[發明專利]一種連續測量鉆井液剪切應力的實驗裝置

在審

• 申請號: 202111248286.1
• 申請日: 2021-10-26
• 公開（公告）號: CN113959910A
• 公開（公告）日: 2022-01-21
• 發明（設計）人: 馬躍;張道明;苗海龍;王偉;肖劍;耿鐵;李自立;于夢蛟
• 申請（專利權）人: 中海油田服務股份有限公司;寧波萬由深海能源科技有限公司
• 主分類號: G01N11/14
• 分類號: G01N11/14
• 代理公司: 北京市浩天知識產權代理事務所(普通合伙) 11276
• 代理人: 李杉杉

1.一種連續測量鉆井液剪切應力的實驗裝置，其特征在于，包括：

殼體，所述殼體上形成有相對設置的用于泵入鉆井液的入口和泵出鉆井液的出口，

固定在所述殼體內的定子內筒，

同軸位于所述定子內筒的外周的轉子外筒，

與所述定子內筒相連的扭矩傳感裝置，以及

與所述轉子外筒相連且位于所述殼體外部的驅動電機，

其中，所述定子內筒與所述轉子外筒之間形成有環空測量段，所述轉子外筒上形成有用于流入鉆井液的開口，所述驅動電機驅動所述轉子外筒相對于所述定子內筒轉動以帶動經所述開口進入所述環空測量段的鉆井液旋轉流動，旋轉流動的鉆井液帶動所述定子內筒產生扭矩并通過所述扭矩傳感裝置獲得鉆井液的剪切應力值。

2.根據權利要求1所述的連續測量鉆井液剪切應力的實驗裝置，其特征在于，所述定子內筒的軸線垂直于所述入口與所述出口的連線。

3.根據權利要求2所述的連續測量鉆井液剪切應力的實驗裝置，其特征在于，所述扭矩傳感裝置包括與所述定子內筒相連的扭力元件，位于所述殼體的外壁上的旋轉變壓器以及與所述旋轉變壓器相連的扭力傳感器，其中，所述扭力元件固定在所述殼體的內壁上，所述旋轉變壓器用于將所述扭力元件產生的角度偏轉信號傳遞至所述扭矩傳感器，所述扭矩傳感器用于將所述角度偏轉信號轉換成剪切應力的電信號。

4.根據權利要求1至3中任一項所述的連續測量鉆井液剪切應力的實驗裝置，其特征在于，所述轉子外筒構造為在其徑向上與所述入口和所述出口之間均形成有間距，在其軸向上形成有所述開口的區域完全覆蓋所述入口和所述出口。

5.根據權利要求4所述的連續測量鉆井液剪切應力的實驗裝置，其特征在于，所述開口的個數為多個，且均勻分布在所述轉子外筒上。

6.根據權利要求4所述的連續測量鉆井液剪切應力的實驗裝置，其特征在于，所述間距的范圍為1.5至2.5cm，所述轉子外筒與所述定子內筒之間的間隔的范圍為1.5至2.5cm。

7.根據權利要求1至3中任一項所述的連續測量鉆井液剪切應力的實驗裝置，其特征在于，所述殼體上形成有用于穿過所述驅動電機的驅動軸的安裝軸孔，所述驅動軸與所述安裝軸孔之間設置有密封件。

8.根據權利要求7所述的連續測量鉆井液剪切應力的實驗裝置，其特征在于，所述連續測量鉆井液剪切應力的實驗裝置還包括用于對所述密封件進行密封降溫的冷卻部件。

9.根據權利要求8所述的連續測量鉆井液剪切應力的實驗裝置，其特征在于，所述冷卻部件包括連接在所述驅動軸上的位于所述殼體與所述驅動電機之間的冷卻殼體，所述冷卻殼體上形成有用于連通外部冷卻源的冷卻液入口和冷卻液出口。

10.根據權利要求1至3中任一項所述的連續測量鉆井液剪切應力的實驗裝置，其特征在于，所述驅動電機的轉速可調，以獲取不同轉速下的鉆井液的剪切應力值。