專利名稱：一種管式鉆井液流變儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種管式流變儀，適合于測量粘稠流體、觸變性流體的流變參數(shù)， 尤其適合于現(xiàn)場鉆井液的流變性自動(dòng)化檢測。
背景技術(shù)：
管流法是流變性測量的一種常用方法，這種方法的原理是哈根 泊肅葉定律，即一定體積的液體在一定壓力梯度下通過給定毛細(xì)管所需時(shí)間正比于層流液體的粘度。因此， 通過測量液體流速和液體流經(jīng)毛細(xì)管產(chǎn)生的壓力差即可得液體粘度。毛細(xì)管粘度計(jì)制造簡單，價(jià)格較低，溫度控制簡單，實(shí)驗(yàn)操作方便，能夠進(jìn)行粘度的絕對測量，因此毛細(xì)管法是一種有吸引力的測量方法，產(chǎn)生了大量專利。1991年，專利CN2085960曾經(jīng)提出了一種毛細(xì)管流變儀用于測量鉆井液的流變性，其特征在于差壓測量系統(tǒng)由狹縫式毛細(xì)管和一個(gè)安裝在該毛細(xì)管器壁上的壓力傳感器組成。雖然這種儀器測量室內(nèi)泥漿精度較高，但是，這種儀器壓力傳感器的引壓孔較細(xì)， 只有0. 5 1mm，所以用于粘稠的觸變性流體時(shí)，容易造成顆粒堵塞測壓孔或凝膠強(qiáng)度過大引起的壓力測量不準(zhǔn)的問題。2002年，專利GOlNl 1/06提出的毛細(xì)管粘度計(jì)，這種毛細(xì)管粘度計(jì)，主要用來測定運(yùn)動(dòng)粘度，很難用于鉆井液流變性的自動(dòng)化測量，而且傳統(tǒng)的毛細(xì)管粘度計(jì)容易被小顆粒物堵塞。為了克服上述缺陷，本實(shí)用新型提供了一種管式鉆井液流變儀。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比有以下優(yōu)點(diǎn)操作簡便，儀器穩(wěn)定性好，數(shù)據(jù)可靠，適用于現(xiàn)場鉆井液的流變性自動(dòng)化測量。
發(fā)明內(nèi)容現(xiàn)有管式流變儀存在壓力測量儀表引壓孔容易被顆?；蛘吵砹黧w阻塞的缺點(diǎn)，很難用于現(xiàn)場鉆井液流變性自動(dòng)化測量。本實(shí)用新型的目的是為現(xiàn)場鉆井液測量提供了一種新型管式流變儀。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是用管線將鉆井液容器、橫流泵、緩沖罐、流量計(jì)和毛細(xì)管依次串聯(lián)，利用齊平膜壓力傳感器代替較細(xì)引壓孔的普通壓力傳感器，安裝在毛細(xì)管的管壁上；其次是利用斷面為兩個(gè)平橢圓之間的平橢圓環(huán)的異型毛細(xì)管代替斷面為圓的普通毛細(xì)管；平橢圓管之間的環(huán)隙為2. 75mm，平橢圓管的側(cè)平面寬度大于或等于齊平膜壓力傳感器的螺紋外徑，壓力傳感器膜平面與外平橢圓管內(nèi)側(cè)平面平齊，壓力傳感器I和壓力傳感器II分別安裝在距離毛細(xì)管兩端IOcm以上的管壁上。采用無窮大平行板流變學(xué)計(jì)算公式計(jì)算流變參數(shù)。本實(shí)用新型所提供的管式流變儀主要由恒流泵、緩沖罐、異型毛細(xì)管、平面膜壓力傳感器、科氏流量計(jì)、自動(dòng)控制系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等組成。通過自動(dòng)調(diào)整恒流泵的流量，可以自動(dòng)測量流體在1020s—1 jlOfd^s-1、170s—1剪切速率下的切應(yīng)力值，最后由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)計(jì)算出流體的流變參數(shù)。本實(shí)用新型涉及的流變儀測量范圍在1. OmPas 100. OmPas之間，測量誤差小于3%。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是該實(shí)用新型適用于實(shí)現(xiàn)鉆井液流變性參數(shù)的自動(dòng)化測量， 儀器的穩(wěn)定性和精確度高，對鉆井生產(chǎn)過程中鉆井液性能的自動(dòng)化控制和調(diào)節(jié)具有重要意義。

