[发明专利]一种钻井液泥饼动摩擦系数测量装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及钻井液性能测量技术领域，特别是一种评价钻井液泥 饼动摩擦系数的测量装置和方法。

背景技术

随着石油钻探技术的发展，大位移井、水平井越来越多，对钻井 液润滑性能的要求也越来越高，钻井液的润滑性对安全施工起着至关 重要的作用。

目前国内外针对钻井液泥饼润滑性或摩擦系数研究较少，鲜有文 章报道一些评价泥饼润滑性的新仪器或新方法。实验室评价泥饼润滑 性能或摩擦系数的仪器有滑块式泥饼粘滞系数测定仪，该仪器操作简 单，但也存在一些不足之处：(1)所测量的摩擦系数为滑块开始下滑 时的最大静摩擦力产生的摩擦系数，并不能真实反应动态摩擦系数， 最大静摩擦力要略大于动摩擦力；(2)由于凭人眼观察滑块开始下滑 时的滑板转角，难免有些滞后于真实的读数，造成误差偏大。因此， 有必要研制一种测量精度高、能够评价泥饼动态摩擦系数的测量装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种泥饼动摩擦系数的测量装置，该装置操 作简单、测量数据准确,能够准确反应钻井液泥饼的动态摩擦系数大 小。

为了解决上述问题，本发明的技术方案是：

钻井液泥饼动摩擦系数测量装置，在L形支架1的底板上设有调 平螺钉8，在L形支架的垂直夹角处铰链活动支板3，活动支板3的 另一端铰链滑板2，滑板2倾斜搭接在L形支架1的底板和立板之间， 在滑板2上斜面垂直固定有上固定板4和下固定板5，上下固定板之 间的间距与被测试钻井液泥饼直径相同，在上固定板4和下固定板5 之间设置独立的圆板滑块11，圆板滑块11的直径远小于被测试钻井 液泥饼的直径，在上固定板4和下固定板5之间还设有圆板滑块11 滑行时间的计时装置。

上述方案还包括：

所述的计时装置是在上固定板4和下固定板5相对面上分别设置 导电触头，导电触头通过导线6与计时器7连接，同时上固定板4和 下固定板5设为导电体并分别与计时器7连接。

所述的计时装置是在上固定板4和下固定板5相对面上分别设置 导电触头，导电触头通过导线6与计时器7连接，同时圆板滑块11 设为导电体并分别与计时器7连接。

在L形支架1夹角处设置量角器9，量角器9与活动支板3通过 旋紧螺钉10固连；在L形支架1的底板上设有设有水平仪，所述的 水平仪圆水平泡或者是直水平尺。

按照前述的钻井液泥饼动摩擦系数测量装置的测量方法：首先调 整L形支架1的底板为水平，测量滑板2与底板之间的倾角并记为α， 将滤失仪制取的钻井液泥饼固定在滑板上，两端由上下固定板固定； 测量上下固定板4、5之间的距离并记为L；再将已知质量为m、直径 为d的圆板滑块11放置在泥饼上端，记录圆形滑块在落至下固定板 的时间并记为t；最后根据L＝a*t²/2,及G*sinα-F＝m*a，计算出摩擦 力F,再根据K_f＝F/G*cosα计算出泥饼的动摩擦系数K_f。

所述的钻井液泥饼动摩擦系数测量装置的测量方法的计算步骤：

根据加速度公式可知：

L-d=12at2---(1)]]>

得：

a=2(L-d)t2---(2)]]>