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泥浆粘度计算

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工程泥浆粘度的算法
---按实际情况分类与计算步骤
注：1.分正循环和反循环两种情况计算；
2.文章中除了标识的是最后计算需要的公式，其余的都是推导过程的公式；（1）正循环
符号表1（不含中间量）：
动塑比推荐值为0.36~0.48mPa·s，作为输入量处理
（1）
泥浆上返速度、雷诺系数和岩屑净化系数的计算
正循环回转钻进时，泥浆沿钻杆与孔壁间的环空上升返回沉淀池，形成正循环排渣系统。

计算环空的雷诺数和环空的岩屑净化率。

环空内平均上返流速v a
（2）
式中，v a—泥浆在环空内的平均上返流速，m/s；
Q —泥浆流量，L/s （输入）； D —钻孔（头）直径，mm （输入）； D p 2—钻杆外径，mm （输入）。

环空内泥浆雷诺数Re
对于宾汉塑性流体，是根据雷诺系数Re 的大小对流态进行判断的。

1、泥浆在环空内有效粘度
()
μτμp a
p y ea v D D +-=
21366.0（3）
式中，μea —泥浆在环空内有效粘度，mPa·s
τy —动切力，Pa （式1）； D p 1—钻杆内径，mm （输入）；
v a —泥浆在环空内的平均上返流速，m/s （式2）； μp —塑性粘度，mPa·s 。

2、环空内宾汉流体雷诺数临界情况
()21001000
Re 2=-=
μρea
m a p a v D D （4）
式中，Re a —环空内的宾汉塑性流体雷诺数；
D —钻孔直径，mm （输入）； D p 2—钻杆外径，mm （输入）；
v a —泥浆在环空内的平均上返流速，m/s （式2）； ρm —泥浆密度，g/cm 3（调用，根据泥浆护壁条件）； μea —泥浆在环空内的有效粘度，mPa·s （式3）。

将（3）代入（4）则（塑性粘度的上限，将μp 符号改为μp2）
（5）
其中τy /μp 为动塑比，根据式（1）输入
环空内岩屑净化系数LC
1、环空内岩屑沉降速度
ea
m s gD v μρρ18)(2
s sa -= （6）
将（3）代入（6）（塑性粘度的下限，将μp 符号改为μp1）
()()()⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛+--=
1212
/1366.018p a p p p y s m s sa v D D gD v μμμτρρ （7）
式中，v sa —渣土颗粒环空中的沉降速度估算值，m/s ；
μea —泥浆的有效粘度，mPa·s （式3）； D s —渣土颗粒当量直径，mm （输入）； ρs —渣土颗粒的密度，g/cm 3（输入）；
ρm —泥浆密度，g/cm 3（调用，根据护壁条件确定）。

2、环空内岩屑净化临界情况
.50=-=
a
sa
a a v v v LC （8） 式中， LC a —环空内岩屑净化系数；
v a —泥浆在环空中的平均上返速度，m/s （式2）； v sa —渣土颗粒在环空中的沉降速度估算值，m/s （式5）。

（7）代入（8）
（9）
所以 μp1＜μp ＜μp2 （10）
算例1
选择牙轮钻头、正循环回转钻进成孔的方法进行成孔，无不稳定地层，具体参数如下：
钻孔（头）直径D = 600 mm
钻杆内径 D p 1=150 mm ；钻杆外径 D p 2=168 mm 渣土当量直径 D s =5 mm ；渣土颗粒密度 ρs =2.5g/cm 3 泥浆密度 ρm =1.2g/cm 3 动塑比 0.36
解：根据钻进条件和规格，选择泵的型号BW-600/30，泵量Q = 36 m 3/h=10 L/s
则泥浆在环空内上返速度
0384.016860010
12741274222
22=-⨯=-=
D D Q v p a （m/s ）
()()()()()=⎪
⎭
⎫ ⎝⎛-⨯⨯+⨯⨯⨯-=
⎪⎪⎭⎫
⎝⎛-+
⨯-=
84.301686006.30366.1011.2.2
1384.00168600/1366.011.22
2
p 2p a p p
y
m
a
v D D v D D μτρ
μ
()()()
()()
)
(67.116860036.023.10384.0958.92.15.2/23.192
22
m s 1p s m Pa D D v gD p p y a s ⋅=-⨯⨯+⨯⨯⨯-=-+-=μτρρμ μp1＜μp ＜μp2
（2）反循环
符号表2（不含中间量）：
动塑比推荐值为0.36~0.48mPa·s ，作为输入量处理
（11） 钻杆内平均上返流速v p
按最大过流面计算，根据钻杆内最大截面计算
12） 式中，v p —泥浆在钻杆内的平均上返流速，m/s ；
Q —泥浆流量，L/s （输入）； D p 1—钻杆内径，mm （输入）。

