LEM系列潤(rùn)滑評(píng)價(jià)及鉆頭泥包測(cè)定分析系統(tǒng)
LEM系列潤(rùn)滑評(píng)價(jià)儀可在大氣和地層條件下進(jìn)行鉆井液和潤(rùn)滑劑的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)試驗(yàn)，測(cè)量鉆具和井壁間的扭矩，摩擦系數(shù)，泥包形成和在不同包圍介質(zhì)條件下的鉆屑量，以及在地層條件下動(dòng)態(tài)失水量。
在鉆井過(guò)程中, 過(guò)度的扭矩和阻力會(huì)產(chǎn)生許多不利的影響，為了優(yōu)化鉆井工藝，必須進(jìn)行鉆井泥漿的評(píng)價(jià)， LEM系列儀器設(shè)計(jì)用于測(cè)量模擬鉆具與模擬井壁或套管之間的潤(rùn)滑性和摩擦系數(shù)， 從這些測(cè)量信息，工程師可以確定適合的泥漿體系和潤(rùn)滑劑的*佳濃度，開發(fā)新的潤(rùn)滑劑，預(yù)測(cè)鉆桿載荷，減少扭矩和阻力，以改善鉆桿的設(shè)計(jì)技術(shù)。還可以優(yōu)化鉆井工程，降低鉆井成本。
LEM系列儀器可以下列測(cè)試：
• 模擬鉆頭和地層巖石之間的泥漿潤(rùn)滑系數(shù)和摩擦系數(shù)；
• 在用于濾失而產(chǎn)生泥餅的情況下的鉆頭和地層巖石之間的泥漿潤(rùn)滑系數(shù)和摩擦系數(shù)；
• 模擬鉆桿和套管之間的泥漿潤(rùn)滑系數(shù)和摩擦系數(shù)；
• 化學(xué)添加劑對(duì)潤(rùn)滑性的影響；
• 在產(chǎn)生或沒有泥餅的情況下的鉆頭泥包的評(píng)價(jià)；
• 泥漿潤(rùn)滑系數(shù)和摩擦系數(shù)與溫度和壓力的影響關(guān)系。
工作原理：
LEM系列儀器均以模擬方式工作，砂巖、石灰?guī)r、石英玻璃、陶瓷、地層巖芯或套管樣品安裝在泥漿測(cè)試室內(nèi)的一個(gè)樣品支架上，一個(gè)模擬鉆桿或鉆頭的轉(zhuǎn)子也安裝泥漿測(cè)試室內(nèi)。轉(zhuǎn)子以一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，在樣品上施加一個(gè)恒定的力，使樣品接觸轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生的扭矩和荷載可進(jìn)行測(cè)量和記錄。從這些數(shù)據(jù)可以確定扭矩與摩擦力的關(guān)系。通過(guò)改變溫度和壓力，可以確定溫度和壓力的影響。另外，在鉆井泥漿中加入化學(xué)添加劑，可以評(píng)價(jià)對(duì)摩擦系數(shù)的影響關(guān)系。 LEM-4100型采用計(jì)算機(jī)控制各種測(cè)量和采集各種數(shù)據(jù)。
LEM系列分析系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范
| 型號(hào) | LEM-2000 | LEM-3000 | LEM-4000 | LEM-4100 |
| | | | | |
| 溫度: | 室溫 | 室溫 | 21~204°C | 21~204°C |
| 壓力: | 大氣壓 | 0~690 kPa | 0~6,900 kPa | 0~6,900 kPa |
| 接觸力: | 22~223 N | 111~890 N | 111~890 N | 111~890 N |
| 測(cè)錘材料: | 碳鋼 | 碳鋼 | 碳鋼 | 碳鋼 |
| 測(cè)錘硬度: | 洛氏 C-37 | 洛氏 C-37 | 洛氏 C-37 | 洛氏 C-37 |
| 測(cè)錘尺寸: | 直徑:25.4mm | 直徑:25.4mm | 直徑:63.5mm | 直徑:63.5mm |
| | 長(zhǎng)度:25.4 mm | 長(zhǎng)度:25.4 mm | 長(zhǎng)度: 76.2mm | 長(zhǎng)度: 76.2mm |
| 轉(zhuǎn)速: | 50~380 rpm | 50~380 rpm | 50~380 rpm | 50~380 rpm |
| 扭矩: | 0.34~22.6 N-m | 0.34~22.6 N-m | 0.34~22.6 N-m | 0.34~22.6 N-m |
| 實(shí)驗(yàn)材料: | 巖芯或鋼 | 巖芯,鋼,陶磁,石英 | 同左 | 同左 |
| 濾失類型: | 靜態(tài) | 靜態(tài)或動(dòng)態(tài) | 靜態(tài)或動(dòng)態(tài) | 靜態(tài)或動(dòng)態(tài) |
| 壓差: | -- | 0~690 kPa | 0~6,900 kPa | 0~6,900 kPa |
| 回壓調(diào)節(jié) | -- | -- | -- | 0-1,379 kPa |
| 泥漿循環(huán)泵壓: | -- | 690 kPa | 6,900 kPa | 6,900 kPa |
| 泥漿循環(huán)速度: | -- | 450 l/min | 450 l/min | 450 l/min |
| 計(jì)算機(jī)控制 | -- | -- | -- | 是 |
| 電源要求: | 各種型號(hào)均為110/240 VAC 50/60 Hz |
參考文獻(xiàn):
“New Technique Evaluates Drilling Mud Lubricants,” Stan E. Alford, Magcobar Division, Dresser Industries, Inc., World Oil, July, 1974
“New Device Measures Drilling Mud Lubricity Under Simulated Downhole Conditions,” Andrew Dzialowski and Ken Slater, M-I Drilling Fluids Co. and John Toups, BP Research, American Society of Mechanical Engineers, January 1992。
