鉆井液的流變性(編輯修改稿)
2024-08-28 15:24 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 F2…… 與原點(diǎn) O的連線OF OF2…… 斜率的倒數(shù)均表示表觀粘度值。剪切速率越高，表觀粘度越低。這種 表觀粘度隨剪切速率升高而降低的現(xiàn)象，可稱為剪切稀釋作用 。 泥漿剪切稀釋作用的好壞可用 動塑比 (動切力 /塑性粘度 )來表示 ， 動塑比越大 ， 表示剪切稀釋作用越好 。 加入高分子處理劑的低固相泥漿 (特別是加入 XC生物聚合物 )， 可使塑性粘度增加慢而動切力增加快 ， 能提高泥漿的動塑比 。 冪律流體 θθθθ039。假塑流體39。膨脹流體2341圖 4 冪律流體流變曲線 ?用高分子處理劑處理的低固相泥漿及聚合物鉆井液 ，也多屬于假塑流體 ，或介于賓漢體與假塑體之間 。 ?濃的淀粉糊 、 一些礦漿 、 高固相含量的涂料等屬于膨脹流體 。 冪律流體 nK ?? ???式中： K—— 稠度系數(shù) ， 或稱為冪律系數(shù) ， Pasn； n——流性指數(shù) ， 或稱為冪律指數(shù) ， 無單位 。 K值是粘度的度量 ， 但不等于粘度值 ， 而粘度越高 ， K值也越高 。 在剪切速率一定范圍內(nèi) ， n值可當(dāng)作常數(shù)處理 。n值是非牛頓性的度量 ， n值越低或越高曲線也越彎曲 ，非牛頓性也越強(qiáng) ， 泥漿 n值一般在 。 上式中 ， 當(dāng) n1時為假塑流體；當(dāng) n=1時為牛頓流體；當(dāng)n1時為膨脹流體 。 因此 ， 冪律流體又區(qū)分為 假塑流體 與膨脹流體 兩種 ， 其中最常見的是假塑流體 。 假塑流體 ? 如圖 4所示 ， 假塑流體的流變曲線為凹向軸的曲線 OAB， 曲線 OA’B’ 是膨脹流體 (在高剪切速率下接近于直線 )。 它通過原點(diǎn) O， 表示一加外力即產(chǎn)生流動 ， 不存在靜切力 。 隨著剪切速率的不斷升高 ， 其表觀粘度是不斷下降的 ， 屬于剪切稀釋液 。 表觀粘度： 1?????? nnA KK ?????? ????假塑流體 ? 當(dāng) n1時 ， 0tgβ1， 0176。 β45176。 ， 為假塑流體；n=1時 ， β=45176。 ， 為牛頓流體 (圖 1可見 )， n1時 ，β45176。 ， 為膨脹流體 。 ? 因此 n值和 K值是假塑流體的兩個流變參數(shù) 。 ? 長鏈高分子聚合物懸浮體是典型的假塑流體 。靜止時分子鏈任意相互糾纏 ， 但由于靜電斥力占優(yōu)勢 ， 不易形成結(jié)構(gòu) 。 運(yùn)動時 ， 分子鏈趨向于平行流動方向 ， 順序排列 ， 運(yùn)動阻力減小 ，隨剪切速率增加 ， 這一趨勢增加 ， 加上分子鏈可能斷裂 ， 因此表觀粘度減少 。 卡森流體 ? 卡森模式 是假定凝聚成長條狀的棒狀物，在剪切下特別是在高剪切速率下能分解為原始短顆粒。 21212121 ???? ????? c式中： —— 任意剪切速率或每分鐘轉(zhuǎn)數(shù) (rpm)下表觀粘度， Pas； —— 剪切速率為無窮大時的表觀粘度， Pas； —— 剪切速率， s1； —— 屈服值或卡森動切力， Pa。 ????? c?卡森流體 ? 卡森斜率： 21212121 ????? ?????? ?tgC s卡森斜率越高，表示泥漿的 剪切稀釋作用越好，而值 等于截距 (圖 5)。 0 12178。170 .3sθ8642102∞11
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