專利名稱：一種可測(cè)定鉆井漿液三種性能的儀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是測(cè)定各種流體之流動(dòng)性的機(jī)械裝置。
在鉆井過程中，為合理選配各種鉆井漿液以提高鉆速，保證安全，改善鉆井條件，需要對(duì)鉆井漿液的性能進(jìn)行測(cè)定。但是現(xiàn)有的測(cè)定鉆井漿液性能的儀器性能單一，如青島照相機(jī)廠生產(chǎn)的ZNN－D6型六速旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)只能測(cè)定流變性；美國(guó)Baroid公司出產(chǎn)的常溫常壓水泥稠化時(shí)間測(cè)定儀只能測(cè)定水泥漿稠化時(shí)間；上海地質(zhì)儀器廠生產(chǎn)的NR－1型鉆井液潤(rùn)滑性能測(cè)定儀只能測(cè)定潤(rùn)滑性能，因而不能全面適應(yīng)生產(chǎn)實(shí)際的需要。
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種功能多，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適應(yīng)范圍廣的輕便儀器。
本實(shí)用新型主要由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、測(cè)量機(jī)構(gòu)、控制溫度機(jī)構(gòu)和計(jì)量顯示機(jī)構(gòu)組成，它們組裝在機(jī)架1上。


圖1是本實(shí)用新型的正視圖，圖2是它的剖視圖。圖3和圖4是測(cè)量元件圖，圖5及圖6是局部工作原理示意圖。
圖1至圖6的統(tǒng)一標(biāo)記說明如下1－機(jī)架；2－雙速電動(dòng)機(jī)；3－傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；4－測(cè)量外筒；5－端面效應(yīng)消除器；6－測(cè)量外筒；7－遠(yuǎn)紅外線加熱器；8－游輪；9－芯管；10－鍵；11－熱電偶；12－帶導(dǎo)輪刻度盤；13－銷子；14－鋼絲；15－機(jī)體；16－大彈簧；17－空心軸；18－扳手；19－空心軸；20－托盤；21－銷子；22－稠度槳葉；23－鑄石柱體；24－懸臂；25－溫度控制器；26－指針；27－有機(jī)玻璃板；28－小彈簧；29－變速手把；30－支桿；31－壓緊手柄；32－滑輪孔；33－計(jì)時(shí)器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括雙速電動(dòng)機(jī)2和齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3。動(dòng)力從電動(dòng)機(jī)輸出后，經(jīng)分布在三個(gè)傳動(dòng)軸上的五對(duì)齒輪傳動(dòng)四個(gè)速度3r／min、15r／min、75r／min、375r／min。相應(yīng)的速度梯度為85－1、405－1、2005－1、10005－1。改變電動(dòng)機(jī)輸出速度時(shí)，又可得四個(gè)速度6r／min、30r／min、150r／min、750r／min。相應(yīng)的速度梯度為165－1、805－1、4005－1、20005－1。動(dòng)力傳到空心軸19后，經(jīng)托盤20，銷子21最后傳到外筒4上，故外筒可得到八個(gè)轉(zhuǎn)速的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
測(cè)量機(jī)構(gòu)包括測(cè)定三種性能共用的測(cè)量外筒4和三種測(cè)量元件。流變性測(cè)量元件由測(cè)量?jī)?nèi)筒6和端面效應(yīng)消除器5組成；圖3是稠化時(shí)間測(cè)量元件即稠度漿葉22；圖4是潤(rùn)滑性測(cè)量元件即鑄石柱體23。三種測(cè)量元件彼此更換方便，分別與游輪8連接，經(jīng)芯管9、鍵10與刻度盤12相連。流變性測(cè)量元件帶有端面效應(yīng)消除器可以減少內(nèi)筒端面漿液的粘滯阻力對(duì)測(cè)量的影響。
控制溫度機(jī)構(gòu)由遠(yuǎn)紅外線加熱器7，熱電偶11和溫度控制器25組成。該機(jī)構(gòu)用于水泥漿稠度測(cè)定時(shí)，模擬井內(nèi)溫度，改漿液的靜態(tài)測(cè)試為動(dòng)態(tài)測(cè)試。
計(jì)量顯示機(jī)構(gòu)包括帶導(dǎo)輪的刻度盤12，指針26、拉力彈簧對(duì)16和28、懸臂24。刻度盤裝在懸臂端的空腔內(nèi)，上下裝有以便保證工作時(shí)正常轉(zhuǎn)動(dòng)的軸承，空腔外殼裝有供讀數(shù)用的有機(jī)玻璃板27。拉力彈簧對(duì)由大小彈簧各一根組成，平行地裝在懸臂另一端的腔體內(nèi)(見圖5中16和28)，并用細(xì)鋼絲14互相連接，套在刻度盤12導(dǎo)輪上，小彈簧處于預(yù)拉伸狀態(tài)。懸臂與空心軸17連接并且通過銷子13可以固定或轉(zhuǎn)動(dòng)。銷子扦入機(jī)體15時(shí)，懸臂24固定，刻度盤12與測(cè)量外筒4在同一軸心線上回轉(zhuǎn)；銷子撥出，懸臂就可以繞空心軸擺動(dòng)。
使用本實(shí)用新型進(jìn)行測(cè)定時(shí)，可按下列程序進(jìn)行。
(一)測(cè)量漿液粘度及流變性裝上流變性測(cè)量元件，倒入待測(cè)漿液，通過齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3，帶動(dòng)測(cè)量外筒4轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)筒受漿液的粘滯作用而扭轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)刻度盤也扭轉(zhuǎn)一個(gè)角度，此時(shí)用鋼絲連接套在刻度盤12導(dǎo)輪上的大拉力彈簧處在受拉狀態(tài)，小彈簧則恢復(fù)原狀(見圖5)。當(dāng)刻度盤上的旋轉(zhuǎn)力矩與大彈簧受拉形成的反力矩平衡時(shí)，刻度盤不再扭轉(zhuǎn)，這時(shí)扭轉(zhuǎn)角的大小就代表漿液的粘度值。根據(jù)不同轉(zhuǎn)速下的讀數(shù)，就可以繪制出流變性能曲線。當(dāng)停止工作時(shí)，大彈簧恢復(fù)原狀，刻度盤回到零位，而保證刻度盤準(zhǔn)確回零的小彈簧則又處于受拉狀態(tài)。
