ZNN-D6S六速旋转粘度计

             

               使

用

说

明

书

青岛鑫睿德石油仪器有限公司

   衷心感谢您选用青岛鑫睿德石油仪器有限公司的产品：

       钻井液测试分析仪器是本公司独立生产的优质产品，请您在使用本产品之前，按您所选用的产品规格、型号，仔细阅读《使用说明书》，正确掌握本产品的安全使用方法。

阅读后请将本《使用说明书》妥善保管，以备后用。

一、概述

    电动六速旋转粘度计可进行各流变参数的测量，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。本产品传动采用国产优质同步电机、同步带，按键式调速，具有操作方便，测试准确、故障率低、维修方便等特点。

二、型号及规格

规格	名称	配置	备注
ZNN-D6S	电动六速粘度计	电机同步带	配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

序号	名   称	技  术  指  标
1	电  源	220V±5%  50Hz
2	.电机功率	40W
3	电机转速	800 r/min
4	变速范围	3、6、100、200、300、600r/min
5	速    梯	5、10、170、340、511、1022 S-1
6	.测量精度	1~25 mPa·s±1 mPa.s（牛顿流体） 25 mPa·s以上 ±4%  （牛顿流体）
7	粘度测量范围	牛顿流体：  1~300mPa.s (F1测量组件) 非牛顿流体：1~150 mPa.s (F1测量组件) 剪切应力：  0~153.3Pa (F1测量组件)

                 

四、仪器的结构与工作原理

1、动力部分：

电源：220V±5% 50Hz

步进电机系统： 转速：800r/min

电机功率：40W

2、变速部分：

可变六速：3、6、100、200、300、600r/min

速    梯：5、10、170、340、511、1022 S-1

转速由用户选择，并按键。通过电器部分控制电机转速。

   3、电器原理图：

 

4、测量部件：

序号	零件编号	名     称	数量
1	N6·01·02-00	弹簧组件	1
2	N6·03·03-00	刻度盘组件	1
3	N6·03·03-01	内筒轴	1
4	N6·03·04-08	外转筒	1
5	N6·03·01-00	内筒	1

测量部件零件表

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。

    

    测量部件结构图

5、支架部件：

采用托架升降被测容器，操作灵活方便。

                          

                         

                       支架部分结构图

支架组件表

6、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。

    六速旋转粘度计是以电动机为动力的旋转型仪器。被测液体处于两个同心园筒间的环形空间内。通过变速传动外转筒以恒速旋转，外转筒通过被测液体作用于内筒产生一个转矩，使同扭簧连接的内筒旋转了一个相应角度，依据牛顿定律，该转角的大小与液体的粘度成正比，于是液体粘度的测量转为内筒转角的测量。反映在刻度盘的表针读数，通过计算即为液体粘度、切应力。

五、仪器的操作：

（一）操作步骤：

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。

               

装外转筒

卸外转筒

      操作示意图

3、接通电源220V  50Hz。

4、按动开关，开关指示灯亮。

（图十四）操作示意图

5、仪器是用按键选择转速，分别是3、6、100、200、300、600的字面，随意按哪一个就是它的转速，如果停止就再按一次，可以随便转换转速。

（图十五）操作示意图

6、将仪器以300r/min和600r/min转动，观察外转筒不得有摆动，如果有摆动，要重新安装转筒。

7、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，应进行校验。

8、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。

          操作示意图

9、迅速从高速调整到低速进行测量，待刻度盘的读数稳定后，分别记录各速梯下的读数.对其触变性的流体应在固定速梯下，剪切一定时间，取最小的读数为准，也可采用在快速搅拌后，迅速转为低速进行读数的方法。

10、样品的粘度、切应力等测试和数据计算参照“数据测试及计算”进行。

11、测试完后，关闭电源，松开托板手轮，移开样品杯。

12、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。

13、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。

14、测量扭力弹簧要视仪器使用频率1~2年内定期校验，校验方法参照第二节“仪器校验”

（二）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：

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。

      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。

（图十八）操作示意图

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。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》。

序号	名称及规格	数量
1	粘度计扭簧	1
2	粘度计内筒轴	1
3	测力计滑轮固定架	1
4	尼龙线	1
5	测力计滑轮	1
6	砝码	1
7	粘度计内筒	1

                                测试工作结构明细表

  F0.2扭力弹簧刚度线性测试表

砝 码 （克）	允许转动范围（格）	实 测 （格）	砝 码 （克）	允许转动范围（格）	实 测 （格）
1	21.55~22.21		8	172.45~177.70
2	43.11~44.42		9	194.00~199.90
3	64.66~66.63		10	215.57~222.13
4	86.23~88.85		11	237.12~244.30
5	107.78~111.06		12	258.68~266.56
6	129.34~133.28		13	280.23~288.77
7	150.89~155.49		14	301.80~310.99

  F1扭力弹簧刚度线性测试表

砝 码 （克）	允许转动范围（格）	实 测 （格）	砝 码 （克）	允许转动范围（格）	实 测 （格）
5	21.55~22.21		40	172.45~177.70
10	43.11~44.42		45	194.00~199.90
15	64.66~66.63		50	215.57~222.13
20	86.23~88.85		55	237.12~244.30
25	107.78~111.06		60	258.68~266.56
30	129.34~133.28		65	280.23~288.77
35	150.89~155.49		70	301.80~310.99

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）   KS：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。

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。

4、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”。

5、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，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。

（三）、数据测试及计算：

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

600r/min（读数） 300r/min（读数）

k：稠度系数。

(无因次)

流性指数  n = 3.32 lg

511n

0.511×300r/min（读数）

稠度系数  k =     Pa·s n

六、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。

七、仪器的运输与储存

仪器的运输与储存应符合于JB/T9329-1999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。

八、故障的判定与排除

序号	故障	原因	排除方法
1	接通电源，电动机不转动。	熔断丝烧断、电容器击穿。	旋开熔断器更换熔断丝。打开底座板，更换电容器。
2	外转筒摆动大，超过0.15mm。	碰撞或用力装卸使其变形。	更换外转筒。
3	测量误差偏大。	扭力弹簧失去精度。	参照“仪器校验的扭力弹簧校验方法”进行校正。如扭力弹簧变形，应更换扭力弹簧，方法参照“仪器校验的扭力弹簧更换”。
4	外转筒转动时，内筒掉落。	内筒没安装好、内筒锥孔有杂物或锥孔面碰伤。	清洁内筒锥孔，重新安装内筒。入锥孔面按碰伤应更换新内筒。安装方法参照“测试操作方法2条”。
5	刻度盘不转动。	轴承D85（10）锈蚀。	取下护罩，松开扭簧两个紧定螺钉，将扭力弹簧调节套取出，打开箱盖，卸下外转筒、内筒、卡圈、轴承盖、轴用弹性挡圈，从上部拿出刻度盘和内筒轴，更换轴承
6	内筒轴弯曲。	碰撞内筒轴或装卸内同时用力不均匀。	更换内筒轴。维修方法参照上面第6条进行，取出内筒轴组件后压出内筒轴，装入新内筒轴时必须配合牢固。

维修时必须切断电源，方可维修。

九、随机配件、工具、主要零部件及技术文件一览表

（一）、主要零部件

（二）、随机配件、工具：

序号	名称及规格	单位	数量	备    注
1	电源线	套	1
2	钻井液杯	只	1
3	内六角扳手	只	1
4
5

（三）、技术文件：

序号	名称及规格	单位	数量	备    注
1	使用说明书	份	1
2	合格证	份	1
3	装箱单	份	1

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