图2-1ZNN型漏斗粘度计示意图图2-2ZNN型漏斗粘度计1.漏斗粘度计的校正：用自来水把漏斗和量杯冲洗干净，左手握住漏斗的下端部并用食指堵住漏斗流出管口，使漏斗始终保持垂直状态，将筛网放在漏斗上端口上，用量杯分别量取500ml和200ml自来水倒入漏斗中，将漏斗出口对准量杯500ml的一端，右手握住秒表，放开堵住漏斗流出口的左手食指让漏斗中的水自然流入量杯中，放开手指的同时按动秒表，当量杯(500ml)盛满水时，停止计时，同时用左手食指堵住漏斗流出口，记录清水的流出时间（标准值为15±0.5秒），如不合标准，则应重新清洗或更换漏斗。2.钻井液漏斗粘度的测定：用手指堵住流出口，把刚搅拌好的钻井液用量杯量取700ml通过筛网到入漏斗中，把量杯置于流出口下，移取手指的同时计时，记录注满500ml量杯的流出时间（秒），以此值作为该钻井液的漏斗粘度值。若数据可疑，应多测几次，然后取平均值
5 图2-1 ZNN型漏斗粘度计示意图 图2-2 ZNN型漏斗粘度计 1.漏斗粘度计的校正：用自来水把漏斗和量杯冲洗干净，左手握住漏斗的下端部并用食指 堵住漏斗流出管口，使漏斗始终保持垂直状态，将筛网放在漏斗上端口上，用量杯分别量取500ml 和200ml自来水倒入漏斗中，将漏斗出口对准量杯500ml的一端，右手握住秒表，放开堵住漏斗 流出口的左手食指让漏斗中的水自然流入量杯中，放开手指的同时按动秒表，当量杯(500ml)盛 满水时，停止计时，同时用左手食指堵住漏斗流出口，记录清水的流出时间(标准值为15±0.5秒)， 如不合标准，则应重新清洗或更换漏斗。 2.钻井液漏斗粘度的测定：用手指堵住流出口，把刚搅拌好的钻井液用量杯量取700ml通过 筛网到入漏斗中，把量杯置于流出口下，移取手指的同时计时，记录注满500ml量杯的流出时间 (秒)，以此值作为该钻井液的漏斗粘度值。若数据可疑，应多测几次，然后取平均值
（四）用ZNN-D6型旋转粘度计测定钻井液的流变参数图3ZNN-D6型旋转粘度计本仪器（见图3）可进行多个流变参数的测量，根据多点测量数值绘制流变曲线，确定液体在流动过程中的流型，选用合适的计算公式，对非牛顿流体进行精确的测量，用于钻井液流变参数的研究，有利于安全、快速、科学钻井的需要。粘度是钻井液流动时固体颗粒之间、固体颗粒与液体之间、以及液体分子之间的内摩擦的总反映。它包括漏斗粘度、表观粘度和塑性粘度、切力（包括静切力、动切力)。切力是钻井液结构强度的大小，而各种流型系数表示钻井液的流变状态。这些指标主要用来表示钻井液在钻井过程中清洗井底、携带岩屑的能力及流动阻力的大小。剪应力，T图4四种基本流型1.仪器测量原理：对牛顿流体流动服从于牛顿内摩擦定律：塑性流体流动服从于宾汉公式；假塑性流体和膨6
6 (四)用ZNN-D6型旋转粘度计测定钻井液的流变参数 图3 ZNN-D6型旋转粘度计 本仪器(见图3)可进行多个流变参数的测量，根据多点测量数值绘制流变曲线，确定液体在 流动过程中的流型，选用合适的计算公式，对非牛顿流体进行精确的测量，用于钻井液流变参 数的研究，有利于安全、快速、科学钻井的需要。 粘度是钻井液流动时固体颗粒之间、固体颗粒与液体之间、以及液体分子之间的内摩擦的 总反映。它包括漏斗粘度、表观粘度和塑性粘度、切力(包括静切力、动切力)。切力是钻井液 结构强度的大小，而各种流型系数表示钻井液的流变状态。这些指标主要用来表示钻井液在钻 井过程中清洗井底、携带岩屑的能力及流动阻力的大小。 图4 四种基本流型 1.仪器测量原理： 对牛顿流体流动服从于牛顿内摩擦定律；塑性流体流动服从于宾汉公式；假塑性流体和膨
