| 一、实验目的 1、了解测定泥浆基本性能所用仪器结构及原理。 2、掌握泥浆性能常用测定仪的使用与操作方法。 二、实验内容 1、了解泥浆比重、流变特性(粘度和切力)、滤失性能(失水量和泥饼厚度)、固相含量、含砂量等主要性能测定所用仪器的结构。 2、测定上述性能的方法。 三、仪器、设备、材料 (一)仪器、设备、材料及数量 比重称、漏斗粘度计、旋转粘度计、泥浆失水量仪、泥浆固相含量测定仪、泥浆含砂量测定器 (二)主要仪器设备简介 1、1002型比重称 (1)仪器 1002型比重称由泥浆杯1、横梁8、游动砝码6和支架5组成,在横梁上有调重管9和水平泡3,其结构如图1。 (2)测定步骤 ①校正比重称 先在泥浆杯中装满清水,盖好杯盖,使多余清水从盖上小孔溢出,擦干泥浆杯周围的水珠,把游码移到刻度1,如水平泡位于中间,则仪器是准确的;如水平泡不在中间,则可在调重管内取出或加入重物来调整。 ②倒出清水,擦干,将待测泥浆注入杯中,盖好杯盖,让多余泥浆溢出,擦净泥浆杯周围的泥浆,移动游码使横梁成水平状态(水平泡位于中间)。游码左侧所示刻度即为泥浆比重。 2、漏斗粘度计 (1)ZMN型马式漏斗粘度计 ① 仪器结构 ZMN型马式漏斗粘度计由锥体马式漏斗、六孔/cm(16目)滤网和1000ml量杯组成,如图2。锥体上口直径152mm,锥体下口直径与导流管直径4.76mm,锥体长度305mm,漏斗总长356mm,筛底以下的漏斗容积1500ml。 ②用手握住漏斗呈直立位置,食指堵住导流管出口。取被测泥浆试样,经滤网注于漏斗锥体内直到泥浆的水平面至达筛网底面止(此刻刚好是1500ml)。放开食指,同时启动秒表记时,直到观察标准946ml量杯刻线时止,记录流出泥浆的秒数,以秒数记录漏斗粘度结果。 ③校验 马式漏斗使用一段时间后,必须进行必要的校验,其校验方法按使用方法步骤进行。在21±3℃条件下将清水1500ml注于漏斗内,若流出946ml(1夸脱)的清水为26±0.5秒,或流出1000ml的清水为28±0.5秒,即为合格。 (2)苏式野外漏斗粘度计 ② 仪器结构 该粘度计由漏斗和量筒组成。构造如图3。量筒由隔板分成两部分,大头为500ml,小头为200ml,漏斗下端是直径为5mm,长为100mm的管子。 ③ 测定步骤 将漏斗呈垂直,用手握紧并用食指堵住管口。然后用量筒两端,分别装200ml和500mlN泥浆倒入漏斗。将量筒500ml一端朝上放在漏斗下面,放开食指,同时启动秒表记时,记录流满500ml泥浆所需的时间,即为所测泥浆的粘度。 仪器使用前,应用清水进行校正。该仪器测量清水的粘度为15±0.5秒。若误差在±1秒以内,可用下式计算泥浆的实际粘度。 3、ZNN型旋转粘度计 ZNN型旋转粘度计有手摇两速、电动两速和电动六速三种。主要用于测量泥浆的流变参数。电动六速旋转粘度计仪器结构如图4所示。 (1)仪器结构 ① 动力部分 双速同步电机转速 750转/分 1500转/分 电机功率 7.5 瓦、15瓦 电源 220伏±10% 50Hz ② 变速部分 可变六速,转速分别为3 6 100 200 300 600转/分 ③ 测量部分 扭力弹簧、刻度盘与内外筒组成测量系统。内筒与轴锥度配合,外筒卡口联接。 ④ 支架部分 采用托盘升降被测容器。 (2)工作原理 液体放置在两个同心圆筒的环隙空间内,电机经过传动装置带动外筒恒速旋转,借助于被测液体的粘滞性作用于内筒一定的转矩,带动与扭力弹簧相连的内筒一个角度。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。 (3)操作程序 A.准备 ① 将仪器与电源相接,启动马达,变更调速杆位置。检查传动部分运转是否良好,有无晃动与杂音,以及调速机构是否灵活可靠。 ② 卸下外筒,检查内筒是否上紧,内外筒表面有无杂务,是否清洁。检查无误后,再将外筒装好。 ③ 按下键钮,以300转/分和600转/分观察外筒的偏摆量,如偏摆量大于0.5mm,则取下外筒,三卡口调换重装。 ④ 检查刻度盘0位,如刻度盘0位不对指针,松开固定螺钉,调0后将螺丝固紧。 B.操作 ①将刚搅拌好的泥浆倒入样品杯刻度线处(350毫升),立即放置于托盘上,上升托盘使液面至外筒刻度线处。拧紧手轮,固定托盘。如用其它样品杯,筒底部与杯底之间不应低于1.3mm。 ②迅速从高速到低速进行测量,待刻度盘读数稳定后,分别记录各转速下的读数。 ③测静切力时,应先用600转/分搅拌10秒,静置10秒钟后将变速手把置于3转/分,读出刻度盘上最大读数,即为初切力。