專利名稱：工程泥漿流變性能測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種泥漿性能測(cè)試方法，尤其涉及一種工程泥漿流變性能測(cè)試方法。
背景技術(shù)：
泥漿的粘度是量度液體粘滯性大小的物理量，它反映泥漿流動(dòng)時(shí)其內(nèi)部摩擦阻力和內(nèi)部之間相互作用的大小，是泥漿的最重要流變參數(shù)之一。泥漿屬于賓漢塑性流體，其粘度分為有效(表觀)粘度和塑性粘度。泥漿的有效粘度由塑性粘度和結(jié)構(gòu)粘度構(gòu)成。泥漿的粘度高有利于孔/槽壁穩(wěn)定，懸浮/攜帶土渣；但粘度過(guò)高不利于渣土沉降和清除，影響施工效率。粘度的評(píng)價(jià)方法很多，漏斗粘度計(jì)和旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)是工程泥漿比較常用的粘度測(cè)量?jī)x器?，F(xiàn)有技術(shù)中的旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)有兩速、六速、十二速和可連續(xù)變速等多種。兩速型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)用600r/min和300r/min這兩種固定的轉(zhuǎn)速測(cè)量泥漿的剪切應(yīng)力，它們分別相當(dāng)于1022s—1和511s—1的剪切速率。六速粘度計(jì)是目前最常用的多速型粘度計(jì)，其六種轉(zhuǎn)速和與之相對(duì)應(yīng)的剪切速率如下:600r/min(1022s_1)、300r/min(511s<)、200r/min(340. 7s"1)、 100r/min(170. 3s_1)、6r/min(10. 22s-1)和 3r/min(5. lis-1)。十二速旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)轉(zhuǎn)速為 1、 2、3、6、30、60、90、100、180、200、300、600r/min、可連續(xù)變速粘度計(jì)轉(zhuǎn)速?gòu)?lr/min 至 600r/ min無(wú)級(jí)可調(diào)。工程泥漿流動(dòng)特性分析工程泥漿通常由清水、膨潤(rùn)土和少許的處理劑組成，其流變特性可用賓漢塑性模式描述(式1和幻，評(píng)價(jià)泥漿的流變特性參數(shù)包括有效粘度(也叫表觀粘度)、塑性粘度、 動(dòng)切力和靜切力等。τ = τΛ+μργ式 1"e=f = +y式 2式中，τ為剪切應(yīng)力，Pa ； γ為剪切速率，s"1 ； μ ρ為塑性粘度，mPa-S5Td為動(dòng)切力，Pa ； μ e為有效粘度，mPa · S。有效粘度隨剪切速率增加而降低。現(xiàn)有技術(shù)中，石油鉆井與地質(zhì)勘探用泥漿的流變性能常用上述的兩速型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)量，其流變參數(shù)計(jì)算如下μρ = θ 600- θ 300式 3τ d = 0· 511( θ 300-μρ)式 4從=1沒(méi)_式5式中，θ 600和θ·分別為轉(zhuǎn)速為600rpm和300rpm旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)的讀數(shù)，無(wú)量綱。上述現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下缺點(diǎn)由于工程泥漿的粘度很低，現(xiàn)有技術(shù)中使用的高轉(zhuǎn)速的測(cè)量方法誤差較大，測(cè)量精度較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種測(cè)試精確度高的工程泥漿流變性能測(cè)試方法。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的工程泥漿流變性能測(cè)試方法，包括用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)對(duì)工程泥漿的以下參數(shù)進(jìn)行測(cè)試塑性粘度、動(dòng)切力、有效粘度；μ p = 3. 2 ( θ 100- θ 6) 式 9Td = O. 511 X θ100-0. 544(θ100-θ6) 式 10μ e = 100 θ 3 式 11式中μ ρ為塑性粘度，mPa . s ； τ d為動(dòng)切力，Pa ； μ e為有效粘度，mPa · s ；θ 100> θ 6和θ 3分別為轉(zhuǎn)速為100rpm、6rpm和3rpm旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)的讀數(shù)，無(wú)量綱。由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明提供的工程泥漿流變性能測(cè)試方法，由于采用了低轉(zhuǎn)速的測(cè)試方法對(duì)工程泥漿流變性能進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試的精確度較高。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例中鉆孔灌注樁泥漿實(shí)驗(yàn)流變曲線示意圖。1為3%膨潤(rùn)土的測(cè)試曲線；2為3%膨潤(rùn)土 +10%粘土的測(cè)試曲線；3為5%膨潤(rùn)土+11%砂土的測(cè)試曲線；4為5%膨潤(rùn)土+0. 1CMC+0. 25%純堿的測(cè)試曲線；5為4%膨潤(rùn)土 +0. 1CMC+0. 2%純堿+10%粘性土的測(cè)試曲線。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。本發(fā)明的工程泥漿流變性能測(cè)試方法，其較佳的具體實(shí)施方式
