[其他]一种直读式钻井液摩擦系数测定仪

说明书

本实用新型属于测定金属——岩石摩擦付湿摩擦系数领域。

目前测定摩擦系数的仪器，一般都是测定金属——金属摩擦副的摩擦系数。在钻井过程中，人们关心的是钻杆与孔壁的摩擦情况，即金属——岩石摩擦副的摩擦情况，工业上的金属摩擦仪无法满足这种要求。1982年苏联δ.H.瓦休科等研制出一种用于金属——岩石摩擦副的摩擦系数测定仪器，其原理是，一直立钢制圆盘，下部浸入钻井液内，上部外缘与岩样紧密接触，接触力由夹持该岩样的机械装置控制，以圆盘转动时电动机的功率消耗来计量钻井液的润滑性能和金属——岩石摩擦副的摩擦系数。这种测定仪的缺点是：以电动机的功率消耗作为摩擦指标，不直观，误差大；由于采用机械装置加压，仪器结构复杂。

本实用新型的目的是要设计一种适合于野外地质勘探使用的、结构简单的直读式钻井液摩擦系数测定仪。该仪器既可用于金属——岩石摩擦副，也可用于金属——金属摩擦副。

本实用新型主要由五个部分组成（见附图）：电动机（1），固定岩样的夹具（2），回转轴（3），导杆（4），弹簧（5）。电动机功率15～25瓦，回转轴外缘线速度1.57～3.14米／秒，弹簧虎克系数5～15克／毫米。固定岩心的夹具和弹簧空套在导杆上，夹具顶面标有刻度，固定在夹具上的岩样（6）压在回转轴上，对回转轴产生一个正压力。回转轴转动时，岩样与轴之间产生的摩擦力推动岩样，岩样带动夹具压缩弹簧，弹簧反力等于摩擦力时，达到平衡，此时弹簧压缩量由指针（7）和夹具顶面的刻度直接读出。摩擦系数由下式算出：

μ＝ (K·x)/(И)

式中：μ——摩擦系数

K——弹簧刚度（虎克系数）

X——弹簧压缩量

И——岩样和夹具在回转轴上的正压力

当用钻井液冲洗摩擦面时，就得到了有钻井液情况下的摩擦系数。用不同钻井液冲洗摩擦面，测出不同的摩擦系数，根据摩擦系数的大小可判断钻井液润滑性的好坏。

该仪器采用金属——岩石摩擦副，真实地模拟了钻孔中钻杆与孔壁的摩擦情况。为了保证仪器摩擦面的压力不变，且接近实际情况，采用自重加压，使岩样与回转轴呈线接触，避免了由于加压装置而产生的误差及结构的复杂化。改变岩样与转轴的材料，还可以测定不同摩擦副时的摩擦系数。

该仪器是根据实际情况确定相对摩擦线速度与正压力的，测定结果与实际情况相一致。这种仪器的灵敏度高，可以测出水质，PH值，浓度，岩粉，时间，油垢等对润滑液减摩系数的影响。摩擦系数测定范围0.04～0.5。该仪器结构简单，便于野外工作使用。