胀流体流动服从于幂函数公式。见图4。当被测液体放置在两个同心圆筒的环形空间内，通过变速传动外筒以恒速旋转，外筒通过被测液体作用于内筒上一转距，使同扭簧连接的内筒旋转了一个相应角度，根据牛顿定律，该转角的大小与液体的粘度成正比，于是把液体粘度的测量转为内筒转角的测量。2.操作说明：把仪器与电源相接(220V、50Hz)，查看铭牌上的变速位置图（见图5)，启动电机转换手柄，可获得要求的转速：无须停机可变换速度从刻度盘上读出扭力值：取下外筒只需顺时针旋转便可取下，内筒与轴锥度配合，装卸时用手捏住悬轴，将内筒右旋，向上或向下拉进行装卸，内筒为空心式，使用温度不得超过95℃。3.操作步骤：①接通电源，指示灯亮，将转换开关旋钮（见图6）向左旋至“高速时，变换变速手柄高、中、低位置，可得转速为200、6、600r/min；将转换开关旋钮向右旋至“低速"时，变换变速手柄高、中、低位置可得转速为100、3、300r/min。C韩建选辉元8CHPO图5变速手把图6转换开关②调整变速手柄以300或600转动时，外筒不得偏摆，否则再重新清洗后重装。③检查刻度盘0位，如刻度盘指针不对0，取下护罩，松开螺钉调整手轮对正0位，然后拧紧螺钉，盖好护罩。④校正仪器：把自来水倒入样品杯刻线处(350ml)，立即置于托盘上，上升托盘使水液面对齐外筒刻线处拧紧托盘手轮（如用其他样品杯，外筒底部与杯底部之间距离不应低于1.3cm)，测定600转/分（或300转/分）的清水值，标准值应为：0600=2（或0300=1）。③把刚搅拌过的钻井液倒入样品杯中，迅速从高速到低速进行顺序测量，待刻度盘的读数稳定后，分别记录各转速（速梯）下的读数（格）。③静切力的测定：将上述钻井液经600转／分搅拌1分钟，关机静置一定时间（关机后立即7
7 胀流体流动服从于幂函数公式。见图4。 当被测液体放置在两个同心圆筒的环形空间内，通过变速传动外筒以恒速旋转，外筒通过 被测液体作用于内筒上一转距，使同扭簧连接的内筒旋转了一个相应角度，根据牛顿定律，该 转角的大小与液体的粘度成正比，于是把液体粘度的测量转为内筒转角的测量。 2.操作说明： 把仪器与电源相接(220V、50Hz)，查看铭牌上的变速位置图(见图5)，启动电机转换手柄， 可获得要求的转速；无须停机可变换速度从刻度盘上读出扭力值；取下外筒只需顺时针旋转便 可取下，内筒与轴锥度配合，装卸时用手捏住悬轴，将内筒右旋，向上或向下拉进行装卸，内 筒为空心式，使用温度不得超过95℃。 3.操作步骤： ①接通电源，指示灯亮，将转换开关旋钮（见图6）向左旋至“高速”时，变换变速手柄高、 中、低位置，可得转速为200、6、600 r/min；将转换开关旋钮向右旋至“低速”时，变换变速手 柄高、中、低位置可得转速为100、3、300 r/min。 图5 变速手把 图6 转换开关 ②调整变速手柄以300或600转动时，外筒不得偏摆，否则再重新清洗后重装。 ③检查刻度盘0位，如刻度盘指针不对0，取下护罩，松开螺钉调整手轮对正0位，然后拧紧 螺钉，盖好护罩。 ④校正仪器：把自来水倒入样品杯刻线处(350ml)，立即置于托盘上，上升托盘使水液面对 齐外筒刻线处拧紧托盘手轮(如用其他样品杯，外筒底部与杯底部之间距离不应低于1.3cm)，测 定600转／分(或300转/分)的清水值，标准值应为：θ600＝2（或θ300＝1）。 ⑤把刚搅拌过的钻井液倒入样品杯中，迅速从高速到低速进行顺序测量，待刻度盘的读数 稳定后，分别记录各转速(速梯)下的读数（格）。 ⑥静切力的测定：将上述钻井液经600转／分搅拌1分钟，关机静置一定时间（关机后立即
将变速手把调至3转／分那一档），当静置时间到时（开机前眼睛町着读数窗），开机读出3转分时的最大读数即可。a.初切力：在600转／分下搅拌1分钟，静置1分钟（或10s），测3转／分下的最大读数，b.终切力：在600转／分下搅拌1分钟，静置10分钟，测3转／分下的最大读数。实验完后，关闭电源，松开托盘，移开样品杯，轻轻卸下内、外筒，相互不得擦伤，避免使悬柱弯曲。清洗内、外筒并擦干仪器。4.数据处理：A.外筒转速与内筒上剪切速率换算(见表1)。3外筒转速r/min6003002001006内筒上剪切速率s-11022511105340170B.牛顿流体表观粘度μa=0600/2(mPa:s)C.塑性流体表观粘度Ma=0600/2(mPas)塑性粘度μp=0600-0300（mPa:s）动切力T。=0.511（300—μp）(Pa)(Pa)静切力T机一0.5110：（静止1分钟读数）(Pa)T#=0.51103（静止10分钟读数）D.假塑性流体0600流性指数(无因次)n=3.3221g03000.5110300K=-稠度系数(Pa-s")511"实验数据全部测完后，取下样品杯，将钻井液回收备用。用自来水冲洗样品杯、盛约350ml自来水，让转筒浸入样品杯中，挂上600转/分的挡，开机清洗转筒约1分钟停机，倒去样品杯中的水，如上再清洗转筒一次，小心拧动转筒，使之脱开锁紧的挂销，卸下转筒，注意切不可碰着内筒。用洗净拧干的布轻轻将内筒（严防内筒转动或受力过大）和其它部件彻底擦净擦干。00
