CN105067481A - 数字式泥浆比重测试仪及测试方法 - Google Patents

数字式泥浆比重测试仪及测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于解决现有所存在的问题，找到一种数字式泥浆比重测试仪及测试方法，无需取出泥浆即可实现对泥浆比重的测量。包括如下步骤：步骤1：选择比重大于被测泥浆比重的标准重物A，测量标准重物A的重力W。步骤2：将标准重物A全部浸没在比重为ρ1的标准液体中，并用细线拉住标准重物A使其悬浮在水中，测出细线对标准重物A的拉力T1；步骤3：将标准重物A全部浸没在泥浆中，并用细线拉住标准重物A使其悬浮在水中，测出细线对标准重物A的拉力T2；步骤4：根据公式泥浆比重ρ2＝(W-T2)ρ1/(W-T1)计算出被测泥浆比重。通过实施本发明可以取得以下有益技术效果：无需取出泥浆即可实现对泥浆比重的测量，且测量精确。

Description

数字式泥浆比重测试仪及测试方法
技术领域
本发明涉及测量领域，具体涉及数字式泥浆比重测试仪及测试方法。
背景技术
泥浆比重计是用于测定泥浆比重的仪器，广泛应用于现代建筑领域或实验室内测量泥浆的比重。
目前在使用的泥浆比重计是一个纯机械结构的不等臂天平，它的杠杆刀口搁在可固定安装在工作台的座子上，杠杆左侧为有刻度的游码装置，移动游码可在标尺上直接读出泥浆重量。杠杆的平衡可由杠杆顶部的水平泡指示，测量过程对操作人员要求比较高,存在比较大的误差，而且必须从钻井中规定的深处取出泥浆才可以测量，操作非常的不方便，实用性差。
发明内容
本发明的目的在于解决现有所存在的问题，找到数字式泥浆比重测试仪及测试方法，无需取出泥浆即可实现对泥浆比重的测量。
为了实现所述目的，本发明一种数字式泥浆比重测量方法，包括如下步骤：
步骤1：选择比重大于被测泥浆比重的标准重物A，测量标准重物A的重力W。
步骤2：将标准重物A全部浸没在比重为ρ1的标准液体中，并用细线拉住标准重物A使其悬浮在水中，测出细线对标准重物A的拉力T1；
步骤3：将标准重物A全部浸没在泥浆中，并用细线拉住标准重物A使其悬浮在水中，测出细线对标准重物A的拉力T2；
步骤4：根据公式泥浆比重ρ2＝(W-T2)ρ1/(W-T1)计算出被测泥浆比重。
优选的，步骤2中的标准液体为蒸馏水。采用蒸馏水计算更方便，测量更为准确。
优选的，步骤2中，测量拉力T1时，将蒸馏水置于常温下。保证蒸馏水的比重值精确，可以提高测量的角度。
一种数字式泥浆比重测试仪，包括测力装置和标准重物，所述测力装置下方的测力端通过连接线与标准重物连接。
优选的，所述连接线上设有刻度。由于不同深度的泥浆，比重可能不同，测量时可以知道被测泥浆的深度，同时标准重物放入标准液体时，将重物放到标准液体相同深度位置，进而提高精度。
优选的，所述测力装置上端设有拎环。便于手持测量装置。
优选的，所述标准重物为圆柱体铝块。防锈，且制作简单。
优选的，所述连接线包括刻度绳和四根长度相同的细线，所述刻度绳下端与四根细线一端连接、四根细线的另一端相互绑接，所述标准重物包括金属圆球和多层护壳，每层所述护壳由上壳和下壳拼接而成，所述上壳和下壳均为半圆罩形，所述上壳与对应的下壳内外径相同，所述上壳下表面设有凹槽，所述下壳上表面设有与凹槽相对应的凸块2221，所述上壳内部位于凹槽上方处设有磁块2212，所述凸块2221为铁块，连接线上还套设有线夹5。
通过实施本发明可以取得以下有益技术效果：无需取出泥浆即可实现对泥浆比重的测量，且测量精确。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明改进后标准重物的局部剖视图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明：
一种数字式泥浆比重测量方法，包括如下步骤：
步骤1：选择比重大于被测泥浆比重的标准重物A，测量标准重物A的重力W。
步骤2：将标准重物A全部浸没在已知比重的标准液体(优选为蒸馏水)中，并用细线拉住标准重物A使其悬浮在水中，将蒸馏水置于常温下，测出细线对标准重物A的拉力T1，已知比重的标准液体为ρ1
步骤3：将标准重物A全部浸没在泥浆中，并用细线拉住标准重物A使其悬浮在水中，测出细线对标准重物A的拉力T2；
步骤4：根据公式泥浆比重ρ2＝(W-T2)ρ1/(W-T1)计算出被测泥浆比重。
数字式泥浆比重测量方法是根据阿基米德的浮力原理,对部分或者全部浸入液体的物体，它所受到的浮力：F＝ρVg，式中V为浸入液体的体积，ρ为液体的密度，g为重力加速度。若已知F和V及g，可确定液体的密度ρ。
将标准重物A全部浸没在比重为ρ1的标准液体(优选为蒸馏水)中，并用细线拉住标准重物A使其悬浮在水中时，标准重物A的受到的力包括液体对标准重物A的方向朝上的浮力F1、细线对标准重物A的向上拉力T1、标准重物A的向下重力W，静止状态下，受力平衡，即F1+T1＝W。由于F1＝ρ1Vg,V标准重物A的体积，即可得出，W＝T1+ρ1Vg。
即Vg＝(W-T1)/ρ1(1)
将标准重物A全部浸没在泥浆中，并用细线拉住标准重物A使悬浮在水中，原理与将标准重物A全部浸没在标准液体中时相同.
可得出，Vg＝(W-T2)/ρ2(2)
根据公式(1)和公式(2)，可得出ρ2＝(W-T2)ρ1/(W-T1)
采用这种方法测量出的泥浆比重角度高，而且W、T2、T1都是在当场测出，同时标准液体置于常温下，ρ1的精度也很高，所以W、T2、ρ1、T1都测量环境影响很小，特别是该过程中不受重力加速度大小的影响，特别适合用于测量泥浆。采用本方法测量泥浆比重，准确度可达1％以上，且与操作人员无关。而目现有技术在使用的杠杆式比重计准确度不到10％，再加上人为因素，测量准确度更是难以保证。
如图1所示，数字式泥浆比重测试仪，包括测力装置1和标准重物2，测力装置1下方的测力端通过连接线3与标准重物2连接，连接线3上设有刻度，测力装置1上端设有拎环4，标准重物2为圆柱体铝块，测力装置1上设有显示屏。
使用时，测量标准重物2重力W，将标准重物2完全浸入标准液体后，通过测量装置测出此时的力T1，将标准重物2完全浸入被测液体后，通过测量装置测出此时的力T2，在已知标准液体比重ρ1的前提下，计算出被测液体的比重ρ2＝(W-T2)ρ1/(W-T1)。
当采用数字式泥浆比重测试仪出泥浆比重后，如果更换场地测量，同时标准重物2又无处清洗，这样会影响测量的精度，为了预防这种情况，对标准重物2的结构和标准重物2与连接线3的连接方式做了改进，如图2所示，连接线3下端包括刻度绳31和四根长度相同的细线32，刻度绳31下端与四根细线32一端连接，四根细线32的另一端相互绑接，标准重物2包括金属圆球21和多层护壳22，每层护壳22由上壳221和下壳222拼合而成，上壳221和下壳222均为半圆罩形，上壳221与对应的下壳222内外径均相同，上壳221下表面设有凹槽2211，下壳222上表面设有与凹槽2211相对应的凸块2221，上壳221内部位于凹槽2211上方处设有磁块2212，凸块2221为铁块，连接线3上还套设有线夹5，线夹5可以移动到随意位置后固定、用于将四根细线32夹紧，为了防止细线32滑动，上壳221和下壳222表面与细线32相对应的位置设有线槽。使用时，通过四根细线32将最外侧的上壳221和下壳222捆绑，并通过线夹5加紧，上壳221的凹槽2211和下壳222的凸块2221相互配合，并通过磁铁的磁力，使上壳221和下壳222贴紧，此时可以进行测量。当进行另一处测量时，松开线夹5后，取出最外侧的上壳221和下壳222，然后再通过四根细线32将此时最外侧的上壳221和下壳222捆绑，并通过线夹5加紧，最后进行测量，在这里，为了提高精度，细线32也可以更换。
通过实施本发明可以取得以下有益技术效果：无需取出泥浆即可实现对泥浆比重的测量，且测量精确。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (8)