再用600转/分搅拌10秒,静置10分钟后将变速手把置于3转/分,读出刻度盘上最大读数,即为终切力。 ④试验结束后,关闭电源,松开托盘,移开量杯。 ⑤轻轻卸下内外筒,清洗内外筒并且擦干,再将内外筒装好。 (4)注意事项 ①外筒装卸 一手握住外转筒,另一手握住外筒顺时针转动,使外筒的卡口对准外转筒内的销子后取下外筒。装上外筒时,应使外筒的槽口对准外转筒内的销子后,在逆时针旋转外筒即可,切忌碰撞内筒。 ②内筒装卸 一手紧握内筒轴,一手内旋内筒装卸,切勿弄弯内筒轴。 ③长途搬运时 一定要卸下内筒,装好外筒,以防止内筒轴被撞弯。 ④扭力弹簧刚度的调整不准随意进行。 4、ZNS型泥浆失水量仪 该仪器是将泥浆用惰性气体(二氧化碳、氮气或压缩空气)加压的情况下,测量泥浆的失水量。当泥浆在0.69MPa压力的作用下,30分钟内通过截面为45.6±0.5㎝2过滤面渗透出的水量,以毫升表示。同时,可以测得泥浆失水后泥饼的厚度,以毫米表示。 (1)仪器结构 ZNS失水量测定仪主要由气源10、减压阀8、放空阀6、泥浆杯4、量筒1、支架等组成,其结构如图5所示。 (2)测定步骤 ① 先将支架放在平稳的台面上。 ② 将减压手柄退出,使减压阀处于关死状态,此时无输出,然后关死放空阀。 ③ 装好气瓶并拧紧盖,打气1-1.2MPa顺时针旋转减压阀手柄,使压力表指示0.5~0.6MPa。 ④ 以左手拿住泥浆杯,用食指堵住泥浆杯气接头小孔,倒入被测泥浆,高度以低于密封圈2~3毫米最好,放好密封圈,铺平一张滤纸,拧紧泥浆杯盖,然后将泥浆杯连接在三通接头上,将20毫升量筒放在泥浆杯下面,对准出液孔。 ⑤ 按逆时针方向缓缓旋转放空阀手柄,同时观察压力表指示。当压力表稍有下降或听见泥浆杯有进气声响时,即停止旋转放空阀手柄,微调减压阀手柄,使压力表指示为0.69MPa,泥浆杯内保持0.69MPa的恒定状态,当见到第一滴滤液开始记时,打气筒指针压力维持在0.96MPa,30分钟时取下量筒,退出减压阀手柄,关死减压阀,顺时针旋转放空阀,泥浆杯内余气放出。取下泥浆杯,打开泥浆杯盖取出滤纸,洗净泥饼上的浮浆,测量泥饼厚度。 ⑥ 冲洗擦干泥浆杯、杯盖、密封圈(凉干或烘干杯盖滤网)。 ⑦ 记录下量筒内失水量。为缩短时间一般可测7.5分钟失水量成乘以2,必要时即需测30分钟失水量。 5、ZNG型泥浆固相含量测定仪 (1)结构和工作原理 该仪器根据蒸馏原理,取一定量(20毫升)泥浆,用高温(电加热)将其蒸干,然后固相称重,算出固相成分之重量或体积的百分含量。 仪器主要由蒸馏器1、加热棒2、电线接头3、冷凝器4、量筒5等部分组成(见图6)。 (2)操作步骤 ① 拆开蒸馏器,放开泥浆杯,将充分搅拌过的泥浆倒入泥浆杯,盖上杯盖,让多余泥浆溢出,擦干溢出的泥浆,再轻轻取下杯盖,然后将粘附在杯盖底面的泥浆刮回泥浆杯中(此时泥浆杯中的泥浆为20±1%毫升),为防止蒸馏过程中泥浆沸溢,向泥浆杯中加入3~5滴消泡剂,然后扭上套筒。 ② 将加热棒旋紧在套筒上部(应直立放置),将蒸馏器插入泥浆箱后面的小孔内,并将20毫升百分刻度量筒夹在冷凝器导流管口处,以收集冷凝液。 ③ 连接电路进行蒸馏,同时记时,通电3~5分钟,第一滴冷凝液流出,直到泥浆被蒸干不在有冷凝液流出(大约需20~40分钟)。 ④ 拔除电线插头,切断电源,用环架取下蒸馏器淋水冷却,拆开蒸馏器,用刮刀刮下泥浆杯及加热棒、套筒上的固相成分,然后称重,计算出固相百分含量。 ⑤ 记下量筒冷凝液的体积,用于计算和参考。若冷凝液水与油分层不清,可加入2~3滴破乳剂。 (3)注意事项 ①用完后清洗蒸馏器和冷凝器孔,擦干加热棒,将其风干。 ②电源电压为220伏交流,波动范围在180~230伏,注意不能超压。 ③通电时间不要太长,一般30分钟左右,蒸干即可。 ④使用一段时间后,要检查一下电线接头和电源插头,防止短路和断路。 6、LNH型泥浆含砂量测定器 (1)泥浆含砂量是指泥浆中不能通过200号筛网(相当于直径大于0.74mm)砂子体积的百分比。 (2)仪器由过滤筒,漏斗和玻璃量筒组成,如图7所示。 (3)测定方法 ① 在玻璃量筒内加入泥浆(20毫升或40毫升),再加入适量水不超过160毫升,用手指盖住筒口,摇匀,倒入过滤筒内,边倒边用水冲洗,直到泥浆冲洗干净,网上仅有砂子为止。 ② 将漏斗放在玻璃量筒上,过滤筒倒置在漏斗上,用水把砂子冲入玻璃量筒内,等砂子沉淀到底部细管后,读出含砂量体积,计算出砂子体积的百分含量。 (未完待续) |