泥浆性能指标测定方法
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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 。
泥浆性能及测量仪器泥浆性能及其测试⽅法泥浆的性能是泥浆的组成以及其各组分间相互物理化学作⽤的宏观反映,它是反映泥浆质量的具体参数。
泥浆性能及其变化,直接影响着机械钻速、钻头寿命、孔壁稳定、孔内净化和预防孔内问题等⼀系列钻井⼯艺问题。
⼀、⽐重、固相含量与含砂量泥浆的⽐重是指泥浆的重量与同体积⽔的重量之⽐。
泥浆⽐重的⼤⼩主要取决于泥浆中固相的重量,⽽泥浆中固相的重量则是造浆粘⼟重量和钻屑重量之和。
在有加重剂等其他固相物质加⼊的时候,加重剂等物质的重量也须计⼊。
泥浆的固相含量是指泥浆中固体颗粒占的重量或体积百分数。
泥浆中的固相包括有⽤固相和⽆⽤固相,前者如粘⼟、重晶⽯等,后者为钻屑。
泥浆的含砂量指泥浆中砂粒占的重量或体积百分数。
采⽤造浆率⾼的膨润⼟配制泥浆,粘⼟含量(重量 / 体积)在 4~6% 以下便可达到要求的粘度,此时泥浆⽐重在 1.03~1.05 左右。
相反,若⽤造浆率低的粘⼟配浆,要达到同样的粘度,粘⼟⽤量要达20~30% 以上,此时泥浆⽐重⾼达 1.15 以上。
⽬前对优质轻泥浆,在粘度符合要求时,泥浆中的固相含量应控制在 4% 左右(体积含量),此时泥浆⽐重在 1.05~1.08 左右。
泥浆的⽐重和固相含量对钻井有重要意义和影响。
⼆、含砂量的影响泥浆中的⽆⽤固相(主要为岩屑)含量会给钻进造成很⼤的危害。
⾸先,⽆⽤固相含量⾼,泥浆的流变特性变坏,流态变差。
不仅使孔内净化不好⽽引起下钻阻卡,⽽且可能引起抽吸,压⼒激动等,造成漏失或井塌。
其次,泥浆中⽆⽤固相含量⾼,泥饼质量变坏(泥饼疏松,韧性低),泥饼厚。
这样,不仅失⽔量⼤,引起孔壁⽔化崩塌,⽽且易引起泥⽪脱落造成孔内事故。
第三,泥浆⽆⽤固相含量⾼,对管材、钻头、⽔泵缸套、活塞拉杆磨损⼤,使⽤寿命短。
因此,在保证地层压⼒平衡的前提下,应尽量降低泥浆⽐重和固相含量,特别是⽆⽤固相的含量。
主要技术指标:三、相关测量仪器使⽤1、泥浆⽐重秤介绍测量泥浆⽐重的仪器⽬前⽤得最多的是⽐重秤,其结构如图4-10所⽰。
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。
泥浆性能检测方法泥浆性能检测是指通过实验室测试和分析来评估泥浆的物理、化学和流变性能,以确保泥浆在钻井过程中的稳定性和可靠性。
常用的泥浆性能检测方法主要包括物理性能测试、化学性能测试和流变性能测试。
一、物理性能测试1. 密度测试:泥浆密度是指单位体积泥浆的质量,是评估泥浆稳定性和压力控制能力的关键参数。
常用方法包括气浮法、密度计法和液晶显示屏法。
2. 堆积密度测试:泥浆的堆积密度是指泥浆在静止状态下的密度,用于评估泥浆对井壁的稳定性。
常用方法包括筛分法和容积法。
3. 粘度测试:粘度是指流体流动阻力的一种度量,对于泥浆的钻进、悬浮和抗沉降能力有重要影响。
常用方法包括旋转式和摆动式粘度计测试。
4. 滤失性测试:滤失性是指泥浆在渗透过滤器或岩心中的失水量。
常用方法包括低渗透压法、压汞法和非渗透计时法。
二、化学性能测试1. pH值测试:pH值是指泥浆溶液酸碱程度的度量,影响泥浆中酸碱敏感物质的溶解性和钻井液性能的稳定性。
常用方法包括玻璃电极测试和光电极测试。
2. 硬度测试:泥浆中的硬度是指较大溶解浓度下所测得的二价阳离子离子浓度,常用来评估泥浆中含盐量的指标。
常用方法包括荧光法和离子选择电极法。
3. 粘结性测试:泥浆的粘结性用于表示泥浆中颗粒粒子间结合的强度,对泥浆的钻井液性能和防止井壁塌陷起重要作用。
常用方法包括人工状況方法和化学状况方法。
4. 渗滤性测试:泥浆中的渗滤性是指泥浆中颗粒粒子在环境温度下运动的能力,对泥浆的过滤性和结构稳定性有重要影响。
常用方法包括CET测定法和压差法。
三、流变性能测试1. 旋转流变测试:旋转流变仪可测定泥浆的剪切应力、剪切速率和剪切粘度等流变参数。
常用方法包括剪切率扫描、剪切应力扫描和剪切速率扫描。
2. 静态流变测试:静态流变指泥浆在静止状态下的流变性质,包括泥浆的弹性、塑性和黏弹性等。
常用方法包括压缩模量测试、剪切模量测试和动形模量测试。