环空内泥浆流速
（13）
式中，v a —泥浆在环空内的平均上返流速，m/s ；
Q —泥浆流量，L/s （输入）； D —钻孔（头）直径，mm （输入）； D p 2—钻杆外径，mm （输入）。

空内泥浆雷诺系数的Re
对于宾汉塑性流体，是根据雷诺系数Re 的大小对流态进行判断的。

1、泥浆在环空内有效粘度
()
μτμp
a
p y ea v D D +-=
21366.0
（14）
式中，μea —泥浆在环空内有效粘度，mPa·s
τy —动切力，Pa （式11）； D p 1—钻杆内径，mm （输入）；
v a —泥浆在环空内的平均流速，m/s （式13）； μp —塑性粘度，mPa·s 。

2、环空内宾汉流体雷诺数临界情况
()21001000
Re 2=-=
μρea
m a p a v D D
（15）
式中，Re a —环空内的宾汉塑性流体雷诺数；
D —钻孔直径，mm （输入）； D p 2—钻杆外径，mm （输入）；
v a —泥浆在环空内的平均流速，m/s （13）； ρm —泥浆密度，g/cm 3（输入，根据泥浆护壁条件）； μea —泥浆在环空内的有效粘度，mPa·s （式14）。

将（14）代入（15）则（塑性粘度的上限，将μp 符号改为μp2）
（16）
其中τy /μp 为动塑比，根据式（1）输入
钻杆内岩屑净化系数LC
1、泥浆在钻杆内的有效粘度
μτμp p
p y ep v D +=
1
1667.0（17）
式中，μep —泥浆在钻杆内有效粘度，mPa·s
τy —动切力，Pa （式11）； D p 1—钻杆内径，mm （输入）；
v p —泥浆在钻杆内的平均上返流速，m/s （式12）； μp —塑性粘度，mPa·s 。

2、钻杆内岩屑沉降速度
p
2
s sp 18)(e m s gD v μρρ-=
（18） 将（17）代入（18）⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+-=p p p y m s v D gD v μτρρ12
s sp 667.1018)( （19）
式中，v sp —渣土颗粒在钻杆内的沉降速度估算值，m/s ；
μep —泥浆的有效粘度，mPa·s （式17）； D s —渣土颗粒当量直径，mm （输入）； ρs —渣土颗粒的密度，g/cm 3（输入）；
ρm —泥浆密度，g/cm 3（调用，根据护壁条件确定）。

钻杆内岩屑净化临界情况
.50=-=
p
sp
p p v v v LC （20）
式中，LC p —钻杆内岩屑净化系数；
v p —泥浆在钻杆内的平均上返速度，m/s （式12）； v sp —渣土颗粒钻杆内的沉降速度估算值，m/s （式18）。

将（19）代入（20）
（21）
所以 μp1＜μp ＜μp2 （22）
算例2
选择219×200钻杆，反循环回转钻进成孔的方法进行成孔，具体参数如下： 钻孔（头）直径D = 800 mm
钻杆内径 D p 1=200 mm ；钻杆外径 D p 2=219 mm 渣土当量直径 D s =5 mm ；渣土颗粒密度 ρs =2.5g/cm 3 泥浆密度 ρm =1.2g/cm 3 动塑比 0.36
解：根据钻进条件和规格，选择6PN 泥浆泵，泵量Q = 64 L/s 则泥浆在环空内流过的速度
138.021980064
12741274222
22=-⨯=-=
D D Q v p a （m/s ）
泥浆在钻杆内的上返速度
04.2200
64
127412742
21=⨯==
p p D Q v （m/s ） ()()()()()=⎪
⎭
⎫ ⎝⎛-⨯⨯+⨯⨯⨯-=
⎪⎪⎭⎫
⎝⎛-+
⨯-=
0384.016860036.01366.011.22
.10384.0168600/1366.011.22
2
p 2p a p p
y
m
a
v D D v D D μτρ
μ
()()())
(2.304.21815036.0358.92.15.2218/32212
m s 1p s m Pa v D gD p p p y s ⋅=⨯+⨯⨯⨯⨯-⨯=+-=
μτρρμ
所以 μp1＜μp ＜μp2。

