时间: 2025-04-06 01:14:13 | 作者: 环亚体育全站APP
假塑性流体 Pseudoplastic Fluids 流变形式： τ = Kγn 流变曲线：过原点凸向切应力轴的曲线。
流变参数： 稠度系数 K 含义：反映流体的粘滞性。K越大，流体越难活动。 单位：dyn.sn/cm2 流型指数 n 0 含义：违背牛顿流体的程度。 形式评论 τ = Kγn 或许 η= Kγn-1 γ 0， τ 0 不契合大大都钻井液具有屈从应力的特色。 γ ，η 可以反映钻井液的剪切稀释性。 γ， η 0 无极限粘度，不契合钻井液状况。
剪切应力与剪切速率不呈线）流变特性与时刻无关的非牛顿流体 γ 塑性体 特色： τ与γ呈单值对应联系。 塑性流体 Plastic Fluids 数学模型： τ = τ0 ηs γ 流变曲线：在切应力轴有截距的直线。 流变参数： 动切应力 Yield Stress 0 τ0 赞同称号：屈从值、屈从点。 定 义：流体开端出现层流活动时所需求的剪切应力。 常用符号： τ0；YP 单 位：dyn/cm2、Pa 几许含义：直线截距的切应力值。
触变性的两个特色： A. 构成结构到离散结构，或反之，在等温状况下是可逆的，可重复的。 B. 结构的改动与时刻严密相关。
标明原理：用流体康复内部网架结构所需时刻和终究的静切应力巨细标明。 标明办法： 触变性 = 初切力/终切力（旋转粘度计或浮筒切力计） 触变环面积巨细. 详细标明： 触变性 = 初切力/终切力 = 10秒钟静切力/10分钟静切力 =τ10“/ τ10’ = G10”/G10’
涣散介质间吸引力。 流变性=f(活动阻力） 涣散相与介质粘附力。 反映钻井液本身结构强弱
1、牛顿内摩擦规律与牛顿流体 牛顿内摩擦规律 τ=F/A=η(dv/dr) F η — 表征流体粘性的份额系数， r 简称牛顿粘度。 F — 内摩擦力。 牛顿流体 流变性契合牛顿内摩擦规律 的流体。 类型举例：水、甘油、单相液 体等。 流变曲线：经过原点的直线。 特色： η= τ/ γ=C（常数）
同义称号：剪应力、切应力。 常用符号：τ 定 义： τ= F/A = 液层单位面积上的剪切力。
义： τ越大，液流各层所受的效果力越大；反之， 越小。剪切应力 内摩擦力
流变曲线 Consistency Curve 定 义：速梯与切应力联系曲线。 标明办法：三种标明法。
一、流体分类 依据“应力~ 应变（活动）（ τ~γ）”联系，将流体分 为：
剪切速率 Shear Rate 同义称号：速梯、剪率、切变率，流速梯度。 常用符号：γ、D、dv/dr 定 义： γ= dv/dr = 垂直于活动方向上单位间隔内的 流速增量。 意 义： dv/dr 增大，液流各层间的速度改动大；反 之则小。 单 位： γ = 速度/间隔 = cm/s/cm = 1/s = s-1 钻井液循环系统中各部位剪切速率规模为: 沉砂罐处：10~20s-1 环形空间：50~250s-1 钻杆内部：100~1000s-1 钻头水眼：1000~7000s-1
影响要素（类似于静切力）： 单个链环的强度—— 颗粒间引力—— 电位、水化膜 厚度。 结构链环数目/单位体积（结构密度）—— 颗粒浓度、 涣散度。 调整办法： 升τo—— 进步 c、涣散度，下降 及水化膜厚度，加增 粘剂。 降τo—— 冲稀、加降粘剂拆结构。
流变模型：τ1/2 流变曲线 作图，为一条直线。 γ ~τ作图，为直线/2
γ 0， τ τc γ ，η 可以反映大都钻井液具有内 部结构状况。 可以反映大都钻井液的剪切 稀释性。 γ， η η 可以反映出钻井液的极限粘度。 Im= η1 / η
