速下的讀數(shù)，就可以繪制出流變性能曲線。當停止工作時，大彈簧恢復原狀，刻度盤回到零位，而保證刻度盤準確回零的小彈簧則又處于受拉狀態(tài)。
(二)測量水泥漿稠化時間將測量元件換成稠度漿葉22，倒入待測水泥漿，操縱變速手把29，使測量外筒4以150r／min旋轉，計時器33記錄從加入新拌水泥漿到稠度為100ch(稠度單位)時的這段時間，即為水泥稠化時間。測量時的讀數(shù)原理與上述相同。若需模擬井內溫度條件，啟用控制溫度機構。
(三)測量潤滑性能將測量元件換成鑄石柱體23，注入待測鉆井液，撥起銷子13使懸臂松動，同時借助一根一端與機體相連的另一端裝有一滑輪的支桿30由壓緊手柄31控制支桿的水平或垂直狀態(tài)。測量時支桿與扳手18平行，把系著重錘的尼龍繩通過滑輪孔32掛在扳手18的滑輪上，并經過使其垂直于地面的支桿上的滑輪(見圖6)。在重錘重力作用下，拉動扳手18帶動空心軸17轉動，并使懸臂擺動，從而使鑄石柱體與測量外筒靠緊。但兩者之間存在有潤滑性的鉆井液，故當外筒以不同轉速轉動時，由于磨擦作用，液體帶動鑄石柱體扭轉相應的角度?？潭缺P上的讀數(shù)即代表不同轉速下鉆井液的摩擦系數(shù)。根據(jù)摩擦系數(shù)的大小，可判斷鉆井液潤滑性能的好壞。
該儀器實現(xiàn)了一機多用，在一個機體上可以測定鉆井漿液的流變性，稠化時間，潤滑性三種性能，真實地模擬鉆井內溫度。其結構簡單，操作方便，可供地質勘探，工程勘察，石油鉆井、建材、化工等部門測定各種流體的流動性之用。
權利要求1.一種測定鉆井漿液三種性能的儀器，其特征在于一機架上裝有傳動機構，測量機構，控制溫度機構和計量顯示機構；
2.根據(jù)權利要求1所述的儀器，其特征在于傳動機構提供八個轉速的回轉運動，最高轉速為750r／min，最高速梯為20005－1；
3.根據(jù)權利要求1所述的儀器，其特征在于測量機構由流變性測量內筒6，測量外筒4組成；
4.根據(jù)權利要求3所述的儀器，其特征在于流變性測量內筒6帶有一個端面效應消除器5；
5.根據(jù)權利要求1所述的儀器，其特征在于測量機構由測量外筒4，稠度漿葉22組成；
6.根據(jù)權利要求1所述的儀器，其特征在于測量機構由測量外筒4，鑄石柱體23組成；
7.根據(jù)權利要求1所述的儀器，其特征在于計量顯示機構主要由能顯示三種性能數(shù)值的刻度盤12，拉力彈簧對16、28，懸臂24組成；
8.根據(jù)權利要求7所述的儀器，其特征在于懸臂24與空心軸17相聯(lián)接，懸臂可繞空心軸擺動；
9.根據(jù)權利要求8所述的儀器，其特征在于可用銷子13將懸臂固定在機架上。
專利摘要一種可測量鉆井漿液三種性能的儀器，是測量各種流體流動性能的機械裝置。它主要是在機架上裝有傳動機構，測量機構，控制溫度機構和計量顯示機構。該儀器實現(xiàn)了一機多用，能夠測定鉆井漿液的流變性，稠化時間，潤滑性能，真實地模擬鉆井內溫度。其結構簡單，操作方便，可供地質勘探，工程勘察，石油鉆井，建材、化工等部門測定各種流體的流動性能之用。
文檔編號E21B21/00GK2033048SQ8620621
公開日1989年2月22日 申請日期1986年8月2日 優(yōu)先權日1986年8月2日
發(fā)明者陳志超, 陳士范, 劉萍, 彭振斌 申請人:中南工業(yè)大學, 常德生活機械廠