CN117147381A - 转动组件及钻井液粘度测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种转动组件及钻井液粘度测量装置,转动组件用于钻井液粘度测量装置,包括:第一转筒,能够绕轴心转动,至少具有一个端面;第一隔板,垂直于所述轴心且与所述端面具有第一间隙;所述第一隔板和所述第一转筒能够各自独立转动且两者转速相同或近似相同;所述第一间隙的大小使得所述第一间隙内的待测钻井液与所述第一转筒趋于同速转动。装置包括转动组件,测速器,用于测量所述第一转筒的转速;控制器,连接所述第一驱动器及所述测速器;所述控制器用于根据所述第一转筒的转速向所述第一驱动器输出第一控制信号,所述第一驱动器根据所述第一控制信号驱动所述第一隔板转动。本发明消除了附加粘滞力矩,提高了钻井液粘度检测的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及钻井液检测领域,具体来讲,涉及转动组件及钻井液粘度测量装置。
背景技术
钻井工程领域常用的钻井液是由粘土、水和一些无机或有机化学处理剂通过搅拌而成的成分复杂的悬浮液与胶体溶液的混合物,被称作钻井的“血液”。钻井液的流变性能与携岩能力、井眼清洁、井壁稳定等息息相关,及时、准确地获取钻井液综合性能参数是井筒水力学、钻柱动力学分析的前提和基础。钻井液的粘度则是流变性能中的重要参数。
目前常用旋流法测量钻井液的粘度时,需要在钻井液中转动转筒,再根据转筒的转速以及几何尺寸等参数计算粘度。该计算模型中忽略了转筒的末端效应:转筒转动过程中,钻井液在转筒的底部和顶部两个端面会产生附加粘滞力矩,该力矩会导致计算结果出现偏差,计算粘度值比实际粘度值大。钻井液作为非牛顿液体,随着转速增加,粘度会更大,因此末端效应带来的偏差也会更加显著。
因此,提供一种消除旋流法钻井液测量末端效应的方法或装置具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如,本发明的目的之一在于解决背景技术中提到的钻井液在转筒端面产生附加粘滞力矩造成计算粘度值比实际粘度值大的问题,本发明的目的之二在于提供一种减小旋流法测量钻井液粘度误差的方法,本发明的目的之三在于提供一种用于钻井液粘度测量装置的转动组件,本发明的目的之四在于提供一种钻井液粘度测量的装置。
为了实现上述目的,本发明一方面提供了一种转动组件,所述转动组件用于钻井液粘度测量装置,包括:
第一转筒,能够绕轴心转动,至少具有一个端面;
第一隔板,垂直于所述轴心且与所述端面具有第一间隙;
所述第一隔板和所述第一转筒能够各自独立转动且两者转速相同或近似相同;所述第一间隙的大小使得所述第一间隙内的待测钻井液与所述第一转筒趋于同速转动。
可选择地,所述第一间隙为1.32-2.68mm。
可选择地,所述第一隔板的厚度为0.98-1.32mm。
可选择地,所述第一隔板为圆形,其直径与所述第一转筒的直径的比值为(1.07-1.12):1。
可选择地,所述转动组件还包括第一驱动器,用于连接所述第一隔板,用于根据所述第一转筒的转速实时驱动所述第一隔板以相同或近似相同的速度转动。
可选择地,所述第一转筒还具有与所述端面相对的第二端面,所述转动组件还包括第二隔板。
可选择地,所述第二隔板垂直于所述轴心且与所述第二端面具有第二间隙。
可选择地,所述第一驱动器连接所述第二隔板,用于根据所述第一转筒的转速实时驱动所述第二隔板以相同或近似相同的速度转动。
可选择地,所述第二间隙的大小使得所述第二间隙内的待测钻井液与所述第一转筒趋于同速转动。
可选择地,所述转动组件还包括:第二转筒,同轴设置在所述第一转筒的外侧,能够在待测钻井液中绕所述轴心转动。
可选择地,所述第二转筒的内壁和所述第一转筒的侧面之间具有第三间隙。
可选择地,在所述第二转筒转动时,所述第三间隙内的待测钻井液满足泰勒-库埃特定常流动以带动所述第一转筒转动。
本发明另一方面提供了一种钻井液粘度测量装置,所述测量装置包括如上述的转动组件,还包括:
