一种用于测定加砂压裂液的旋转粘度计的制作方法

1.本实用新型涉及粘度计技术领域，具体地说是一种用于测定加砂压裂液的旋转粘度计。


背景技术：

2.六速旋转粘度计是油田应用最为广泛的一种仪器，常用于测定压裂液基液及钻井液等均匀流体在六个转速下的粘度。在对液体进行测量时，将液体放置在两个同心圆的环隙空间内，电机经过传动装置带动外筒恒速转动借助于被测液体的粘滞性作用于内筒产生一定的转矩，带动与扭力弹簧相连的内筒产生一个角度。该转角的大小与液体的粘性成正比，于是液体的粘度测量转换为内筒转角的测量。此仪器由于操作简单，携带方便，其广泛应用于施工现场和室内检测。
3.但是目前现有的六速旋转粘度计存在一定的局限性：(1)现有仪器其没有控温系统和温度测试系统，而粘度受温度影响大，所以测试结果受环境温度影响大，不准确。(2)目前六速旋转粘度计由于为同轴圆筒的的组合状态，被测液体处于两个同心圆筒间的环形空间内。通过变速传动外转筒以恒速旋转，带动液体转动，被测液体作用于内筒产生一个转矩，得到测试数据，此过程有局限性，被测液体粘度不能太大，否则圆筒不能带动样品匀速流动，进而不能真实的给内转筒一定扭矩，影响测试结果。压裂液最主要的作用就是携砂，现有仪器对于加砂后的压裂液，由于其特殊性，圆筒不能带动样品转动，这就不能测试加砂后压裂液的粘度，而存在局限性。
4.公开(公告)号：cn105628558b公开(公告)日：2018
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29涉及一种用于测量压裂液破胶黏度的装置和方法。该装置包括破胶评价室，其内部通过分隔壁分为第一密封腔室和第二密封腔室；设置在分隔壁上的毛细管和导管，其中，正置破胶评价室时，压裂液通过毛细管从第一密封腔室中流入第二密封腔室，而气体通过导管从第二密封腔室流入第一密封腔室；以及处理单元。由于在检测压裂液的破胶黏度时，能够使破胶评价室处于例如高温、高压环境中，而且毛细管一直设置在加温加压后的破胶评价室内，因此可真实模拟储层条件开展压裂液破胶实验，解决高温破胶及分段精细破胶等技术问题。同时可有效地提高实验过程的安全性。
5.公开(公告)号：cn206594008u，公开(公告)日：2017
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27提供了一种仪器，压裂液摩阻测试仪包括注入系统、模拟系统、恒温系统、压力测量系统、差压测量系统、视窗、流量计、压力保护系统、数据采集处理系统。有益：1、模拟现场施工排量；2、可在液体粘度较高的情况下进行实验；3、模拟现场压裂液在管路中流动情况；4、连续试验；5、一次试验可得多个试验结果，节省时间；6、试验液体在管路中以直线推进方式进行循环，液体结构不会被破坏；7、试验管路上设置超温超压报警和停机装置，以保试验安全进行；8、采用高精度差压变送器、压力传感器、电子流量计、精密控温仪等，确保试验结果可靠。
6.公开(公告)号：cn111220502a，公开(公告)日：2020
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02公开了一种液体黏度测量装置和测量方法，尤其适用于高饱和蒸气压及混合介质的测量。黏度装置由高压密封容
器、毛细管黏度计、升降装置和温度压力测量系统组成。所述高压密封容器包括耐压容器和透明观察窗，所述升降装置包括控制耐压容器外部导轨升降的电机、用于移动毛细管的磁铁和用于固定、移动毛细管的金属夹具。该装置操作方便、安全可靠，所述黏度测试装置所能承受的最大压力为10mpa，可用于高压状态下液体运动黏度的测定；所述黏度测试装置所适用的温度范围取决于铁磁性材料的种类，可在较宽温区范围内、较高温度下进行测定。
7.公开(公告)号：cn103838273b，公开(公告)日：2016
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06提供一种由红外发射管(2)组成的加温系统和由红外传感器(10)组成的控制系统的手持式设备使用的温度控制系统，利用红外线加热原理对取样液体直接加热，同时利用红外线温度检测系统控制红外线发射的功率来精确控制温度，由于采用红外线发射专用led发射管可以迅速的对取样液体加温，没有时间延续，而且由于不需要采用电阻式的靠热传导来加热取样液体所以检测室可以采用非导热材料制成，这样加热所需能量就可以非常小而且升温迅速，另外由于温度控制的检测系统采用了红外线传感器，由于红外线传感器具有低耗能精度高的特点，使得采用本发明的系统组成温度控制系统比现有的方式大大降低了能耗，使得手持式现场检测系统可以真正做到及时高效。
8.公开(公告)号：cn201628868u，公开(公告)日：2010
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10一种液体温度控制装置，其特征在于：包括温度传感器，模数转换装置，控制模块，数模转换装置，继电器组，温度调节执行装置，电源；其中：温度传感器通过导体和模数转换装置连接，模数转换装置通过导体和控制模块连接，控制模块通过导体和数模转换装置连接，数模转换装置通过导体和继电器组连接，继电器组通过导体和温度调节执行装置连接，电源分别通过导体与控制模块、温度调节执行装置连接。本实用新型的优点：线性优良、性能稳定、灵敏度高、无需补偿、热容量小、抗干扰能力强、可远距离测温且使用方便等优点。可广泛应用于各种冰箱、空调器、粮仓、冰库、工业仪器配套和各种温度的测量和控制等领域。
9.以上公开技术的技术方案以及所要解决的技术问题和产生的有益效果均与本实用新型不相同，或者技术领域或者应用场合不同，针对本实用新型更多的技术特征和所要解决的技术问题以及有益效果，以上公开技术文件均不存在技术启示。