3. 动态流变测试:动态流变是指泥浆在振动条件下的流变性能,常用于评估泥浆的抗震性和泥浆的布特豪德数。
一、泥浆性能的测定方法一)实验目的1.了解测定泥浆基本性能所用仪器2.掌握泥浆性能常用测定仪的使用与操作方法二)实验内容1.泥浆比重、粘度、失水量、切力、含砂量、固相含量、胶体率、pH 值、润肖性等主要性能测定所用仪器的结构。
2.测定上述性能的方法。
三)测定方法及步骤(一)1002 型比重秤1.仪器1002 型比重秤由泥浆杯1、横梁8、游动砖码6 和支架5 组成,在横梁上有调重管9 和水平泡3 ,其结构如图。
2.测定步骤①校正比重秤先在泥浆杯中装满清水,盖好杯盖,把游码移到刻度 1 时,如水平泡位于中间,则仪器是准确的;如水平泡不在中间,可在调重管内取出或加入重物来调整。
②倒出清水,将待测泥浆注入杯中,盖好杯盖,擦净泥浆杯周围的泥浆,移动砝码使横梁成水平状态(水平泡位于中间)。
游码左侧所示刻度即为泥浆比重。
(二)1006 型泥浆粘度计1.仪器粘度计由漏斗和量筒组成,构成如图 2 。
量筒由隔板分成两部分,大头为500 毫升,小头为200 毫升。
漏斗下端是直径为5 毫米、长为100 毫米的管子。
2.测定步骤将漏斗垂直,用手握紧用手指堵住管口。
然后用量筒两端,分别装200 毫升和500 毫升的泥浆倒入漏斗。
将量筒500 毫升一端朝上放在漏斗下面,放开手指同时以秒表计时。
流出 5 00 毫升泥浆所需时间(秒),即为所测泥浆的粘度(视粘度)。
作用仪器前,应用清水对粘度计进行校正,该仪器测量清水的粘度为15 秒。
若误差在±1 秒以内,可用下式计算泥浆的实际粘度。
实际粘度(三)ZNN 型旋转粘度计ZNN 型旋转粘度计有手摇两速、电动两速与电动六速三种。
主要用于测量泥浆的流变参数。
仪器结构如图所示。
1.工作原理电机经过传动装置带动外筒恒悚旋转,借助于被测液体的粘滞性作用于内筒一定的转矩,带动与扭力弹簧相连的内筒旋转一个角度。
该转角的大小与液体的粘性成正比。
于是液体的粘度测量转换为内筒转角的测量。
2.仪器结构(六速旋转粘度计)①动力部分双速同步电机转速750 、1500 转/分电机功率7.5 、15 瓦电源电压220 伏②变速部分转速3、6、100、200 、300、600 转/分速度梯度5、10 、170 、340、511、1022 秒-1③测量部分扭力弹簧、刻度盘与内外筒组成测量系统。
钻孔泥浆性能指标测定方法(仪器:泥浆比重计三件套)1、相对密度可用泥浆相对密度计测定,其方法是将要量测的泥浆装满泥浆杯,加盖并清洗从小孔中溢出的泥浆,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,即为泥浆的相对密度。
2、粘度可用标准漏斗粘度计测定,其测定方法是用两个开口杯分别量取200ml和500ml的泥浆,通过过滤网滤出砂粒后,将700ml 泥浆注入漏斗,然后使泥浆从漏斗中流出,流满500ml量杯所需的时间(s),即为所测泥浆的粘度。
3、静切力可用浮筒切力计测定,其测定方法是将约500ml泥浆搅拌均匀后,立即倒入切力计中,将切力筒沿刻度尺垂直向下移至与泥浆接触时,轻轻放下,当它自由下降到静止不动时,即静切力与浮筒重力平衡时,读出浮筒上泥浆面所对的刻度,即为泥浆的初切力。
取出切力筒,擦净粘着的泥浆,用棒搅动筒内泥浆后,静止10min,用上述方法量测所得为泥浆的终切力。
4、含砂率可用含砂率计测定,其测定方法是将调好的泥浆50ml 倒进含砂率计,然后再倒清水,将仪器口塞紧摇动1min,使泥浆与水混和均匀,再将仪器垂直静放3min,仪器下端沉淀物的体积乘2就是含砂率。
5、胶体率的测定方法是将100ml泥浆倒入100ml的量杯中,用玻璃片盖上,静置24h后,量杯上部泥浆可能澄清为水,测量其体积如为Lml,则胶体率为(100-L)%。
6、失水率(ml/30min)的测定方法是用一张12cm×12cm的滤纸,置于水平玻璃板上,中央画一直径3cm的园圈,30min后,测量湿园圈的平均直径减去泥浆坍平的直径(mm),即为失水率。
在滤纸上量出的泥浆皮的厚度即为泥皮厚度。
7、酸碱度的测定方法是取一条PH试纸放在泥浆面上,0.5s后拿出来与标准颜色相比,即可读出酸碱度值。
8、在钻孔施工中,泥浆可采用泥浆取样盒取样,其取样方法是用双绳控制取样盒的深度和阀门开关,当一绳将取样盒下吊到孔中取样部位时,另一绳提升,关闭阀门,上提取样盒出孔口,即完成取样。
