六速旋转粘度计测泥浆的流变曲线
中国石油大学（油田化学）实验报告
实验日期： 成绩：
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同组者： 实验一 六速旋转粘度计测泥浆的流变曲线
一 .实验目的
1. 掌握六速旋转粘度计的使用方法。
2. 掌握如何判断泥浆的流型及对应流变参数的计算方法。
3. 比较宾汉模式、指数模式及卡森模式与实际流变曲线的吻合程度，弄清各种模式的特点。
二. 实验原理
1. 旋转粘度计工作原理
电动机带动外筒旋转时，通过被测液体作用于内筒上的一个转矩，使与扭簧相连的内筒偏转一个角度。根据牛顿内摩擦定律，一定剪切速率下偏转的角度与液体的粘度成正比。于是，对液体粘度的测量就转换为内筒的角度测量。
2. 流变曲线类型、意义。
流变曲线是指剪切速率和剪切应力的关系曲线。根据曲线的形式，它可以分为牛顿型、塑性流型、假塑性流型和膨胀性流型。为了计算任何剪切速率下的剪切应力，常用的方法是使不同流变模式表示的理想曲线逼近实测流变曲线，这样，只需要确定两个流变参数，就可以绘出泥浆的流变曲线。
牛顿模式反映的牛顿液体，其数学表达式为：
τ=η·D
宾汉模式反映的是塑性液体，其数学表达式为：
τ=τ0 +ηp ·D
指数模式反映的是假塑性流体，其数学表达式为：
τ=K·D n 或 Lgτ=lgK + n·lgD
卡森模式反映的是一种理想液体，其数学表达式为：
1
212c 12∞12τ=τ+η. D
实际流变曲线与哪一种流变模式更吻合，就把实际液体看成哪种流型的流体。
三. 实验仪器
1． 仪器
ZNN-D6型旋转粘度计、高速搅拌器；
2. 药品
350ml 水、500ml 泥浆。
四. 实验仪器使用要点
1. 检查好仪器，要求；
①粘度计刻度盘是否对零。若不对零，可松开固定螺钉调零后再拧紧。
②检查粘度计的同心度。高速旋转时，外筒不得有偏摆。
③检查高速搅拌机的搅拌轴是否偏摆。若偏摆，则停止使用。
2. 校正旋转粘度计
①倒350ml 水于泥浆杯中，置于托盘上，上升托盘，使液面与外筒刻度线对齐，拧紧托盘手轮。
②迅速从高速到低速依次测量。待刻度盘读数（基本）稳定后，分别记录各转速下的读数Ø.
要求：Ø 600=2.0格, Ø 300=1.0格。
五. 实验步骤
1. 熟悉旋转粘度计的使用方法。
2. 检查和校正旋转粘度计。
3. 测量泥浆在各剪切速率下的剪切应力。
将待测泥浆高速搅拌10min 后，把水换成待测泥浆，按四-2的方法操作，分别记录各转速下的读数。
泥浆剪切应力τ与粘度计读数Ø对应关系：τ=0.511 Ø，单位：Pa 。
4. 测量泥浆在1分钟和10分钟的静切力
将上一步骤结束后的泥浆继续在600 rpm 下旋转搅拌1分钟，然后将旋钮上提到3/6 rpm 位置，并同时关闭电源，静置1分钟后启动之，注意读取刻度盘的最大值，通过下面的公式计算初切力τs1。再重新在600 rpm 下旋转搅拌1分钟，用同样的方法读取静置10分钟后3 rpm 下的最大值，通过下面的公式计算终切力τs10。
静切力计算公式：τs =0.511×Ø3 ，单位：Pa 。
5. 实验后，关闭电源，倒出泥浆，洗净内、外筒，擦干装好。
注意：停转后，由于静切力作用，刻度盘可能不回零，此时不需要再调零。
六. 数据处理
计算钻井液的流变参数、绘制流变曲线并确定泥浆的流变模式。
数据处理表格
泥浆剪切应力τ与粘度计读数Ø对应关系： τ=0.511 ×Ø=0.511×18=9.198Pa
剪切速率： D=1.703×Ø=1.703×600=1021.8
流变曲线去除个别偏离较远的点以外基本符合Bingham 流体的流变曲线模式。
七．实验总结
通过本次实验，我掌握了六速旋转粘度计的使用方法，掌握了如何判断泥浆的流型及对应流变参数的计算方法，弄清了宾汉模式、指数模式及卡森模式的特点，最后感谢老师的指导！