【采礦課件】鉆井液的流變性-在線瀏覽
2025-04-09 00:41本頁面
【正文】 碎巖效率 。井內(nèi)液柱壓力是指在起下鉆和鉆進(jìn)過程中，由于鉆柱上下運(yùn)動(dòng)、泥漿泵開動(dòng)等原因，使得井內(nèi)液柱壓力發(fā)生突然變化（升高或降低），給井內(nèi)增加一個(gè)附加壓力（正值或負(fù)值）的現(xiàn)象。s,(1Pas)。,1空氣1 000 10 000圖 1 典型牛頓流體流變圖 氣體 、 水 、 甘油 、 硅油 、 油(除高剪切速率下的高粘 度油外 )、 低分子化合物溶液等均屬于牛頓流體 。它表示這種流體具有一定的顆粒濃度，在靜止?fàn)顟B(tài)下形成顆粒之間的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，加外力進(jìn)行剪切時(shí)，要破壞結(jié)構(gòu)后才能開始流動(dòng)。倘若顆粒的濃度足夠大，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)能夠在泥漿中布滿整個(gè)空間，那么要使這種泥漿發(fā)生流動(dòng)，就必須在一定程度上破壞這種連續(xù)結(jié)構(gòu)。C2B0θθ圖 2 塑性流體 理想的賓漢塑性流體 ， 一般是一些含較高固相且顆粒均勻的懸浮體 ， 如一些礦漿 、油墨 、 油漆等 。s。 粘塑性流體 ττ不流0塞流 層流0s紊流12圖 3 粘塑流體流動(dòng)圖 屬于粘塑性流體的有泥漿、瀝青、某些原油、水泥漿等，粘度高的牛頓流體也表現(xiàn)出粘塑性流體的性質(zhì)。 隨著的逐步升高 ，結(jié)構(gòu)逐步破壞 ， 表觀粘度也逐漸變小 ， 此段流變曲線為一曲線變化 。 而 D點(diǎn)之后 ， 由于流速快 ， 剪切速率高 ， 就轉(zhuǎn)為紊流態(tài)了 。 粘塑性流體 ???? ???? p0與式 (2)比較 ， 此式也是直線方程 ， 截距為 τ0， 而不是 τs。 粘塑性流變參數(shù)有兩個(gè) ， 即塑性粘度 ηp，及動(dòng)切力 (或叫屈服值 )τ0。剪切速率越高，表觀粘度越低。 泥漿剪切稀釋作用的好壞可用 動(dòng)塑比 (動(dòng)切力 /塑性粘度 )來表示 ， 動(dòng)塑比越大 ， 表示剪切稀釋作用越好 。 冪律流體 θθθθ039。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 。 冪律流體 nK ?? ???式中： K—— 稠度系數(shù) ， 或稱為冪律系數(shù) ， Pa 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 。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 。 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 。 它通過原點(diǎn) O， 表示一加外力即產(chǎn)生流動(dòng) ， 不存在靜切力 。 表觀粘度： 1?????? nnA KK ?????? ???? 假塑流體 ? 當(dāng) n1時(shí) ， 0tgβ1， 0176。 ， 為假塑流體；n=1時(shí) ， β=45176。 ， 為膨脹流體 。 ? 長鏈高分子聚合物懸浮體是典型的假塑流體 。 運(yùn)動(dòng)時(shí) ， 分子鏈趨向于平行流動(dòng)方向 ， 順序排列 ， 運(yùn)動(dòng)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 。 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， s1； —— 屈服值或卡森動(dòng)切力， Pa。 0 12178。 c? 21?? 不同鉆井液流型的形成機(jī)理分析
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