稳 定 流： 流场中任何点的活动参量不随时刻改动，但 不同点的活动参量可以不同的活动。 特 点： 安稳活动是连续性的。 不安稳流：流场中任何点的活动参量不光随方位不同而 变，并且随时刻不同也在改动的活动。 特 点：旧的活动条件刚改动到新的活动安稳条件建 立之间的活动。 如：流体刚开端活动时；管道横断面变宽、变窄处。
化学处理剂效果后，钻井液系统中涣散相结构的微观改动。 钻井液系统的安稳性。 寻求契合出产实践所需求的钻井液配方，满意钻井工程的需求。
钻井液停止后构成的凝胶结构强度。 钻井液从停止到开端塞流活动所需求的最小剪切应力。 影响要素： 单个链环的强度—— 颗粒间引力—— 电位、水化膜厚度。 结构链环数目/单位体积（结构密度）—— 颗粒浓度、分 散度。 调整办法： 升τs—— 进步 c 、涣散度，下降 、水化膜厚度。 降τs—— 与上相反。
界说： η= τ/ γ 含义：钻井液作层流活动时，有用粘度等于以下四部本分摩擦力的微 观核算成果： 固 ~ 固颗粒间内摩擦阻力； 固 ~ 液相分子间内摩擦阻力； 液 ~ 液分子间内摩擦阻力；
几种流体（形式）标明的有用粘度： 宾 汉 体：η= ηs τ0/ γ
2. 流变参数的胶体化学性质。 3. 流变性丈量原理和流变参数直读公式。 4. 钻井液流变性与钻井工程的联系。 5. 钻井液流变功能的调理与保护。
胶化界说：等温状况下，流体状况产生 凝胶溶胶凝胶可逆改变 的特性。
流体内部的粘土粒子因其物化原因易构成网架结构。 停止后：粒子为满意外表静电饱满，在自由能最小部位自行摆放而 构成凝胶 结构。 拌和时：网架结构逐渐被离散。 明显，凝胶结构 = f ( 固含、固相类型、温度、时刻、剪切进程、处理 剂类型）
塑性粘度 Plastic Viscosity 定 义：塑性流体与其结构强弱无关的粘度。 常用符号： ηs、PV 单 位：公制：dyn.s/cm2、泊、厘泊。 世界：Pa.s、mPa.s 形式评论 τ- τ0 = ηs γ 或许 η= ηs τ0/ γ 长处： γ 0， τ τ0 可以反映大都钻井液具有内部结构状况。 γ ， η 可以反映大都钻井液的剪切稀释性。 γ， η ηs 可以反映出钻井液的极限粘度。 缺陷： 低剪切速率下： τ实 τ宾 标明模型拟合实践曲线有较大 误差.
较低剪切速率下，它往往比宾汉形式和幂律形式更 接近于钻井液的流变性。因其为三参数方程，参数 核算较杂乱。
特色： τ=f (γ，t ） 触变性流体 Thixotropy 试验现象：流体摇摆并停止后构成凝胶，再次摇摆后康复 到原有状况。 浅显界说：恒温恒压下，流体拌和后变稀，停止后变稠的 η 特性。 一般界说： 震凝体 在必定速梯下，剪切应力随效果时刻 牛顿体 添加而减小的特性。
界说：钻井液开端作层流活动时，必需要的最小剪切应 力。 本质：宾汉形式中的一个流变参数。没精确的物理意
（1）悬浮岩屑和加剧资料 悬浮岩屑（球形）所需静切力为： τs（dyn/cm2) = 980d(岩- 浆）/6 d----颗粒直径，cm
初切力 =2~6 Pa时，可到达杰出的悬浮才能。 终切力 =2初切力，归于杰出型触变体。
安稳活动类型的改动 塞流 Plug Flow---流体象塞子相同活动，流速为常数. 安稳流 层流 Laminar Flow---流体分层运动。恣意流层与相邻流
2. 宾汉体的塑性粘度ηs 界说：层流活动时，流体内部网状结构的损坏与康复处于动 态平衡时，以下三 部本分摩擦力的微观核算成果： 固 ~ 固颗粒间内摩擦阻力； 固 ~ 液相分子间内摩擦阻力； 液 ~ 液分子间内摩擦阻力； 特色： ηs不随dv/dr改动而改动。 影响要素： 固相含量：固含 ηs ； 涣散度：涣散度 ηs ； 液相粘度：液相粘度 ηs ； 调整ηs 的办法： 依据影响要素升、降ηs 。