测速器,用于测量所述第一转筒的转速;
控制器,连接所述第一驱动器及所述测速器;
所述控制器用于根据所述第一转筒的转速向所述第一驱动器输出第一控制信号,所述第一驱动器根据所述第一控制信号驱动所述第一隔板转动。
可选择地,所述测量装置还包括第二驱动器,用于驱动所述第二转筒在待测钻井液中绕轴心转动。
可选择地,所述控制器还用于驱动所述第二转筒以预设转速转动并计算所述钻井液的粘度,粘度计算公式如下:
其中,Ri为所述第一转筒的外径,Ra为所述第二转筒的内径,L为所述第一转筒的高度,ωout为所述预设转速,ωconsr为所述第一转筒在预设转速ωout下从静止加速到稳定时的第一转速,t为所述第一转筒从静止加速到所述第一转速的时间,η为所述第一转速下钻井液的表观粘度。
与现有技术相比,本发明的有益效果包括以下内容中的至少一项:
1)采用转动组件解决了背景技术中提到的钻井液在转筒端面产生附加粘滞力矩造成计算粘度值比实际粘度值大的问题。
2)本发明消除了附加粘滞力矩,提高了钻井液粘度检测的准确性。
附图说明
通过下面结合附图进行的描述,本发明的上述和其他目的和/或特点将会变得更加清楚,其中:
图1示出了一些实施例中转动组件的结构示意图。
图2示出了一些实施例中隔板与转筒直径比例示意图。
图3示出了再一些实施例中转动组件的结构示意图。
图4示出了一些实施例中钻井液粘度测量装置的结构示意图。
主要附图标记说明:
10-轴心、110-第一转筒、111-第一端面、112-第二端面、120-第二转筒、210-第一隔板、220-第二隔板、310-第一间隙、320-第二间隙、330-第三间隙、410-第一连接轴、420-第二连接轴、430-第一转筒轴、440-第二转筒轴、510-第一驱动器、520-第二驱动器、600-测速器、700-控制器。
具体实施方式
在下文中,将结合示例性实施例来详细说明本发明的转动组件及钻井液粘度测量装置。
示例性实施例1
本示例性实施例提供了一种转动组件,所述转动组件用于钻井液粘度测量装置,包括:第一转筒,能够绕轴心转动,至少具有一个端面;第一隔板,垂直于所述轴心且与所述端面具有第一间隙;所述第一隔板和所述第一转筒能够各自独立转动且两者转速相同或近似相同;所述第一间隙的大小使得所述第一间隙内的待测钻井液与所述第一转筒趋于同速转动。
在本实施例中,所述第一间隙可为1.32-2.68mm,例如1.33mm、1.87mm、2.35mm或2.67mm等。通过试验表明,测量间隙在此范围内,钻井液所产生的端面效应是一个定值,不会随待测钻井液本身的性质改变而改变,从而使得间隙内的待测钻井液以层流的方式流动,不会出现紊流,且流动速度与隔板和端面的转动速度基本相同,即间隙处待测钻井液与端面基本不发生相对移动,从而消除间隙处待测钻井液对端面的粘滞阻力,提高了粘度检测的准确性,因此更容易控制测量误差,提高测量精度。
在本实施例中,端面效应是钻井液对所述转筒底面产生了一个额外的粘滞阻力矩,会使粘度检测结果比实际粘度值偏大;所述隔板位于所述转筒相对下侧,与转筒同轴安装,隔板与所述转筒的间隙足够小,也就意味着隔板与转筒的间隙内钻井液足够少;从消除端面效应的原理考虑,所述间隙应该是越小越小,间隙越小间隙内钻井液也越少,测量时产生的附加粘滞阻力矩也越小。但是,测量间隙不能一味减小,因为当间隙足够小时,毛管效应不能被忽略,毛管效应会在间隙内产生一个毛管力,从而引入新的误差。该处位置的钻井液产生的粘滞阻力足够小,不足以引起定子偏转额外的角度,从而消除了端面效应的影响。
在本实施例中,所述第一隔板的厚度可为0.98-1.32mm,例如0.99mm、1.10mm或1.31mm等。第一隔板厚度必须控制在一个适当的范围,通过流场模拟可知,若第一隔板厚度太薄,旋转时第一隔板边缘流体易产生扰动,形成局部涡流,干扰测量间隙内流态,造成测量误差。隔板太厚转动惯量太大,第一转筒转速改变时隔板不能快速响应。