泥浆性能指标试验
一、泥浆比重试验:
1.试验仪器:泥浆比重计
2.试验方法:将要测定的泥浆装满泥浆杯,加盖并洗净从小孔溢出的泥浆,再置于支架上,移动游码,使杠杆水平,读出游码左侧的刻度即为泥浆的相对密度。
图-1为国内常用NB-1型泥浆比重计:
NB-1型泥浆比重计
NB-1
1
2
斗中加满
正)
图-2
1
2
摇振。
待砂子沉淀后,读出砂子的百分含量。
将仪器清洗并擦干,收入箱内。
图-3为NA-1型泥浆含砂量计。
四、泥浆胶体率试验:
1.试验仪器:带刻度量杯
2.试验方法:泥浆的胶体率是泥浆中粘土水化分散程度及其悬浮状态稳定性的简易且有效的衡量。
将100mL泥浆倒入有刻度的量筒中,静置24h,观察泥浆析出水分的情况。
如上部析水5mL,则表明泥浆胶体率为95%。
一般要求泥浆的胶体率在96%以上。
五、泥浆失水率和泥皮厚度试验:
仅供个人学习参考
可采用教材推荐滤纸试验方法。
此外也可采用专门试验仪器测定,如NS-1型气压泥浆式失水量测定器(图-4)适用于现场或实验室测量泥浆失水量,一定体积的泥浆在规定空气压力下流出的滤液量即为失水量。
图-4NS-1型气压泥浆式失水量测定器图-5ZNS型泥浆失水量测定仪ZNS型泥浆失水量测定仪(图-5)
该仪器使用于测量钻孔泥浆(在定压力作用下,以一定过滤面积条件下和在一定时间内)的静失水量,同时也可测量钻井泥浆失水后所形成的泥饼厚度。
六、泥浆酸碱度试验:
采用PH试纸测定。
仅供个人学习参考。
泥浆性能及其测试方法泥浆的性能是泥浆的组成以及其各组分间相互物理化学作用的宏观反映.泥浆的主要性能有泥浆的比重和固相含量、泥浆的流变特性(粘度和切力)、泥浆的滤失性能(泥浆的失水量和泥饼厚度)、以及泥浆的含砂量、润滑性、胶体率和 pH 值等。
一、比重、固相含量与含砂量泥浆的比重是指泥浆的重量与同体积水的重量之比。
泥浆比重的大小主要取决于泥浆中固相的重量(造浆粘土重量和钻屑重量)。
泥浆的含砂量指泥浆中砂粒占的重量或体积百分数。
1. 地层压力的控制钻井中防止漏失,涌水和维持孔壁的稳定,重要的一点是要维持钻孔—地层间的物理力平衡。
而孔内静液柱压力的大小决定于孔内液柱的单位重量或比重以及垂直深度,即:( 4-6 )式中P s——静液柱压力, N ;γ——单位体积的重量或比重, Kg/m 3 ;H——液柱垂直高度, m 。
若把每单位高度(或深度)增加的压力值叫压力梯度。
用G s表示静液压力梯度,则:( 4-7 )因此静液柱压力梯度Gs决定于泥浆的比重,可以调节泥浆的比重使Gs与地层压力梯度Gp相适应以求得钻孔—地层间的物理力的平衡。
2. 对钻速的影响近年来进行的泥浆比重、固相含量对钻速影响的研究得出如下的结论:(1)随着泥浆比重的增加,钻速下降,特别是泥浆比重大于1.06~1.08时,钻速下降尤为明显。
(2)泥浆的比重相同,固相含量愈高则钻速愈低。
由此泥浆比重相同时,加重泥浆的钻速要比普通泥浆高,因为加重泥浆的固相含量低。
(3)泥浆的比重和固相含量相同,但固相的分散度不同,则固相颗粒分散得愈细的泥浆钻速愈低。
由此,不分散体系的泥浆其钻速要比分散体系的泥浆高,如图4-9所示。
甚至有些研究者得出小于1μm 的颗粒对钻速的影响比大于1μm颗粒的影响大12倍。
因此,为提高钻进效率,不仅应降低泥浆的比重和固相含量,而且应降低固相的分散度,即应采用不分散低固相泥浆。
3. 含砂量的影响泥浆中的无用固相(主要为岩屑)含量会给钻进造成很大的危害。
泥浆三大指标测定泥浆是一种重要的工程材料,广泛应用于石油钻井、隧道工程、土地开发和建筑施工等领域。
为了保障工程质量和安全,对泥浆进行三大指标的测定是必不可少的。
本文将详细介绍泥浆三大指标的测定方法。
第一大指标是密度。
泥浆密度是指单位体积中所含固体颗粒和液体的总质量。
泥浆密度的测定可以通过直接测量和计算两种方法进行。
直接测量方法包括密度计法和测流器法。
密度计法是通过测量单位体积泥浆的质量和体积计算得出密度。
测流器法是利用测流器测量泥浆的流量和压力差来计算密度。
计算方法主要是通过测量泥浆的重量和体积来计算的,其中重量可以通过称重仪器进行测量,而体积可以通过密度计或体积计进行测量。
第二大指标是流变性。
泥浆的流变性是指泥浆在外力作用下的变形特性。
流变性的测定主要包括粘度、剪切力和黏度等指标的测定。
粘度是指泥浆抵抗流动的能力,可以通过旋转式粘度计、圆盘式粘度计和管内式粘度计等方法进行测定。