圖1是一種管式鉆井液流變儀示意圖；圖1中，1.鉆井液容器；2.恒流泵；3.緩沖罐；4.流量計(jì)；5.壓力傳感器I ；6.異型管；7.壓力傳感器II。圖2是一種管式鉆井液流變儀的一種具體實(shí)施方式
示意圖。圖2中，1.鉆井液容器I ；2.恒流泵；3.緩沖罐；4.流量計(jì)；5.壓力傳感器I ；6.異型管；7.壓力傳感器II ；8.鉆井液容器II ；9.壓力傳感器II的信號調(diào)理器；10.壓力傳感器I的信號調(diào)理器；11.流量計(jì)信號調(diào)理器；12.調(diào)速器；13.數(shù)據(jù)采集裝置；14.計(jì)算機(jī)； 15.輸出設(shè)備。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的描述。圖2是一種管式鉆井液流變儀的一種具體實(shí)施方式
示意圖。啟動(dòng)流變儀操作系統(tǒng)，程序?qū)?dòng)恒流泵2，恒流泵2將鉆井液容器1中的鉆井液經(jīng)緩沖罐3、流量計(jì)4泵入異型管中，最后鉆井液從異型管出口排入回收鉆井液容器8中；恒流泵的排量由流量計(jì)4測量，并將信號經(jīng)信號調(diào)理器11和數(shù)據(jù)采集器，送入計(jì)算機(jī)14，并反饋到調(diào)速器12中，從而控制流量為一恒定數(shù)值；在一定流量下通過一段異型管的壓力降由兩個(gè)齊平膜壓力傳感器 5和7測量，經(jīng)信號調(diào)理器10和9、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)13到計(jì)算機(jī)14中；計(jì)算機(jī)14根據(jù)不同流量下的壓差計(jì)算出流變參數(shù)，由輸出設(shè)備15提供測量結(jié)果。
權(quán)利要求1.一種管式鉆井液流變儀，包括鉆井液容器(1)、恒流泵(2)、緩沖罐(3)、流量計(jì)(4)、 壓力傳感器I (5)、毛細(xì)管(6)和壓力傳感器II (7)，其特征在于用管線將鉆井液容器(1)、恒流泵(2)、緩沖罐(3)、流量計(jì)(4)和毛細(xì)管(6)依次串聯(lián)，毛細(xì)管(6)是一種異型管，壓力傳感器1(5)和壓力傳感器11(7)分別安裝在距離毛細(xì)管(6)兩端IOcm以上的管壁上，壓力傳感器1(5)和壓力傳感器11(7)均為齊平膜壓力傳感器。
2.按權(quán)利要求1所述的一種管式鉆井液流變儀，其特征在于，所述的異型管是斷面為內(nèi)外兩個(gè)平橢圓形成的平橢圓環(huán)，平橢圓管環(huán)隙厚度為2. 75mm，平橢圓管的側(cè)平面寬度大于或等于齊平膜壓力傳感器的螺紋外徑。
3.按權(quán)利要求1所述的一種管式流變儀，其特征在于，壓力傳感器1(5)和壓力傳感器 11(7)都安裝于外平橢圓管壁上，壓力傳感器的膜平面與異型管的外平橢圓管內(nèi)側(cè)平面齊平。
專利摘要一種管式鉆井液流變儀，屬于流變性測量領(lǐng)域，尤其適合于鉆井液的流變性的測量。包括鉆井液容器、恒流泵、緩沖罐、流量計(jì)、壓力傳感器I、毛細(xì)管和壓力傳感器II，其特征在于用管線將鉆井液容器、橫流泵、緩沖罐、流量計(jì)和毛細(xì)管依次串聯(lián)，毛細(xì)管是一種異型管，壓力傳感器I和壓力傳感器II分別安裝在距離毛細(xì)管兩端10cm以上的管壁上，壓力傳感器I和壓力傳感器II均為齊平膜壓力傳感器。本實(shí)用新型涉及的流變儀具有性能穩(wěn)定，適用范圍寬，測量誤差小等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G01N11/08GK202216888SQ20112015443
公開日2012年5月9日 申請日期2011年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月8日
發(fā)明者劉保雙, 李公讓, 王忠杰 申請人:中國石化集團(tuán)勝利石油管理局鉆井工藝研究院, 中國石油化工集團(tuán)公司