ZNN-D6B型旋 转 粘 度 计

ZNN-D6B型旋 转 粘 度 计

温馨提示：

请仔细阅读并严格按照设备（仪器）的操作规程和维护保养规程进行操作, 否此造 成的设备（仪器）之损坏，将不在保修之内。

青岛鑫睿德石油仪器有限公司

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 衷心感谢您选用青岛鑫睿德石油仪器公司的产品!

钻井液测试分析仪器是本公司独立生产的优质产品。请你在使用本产品之前，按你所选用产品的规格、型号，仔细阅读《使用说明书》，正确掌握本产品的安装和使用方法。阅读后请将本《使用说明书》妥善保管，以备今后进行检修和维护时使

特别提醒用户在使用过程中要熟悉全部操作过程和操作时可能出现的情况，按操作程序操作。

安全指导

重要安全指导

阅读以下指导,并保存好以备将来参考。

u 要求实验员熟悉全部操作过程和操作时可能出现的情况，按操作程序操作。

u 仪器使用前要检查各部联接是否可靠。

u 仪器使用完毕要将泥浆杯擦洗干净。

u 当移动维修或清洁仪器时要切断电源。

警告、告戒和注意

警告必须照办以免伤害人体。

告诫必须遵守以免损坏设备。

注意  给出一个操作的重要信息和有用提示。

目    录

一、 概述…………………………………………………………… 4

二、 型号及规格………………………………………………………4

三、 主要技术参数……………………………………………………4

四、 仪器的结构及原理………………………………………………4

五、 仪器的操作………………………………………………………5

六、 样品测试与操作…………………………………………………13

七、 仪器的维护和保养………………………………………………16

八、 仪器的运输与储存………………………………………………16

九、 故障的判定与排除………………………………………………16

十、 随机配件、工具与技术文件……………………………………17

一、概述

ZNN-D6B型数显旋转粘度计由传统的机械传动改为单片机控制，数据在长期使用中更加稳定。可在六速下进行流变参数的测量，根据多点测量数值绘制流变曲线，确定液体在流动过程中的流型，选用合适的计算公式，对非牛顿流体进行较精确的测量，用于现场钻井液流变参数的研究分析，同时，可进行动、静切力、流性指数和稠度系数等一系列技术参数的测定。有利于安全、快速、科学钻井的需要。具有操作方便，测试准确的特点。

二、型号及规格

ZNN-D6B型     F1扭力弹簧测量组件

三、仪器的主要技术参数

主要技术参数（表一）

四、基本流体的流变曲线

（图一）

五、仪器的结构与工作原理                                 

1、动力部分：

同步电机 转速：600r/min                             

电机功率：100W、电源：220V±10% 50Hz

选用优质步进电机和电子元件相匹配的机电一体动力装置，大大降低了噪音和故障率。

2、变速部分和参数的确定：

a、六    速：3、6、100、200、300、600r/min                               

速    梯：5.11、10.22、170.33、340.66、511、1022 S^-1

十 二 速：1、2、3、6、30、60、90、100、180、200、300、600r/min

速    梯：1.703、3.41、5.11、10.22、51.1、102.2、153.29、170.33、306.6、340.66、511、1022 S^-1

b、仪器参数的确定（表二）

将仪器参数代入 γ=πR22n / [ 15 (R22 -  R12) ] 中，得到：γ=1.703 n

利用该式，可以计算出不同转速下的剪切速率。

 r/min  600     300      200       100       6       3

r.s-1  1022     511      340.7     170.3    10.22     5.11  

又根据测定扭距 M = kф，得到仪器最大测定扭距：

Mmax = 300 ′ 380 = 115800 dyn.cm

将其代入 τ=M / ( 2πR12h )，得：τmax = 1533 dyn/cm2

由此，可得到仪器扭簧系数：C = τ/ф = 1533/300 = 5.11 dyn/cm2/格

综上可见，我们已经得到了如下公式：

                 τ= Cф = 5.11ф

                 γ=1.703 n

流变参数精确计算公式（根据直线的两点法则推得）

因此，可以利用这些公式导出下列钻井液流变参数的直读计算公式：

将室温调整在20±5℃，严格按照本章第二节操作步骤操作。如在井场测量时，应尽可能减少取样所耽搁时间，取样地点、条件应记录在测量表上。

仪器系数为  C = 0.511

①、牛顿液体绝对粘度测试：

将仪器转速调整300r/min，等到刻度盘上的读数恒定，其读数为绝对粘度值。

η=300r/min   （读数）     mPa·s

②、塑性流体粘度测试：

仪器转速调整为600r/min，待刻度盘上的读数恒定其读数的1/2为视粘度值。

将仪器转速调整为300r/min，待刻度盘上的读数恒定其读数与600r/min读数之差为塑性粘度。

将钻井液在仪器转速为600r/min下搅拌10秒钟，以3r/min转速开始旋转后的最大读数值即为初切力。静置10分钟记录的读数值终切力。

视粘度：    η视 = 1 2  ×600 r/min (读数)    mPa·s

塑性粘度：  η塑 = 600 r/min (读数) －300r/min（读数）mPa·s

动 切 力：  τ₀ = 0.511（300r/min  读数 －η塑）Pa

静 切 力：τ初 = 0.511×3r/min (读数)  Pa     (静置1分钟)