技术实现要素：

10.本实用新型的目的在于针对现有技术存在的上述缺陷而提供一种用于测定加砂压裂液的旋转粘度计，设计新型转子代替同轴圆筒的转子，能够测定加砂压裂液，同时设置了变速装置实现无极变速,设置加热系统实现对样品控温，进而扩大仪器的适用性，实现新的功能，增加其适用范围。
11.为了达成上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
12.一种用于测定加砂压裂液的旋转粘度计，包括测试杯、电加热丝、转子、温度传感器；
13.所述测试杯包括外筒以及设置在外筒内部的内筒，所述外筒与内筒之间构成u形空间；
14.所述电加热丝设置在外筒与内筒之间的u形空间内；
15.所述转子设置在内筒内部；
16.所述温度传感器固定在外筒上，且温度传感器的测温端伸入外筒与内筒之间的u
形空间内。
17.进一步地，还包括底座、支架、电机；
18.所述支架固定在底座上，所述电机固定在支架上，所述转子上端与电机动力输出端连接。
19.进一步地，还包括托盘；
20.所述托盘通过高度调节机构安装在支架上，所述测试杯放置在托盘上。
21.进一步地，所述高度调节机构包括套环及安装在套环上的锁紧螺丝，套环套在支架上，套环与托盘连接。
22.进一步地，所述转子包括转轴、桨叶；
23.所述桨叶至少设置三片，均布在转轴外壁，转轴上端与电机动力输出端连接。
24.进一步地，还包括控制单元，所述控制单元包括壳体、plc、控温旋钮、调速旋钮、温度表、转速表、粘度表，所述plc封装在壳体内，所述控温旋钮、调速旋钮，温度表、转速表、粘度表均与plc电连接，同时控温旋钮、调速旋钮，温度表、转速表、粘度表均固定在壳体上。
25.进一步地，所述电加热丝与plc电连接；所述温度传感器与plc电连接；所述电机与plc电连接。
26.本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：
27.1、改变转子形状：由圆筒状转子改为桨叶式转子，在一定的转速下，能够将加砂压裂液搅拌起来，进而通过测试转子扭矩，测定出粘度，实现测定加砂压裂的功能。
28.2、将样品杯进行改进，增加了加热系统，实现不同温度下对粘度测定。
29.3、增加控制器，实现了对速率控制，且能直接读出测试结果，操作更加简单方便。
附图说明
30.图1为本实用新型一种用于测定加砂压裂液的旋转粘度计的结构示意图；
31.图2为转子的结构图。
32.图中：1、测试机体；2、转子；3、测试杯；4、控制单元；
33.11、底座；13、托盘；14、支架；15、电机；
34.31、外筒；32、电加热丝；33、内筒；34、温度传感器；
35.41、控温旋钮；42、调速旋钮；43、温度表；44、转速表；45、粘度表。
具体实施方式
36.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
37.实施例1：
38.请参阅图1至图2，本实用新型提供一种技术方案：
39.一种用于测定加砂压裂液的旋转粘度计，包括测试杯3、电加热丝32、转子2、温度传感器34；
40.所述测试杯包括外筒31以及设置在外筒内部的内筒33，所述外筒与内筒之间构成
u形空间；
41.所述电加热丝32设置在外筒与内筒之间的u形空间内；
42.所述转子2设置在内筒内部；
43.所述温度传感器34固定在外筒上，且温度传感器的测温端伸入外筒与内筒之间的u形空间内。
44.进一步地，还包括底座11、支架14、电机15；
45.所述支架固定在底座上，所述电机固定在支架上，所述转子上端与电机动力输出端连接。
46.进一步地，还包括托盘13；
47.所述托盘通过高度调节机构安装在支架上，所述测试杯放置在托盘上。
48.进一步地，所述高度调节机构包括套环及安装在套环上的锁紧螺丝，套环套在支架上，套环与托盘连接。
49.进一步地，所述转子包括转轴51、桨叶52；
50.所述桨叶至少设置三片，均布在转轴外壁，转轴上端与电机动力输出端连接。
51.进一步地，还包括控制单元4，所述控制单元包括壳体、plc、控温旋钮、调速旋钮、温度表、转速表、粘度表，所述plc封装在壳体内，所述控温旋钮、调速旋钮，温度表、转速表、粘度表均与plc电连接，同时控温旋钮、调速旋钮，温度表、转速表、粘度表均固定在壳体上。
