[發明專利]一種鉆井液泥餅動摩擦系數測量裝置及方法

在審

• 申請號: 201410505775.4
• 申請日: 2014-09-27
• 公開（公告）號: CN105510222A
• 公開（公告）日: 2016-04-20
• 發明（設計）人: 張志財;慈國良;趙懷珍;王忠杰;藺琳;羅云鳳;李軍;季一冰;馬云謙;馬桂清;張冬玲;史濤;劉保雙;王俊濤
• 申請（專利權）人: 中國石油化工集團公司;中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院
• 主分類號: G01N19/02
• 分類號: G01N19/02
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 侯華頌

技術領域

本發明涉及鉆井液性能測量技術領域，特別是一種評價鉆井液泥 餅動摩擦系數的測量裝置和方法。

背景技術

隨著石油鉆探技術的發展，大位移井、水平井越來越多，對鉆井 液潤滑性能的要求也越來越高，鉆井液的潤滑性對安全施工起著至關 重要的作用。

目前國內外針對鉆井液泥餅潤滑性或摩擦系數研究較少，鮮有文 章報道一些評價泥餅潤滑性的新儀器或新方法。實驗室評價泥餅潤滑 性能或摩擦系數的儀器有滑塊式泥餅粘滯系數測定儀，該儀器操作簡 單，但也存在一些不足之處：(1)所測量的摩擦系數為滑塊開始下滑 時的最大靜摩擦力產生的摩擦系數，并不能真實反應動態摩擦系數， 最大靜摩擦力要略大于動摩擦力；(2)由于憑人眼觀察滑塊開始下滑 時的滑板轉角，難免有些滯后于真實的讀數，造成誤差偏大。因此， 有必要研制一種測量精度高、能夠評價泥餅動態摩擦系數的測量裝置。

發明內容

本發明的目的是提供一種泥餅動摩擦系數的測量裝置，該裝置操 作簡單、測量數據準確,能夠準確反應鉆井液泥餅的動態摩擦系數大 小。

為了解決上述問題，本發明的技術方案是：

鉆井液泥餅動摩擦系數測量裝置，在L形支架1的底板上設有調 平螺釘8，在L形支架的垂直夾角處鉸鏈活動支板3，活動支板3的 另一端鉸鏈滑板2，滑板2傾斜搭接在L形支架1的底板和立板之間， 在滑板2上斜面垂直固定有上固定板4和下固定板5，上下固定板之 間的間距與被測試鉆井液泥餅直徑相同，在上固定板4和下固定板5 之間設置獨立的圓板滑塊11，圓板滑塊11的直徑遠小于被測試鉆井 液泥餅的直徑，在上固定板4和下固定板5之間還設有圓板滑塊11 滑行時間的計時裝置。

上述方案還包括：

所述的計時裝置是在上固定板4和下固定板5相對面上分別設置 導電觸頭，導電觸頭通過導線6與計時器7連接，同時上固定板4和 下固定板5設為導電體并分別與計時器7連接。

所述的計時裝置是在上固定板4和下固定板5相對面上分別設置 導電觸頭，導電觸頭通過導線6與計時器7連接，同時圓板滑塊11 設為導電體并分別與計時器7連接。

在L形支架1夾角處設置量角器9，量角器9與活動支板3通過 旋緊螺釘10固連；在L形支架1的底板上設有設有水平儀，所述的 水平儀圓水平泡或者是直水平尺。

按照前述的鉆井液泥餅動摩擦系數測量裝置的測量方法：首先調 整L形支架1的底板為水平，測量滑板2與底板之間的傾角并記為α， 將濾失儀制取的鉆井液泥餅固定在滑板上，兩端由上下固定板固定； 測量上下固定板4、5之間的距離并記為L；再將已知質量為m、直徑 為d的圓板滑塊11放置在泥餅上端，記錄圓形滑塊在落至下固定板 的時間并記為t；最后根據L＝a*t²/2,及G*sinα-F＝m*a，計算出摩擦 力F,再根據K_f＝F/G*cosα計算出泥餅的動摩擦系數K_f。

所述的鉆井液泥餅動摩擦系數測量裝置的測量方法的計算步驟：

根據加速度公式可知：

L-d=12at2---(1)]]>

得：

a=2(L-d)t2---(2)]]>