τ终 = 0.511×3r/min (读数)  Pa     (静置10分钟)

③、假塑流体：

其流动特点是有切应力就开始流动，但粘度随切应力的增大而降低，假塑性流体的流动服从幂函数，其表达式：

τ = k  (  dv  dx)ⁿ  

lgτ= lg k+ n lg  dv  dx

n：流行指数。   其值在0~1之间

k：稠度系数。

流性指数  n = 3.32 lg

稠度系数  k =     Pa·s ⁿ

④、卡森流体:η￥1/2 = 2.42 ′ (ф6001/2 - ф3001/2)         (mPa.s)1/2

τc1/2 = 0.4931′(6ф1001/2 - ф6001/2 )                   Pa1/2

3、测量部件：见（图二）、（表三）

由扭力弹簧组件、刻度盘组件、内外筒组成。内筒与轴锥度配合，外转筒与转筒之间由螺纹连接。

（图二）测量部件结构图

4、转筒组件结构图：（图三）

（图三）转筒组件结构图

5、支架部件：见（图四）、（表四）

采用托架升降被测容器，操作灵活方便。

                        （ 图四）支架部分结构图

（表四）支架部件零件表：

6、仪器校验：

仪器出厂前均已进行扭力弹簧刚度测试，并随机附有《扭力弹簧刚度线性测试表》。如果更换六速旋转粘度计的扭力弹簧或使用一年以上，会导致测试过的粘度计读数不准确。因此，应重新在已校验过的仪器上进行校验。

①、扭力弹簧更换：（图五）

取下护罩（6），拧松紧定螺钉（5）（9），拧开螺钉（1），将螺丝刀伸入仪器内拧松紧定螺钉（2），取出扭力弹簧。

将新弹簧放入，分别拧紧紧定螺钉（2）（5）（7），然后装入螺钉（1）。更换弹簧后，应参照本节第二项“扭力弹簧校验方法”进行校验。

 （图五）操作扭力弹簧示图

②、扭力弹簧校验方法：

卸下外传筒，将内筒逆时针方向旋转并向上推（内筒与内筒轴锥度配合），装上内筒。

取一段没有弹性的细丝线，用小块胶纸将丝线的一端粘在内筒的表面，然后将丝线向左绕内筒表面旋转2~3圈，通过专用扭簧测力架，使丝线的另一端系挂钩。见（图六）

挂5~70g标准砝码进行校验，读出刻度盘数应符合《扭力弹簧刚度线性测试表》。见（图七）（表五）（表六）

                               （表五）测试工作结构明细表

（图七）测试工作结构图

  （表六）F1扭力弹簧刚度线性测试表

其原理：根据虎克定律

        Φ=   G · r   Ks     度

G：砝码重量（克）      r：内筒半径（r=1.7245厘米）

φ：刻度盘读数（度）   K_S：标准弹簧刚度。(0.394 克·厘米/度)