这些方法都是通过测量泥浆在不同转速和剪切速率下的粘度值来计算得出的。
剪切力是指泥浆内部颗粒之间的相互作用力,其测定方法主要包括旋转式剪切力计和剪切应变计等。
黏度是指泥浆在单位时间内通过单位横截面积的流量,一般是通过流变仪进行测量。
第三大指标是过滤性。
泥浆的过滤性是指泥浆中的液相渗透到固相中的能力。
泥浆的过滤性测定主要包括渗透性和滤失量两个指标。
渗透性是指泥浆通过过滤媒介单位面积的渗透速度,可以通过滤失水压试验来测定。
滤失量是指泥浆在一定时间内通过过滤媒介的总体积,可以通过滤失水压试验或滤失仪进行测定。
滤失仪是一种专门用于测定滤失量的仪器,其原理是通过测量滤失液的体积来计算滤失量。
除了上述三大指标外,还有一些其他的指标也是对泥浆质量进行测定的重要指标,如PH值、电导率、盐度等。
这些指标可以通过相关仪器和试剂进行测定,并通过比对实验结果和标准值来评估泥浆的质量。
泥浆三大指标的测定是确保工程质量和安全的重要环节,它们的准确测定可以提供泥浆的物理特性、工程性能和适用性等重要信息,为工程决策和处理问题提供有效的依据。
泥浆性能指标的测定方法1、相对密度泥浆的相对密度的测定施工现场一般是采用泥浆相对密度计来测定。
将要量测的泥浆装满泥浆杯,加盖并洗净从小孔溢出的泥浆,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,即为泥浆的相对密度。
2、粘度用工地标准漏斗粘度计测定。
用两端开口量杯分别量取200mL和500mL泥浆,通过虑网虑去大砂粒后,将泥浆700mL均注入漏斗,然后使泥浆从漏斗流出,流500mL量杯所需时间(s),即为所测泥浆的粘度。
校正方法:漏斗中注入700mL清水,流出500mL,所需时间应是15s,其偏差如超过+1s,测量泥浆时应校正。
3、含砂率施工现场用含砂率计测定含砂率,量测时,把调好的泥浆50mL倒进含砂率计,然后再倒进清水,使总体积为500mL,将仪器口塞紧摇动1min,使泥浆与水混合均匀.再将仪器垂直静放3min,仪器下端沉淀物的体积乘2就是含砂率。
4、静切力工地用不锈钢泥浆切力计测定。
泥浆切力可用下式计算:θ=(α-Fhr)/(Sh+F)式中:θ-泥浆切力,α-切力计重计F -切力计横断面面积r-泥浆的容重h-切力计沉入泥浆中的深度S-切力计横断面周长切力计用厚度0.7㎜不锈钢板卷制焊成,中空、不漏水,要求尺寸与制成后的重力符合要求。
切力计两边从底边向上刻划有尺度,精度至㎜.泥浆筒用铝合金制成,要求不漏水,尺寸符合要求。
另外需设置2根圆棒.量测时,先将1500mL泥浆搅匀后,倒入泥浆筒中.将两根圆棒平行置于泥浆筒顶面中间,两棒间距约2㎝。
再将切力计慢慢竖直插于两棒之间沉放泥浆中,待其下沉稳定后,从切力计上读出沉入泥浆深度h,用相对密度计测出泥浆重度,带入公式,即可计算出该泥浆的初切力。
取出切力计,擦净粘着的泥浆,用棒搅动筒内泥浆,静止10min,再用切力计测算初的切力为终切力.计算出的切力单位为N/c㎡。
5、失水率施工现场一般可以采用滤纸法测定,用一张12㎝×12㎝的滤纸,至于水平玻璃板上,中央画一直径3㎝的圆,将2mL的泥浆滴入圆圈内,30min后测量湿圆圈的平均半径,减去泥浆坍平后泥皮的平均半径,即失水率.再滤纸上量出泥浆皮的厚度,即为泥皮厚度。
泥浆性能的测定方法1.密度测定方法:泥浆密度是指泥浆单位体积所含的固体和液体的质量。
测定泥浆密度的常用方法有静态法、动态法和波浪测量法。
静态法通过称量固体物质和液体的质量以及测量体积来计算泥浆密度。
动态法使用流体传感器或振动传感器,测量流经管道的泥浆质量和体积变化。
波浪测量法通过射线测量泥浆中波浪的传播速度和频率来计算密度。
2.压力损失测定方法:泥浆在油井中运输过程中会产生压力损失。
压力损失测定方法主要有流动试验法、模拟实际工况法和压降法。
流动试验法通过测量泥浆在不同流速下的压力差来计算压力损失。
模拟实际工况法使用挤压泵模拟泥浆的循环过程,测量泵入压力和泥浆排出压力来计算损失压力。
压降法则是通过测量泥浆横流使用的阀门上的压力损失来计算。
3.液相性能测定方法:液相性能主要包括粘度、黏度、流动性等。
测定液相性能的方法主要有停滞试验法、旋转试验法和流体力学试验法。
停滞试验法通过泡沫试管测量泥浆的流变性。
旋转试验法通过旋转式流变仪测量泥浆的黏度和流动行为。
流体力学试验法通过测量泥浆在管道中的扩散和收缩现象来确定其流动性能。
