专利名称：工程泥浆流变性能测试方法
技术领域：
本发明涉及一种泥浆性能测试方法，尤其涉及一种工程泥浆流变性能测试方法。
背景技术：
泥浆的粘度是量度液体粘滞性大小的物理量，它反映泥浆流动时其内部摩擦阻力和内部之间相互作用的大�。悄嘟淖钪匾鞅洳问弧Ｄ嘟粲诒龊核苄粤魈澹湔扯确治行�(表观)粘度和塑性粘度。泥浆的有效粘度由塑性粘度和结构粘度构成。泥浆的粘度高有利于孔/槽壁稳定，悬浮/携带土渣；但粘度过高不利于渣土沉降和清除，影响施工效率。粘度的评价方法很多，漏斗粘度计和旋转粘度计是工程泥浆比较常用的粘度测量仪器。现有技术中的旋转粘度计有两速、六速、十二速和可连续变速等多种。两速型旋转粘度计用600r/min和300r/min这两种固定的转速测量泥浆的剪切应力，它们分别相当于1022s—1和511s—1的剪切速率。六速粘度计是目前最常用的多速型粘度计，其六种转速和与之相对应的剪切速率如下: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)。十二速旋转粘度计转速为 1、 2、3、6、30、60、90、100、180、200、300、600r/min、可连续变速粘度计转速从 lr/min 至 600r/ min无级可调。工程泥浆流动特性分析工程泥浆通常由清水、膨润土和少许的处理剂组成，其流变特性可用宾汉塑性模式描述(式1和幻，评价泥浆的流变特性参数包括有效粘度(也叫表观粘度)、塑性粘度、 动切力和静切力等。τ = τΛ+μργ式 1"e=f = +y式 2式中，τ为剪切应力，Pa ； γ为剪切速率，s"1 ； μ ρ为塑性粘度，mPa-S5Td为动切力，Pa ； μ e为有效粘度，mPa · S。有效粘度随剪切速率增加而降低。现有技术中，石油钻井与地质勘探用泥浆的流变性能常用上述的两速型旋转粘度计测量，其流变参数计算如下μρ = θ 600- θ 300式 3τ d = 0· 511( θ 300-μρ)式 4从=1没_式5式中，θ 600和θ·分别为转速为600rpm和300rpm旋转粘度计的读数，无量纲。上述现有技术至少存在以下缺点由于工程泥浆的粘度很低，现有技术中使用的高转速的测量方法误差较大，测量精度较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种测试精确度高的工程泥浆流变性能测试方法。本发明的目的是通过以下技术方案实现的本发明的工程泥浆流变性能测试方法，包括用旋转粘度计对工程泥浆的以下参数进行测试塑性粘度、动切力、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为塑性粘度，mPa . s ； τ d为动切力，Pa ； μ e为有效粘度，mPa · s ；θ 100> θ 6和θ 3分别为转速为100rpm、6rpm和3rpm旋转粘度计的读数，无量纲。由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明提供的工程泥浆流变性能测试方法，由于采用了低转速的测试方法对工程泥浆流变性能进行测试，测试的精确度较高。
图1为本发明实施例中钻孔灌注桩泥浆实验流变曲线示意图。1为3%膨润土的测试曲线；2为3%膨润土 +10%粘土的测试曲线；3为5%膨润土+11%砂土的测试曲线；4为5%膨润土+0. 1CMC+0. 25%纯碱的测试曲线；5为4%膨润土 +0. 1CMC+0. 2%纯碱+10%粘性土的测试曲线。
具体实施例方式下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明的工程泥浆流变性能测试方法，其较佳的具体实施方式
是包括用旋转粘度计对工程泥浆的以下参数进行测试塑性粘度、动切力、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为塑性粘度，mPa . s ； τ d为动切力，Pa ； μ e为有效粘度，mPa · s ；θ 100> θ 6和θ 3分别为转速为100rpm、6rpm和3rpm旋转粘度计的读数，无量纲。所述旋转粘度计为现有技术中的12速旋转粘度计或可连续变速旋转粘度计。所述工程泥浆可以为石油钻井与地质勘探用泥浆。由于工程泥浆的粘度很低，现有技术中使用的高转速的测量方法误差较大，本发明采用了低转速的测试方法，测试的精确度较高。下面通过泥浆流变性能实验对比分析本申请与现有技术的测试效果1、泥浆根据所钻地层不同可以采用膨润土配制；也可以用清水钻井，利用地层粘性土自造浆(地层粘土质量不好时需要掺加膨润土)；对于复杂地层，需要添加一些处理剂配制优质泥浆。用ZNN-D6S型六速旋转粘度计，对几种典型钻孔灌注桩泥浆进行了实验，实验数据见表1，其流变曲线见图1。
表1流变性能测试
权利要求
1.一种工程泥浆流变性能测试方法，其特征在于，包括用旋转粘度计对工程泥浆的以下参数进行测试塑性粘度、动切力、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为塑性粘度，rnPa . s ； τ d为动切力，Pa5Ue为有效粘度，mPa · s ； θ 100> Θ 6和Θ 3分别为转速为100rpm、6rpm和3rpm旋转粘度计的读数，无量纲。
2.根据权利要求1所述的工程泥浆流变性能测试方法，其特征在于，所述旋转粘度计为12速旋转粘度计或可连续变速旋转粘度计。
3.根据权利要求1或2所述的工程泥浆流变性能测试方法，其特征在于，所述工程泥浆为石油钻井与地质勘探用泥浆。
全文摘要
本发明公开了一种工程泥浆流变性能测试方法，包括用旋转粘度计对工程泥浆的以下参数进行测试塑性粘度μp＝3.2(θ100-θ6)、动切力τd＝0.511×θ100-0.544(θ100-θ6)、有效粘度μe＝100θ3。采用了低转速的测试方法对工程泥浆流变性能进行测试，测试的精确度较高。
文档编号G01N11/00GK102435536SQ20111030137
公开日2012年5月2日 申请日期2011年9月28日 优先权日2011年9月28日
发明者宋中南, 宋福渊, 张清林, 杨春英, 杨浩, 王俊生, 白晨光, 耿冬青, 郑秀华, 马庆松 申请人:中国地质大学(北京), 中国建筑股份有限公司
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