③、扭力弹簧调整：

如果测试扭力弹簧刚度值不符合《扭力弹簧刚度线性测试表》，测量值偏小或偏大，均须对扭力弹簧进行调整。参照（图五）进行调整。

取下护罩（6），拧松紧定螺钉（9），用配置小螺丝刀调整扭结（10）。

如校验弹簧刚度数值都偏大，扭结（10）应向下微调。

如校验弹簧刚度数值都偏小，扭结（10）应向上微调。

如校验弹簧刚度数值大小无规律，应检查弹簧是否变形。

调整后，拧紧螺钉（9）参照“扭力弹簧校验方法”进行校验，直至符合《扭力弹簧刚度线性测试表》规定。

拧紧护罩，可进行粘度测试。

注意：仪器应在室温20±5℃条件下进行扭力弹簧调整。

扭结调整量是有限度的，不能超过紧定螺钉夹紧范围，否则仪器将无法测试。

7、仪器粘度校验：

校验条件：

环境温度应控制在20±5℃。采用经计量部门标定后的精制石油产品20#、40#、100#标准粘度油，温度应控制在20±0.2℃。

校验方法：

将仪器放在水平的检定台上，接通电源，调整转速为300r/min,停机。分别将标准粘度油注入样品杯内的刻线处，并使标准粘度油温度恒温在20±0.2℃，静置10分钟。参照第五章第一节“步骤”将内筒安装在仪器上，上升托盘使样品杯内的标准粘度油液面达到外转筒刻线处。启动电机，分别记录刻度盘读数，在相同条件下连续测定三次读数，填入《检测表内》，计算平均值，与已标定标准粘度油的动力粘度值进行比较，其测定1～25mPa·s误差为±1mPa·s；25 mPa·s以上动力粘度误差为±4% 。如误差大，参照本节第三项进行“扭力弹簧调整”。

8、空载零位校验：

仪器以300r/min空转时，刻度盘指针零位摆动不得大于0.5格。如指针零位摆动偏大，参照（图十七）应取下护罩（6），旋松螺钉（5），手捏调整环（8），调整零位。拧紧松开的螺钉，按上护罩。

9、工作原理：

对牛顿流体液体流动服从于牛顿内摩擦定律。

塑性流体流动服从于宾汉公式。

假塑流体和膨胀流体流动服从于幂函数式。见（图一）

外筒旋转时,由于钻井液的内摩檫力的作用,将扭矩传递给内测锤, 刻度盘的读数便反映了这个扭矩,它与测量切力的关系是:

剪切速率与旋转速度也有对应关系,但它与流体类型有关,例如牛顿流体,它的对应关系式是:

六、样品测试与操作：

1、准备

①、取出仪器，检查各转动部件、电器及电源插头是否安全可靠。

②、向左旋转外转筒，取下外转筒。将内筒逆时针方向旋转并向上推与内筒轴锥端配合。动作要轻柔，以免仪器的内筒轴变形和损伤。向右旋转外转筒，装上外转筒。见（图八）。

（图八）操作示意图

③、接通电源220V  50Hz。

④、将仪器以300r/min和600r/min转动，观察外转筒不得有摆动，如有摆动应停机重新安装外转筒。

⑤、以300r/min转动，检查刻度盘指针零位是否摆动，如指针不在零位，应参照仪器校验的第五项“空载零位校验”进行校验。

⑥、将刚搅拌过的钻井液倒入样品杯内至刻线处（350ml），立即置于托盘上，上升托盘使内杯液面达到外转筒刻线处。见（图九）。

（图九）操作示意图

2、操作

数显旋转粘度计面板图

（图十）数显旋转粘度计面板图

① 、选定所需要转速，按下转速键，转速指示灯亮，设备就会在此速度下运行。

②、运转10秒左右，待数据稳定后，即可从视镜中读取数据。

（图十一 曲线上下行原理图）

3、测试完后，关闭电源，松开托板手轮，移开样品杯。

4、轻轻左旋卸下外转筒，并将内筒逆时针方向旋转垂直向下用力，取下内筒。

5、清洗外转筒，并擦干，将外转筒安装在仪器上，清洗内筒时应用手指堵住锥孔，以免脏物和液体进入腔内，内筒单独放置在箱内固定位置。

6、测量扭力弹簧要视仪器使用频率1~2年内定期校验，

七、仪器的维护与保养

1.测试完后必须清洁仪器与样品接触的部件，如外转筒、内筒和样品杯等。必须将外转筒安装在仪器上，以保护内筒轴。

2.仪器长期不用时，应放置在干燥环境中，正常使用无需注油润滑。

3.内筒为空心式结构，每次测试后应及时清洗擦干,清洗时应手指堵住锥孔，以免脏物和液体进入腔内。

4.保证内筒重量为70±5g。内筒锥孔面不得划伤、碰撞。

5.每次安装内筒时，应动作轻柔，安装时，手拿内筒逆时针旋转向上用力，卸下内筒时应逆时针旋转向下用力，以免内筒轴弯曲变形。

6.在操作和保存扭力弹簧组件时，要轻拿、轻放，以免变形。

7. 当移动、维修或清洁仪器时。要轻拿、轻放，以免造成部件变形影响精度和使用。

8. 维修和移动仪器时应切断电源，方能排除故障和移动。

9. 每次使用完毕后，应及时将仪器擦拭干净，放置干燥环境处。

内筒内腔不准有任何杂物和液体，以免影响测试精度。

八、仪器的运输与储存

仪器的运输与储存应符合于JB/T9329-2014标准。产品应储存在通风的室内，室内空气中不含有能引起器件腐蚀的杂质。

九、故障的判定与排除

维修时必须切断电源，方可维修。

十、随机配件、工具、及技术文件一览表

（一）、随机配件、工具：

（二）、技术文件：