4.固相性能测定方法:固相性能主要包括固相含量、粒度分布和流变性等。
测定固相性能的方法主要有压片试验法、悬浊液分析法和综合分析法。
压片试验法通过测量固相颗粒在不同压力下的变形来判断其强度和稳定性。
悬浊液分析法通过顺序离心法和塑型法来确定固相粒度分布。
综合分析法将多种分析方法结合起来评估固相性能。
5.pH值测定方法:pH值是指泥浆中水溶液的酸碱度。
测定pH值的方法有玻璃电极法、指示剂法和色层温度法。
玻璃电极法通过测量电极在不同pH值下的电势差来计算pH值。
指示剂法通过观察指示剂颜色的变化来判断pH值。
色层温度法通过测量溶液中酸碱指示剂颜色的变化来计算pH 值。
综上所述,泥浆性能的测定方法主要包括密度、压力损失、液相性能、固相性能和pH值的测定方法。
这些方法可以通过实验室测试来评估泥浆的质量和适用性,为油井钻探作业提供参考。
泥浆性能的测定泥浆是陶瓷原料在水中的一种悬浮体。
为了保证生产工艺的正常进行,要求泥浆应具备许多物理性质,需要对黏度、厚化比、密度、细度、水分、PH值等工艺指标进行测定。
泥浆相对粘度及厚化度的测定在陶瓷材料的生产中,泥浆黏度、厚化度与渗透性是否恰当,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、厚化度与渗透性,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。
一、实验目的1.了解泥浆的稀释原理,如何选择稀释剂并确定其用量。
2.了解泥浆性能对陶瓷生产工艺的影响。
3.掌握泥浆相对黏度、厚化度的测试方法及控制方法。
二、实验原理泥浆在流动时,其内部存在着摩擦力。
内摩擦力的大小一般用“黏度”的大小来反映,黏度的倒数即为流动度。
纯液体和真溶液可根据泊赛定律测定其绝对黏度。
对于泥浆这种具有一定结构特点的悬浮体和胶体系统,一般只测定其相对黏度(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。
即所用黏土原料的矿物组成与性质、泥浆的颗粒分散和配制方法、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。
在黏土水系统中,黏土粒子带负电,因而黏土粒子在水中能吸附阳离子形成胶团。
一般天然黏土粒子上吸附着各种盐的Ca2+、Mg2+、Fe3+、Al3+阳离子,其中以Ca2+为最多。
在黏土系统中,黏土粒子还大量吸附H+。
在未加电解质时,由于H+半径小,电荷密度大,与带负电的黏土粒子作用力大,易进入胶团吸附层,中和黏土粒子的大部分电荷,使相邻粒子间的同性电荷减少,斥力减少,以至于黏土粒子易于黏附凝聚,而使流动性变差。
泥浆性能指标的测定方法1、相对密度泥浆的相对密度的测定施工现场一般是采用泥浆相对密度计来测定。
将要量测的泥浆装满泥浆杯,加盖并洗净从小孔溢出的泥浆,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,即为泥浆的相对密度。
2、粘度用工地标准漏斗粘度计测定。
用两端开口量杯分别量取200mL和500mL泥浆,通过虑网虑去大砂粒后,将泥浆700mL均注入漏斗,然后使泥浆从漏斗流出,流500mL量杯所需时间(s),即为所测泥浆的粘度。
校正方法:漏斗中注入700mL清水,流出500mL,所需时间应是15s,其偏差如超过+1s,测量泥浆时应校正。
3、含砂率施工现场用含砂率计测定含砂率,量测时,把调好的泥浆50mL倒进含砂率计,然后再倒进清水,使总体积为500mL,将仪器口塞紧摇动1min,使泥浆与水混合均匀。
再将仪器垂直静放3min,仪器下端沉淀物的体积乘2就是含砂率。
4、静切力工地用不锈钢泥浆切力计测定。
泥浆切力可用下式计算:θ=(α-Fhr)/(Sh+F)式中:θ-泥浆切力,α-切力计重计F -切力计横断面面积r-泥浆的容重h-切力计沉入泥浆中的深度S-切力计横断面周长切力计用厚度㎜不锈钢板卷制焊成,中空、不漏水,要求尺寸与制成后的重力符合要求。
切力计两边从底边向上刻划有尺度,精度至㎜。
泥浆筒用铝合金制成,要求不漏水,尺寸符合要求。
另外需设置2根圆棒。
量测时,先将1500mL泥浆搅匀后,倒入泥浆筒中。
将两根圆棒平行置于泥浆筒顶面中间,两棒间距约2㎝。