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泥浆常用计算公式

泥浆常用计算公式

钻井液常用计算公式一、钻井液流变参数计算公式：
PV=θ600-θ300，mPa﹒s，
YP=2θ300-θ600, Pa，
AV=1/2θ600, mPa﹒s，
式中：P V—塑性粘度，mPa﹒s，
YP—动切力，Pa，
A V—表观粘度，mPa﹒s，
θ600—600r/min读值，
θ300—300r/min读值，
二、井眼容积的计算理论公式：
式中D——井径，m
H——井深，m
三、钻柱外环形容积的计算公式：
式中V——环形容积，m3；
D——井眼直径，cm；
d——钻柱外径，cm；
H——井深，m。

四、泵排量的计算公式：
Q＝nK
式中Q——钻井泵排量，L/s；
n——冲数，冲／min；
K——排量系数，各类泵K值可查表。

五、循环周的计算公式：
式中V＝V井＋V地－V柱；
T——钻井液循环一周所需时间，min；
V井——是井眼容积，L；
V柱——钻柱体积，L；
Q——泵排量，L/s；
V地——地面循环钻井液容积，L。

六、加重计算
公式：
式中W加——加重剂量，t；
V加——加重钻井液体积，m3；
V原——原钻井液体积，m3；
ρ重——加重剂的密度，g/cm3；
ρ加——加重钻井液密度，g/cm3；
ρ原——原钻井液密度，g/cm3。

泥浆比重、粘度、含沙量三大指标的测定

泥浆比重、粘度、含沙量三大指标的测定

1.泥浆比重计；泥浆杯和秤杆；游码读数；清水校正泥浆比重常采用泥浆比重计测定。

泥浆比重计由由泥浆杯和秤杆等组成。

测量时将泥浆杯装满泥浆，加盖并擦净从小口溢出的泥浆。

然后置于支架上，移动游码，使杠杆呈水平状态，读出游码左侧所示刻度，即为泥浆的比重。

该仪器测使用前要用清水对仪器进行校正，如读数不在1.0处，可通过增减杠杆右端的金属颗粒来调节。

2.漏斗粘度计；测500ml所需时间；清水校正（泥浆粘度=测泥浆粘度（s）×15s/测清水粘度（s））施工现场常采用漏斗粘度计测定泥浆的粘度。

测量时将用手指堵住漏斗下面的出口，从量杯分别将500ml和200ml泥浆分别通过滤网倒入漏斗，然后打开出口，让泥浆从内径5mm，长度100mm的管子中流出，用秒表测定流出500ml所需时间（s），即为泥浆粘度。

该粘度计测得的是泥浆对水的相对粘度。

因此，在使用前应用水进行校正。

其方法是先往漏斗中注入700ml清水，而流出500ml的标准时间应为15s，如有误差则通过下式进行修正：泥浆粘度=测得的泥浆粘度（s）×15s/测得的清水粘度数（s）3.含砂率；100ml泥浆；清水稀释；过滤；静置读数含砂量通常采用含砂量仪来测定。

测定时将100ml泥浆装入量杯中，用清水将泥浆稀释，将其倒入过滤筒筛网上过滤，并用水冲洗，最后将筛余的砂粒倒入干净的含砂量杯中，垂直静置一分钟，记录沉淀物体积的毫升数，即为泥浆的含砂率4.三大质量指标的规范要求公路桥涵施工技术规范 JTG/T F50­20115.检测仪器简介泥浆含砂量测定仪操作程序：1、把泥浆充至测管上标有“泥浆”字样的刻线处，加清水至标有“水”的刻线处，堵死管口并摇振。

2、倾到该混合物于滤筒中，丢弃通过滤筛的液体，再加清水于侧管中。

摇振后再倒入滤筒中。

反复之，直至测管内清洁为止。

3、用清水冲洗筛网上所得的砂子，剔除残留泥浆。

4、把漏斗套进滤筒，然后慢慢翻转过来，并把漏斗嘴插入测管内。

泥浆粘度计算

泥浆粘度计算

工程泥浆粘度的算法---按实际情况分类与计算步骤注：1.分正循环和反循环两种情况计算；2.文章中除了标识的是最后计算需要的公式，其余的都是推导过程的公式；（1）正循环符号表1（不含中间量）：动塑比推荐值为0.36~0.48mPa·s，作为输入量处理（1）泥浆上返速度、雷诺系数和岩屑净化系数的计算正循环回转钻进时，泥浆沿钻杆与孔壁间的环空上升返回沉淀池，形成正循环排渣系统。

