专利名称：一种管式钻井液流变仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种管式流变仪，适合于测量粘稠流体、触变性流体的流变参数， 尤其适合于现场钻井液的流变性自动化检测。
背景技术：
管流法是流变性测量的一种常用方法，这种方法的原理是哈根 泊肃叶定律，即一定体积的液体在一定压力梯度下通过给定毛细管所需时间正比于层流液体的粘度。因此， 通过测量液体流速和液体流经毛细管产生的压力差即可得液体粘度。毛细管粘度计制造简单，价格较低，温度控制简单，实验操作方便，能够进行粘度的绝对测量，因此毛细管法是一种有吸引力的测量方法，产生了大量专利。1991年，专利CN2085960曾经提出了一种毛细管流变仪用于测量钻井液的流变性，其特征在于差压测量系统由狭缝式毛细管和一个安装在该毛细管器壁上的压力传感器组成。虽然这种仪器测量室内泥浆精度较高，但是，这种仪器压力传感器的引压孔较细， 只有0. 5 1mm，所以用于粘稠的触变性流体时，容易造成颗粒堵塞测压孔或凝胶强度过大引起的压力测量不准的问题。2002年，专利GOlNl 1/06提出的毛细管粘度计，这种毛细管粘度计，主要用来测定运动粘度，很难用于钻井液流变性的自动化测量，而且传统的毛细管粘度计容易被小颗粒物堵塞。为了克服上述缺陷，本实用新型提供了一种管式钻井液流变仪。本实用新型与现有技术相比有以下优点操作简便，仪器稳定性好，数据可靠，适用于现场钻井液的流变性自动化测量。
发明内容现有管式流变仪存在压力测量仪表引压孔容易被颗粒或粘稠流体阻塞的缺点，很难用于现场钻井液流变性自动化测量。本实用新型的目的是为现场钻井液测量提供了一种新型管式流变仪。本实用新型所采用的技术方案是用管线将钻井液容器、横流泵、缓冲罐、流量计和毛细管依次串联，利用齐平膜压力传感器代替较细引压孔的普通压力传感器，安装在毛细管的管壁上；其次是利用断面为两个平椭圆之间的平椭圆环的异型毛细管代替断面为圆的普通毛细管；平椭圆管之间的环隙为2. 75mm，平椭圆管的侧平面宽度大于或等于齐平膜压力传感器的螺纹外径，压力传感器膜平面与外平椭圆管内侧平面平齐，压力传感器I和压力传感器II分别安装在距离毛细管两端IOcm以上的管壁上。采用无穷大平行板流变学计算公式计算流变参数。本实用新型所提供的管式流变仪主要由恒流泵、缓冲罐、异型毛细管、平面膜压力传感器、科氏流量计、自动控制系统，数据采集与数据处理系统等组成。通过自动调整恒流泵的流量，可以自动测量流体在1020s—1 jlOfd^s-1、170s—1剪切速率下的切应力值，最后由数据处理系统计算出流体的流变参数。本实用新型涉及的流变仪测量范围在1. OmPas 100. OmPas之间，测量误差小于3%。本实用新型的优点是该实用新型适用于实现钻井液流变性参数的自动化测量， 仪器的稳定性和精确度高，对钻井生产过程中钻井液性能的自动化控制和调节具有重要意义。
图1是一种管式钻井液流变仪示意图；图1中，1.钻井液容器；2.恒流泵；3.缓冲罐；4.流量计；5.压力传感器I ；6.异型管；7.压力传感器II。图2是一种管式钻井液流变仪的一种具体实施方式
示意图。图2中，1.钻井液容器I ；2.恒流泵；3.缓冲罐；4.流量计；5.压力传感器I ；6.异型管；7.压力传感器II ；8.钻井液容器II ；9.压力传感器II的信号调理器；10.压力传感器I的信号调理器；11.流量计信号调理器；12.调速器；13.数据采集装置；14.计算机； 15.输出设备。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的实施方式进行详细的描述。图2是一种管式钻井液流变仪的一种具体实施方式
示意图。启动流变仪操作系统，程序将启动恒流泵2，恒流泵2将钻井液容器1中的钻井液经缓冲罐3、流量计4泵入异型管中，最后钻井液从异型管出口排入回收钻井液容器8中；恒流泵的排量由流量计4测量，并将信号经信号调理器11和数据采集器，送入计算机14，并反馈到调速器12中，从而控制流量为一恒定数值；在一定流量下通过一段异型管的压力降由两个齐平膜压力传感器 5和7测量，经信号调理器10和9、数据采集系统13到计算机14中；计算机14根据不同流量下的压差计算出流变参数，由输出设备15提供测量结果。
权利要求1.一种管式钻井液流变仪，包括钻井液容器(1)、恒流泵(2)、缓冲罐(3)、流量计(4)、 压力传感器I (5)、毛细管(6)和压力传感器II (7)，其特征在于用管线将钻井液容器(1)、恒流泵(2)、缓冲罐(3)、流量计(4)和毛细管(6)依次串联，毛细管(6)是一种异型管，压力传感器1(5)和压力传感器11(7)分别安装在距离毛细管(6)两端IOcm以上的管壁上，压力传感器1(5)和压力传感器11(7)均为齐平膜压力传感器。
2.按权利要求1所述的一种管式钻井液流变仪，其特征在于，所述的异型管是断面为内外两个平椭圆形成的平椭圆环，平椭圆管环隙厚度为2. 75mm，平椭圆管的侧平面宽度大于或等于齐平膜压力传感器的螺纹外径。
3.按权利要求1所述的一种管式流变仪，其特征在于，压力传感器1(5)和压力传感器 11(7)都安装于外平椭圆管壁上，压力传感器的膜平面与异型管的外平椭圆管内侧平面齐平。
专利摘要一种管式钻井液流变仪，属于流变性测量领域，尤其适合于钻井液的流变性的测量。包括钻井液容器、恒流泵、缓冲罐、流量计、压力传感器I、毛细管和压力传感器II，其特征在于用管线将钻井液容器、横流泵、缓冲罐、流量计和毛细管依次串联，毛细管是一种异型管，压力传感器I和压力传感器II分别安装在距离毛细管两端10cm以上的管壁上，压力传感器I和压力传感器II均为齐平膜压力传感器。本实用新型涉及的流变仪具有性能稳定，适用范围宽，测量误差小等优点。
文档编号G01N11/08GK202216888SQ20112015443
公开日2012年5月9日 申请日期2011年5月8日 优先权日2011年5月8日
发明者刘保双, 李公让, 王忠杰 申请人:中国石化集团胜利石油管理局钻井工艺研究院, 中国石油化工集团公司