再将切力计慢慢竖直插于两棒之间沉放泥浆中,待其下沉稳定后,从切力计上读出沉入泥浆深度h,用相对密度计测出泥浆重度,带入公式,即可计算出该泥浆的初切力。
取出切力计,擦净粘着的泥浆,用棒搅动筒内泥浆,静止10min,再用切力计测算初的切力为终切力。
计算出的切力单位为N/c㎡。
5、失水率施工现场一般可以采用滤纸法测定,用一张12㎝×12㎝的滤纸,至于水平玻璃板上,中央画一直径3㎝的圆,将2mL的泥浆滴入圆圈内,30min 后测量湿圆圈的平均半径,减去泥浆坍平后泥皮的平均半径,即失水率。
泥浆三大指标
三性能指标指比重、含砂量、粘度
1、泥浆比重采用泥浆比重计测定。
泥浆比重计由泥浆杯、秤杆等测量。
泥浆杯装满泥浆加盖并擦净口溢泥浆,置于支架移游码使杠杆呈水平状态,读游码左侧所示刻度即泥浆比重。
该仪器使用前要用清水仪器进行校读数1.0处通增减杠杆右端金属颗粒调节
2、施工现场采用漏斗粘度计测定泥浆粘度测量。
用手指堵住漏斗面口量杯别500ml200 ml泥浆别通滤网倒入漏斗打口让泥浆内径5mm度100mm管流用秒表测定流500ml所需间(s)即泥浆粘度该粘度计测泥浆水相粘度使用前应用水进行校其先往漏斗注入700ml 清水流500ml标准间应15s误差则通式进行修:泥浆粘度=测泥浆粘度(s)×15s/测清水粘度数(s) 含砂量通采用含砂量仪测定测定100ml泥浆装入量杯用清水泥浆稀释其倒入滤筒筛网滤并用水冲洗筛余砂粒倒入干净含砂量杯垂直静置钟记录沉淀物体积毫升数即泥浆含砂率。
水泥浆主要性能的测量方法水泥浆主要性能的测量方法摘要:根据我国石油天然气行业的标准SY/T 5546-92,水泥浆应用性能试验方法测定的内容包括水泥浆密度的测定、水泥浆稠化时间测定、水泥浆离水量测定、水泥浆失水量测定等。
下面分别介绍试验方法(其中水泥的取样按照GB 10238第7章进行,水泥浆的制备略)。
关键词:水泥浆性能测定试验方法1 水泥浆密度的测定主要仪器:水泥浆加压密度计(测量范围在0.75~2.60g/cm3之间,最小刻度为0.01 g/cm3);钻井液密度计。
1.1 用水泥浆加压密度计测定①在样品杯中加入水泥浆至样品杯上缘约6mm处;②将盖子放在样品杯上,打开盖子上的单向阀。
使盖子外缘和样品杯上缘表面接触,过量的水泥浆通过单向阀排出。
将单向阀向上拉到封闭位置,用水洗净、擦干样品杯和螺纹,然后将螺纹盖帽拧在样品杯上;③用专门加压活塞筒吸取适量水泥浆,通过单向阀向上自动封闭;④将样品杯外壳洗净、擦干,然后将密度计放在支架上,移动游码,使游梁处于平衡状态。
读出游码箭头一侧的密度值;⑤测量完后,重新联接专用加压活塞筒,释放样品杯中的压力,拧开螺纹盖帽,取下盖子,将样品中的水泥浆倒掉,用水彻底清洗、擦干个部件,并在单向阀上涂抹润滑油脂。
1.2 用钻井液密度计测定①将水泥浆倒入样品杯中,边倒边搅拌,倒满后再搅拌25次除去气泡;②盖好盖子,洗净从小孔溢出的水泥浆,用滤纸或面巾纸将密度计上的水擦干净;③然后将密度计放在支架上,移动游码,使游梁处于平衡状态。
读出游码左侧所示的密度值;④测定完后,将样品杯中的水泥浆倒掉,用水彻底清洗个部件并将其擦干净。
2 水泥浆稠化时间的测定试验仪器主要是:稠化仪、电位器。
根据钻井现场获得的数据制定稠化时间试验方案,以井底温度、井深、井口表压、钻井液密度和水泥浆到达井底的时间等数据,按给定的套管程序,制定出升温、升压的试验方案。
其模拟试验步骤如下:①按照制定或选定地模拟试验方案给稠化仪升温、加压。
泥浆性能指标检测在基桩的岩土地层钻孔过程中,一般都要采取护壁措施。
泥浆作为钻探的冲洗液,除了起护壁作用外,还具有携带岩土、冷却钻头、堵漏等功能,泥浆性能的好坏直接影响钻进效率和生产安全。
泥浆性能检测可按照《公路桥涵施工技术规范》(JTG/TF50-2011)附录D 进行灌注桩泥浆性能指标钻孔灌注桩一般由水、黏土(或膨润土)和添加剂按适当配合比配制而成。
直径大于2m的大直径钻孔灌注桩对泥浆的要求较高,泥浆的应根据钻孔的工程地质情况、孔位、钻机性能、泥浆材料条件等确定。
在地质复杂,覆盖层较厚,护筒下沉不到岩层的情况下,宜使用丙烯酰胺即PHP泥浆。
此泥浆的特点是不分散、低固相、高黏度。
成孔质量标准钻、挖孔的终孔和清孔后,应进行孔位、孔深检验。
现行《公路桥涵施工技术规范》(JTG/TF50-2011)规定如下:(1)孔径、孔形和倾斜度宜采用专用仪器测定。
孔深可采用专用测绳检测。