(二)測(cè)量水泥漿稠化時(shí)間將測(cè)量元件換成稠度漿葉22，倒入待測(cè)水泥漿，操縱變速手把29，使測(cè)量外筒4以150r／min旋轉(zhuǎn)，計(jì)時(shí)器33記錄從加入新拌水泥漿到稠度為100ch(稠度單位)時(shí)的這段時(shí)間，即為水泥稠化時(shí)間。測(cè)量時(shí)的讀數(shù)原理與上述相同。若需模擬井內(nèi)溫度條件，啟用控制溫度機(jī)構(gòu)。
(三)測(cè)量潤(rùn)滑性能將測(cè)量元件換成鑄石柱體23，注入待測(cè)鉆井液，撥起銷子13使懸臂松動(dòng)，同時(shí)借助一根一端與機(jī)體相連的另一端裝有一滑輪的支桿30由壓緊手柄31控制支桿的水平或垂直狀態(tài)。測(cè)量時(shí)支桿與扳手18平行，把系著重錘的尼龍繩通過滑輪孔32掛在扳手18的滑輪上，并經(jīng)過使其垂直于地面的支桿上的滑輪(見圖6)。在重錘重力作用下，拉動(dòng)扳手18帶動(dòng)空心軸17轉(zhuǎn)動(dòng)，并使懸臂擺動(dòng)，從而使鑄石柱體與測(cè)量外筒靠緊。但兩者之間存在有潤(rùn)滑性的鉆井液，故當(dāng)外筒以不同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于磨擦作用，液體帶動(dòng)鑄石柱體扭轉(zhuǎn)相應(yīng)的角度?？潭缺P上的讀數(shù)即代表不同轉(zhuǎn)速下鉆井液的摩擦系數(shù)。根據(jù)摩擦系數(shù)的大小，可判斷鉆井液潤(rùn)滑性能的好壞。
該儀器實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多用，在一個(gè)機(jī)體上可以測(cè)定鉆井漿液的流變性，稠化時(shí)間，潤(rùn)滑性三種性能，真實(shí)地模擬鉆井內(nèi)溫度。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，可供地質(zhì)勘探，工程勘察，石油鉆井、建材、化工等部門測(cè)定各種流體的流動(dòng)性之用。
權(quán)利要求1.一種測(cè)定鉆井漿液三種性能的儀器，其特征在于一機(jī)架上裝有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，測(cè)量機(jī)構(gòu)，控制溫度機(jī)構(gòu)和計(jì)量顯示機(jī)構(gòu)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儀器，其特征在于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)提供八個(gè)轉(zhuǎn)速的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，最高轉(zhuǎn)速為750r／min，最高速梯為20005－1；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儀器，其特征在于測(cè)量機(jī)構(gòu)由流變性測(cè)量?jī)?nèi)筒6，測(cè)量外筒4組成；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的儀器，其特征在于流變性測(cè)量?jī)?nèi)筒6帶有一個(gè)端面效應(yīng)消除器5；
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儀器，其特征在于測(cè)量機(jī)構(gòu)由測(cè)量外筒4，稠度漿葉22組成；
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儀器，其特征在于測(cè)量機(jī)構(gòu)由測(cè)量外筒4，鑄石柱體23組成；
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儀器，其特征在于計(jì)量顯示機(jī)構(gòu)主要由能顯示三種性能數(shù)值的刻度盤12，拉力彈簧對(duì)16、28，懸臂24組成；
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的儀器，其特征在于懸臂24與空心軸17相聯(lián)接，懸臂可繞空心軸擺動(dòng)；
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的儀器，其特征在于可用銷子13將懸臂固定在機(jī)架上。
專利摘要一種可測(cè)量鉆井漿液三種性能的儀器，是測(cè)量各種流體流動(dòng)性能的機(jī)械裝置。它主要是在機(jī)架上裝有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，測(cè)量機(jī)構(gòu)，控制溫度機(jī)構(gòu)和計(jì)量顯示機(jī)構(gòu)。該儀器實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多用，能夠測(cè)定鉆井漿液的流變性，稠化時(shí)間，潤(rùn)滑性能，真實(shí)地模擬鉆井內(nèi)溫度。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，可供地質(zhì)勘探，工程勘察，石油鉆井，建材、化工等部門測(cè)定各種流體的流動(dòng)性能之用。
文檔編號(hào)E21B21/00GK2033048SQ8620621
公開日1989年2月22日 申請(qǐng)日期1986年8月2日 優(yōu)先權(quán)日1986年8月2日
發(fā)明者陳志超, 陳士范, 劉萍, 彭振斌 申請(qǐng)人:中南工業(yè)大學(xué), 常德生活機(jī)械廠