鉆井液-第3章(鉆井液流變性)-在線瀏覽
2025-03-09 12:46本頁面
【正文】 院 Drilling Fluids 第 7頁 二．鉆井液流動特點及分析 (Newtonion fluid) ① 無結構、均勻質點，如油類、清水。 ③ τ0 、 γ0 施加很小的切應力就發(fā)生流動。 ③ 過渡區(qū) (塞 層 ):結構拆散 ,不能被均勻剪切 . ④ 層流區(qū) (直線段 ) V拆 =V恢 η aη b ⑤ 紊流區(qū) : a b 重慶科技學院石油工程學院 Drilling Fluids 第 9頁 ηa=τa/γa=tgαaηb=τb/γb=tgαb a b τa γ γa γb τb τs 剪切稀釋性 (shear thinning ) — 鉆井液表觀 (視）粘度 （ AV–Apparent viscosity） 隨速梯（流速）增大而降低 的性質。 重慶科技學院石油工程學院 Drilling Fluids 第 10頁 a b τa γ γa γb τb τs 剪切稀釋性 (shear thinning )— 原因 ：在速梯增大時，網架結構被拆散，結構粘度降低所致。而在速梯較大時又有較小的表觀粘度，這有利于降低流動阻力，減少功率損耗。 ③ 具有剪切稀釋性。 γ γa a b τa γb τb 重慶科技學院石油工程學院 Drilling Fluids 第 13頁 167。 影響 :固相性質及含量，液相性質。 重慶科技學院石油工程學院 Drilling Fluids 第 15頁 一、賓漢模式 (Bingham 1919 ) τ=τ0+ηsγ ， YP (Yield Point) ， Pa. 意義 :用以表示鉆井液流動時鉆井液中粘土網架結構的強度 反映了鉆井液攜帶和懸浮鉆屑的能力。 控制 : 提高動切力 ：加上述物質； 降低動切力 ：加拆散結構的物質如：降粘劑、反絮凝劑等。 討論： 兩種鉆井液在某相同的速梯下視粘度相同，其懸浮攜帶鉆屑的性能是否相同？ 例 ： (1) η ′ =25+10= (2) η ′ =10+25= 重慶科技學院石油工程學院 Drilling Fluids 第 17頁 二、冪律模式 (Bingham 1928) (Power law model ) 表達式： τ=Kγn （指數方程） 1. n― 流性指數 (無因次 n1) 意義 ： 當 n1時為假塑流體；當 n=1時為牛頓流體； 當 n1時為膨脹流體。 影響與控制 ： 與動切應力類似。 影響與控制： 與粘度相同。 η′=τy/γ+ Kγn1 γ→∞ η`→0 γ τy τ 重慶科技學院石油工程學院 Drilling Fluids 第 19頁 四、卡森模式 Casson model ( . 1979LawronReid 首用 ) 21212121???? c???21212121 ???? ???? ?c表達式： τc τ γ 特點 : 流變曲線符合大多數鉆井液的流變特征 ,適應范圍廣 ,低、中、高速梯；參數意義明確，準確性高。（ γ→ ∝ η→η ∝ ） 21212121 ???? ???? c 21212121???? c???重慶科技學院石油工程學院 Drilling Fluids 第 21頁 Im: ——最大粘度 (γ=1的粘度 )與最小粘度 (η∝ )之比值。 ???????????????????221211cmI重慶科技學院石油工程學院 Drilling Fluids 第 22頁 三種常用流變模式與實測流變曲線 重慶科技學院石油工程學院 Drilling Fluids 第 23頁 167。 重慶科技學院石油工程學院 Drilling Fluids 第 24頁 ZNN型旋轉粘度計 局部放大圖 旋轉粘度計實物 重慶科技學院石油工程學院 Drilling Fluids 第 25頁 旋轉粘度計 基本公式 : (ZNND6 仿范氏 ) 1. τ= (Pa) 2. γ= (1/s) 3. η=300 φn/N () ?Fann旋轉粘度計： ?N (RPM): 600 300 200 100 6 3 ?γ(1/S) ： 1022 511 340 170 10 重慶科技學院石油工程學院
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