專利名稱：一種管式鉆井液流變儀的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于一種管式流變儀，適合于測量粘稠流體、觸變性流體的流變參數， 尤其適合于現場鉆井液的流變性自動化檢測。
背景技術：
管流法是流變性測量的一種常用方法，這種方法的原理是哈根 泊肅葉定律，即一定體積的液體在一定壓力梯度下通過給定毛細管所需時間正比于層流液體的粘度。因此， 通過測量液體流速和液體流經毛細管產生的壓力差即可得液體粘度。毛細管粘度計制造簡單，價格較低，溫度控制簡單，實驗操作方便，能夠進行粘度的絕對測量，因此毛細管法是一種有吸引力的測量方法，產生了大量專利。1991年，專利CN2085960曾經提出了一種毛細管流變儀用于測量鉆井液的流變性，其特征在于差壓測量系統由狹縫式毛細管和一個安裝在該毛細管器壁上的壓力傳感器組成。雖然這種儀器測量室內泥漿精度較高，但是，這種儀器壓力傳感器的引壓孔較細， 只有0. 5 1mm，所以用于粘稠的觸變性流體時，容易造成顆粒堵塞測壓孔或凝膠強度過大引起的壓力測量不準的問題。2002年，專利GOlNl 1/06提出的毛細管粘度計，這種毛細管粘度計，主要用來測定運動粘度，很難用于鉆井液流變性的自動化測量，而且傳統的毛細管粘度計容易被小顆粒物堵塞。為了克服上述缺陷，本實用新型提供了一種管式鉆井液流變儀。本實用新型與現有技術相比有以下優點操作簡便，儀器穩定性好，數據可靠，適用于現場鉆井液的流變性自動化測量。
發明內容現有管式流變儀存在壓力測量儀表引壓孔容易被顆粒或粘稠流體阻塞的缺點，很難用于現場鉆井液流變性自動化測量。本實用新型的目的是為現場鉆井液測量提供了一種新型管式流變儀。本實用新型所采用的技術方案是用管線將鉆井液容器、橫流泵、緩沖罐、流量計和毛細管依次串聯，利用齊平膜壓力傳感器代替較細引壓孔的普通壓力傳感器，安裝在毛細管的管壁上；其次是利用斷面為兩個平橢圓之間的平橢圓環的異型毛細管代替斷面為圓的普通毛細管；平橢圓管之間的環隙為2. 75mm，平橢圓管的側平面寬度大于或等于齊平膜壓力傳感器的螺紋外徑，壓力傳感器膜平面與外平橢圓管內側平面平齊，壓力傳感器I和壓力傳感器II分別安裝在距離毛細管兩端IOcm以上的管壁上。采用無窮大平行板流變學計算公式計算流變參數。本實用新型所提供的管式流變儀主要由恒流泵、緩沖罐、異型毛細管、平面膜壓力傳感器、科氏流量計、自動控制系統，數據采集與數據處理系統等組成。通過自動調整恒流泵的流量，可以自動測量流體在1020s—1 jlOfd^s-1、170s—1剪切速率下的切應力值，最后由數據處理系統計算出流體的流變參數。本實用新型涉及的流變儀測量范圍在1. OmPas 100. OmPas之間，測量誤差小于3%。本實用新型的優點是該實用新型適用于實現鉆井液流變性參數的自動化測量， 儀器的穩定性和精確度高，對鉆井生產過程中鉆井液性能的自動化控制和調節具有重要意義。
圖1是一種管式鉆井液流變儀示意圖；圖1中，1.鉆井液容器；2.恒流泵；3.緩沖罐；4.流量計；5.壓力傳感器I ；6.異型管；7.壓力傳感器II。圖2是一種管式鉆井液流變儀的一種具體實施方式
示意圖。圖2中，1.鉆井液容器I ；2.恒流泵；3.緩沖罐；4.流量計；5.壓力傳感器I ；6.異型管；7.壓力傳感器II ；8.鉆井液容器II ；9.壓力傳感器II的信號調理器；10.壓力傳感器I的信號調理器；11.流量計信號調理器；12.調速器；13.數據采集裝置；14.計算機； 15.輸出設備。
具體實施方式
下面將結合附圖對本實用新型的實施方式進行詳細的描述。圖2是一種管式鉆井液流變儀的一種具體實施方式
示意圖。啟動流變儀操作系統，程序將啟動恒流泵2，恒流泵2將鉆井液容器1中的鉆井液經緩沖罐3、流量計4泵入異型管中，最后鉆井液從異型管出口排入回收鉆井液容器8中；恒流泵的排量由流量計4測量，并將信號經信號調理器11和數據采集器，送入計算機14，并反饋到調速器12中，從而控制流量為一恒定數值；在一定流量下通過一段異型管的壓力降由兩個齊平膜壓力傳感器 5和7測量，經信號調理器10和9、數據采集系統13到計算機14中；計算機14根據不同流量下的壓差計算出流變參數，由輸出設備15提供測量結果。
權利要求1.一種管式鉆井液流變儀，包括鉆井液容器(1)、恒流泵(2)、緩沖罐(3)、流量計(4)、 壓力傳感器I (5)、毛細管(6)和壓力傳感器II (7)，其特征在于用管線將鉆井液容器(1)、恒流泵(2)、緩沖罐(3)、流量計(4)和毛細管(6)依次串聯，毛細管(6)是一種異型管，壓力傳感器1(5)和壓力傳感器11(7)分別安裝在距離毛細管(6)兩端IOcm以上的管壁上，壓力傳感器1(5)和壓力傳感器11(7)均為齊平膜壓力傳感器。
2.按權利要求1所述的一種管式鉆井液流變儀，其特征在于，所述的異型管是斷面為內外兩個平橢圓形成的平橢圓環，平橢圓管環隙厚度為2. 75mm，平橢圓管的側平面寬度大于或等于齊平膜壓力傳感器的螺紋外徑。
3.按權利要求1所述的一種管式流變儀，其特征在于，壓力傳感器1(5)和壓力傳感器 11(7)都安裝于外平橢圓管壁上，壓力傳感器的膜平面與異型管的外平橢圓管內側平面齊平。
專利摘要一種管式鉆井液流變儀，屬于流變性測量領域，尤其適合于鉆井液的流變性的測量。包括鉆井液容器、恒流泵、緩沖罐、流量計、壓力傳感器I、毛細管和壓力傳感器II，其特征在于用管線將鉆井液容器、橫流泵、緩沖罐、流量計和毛細管依次串聯，毛細管是一種異型管，壓力傳感器I和壓力傳感器II分別安裝在距離毛細管兩端10cm以上的管壁上，壓力傳感器I和壓力傳感器II均為齊平膜壓力傳感器。本實用新型涉及的流變儀具有性能穩定，適用范圍寬，測量誤差小等優點。
文檔編號G01N11/08GK202216888SQ20112015443
公開日2012年5月9日 申請日期2011年5月8日 優先權日2011年5月8日
發明者劉保雙, 李公讓, 王忠杰 申請人:中國石化集團勝利石油管理局鉆井工藝研究院, 中國石油化工集團公司