钢筋测孔器仅可用于中小桥梁工程桩孔的检测,测孔器外径应不小于桩孔直径,长度宜为外径的4~6倍。
采用钻杆测斜法测量桩的倾斜度时,量测应从钻井平台起算至孔底。
(2)现行的《公路桥涵施工技术规范》(JTG/TF50-2011)对钻挖成孔质量标准规定如下:①孔的中心位置允许偏差:群桩100mm;单排桩50mm②孔径允许偏差:不小于设计桩径③倾斜度允许偏差:钻孔小于1%、挖孔小于0.5%④孔深允许偏差:摩擦桩不小于设计规定、支撑桩比设计深度超深不小于50mm⑤沉淀厚度允许偏差:摩擦桩应符合设计要求,当无设计要求时,对于直径≤1.5m的桩,小于或等于200mm,对桩径大于1.5m或桩长大于40m或土质较差的桩小于或等于300mm支撑桩不大于设计规定,设计未规定时,小于或等于50mm⑥清孔后泥浆指标允许偏差:相对密度1.03-1.10;黏度17-20PaS;含砂率小于2%;胶体率大于98%o泥浆性能检测Ix相对密度PX泥浆的相对密度时泥浆与4。
泥浆性能指标的测定方法泥浆是一种由水和固体颗粒混合而成的悬浮物质,广泛应用于石油钻井、地质勘探以及建筑工程等领域。
泥浆性能指标的测定方法可以用来评估泥浆的质量以及其适用性。
本文将介绍一些常用的泥浆性能指标的测定方法。
1.密度测定方法泥浆的密度是衡量泥浆重力性能的重要指标。
常用的密度测定方法包括:管法、浮子法和压力法。
其中,管法适用于测定浆液和钻井液的低密度;浮子法适用于测定泥浆和钻井液的中等密度;压力法适用于测定高密度泥浆和钻井液。
2.粘度测定方法泥浆的粘度反映了泥浆内部颗粒之间的相互作用力,是评估泥浆性能的重要参数。
常用的粘度测定方法包括:滑动杯法、旋转圆柱体法和旋转牺牲圆柱体法。
其中,滑动杯法适用于测定低粘度泥浆;旋转圆柱体法适用于测定中等粘度泥浆;旋转牺牲圆柱体法适用于测定高粘度泥浆。
3.滤失测定方法泥浆的滤失性能是指泥浆中固体颗粒滤失到固体介质中的能力。
测定泥浆滤失性能的常用方法包括常规滤失法、渗透法和静置法等。
其中,常规滤失法适用于测定渗透率小于1μm的低渗透率固体;渗透法适用于测定大于1μm的高渗透率固体;静置法适用于测定细微颗粒和胶体物质的滤失性能。
4.砂打测定方法砂打测试用于评估泥浆的输送能力和抗砂封性能。
常用的砂打测定方法包括洗渗实验法和旋转式脆弱砂打实验法。
洗渗实验法适用于测定不同粒径砂颗粒的输送能力;旋转式脆弱砂打实验法适用于测定泥浆在旋转状态下的耐砂打能力。
5.钻井液过滤性能测定方法钻井液过滤性能测定方法用于评估钻井液在井下环境中的稳定性和透水性。
常用的过滤性能测定方法包括旋转压滤法、真空压滤法和滴定法。
旋转压滤法适用于测定中等至高密度的钻井液的过滤性能;真空压滤法适用于测定低至中等密度的钻井液的过滤性能;滴定法适用于测定粘土类泥浆和钻井液的液相渗透性。
除了上述提到的常见泥浆性能指标的测定方法外,还有许多其他的指标需要通过不同的实验和测试方法进行测定,例如砂含量、盐度、水质等等。
泥浆性能指标的测定方法
1、相对密度
泥浆的相对密度的测定施工现场一般是采用泥浆相对密度计来测定。
将要量测的泥浆装满泥浆杯,加盖并洗净从小孔溢出的泥浆,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,即为泥浆的相对密度。
2、粘度
用工地标准漏斗粘度计测定。
用两端开口量杯分别量取200mL和500mL泥浆,通过虑网虑去大砂粒后,将泥浆700mL均注入漏斗,然后使泥浆从漏斗流出,流500mL量杯所需时间(s),即为所测泥浆的粘度。
校正方法:漏斗中注入700mL清水,流出500mL,所需时间应是15s,其偏差如超过+1s,测量泥浆时应校正。
3、含砂率
施工现场用含砂率计测定含砂率,量测时,把调好的泥浆50mL倒进含砂率计,然后再倒进清水,使总体积为500mL,将仪器口塞紧摇动1min,使泥浆与水混合均匀。
再将仪器垂直静放3min,仪器下端沉淀物的体积乘2就是含砂率。
4、静切力
工地用不锈钢泥浆切力计测定。
泥浆切力可用下式计算:
θ=(α-Fhr)/(Sh+F)
式中:θ-泥浆切力,
α-切力计重计
F -切力计横断面面积
r-泥浆的容重
h-切力计沉入泥浆中的深度
S-切力计横断面周长
切力计用厚度0.7㎜不锈钢板卷制焊成,中空、不漏水,要求尺寸与制成后的重力符合要求。
切力计两边从底边向上刻划有尺度,精度至㎜。
泥浆筒用铝合金制成,要求不漏水,尺寸符合要求。
另外需设置2根圆棒。