1.数字式泥浆比重测试方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：选择比重大于被测泥浆比重的标准重物A，测量标准重物A的重力W。
步骤2：将标准重物A全部浸没在比重为ρ1的标准液体中，并用细线拉住标准重物A使其悬浮在水中，测出细线对标准重物A的拉力T1；
步骤3：将标准重物A全部浸没在泥浆中，并用细线拉住标准重物A使其悬浮在水中，测出细线对标准重物A的拉力T2；
步骤4：根据公式泥浆比重ρ2＝(W-T2)ρ1/(W-T1)计算出被测泥浆比重。
2.如权利要求1所述的数字式泥浆比重测试方法，其特征在于：步骤2中的标准液体为蒸馏水。
3.如权利要求2所述的数字式泥浆比重测试方法，其特征在于：步骤2中，测量拉力T1时，将蒸馏水置于常温下。
4.数字式泥浆比重测试仪，其特征在于：包括测力装置和标准重物，所述测力装置下方的测力端通过连接线与标准重物连接。
5.如权利要求4所述的数字式泥浆比重测试仪，其特征在于：所述连接线上设有刻度。
6.如权利要求4所述的数字式泥浆比重测试仪，其特征在于：所述测力装置上端设有拎环。
7.如权利要求4所述的数字式泥浆比重测试仪，其特征在于：所述标准重物为圆柱体铝块。
8.如权利要求4所述的数字式泥浆比重测试仪，其特征在于：所述连接线包括刻度绳和四根长度相同的细线，所述刻度绳下端与四根细线一端连接、四根细线的另一端相互绑接，所述标准重物包括金属圆球和多层护壳，每层所述护壳由上壳和下壳拼接而成，所述上壳和下壳均为半圆罩形，所述上壳与对应的下壳内外径相同，所述上壳下表面设有凹槽，所述下壳上表面设有与凹槽相对应的凸块，所述上壳内部位于凹槽上方处设有磁块，所述凸块为铁块，连接线上还套设有线夹。
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