8 将变速手把调至3转／分那一档），当静置时间到时（开机前眼睛盯着读数窗），开机读出3转／ 分时的最大读数即可。 a.初切力：在600转／分下搅拌1分钟，静置1分钟（或10s），测3转／分下的最大读数。 b.终切力：在600转／分下搅拌1分钟，静置10分钟，测3转／分下的最大读数。 实验完后，关闭电源，松开托盘，移开样品杯，轻轻卸下内、外筒，相互不得擦伤，避免 使悬柱弯曲。清洗内、外筒并擦干仪器。 4.数据处理： A． 外筒转速与内筒上剪切速率换算(见表1)。 外筒转速r/min 600 300 200 100 6 3 内筒上剪切速率s －１ 1022 511 340 170 10 5 B.牛顿流体 表观粘度 μa＝θ600 /2 （mPa∙s） C.塑性流体 表观粘度 μa＝θ600 /2 （mPa∙s） 塑性粘度 μp＝θ600－θ300 （mPa∙s） 动 切 力 τo ＝0.511（θ300－μp） （Pa） 静 切 力 τ初＝0.511θ3 (静止1分钟读数) （Pa） τ终＝0.511θ3 (静止10分钟读数) （Pa） D.假塑性流体 流性指数 300 600 = 3 322 θ θ n . lg (无因次) 稠度系数 n K 511 0 511 = 300 . θ （Pa·sn） 实验数据全部测完后，取下样品杯，将钻井液回收备用。用自来水冲洗样品杯、盛约350ml 自来水，让转筒浸入样品杯中，挂上600转/分的挡，开机清洗转筒约1分钟停机，倒去样品杯中 的水，如上再清洗转筒一次，小心拧动转筒，使之脱开锁紧的挂销，卸下转筒，注意切不可碰 着内筒。用洗净拧干的布轻轻将内筒(严防内筒转动或受力过大)和其它部件彻底擦净擦干
五、选作实验1.在800ml上述的钻井液中边搅拌边加入20克粘土粉，然后用漏斗粘度计和旋转粘度计测定之，测完后钻井液倒入共用的大浆桶中。2.量取800ml钻井液，边搅拌边加入20克重晶石粉，然后用漏斗粘度计和旋转粘度计测定之，测后将钻井液倒入下水道。试比较加土与加重晶石粉的漏斗粘度与旋转粘度测值的变化，说明二者在作用上的主要区别是什么？六、实验报告内容1.填写本讲义附表一和附表二实验报告单中的表格。附表一测定数据符号性能参数单位允许误差二平均g/cm比重±0.05pT±0.5漏斗粘度S03格PaTsI静切力03"格PaTS10克克配浆时用土量纯碱加量秒漏斗粘度水值密度△值附表二流变参数计算31转速0转/分（r/min）60030020010062105速度梯度（(s")10225113401703清洁水值（格）//一次读值0（格）二次4平均9
9 五、选作实验 1.在800ml上述的钻井液中边搅拌边加入20克粘土粉，然后用漏斗粘度计和旋转粘度计测定 之，测完后钻井液倒入共用的大浆桶中。 2.量取800ml钻井液，边搅拌边加入20克重晶石粉，然后用漏斗粘度计和旋转粘度计测定之， 测后将钻井液倒入下水道。 试比较加土与加重晶石粉的漏斗粘度与旋转粘度测值的变化，说明二者在作用上的主要区 别是什么? 六、实验报告内容 1.填写本讲义附表一和附表二实验报告单中的表格。 附表一 性能参数 符号 单位 允许误差 测 定 数 据 一 二 平 均 比 重 ρ g/cm3 ±0.05 漏斗粘度 T s ±0.5 静切力 θ3 ′ 格 τS1 Pa θ3″ 格 τS10 Pa 配 浆 时 用 土 量 克 纯 碱 加 量 克 漏 斗 粘 度 水 值 秒 密度Δ值 附表二 流 变 参 数 计 算 1 转 速θ转/分（r/min） 600 300 200 100 6 3 2 速 度 梯 度γ（s -1） 1022 511 340 170 10 5 3 清洁水值（格） / / / / 4 读值θ（格） 一次 二次 平均