量测时,先将1500mL泥浆搅匀后,倒入泥浆筒中。
将两根圆棒平行置于泥浆
筒顶面中间,两棒间距约2㎝。
再将切力计慢慢竖直插于两棒之间沉放泥浆中,待其下沉稳定后,从切力计上读出沉入泥浆深度h,用相对密度计测出泥浆重度,带入公式,即可计算出该泥浆的初切力。
取出切力计,擦净粘着的泥浆,用棒搅动筒内泥浆,静止10min,再用切力计测算初的切力为终切力。
计算出的切力单位为N/c㎡。
5、失水率
施工现场一般可以采用滤纸法测定,用一张12㎝×12㎝的滤纸,至于水平玻璃板上,中央画一直径3㎝的圆,将2mL的泥浆滴入圆圈内,30min后测量湿圆圈的平均半径,减去泥浆坍平后泥皮的平均半径,即失水率。
再滤纸上量出泥浆皮的厚度,即为泥皮厚度。
泥皮愈平坦、愈薄则泥浆质量愈高,一般不宜后于2㎜~3㎜。
6、胶体率
胶体率是泥浆中土粒保持悬浮状态的性能。
测定方法可将100mL泥浆倒入100mL的量杯中,用玻璃片盖上,静止24h后,量杯上部泥浆可能澄清为水,测量时其体积如为5mL,则胶体率为100-5=95,即95%。
7、酸碱度
pH值就是常用的酸碱度的表度之一。
pH值等于溶液中氢离子浓度的负对数值。
pH值等于7时为中性,大于7时为碱性,小于7时为酸性。
工地测量pH值方法用比色法测定,取一条pH试纸放在泥浆面上,0.5s后拿出来与标准颜色相比,即可读出pH值。
也可用pH酸碱计,将其探针插入泥浆,直接读出pH值。
实际施工现场可以根据条件,一般操作是只测定泥浆的相对密度、粘度、含砂率几项指标。
控制好这几项指标,泥浆的质量和性能已经能够很好的满足施工要求了。
出处:JTJ248-2001
泥浆的性能:
泥浆的主要性能有:1、相对密度2、粘度3、静切力4、含砂率5、胶体率6、失水率7、酸碱度
1、相对密度
泥浆的相对密度失泥浆与同体积的水的质量之比。
泥浆的相对密度增大时,在钻孔中对孔壁的侧压力也相应增大,孔壁也越趋稳定,悬浮携带钻渣的能力也越大。
但是,相对密度过大的泥浆,其失水量亦增大,孔壁上的泥皮也增厚,这就增加了泥浆原料的消耗,而且回给清孔和灌注混凝土造成困难。
另外,泥浆相对密度的加大,意味着泥浆中固体颗粒含量加大,这就会对钻具产生较大的磨损,更重要的是降低了钻进速度。
2、粘度
粘度是液体或混合液体运动时,各分子或颗粒之间产生的内摩擦力。
粘度大的泥浆,产生的孔壁泥皮厚,对防止翻砂、阻隔渗漏有利,对悬浮携带钻渣的能
力强,对正循环回转钻进有利。
但粘度过大,易“糊钻”,影响泥浆泵的正常工作,增加泥浆净化的困难,进而影响钻进速度。
粘度过小、钻渣不易悬浮,泥皮薄,对防止翻砂、渗漏不利。
3、含砂率
含砂率时泥浆内所含的砂和粘土颗粒的体积百分比。
泥浆含砂率大时,会降低粘度,增加沉淀,容易磨损泥浆泵和水管摇头、钻锥等机具;停钻时易造成埋钻、卡钻事故。
4、失水率
失水率又叫失水量或渗透量,是泥浆在钻孔内受内外水头压力差的作用在一定时间内渗入地层的水量,以mL/30min为单位。
泥浆的失水率越小,则它的胶体率越大。
失水率小的泥浆有利于巩固孔壁和保护基岩;失水量过大的泥浆,形成孔壁泥皮过厚而使钻孔直径缩小,在泥岩地层易造成其遇水软化,地层膨胀而坍孔。
故泥浆的失水率越小越好。
5、静切力
静切力时精致的泥浆,受外力开始流动所需的最小的力,它表示泥浆结构的强度,以破坏1c㎡面积上的泥浆颗粒结构所需的力表示。
泥浆静切力要适当:太大则流动阻力大,流往沉淀池的泥浆中钻渣不易沉淀,影响净化速度,使泥浆相对密度过大,钻进速度降低;太小则悬浮携带钻渣效果不好,钻进速度也会降低,若因故停钻时,钻渣易下沉,造成积渣埋钻事故。
6、胶体率
胶体率时泥浆静止后,其中呈悬浮状态的粘土颗粒与水分离的程度,以百分比表示,胶体率的泥浆,粘土颗粒不易沉淀,悬浮钻渣的能力强,否则反之。
7、酸碱度
以pH值表示,pH值等于7时为中性泥浆,小于7时为酸性,大于7时为碱性。
pH值一般以8~10为适当,这是粘土颗粒可进行分散,水分子进入粘土内部使其膨胀,颗粒表面形成一层吸附性水化膜(又称束缚水),相当于增加了泥浆中的固相成分,使失水率小,能较快形成薄而坚的泥皮,因此这种泥浆固壁性能好。
水化膜还可阻止土颗粒粘结在一起而沉淀,因而增加了泥浆的稳定性和胶体率。
如pH过小时,失水率也会急剧上升;如pH值过大,泥浆虑液将渗透到孔
壁的粘土,使孔壁的表面软化,粘土颗粒之间的凝聚力减弱,造成裂解而使孔壁坍塌。
泥浆性能指标选择。