52.进一步地，所述电加热丝与plc电连接；所述温度传感器与plc电连接；所述电机与plc电连接。
53.其中测试机体1由一次连接底座11、托盘13、支架14组成。
54.其中转子2(如图2所示)由桨叶和转轴组成，桨叶为矩形，数量为3片；转轴为圆柱形，3片桨叶在转轴柱面上120
°
均匀分布。转轴上部与机体1中的电机15动力输出端相连接。
55.其中测试杯3由外筒31、电加热丝32、内筒33、温度传感器34组成。外31筒和内筒33中间夹层中设置电加热丝32，电加热丝通过导线与控制器4相连，温度温度传感器探头与内筒33相连，数据线与控制器4相连。
56.其中控制器或控制单元4设有控温旋钮41、调速旋钮42，温度表43、转速表44和粘度表45。控制器4可以购买现有技术的plc，然后封装在壳体内，控温旋钮41、调速旋钮42，温度表43、转速表44、粘度表45均与plc电连接，同时控温旋钮41、调速旋钮42，温度表43、转速表44、粘度表45均固定在壳体上。本领域技术人员对此是清楚的。其实以上集成后的控制器实际为现有技术的温控器或温控装置，直接购买市面上成品温控器连接在本实用新型中即可。
57.(1)使用前先检查仪器各部件和电器是否安全可靠。
58.(2)取出转子，将转子安装在机体的电机动力输出端上。
59.(3)接通电源220v,50hz。
60.(4)按动电源开关，设定加热温度为30℃，开始加热。
61.(5)向样品杯中加入300ml样品，缓慢升高托盘，使转子桨叶完全浸没于样品液面以下，且未触及样品杯底，固定托盘。
62.(6)温度升至30℃后，调节转速至7r/min，开始测定样品粘度，待数据稳定后，记录所得数据。
63.(7)停止转子旋转，然后将转子调至100r/min，开始测试样品粘度，待数据稳定后，记录所得数据。
64.(8)停止转子旋转，然后将转子调至7r/min，开始测试样品粘度，待数据稳定后，记录所得数据。
65.(9)可重复操作(7)(8)步骤，完成变剪切过程。
66.(10)停止转子旋转，停止加热，关闭电源，将托盘下降至底座，清洗转子和样品杯，测试完成。
67.实施例2：
68.请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：
69.(1)使用前先检查仪器各部件和电器是否安全可靠。
70.(2)取出转子，将转子安装在机体的电机动力输出端上。
71.(3)接通电源220v,50hz。
72.(4)按动电源开关，设定加热温度为50℃，开始加热。
73.(5)向样品杯中加入300ml样品，缓慢升高托盘，使转子桨叶完全浸没于样品液面以下，且未触及样品杯底，固定托盘。
74.(6)温度升至50℃后，调节转速至100r/min，开始测定样品粘度，待数据稳定后，记录所得数据。
75.(7)停止转子旋转，停止加热，关闭电源，将托盘下降至底座，清洗转子和样品杯，测试完成。
76.虽然以上所有的实施例均使用图1至图2，但作为本领域的技术人员可以很清楚的知道，不用给出单独的图纸来表示，只要实施例中缺少的零部件或者结构特征在图纸中拿掉即可。这对于本领域技术人员来说是清楚的。当然部件越多的实施例，只是最优实施例，部件越少的实施例为基本实施例，但是也能实现基本的实用新型目的，所以所有这些都在本实用新型的保护范围内。
77.本申请中凡是没有展开论述的零部件本身、本申请中的各零部件连接方式均属于本技术领域的公知技术，不再赘述。比如焊接、丝扣式连接等。
78.在本实用新型中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
79.本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。
80.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例
中以合适的方式结合。
81.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。