在本实施例中,所述隔板可为圆形,其直径与所述转筒直径的比值可为1.07~1.12:1,例如1.08:1、1.09:1、1.10:1或1.11:1等,流体仿真结果和试验实测结果都表明,该方式可以有效减少所述转筒和所述测量间隙几何形状边缘突变处的局部湍流的发生,减弱或消除端面效应,或保证端面效应维持一个常数,而不是随着待测钻井液性质,如密度、成分、固相含量等特性的改变而变化,利于控制误差,提高测量精度。
在本实施例中,所述转动组件还可包括第一驱动器,用于连接所述第一隔板,用于根据所述第一转筒的转速实时驱动所述第一隔板以相同或近似相同的速度转动。
在本实施例中,所述第一转筒还具有与所述端面相对的第二端面及与第二端面对应的第二隔板。所述第二隔板垂直于所述轴心且与所述第二端面具有第二间隙;所述第一驱动器连接所述第二隔板,用于根据所述第一转筒的转速实时驱动所述第二隔板以相同或近似相同的速度转动;所述第二间隙的大小使得所述第二间隙内的待测钻井液与所述第一转筒趋于同速转动。所述第二隔板与所述第一转筒也能够各自独立的转动且转速相同或近似相同。所述第一驱动器可根据所述转筒的实时转速驱动所述第二隔板以相同或近似相同的速度转动。
在本实施例中,所述转动组件还包括第二转筒,同轴设置在所述第一转筒的外侧,能够在待测钻井液中绕所述轴心转动。所述第二转筒的内壁和所述第一转筒的侧面之间具有第三间隙。在所述第二转筒转动时,所述第三间隙内的待测钻井液满足泰勒-库埃特定常流动以带动所述第一转筒转动。
本实施例中,在第一转筒的一个端面平行间隔设置第一隔板,第一隔板与第一转筒同轴同速或近似同速且相互独立地转动,通过控制第一隔板与第一端面之间的间隙大小,使得间隙内的待测钻井液能够与第一转筒趋于同速转动,第一端面处的待测钻井液与第一端面不发生相对移动,从而消除了附加粘滞力矩,提高了粘度检测的准确性。
示例性实施例2
本示例性实施例提供了一种钻井液粘度测量装置,所述装置包括示例性实施例1中所述的转动组件,还包括测速器,用于测量所述第一转筒的转速控制器,连接所述第一驱动器及所述测速器;所述控制器用于根据所述第一转筒的转速向所述第一驱动器输出第一控制信号,所述第一驱动器根据所述第一控制信号驱动所述第一隔板转动。
在本实施例中,所述测量装置还可包括第二驱动器,用于驱动所述第二转筒在待测钻井液中绕轴心转动。所述控制器还用于驱动所述第二转筒以预设转速转动并计算所述钻井液的粘度,粘度计算公式如下:
其中,Ri为所述第一转筒的外径,Ra为所述第二转筒的内径,L为所述第一转筒的高度,ωout为所述预设转速,ωconst为所述第一转筒在预设转速ωout下从静止加速到稳定时的第一转速,t为所述第一转筒从静止加速到所述第一转速的时间,η为所述第一转速下钻井液的表观粘度。
为了更好地理解本发明的上述示例性实施例,下面结合具体实施例对其进行进一步说明。
钻井液属于非牛顿液体,其粘度随着转速增加而变大,因此,为了准确获取钻井液的粘度,需要以不同的剪切速率(如600转、300转、200转、100转、6转、3转)计算钻井液的粘度。本申请实施例的钻井液粘度测量装置采用旋流法原理,可以在不同剪切速率下测量钻井液的粘度。测量时将装置的转动组件浸入钻井液中,通过电机等驱动装置带动转动组件中的部分结构在钻井液中旋转。由于钻井液具有粘性,会对转动组件施加粘滞阻力,从而改变转动组件的转速。通过测量得到转动组件的转速并将其代入相应的数学模型即可计算出钻井液粘度。
现有的旋流法测量钻井液粘度时,旋转组件包括转筒,计算粘度的数学模型中假定转筒的高度无限,只考虑钻井液对转筒侧面的粘滞力,忽略了钻井液对转筒顶部和底部两个端面的粘滞力,从而导致计算结果出现偏差,计算粘度值比实际粘度值大。
本申请实施例通过设计转动组件的结构克服了上述缺陷,提高了钻井液粘度的计算结果的准确性。
实施例
请参照图1,本申请实施例中的用于钻井液粘度测量装置的转动组件包括第一转筒110和第一隔板210。第一转筒110为旋转体,包括上下等直径的薄壁圆筒,轴心10为第一转筒110的中心轴。薄壁圆筒内部的空心结构可以减轻第一转筒110的自重,降低旋转系统惯性矩,提高测量精度及灵敏度。第一转筒轴430沿轴心10设置且与第一转筒110连接,第一转筒轴430可以通过轴承等结构固定在钻井液粘度测量装置的外壳等部位,使得第一转筒110可以绕其轴心10转动。第一转筒110具有至少一个垂直于轴心10的端面,其为第一端面111。第一隔板210垂直于轴心10,与第一端面111之间具有第一间隙310。