是包括用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)對(duì)工程泥漿的以下參數(shù)進(jìn)行測(cè)試塑性粘度、動(dòng)切力、有效粘度；μρ = 3. 2( θ 100- θ 6) 式 9Td = O. 511 X θ100-0. 544(θ100-θ6)式 10μ e = 100 θ 3 式 11式中μ ρ為塑性粘度，mPa . s ； τ d為動(dòng)切力，Pa ； μ e為有效粘度，mPa · s ；θ 100> θ 6和θ 3分別為轉(zhuǎn)速為100rpm、6rpm和3rpm旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)的讀數(shù)，無(wú)量綱。所述旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)為現(xiàn)有技術(shù)中的12速旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)或可連續(xù)變速旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)。所述工程泥漿可以為石油鉆井與地質(zhì)勘探用泥漿。由于工程泥漿的粘度很低，現(xiàn)有技術(shù)中使用的高轉(zhuǎn)速的測(cè)量方法誤差較大，本發(fā)明采用了低轉(zhuǎn)速的測(cè)試方法，測(cè)試的精確度較高。下面通過(guò)泥漿流變性能實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析本申請(qǐng)與現(xiàn)有技術(shù)的測(cè)試效果1、泥漿根據(jù)所鉆地層不同可以采用膨潤(rùn)土配制；也可以用清水鉆井，利用地層粘性土自造漿(地層粘土質(zhì)量不好時(shí)需要摻加膨潤(rùn)土)；對(duì)于復(fù)雜地層，需要添加一些處理劑配制優(yōu)質(zhì)泥漿。用ZNN-D6S型六速旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)，對(duì)幾種典型鉆孔灌注樁泥漿進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1，其流變曲線見(jiàn)圖1。
表1流變性能測(cè)試
權(quán)利要求
1.一種工程泥漿流變性能測(cè)試方法，其特征在于，包括用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)對(duì)工程泥漿的以下參數(shù)進(jìn)行測(cè)試塑性粘度、動(dòng)切力、有效粘度；μρ = 3.2(θ100-θ6) 式 9Td = 0.511 X θ100-0. 544(θ100-θ6)式 10μ e = 100 θ 3 式 11式中μ ρ為塑性粘度，rnPa . s ； τ d為動(dòng)切力，Pa5Ue為有效粘度，mPa · s ； θ 100> Θ 6和Θ 3分別為轉(zhuǎn)速為100rpm、6rpm和3rpm旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)的讀數(shù)，無(wú)量綱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工程泥漿流變性能測(cè)試方法，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)為12速旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)或可連續(xù)變速旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的工程泥漿流變性能測(cè)試方法，其特征在于，所述工程泥漿為石油鉆井與地質(zhì)勘探用泥漿。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種工程泥漿流變性能測(cè)試方法，包括用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)對(duì)工程泥漿的以下參數(shù)進(jìn)行測(cè)試塑性粘度μp＝3.2(θ100-θ6)、動(dòng)切力τd＝0.511×θ100-0.544(θ100-θ6)、有效粘度μe＝100θ3。采用了低轉(zhuǎn)速的測(cè)試方法對(duì)工程泥漿流變性能進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試的精確度較高。
文檔編號(hào)G01N11/00GK102435536SQ20111030137
公開(kāi)日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月28日
發(fā)明者宋中南, 宋福淵, 張清林, 楊春英, 楊浩, 王俊生, 白晨光, 耿冬青, 鄭秀華, 馬慶松 申請(qǐng)人:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京), 中國(guó)建筑股份有限公司