计算环空的雷诺数和环空的岩屑净化率。

环空内平均上返流速v a（2）式中，v a—泥浆在环空内的平均上返流速，m/s；Q —泥浆流量，L/s （输入）； D —钻孔（头）直径，mm （输入）； D p 2—钻杆外径，mm （输入）。

环空内泥浆雷诺数Re对于宾汉塑性流体，是根据雷诺系数Re 的大小对流态进行判断的。

1、泥浆在环空内有效粘度()μτμp ap y ea v D D +-=21366.0（3）式中，μea —泥浆在环空内有效粘度，mPa·sτy —动切力，Pa （式1）； D p 1—钻杆内径，mm （输入）；v a —泥浆在环空内的平均上返流速，m/s （式2）； μp —塑性粘度，mPa·s 。

2、环空内宾汉流体雷诺数临界情况()21001000Re 2=-=μρeam a p a v D D （4）式中，Re a —环空内的宾汉塑性流体雷诺数；D —钻孔直径，mm （输入）； D p 2—钻杆外径，mm （输入）；v a —泥浆在环空内的平均上返流速，m/s （式2）； ρm —泥浆密度，g/cm 3（调用，根据泥浆护壁条件）； μea —泥浆在环空内的有效粘度，mPa·s （式3）。

将（3）代入（4）则（塑性粘度的上限，将μp 符号改为μp2）（5）其中τy /μp 为动塑比，根据式（1）输入环空内岩屑净化系数LC1、环空内岩屑沉降速度eam s gD v μρρ18)(2s sa -= （6）将（3）代入（6）（塑性粘度的下限，将μp 符号改为μp1）()()()⎪⎪⎭⎫⎝⎛+--=1212/1366.018p a p p p y s m s sa v D D gD v μμμτρρ （7）式中，v sa —渣土颗粒环空中的沉降速度估算值，m/s ；μea —泥浆的有效粘度，mPa·s （式3）； D s —渣土颗粒当量直径，mm （输入）； ρs —渣土颗粒的密度，g/cm 3（输入）；ρm —泥浆密度，g/cm 3（调用，根据护壁条件确定）。

实验一 泥浆粘度及厚化度的测定

实验一 泥浆粘度及厚化度的测定

实验一泥浆粘度及厚化度的测定一．目的意义在陶瓷材料的生产中，泥浆粘度与厚化度是否恰当，将影响球磨、输送、贮存、榨泥和上釉等生产工艺。

特别是注浆成型时，将直接影响浇注制品的质量。

如何调节和控制泥浆的流动度和厚化度，对于满足生产需要，提高产品质量和生产效率，具有重要意义。

本实验的目的：1．了解泥浆的稀释原理，如何选择稀释剂确定其用量；2．了解泥浆性能对陶瓷生产工艺的影响；3．掌握泥浆粘度、厚化度的测试方法及控制方法。

二．泥浆相对粘度及厚化度的测定（一）基本原理：泥浆在流动时，其内部存在着摩擦力。

内摩擦力的大，一般用“粘度”的大小来反映，粘度的倒数即为流动度，一般只测定其相对粘度（即泥浆与水在同一温度下，流出同体积所需时间之比）。

粘度越大，流动度就越小。

当流动着的泥浆静止后，常会产生凝聚沉积而稠化。

这种现象称为稠化性。

这种稠化的程度即为厚化度。

泥浆的流动度与稠化度，取决于泥料的配方组成。

即所用粘土原料的矿物组成与性质，泥浆的颗粒分散和配制方祛，水分含量和温度，使用电解质的种类。

实践证明，电解质对泥浆流动性等性能的影响是很大的，即使在含水量较少的泥浆内加入适量电解质后，也能得到像含水量多时一样或更大的流动度。

因此，调节和控制泥浆流动度和厚化度的常用方法是选择适宜的电解质，并确定其加入量。

在粘土水系统中，粘土粒子带负电，因而粘土粒子在水中能吸附阳离子形成胶团。

电解质的加入量应有一定的范围。

阴离子对稀释作用也有影响。

2．生产中常用的稀释剂可分为三类(l）无机电解质，如水玻璃、碳酸钠六偏磷酸钠（NaPO4）6、焦磷酸钠(Na4P2O7·10H2O)等，电解质的用量一般为干坯料重量的0.3～0.5％。

(2）能生成保护胶体的有机酸盐类，如腐植酸钠、单宁酸钠、柠檬酸钠，松香皂等，用量一般为0.2～0.6％。

(3)聚合电解质，如聚丙烯酸盐，羧甲基纤维素，木质素磺酸盐，阿拉伯树胶。

稀释泥浆的电解质，可单独使用或几种混合使用，其加入量必须适当。