测量钻井液的粘度时,转动组件放置在待测钻井液中,第一转筒110和第一隔板210共同绕轴心10以相同速度且彼此独立地转动,第一隔板210与第一端面111会带动第一间隙310内的钻井液以相同速度转动。需要注意的是,此处的相同速度应做宽泛的解释,即相同速度可以是速度完全一样,也可以是两个速度接近。具体地,相同速度可以是指第一隔板210的转速与第一转筒110的转速的比值范围为0.9-1.1。第一隔板210与第一转筒110同速转动,从而可以将第一间隙310内的钻井液尽快加速到与第一转筒110速度相同,尽量让第一间隙310内的钻井液与第一转筒110相对静止,从而使第一转筒110端面受到的粘滞力基本为零。可以理解,使用转速反馈和转速控制来使得第一隔板210与第一转筒110同速转动时,由于反馈控制过程需要时间,通常时间延迟在5-10ms,第一隔板210的转速很难与第一转筒110的转速保持完全一致。在第一转筒110受力达到平衡之前,粘滞阻力矩一直存在,第一转筒110总体上是一个加速度减小的加速旋转。
因此,无论是由驱动机构带动第一转筒110主动加速,即单筒测量粘度模式,还是由周围的钻井液带动第一转筒110被动加速,即双筒测量粘度模式;第一隔板210的转速在第一转筒110的加速阶段中略低于第一转筒110。当第一隔板210转速略低于第一转筒110时,由于第一间隙310内的钻井液量很少,即使出现了一些相对运动,其产生的粘滞阻力矩也非常小,对测量结果精度的影响基本可以忽略,但如果相对运动过大,即第一隔板转速过慢则产生的粘滞阻力矩也不能被忽略。通过试验确定,第一隔板与第一转筒转速比科可为0.9-1.1,可以通过缩小反馈控制延迟时间或在反馈控制时设置额外的转速补偿增量实现。
第一隔板210和第一转筒110的转动相对独立,因此,第一隔板210外侧受到的钻井液粘滞力不会传递至第一转筒110。第一转筒110侧面的钻井液则会相对第一转筒110转动并对第一转筒110产生侧面粘滞力。由于现有的粘度计算公式只考虑侧面粘滞力,未考虑端面粘滞力,因此,本实施例的转动组件通过消除或减小端面粘滞力以及避免第一隔板210受到的粘滞力传导至第一转筒110,可以提高粘度测量结果的精度。
本实施例中,第一转筒110和侧面钻井液的转动关系可以是外部驱动装置驱动第一转筒110转动,进而由第一转筒110带动侧面的钻井液转动,也可以是侧面的钻井液转动以带动第一转筒110被动转动;前者需要转动组件为单筒结构,后者需要转动组件为双筒结构。可以理解,采用后者转动关系时,粘度测量装置还需要其他部件,如另一个转筒,先带动第一转筒110侧面的钻井液转动,再由钻井液带动第一转筒110转动。转动组件为单筒结构时,以预设转速转动第一转筒110,通过测量第一转筒110转速的衰减情况可计算出钻井液的粘度;当转动组件为双筒结构时,以预设转速转动另一个转筒,由钻井液带动第一转筒110旋转,通过测量第一转筒110的转动情况等方式,可以计算出钻井液的粘度。
为了实现第一转筒110和第一隔板210共同绕轴心10同速且独立转动,作为一种可选的实施方式,钻井液粘度测量装置还包括第一驱动器510和第一连接轴410,第一驱动器510可以包括电机等驱动机构,第一连接轴410设置在第一转筒110的轴心10上并与第一隔板210连接。第一驱动器510通过第一连接轴410驱动第一隔板210绕轴心10转动,并根据第一转筒110的转速调整第一隔板210的转速,从而使得第一转筒110和第一隔板210共同绕轴心10以相同速度转动。具体地,可以由另一个驱动器驱动第一转筒110转动,两个驱动器分别控制第一转筒110和第一隔板210以相同速度转动,单筒测量粘度模式中可以采用该方法加速第一转筒110;也可以使用测速器等装置实时测量第一转筒110的转速,第一驱动器510根据第一转筒110的转速实时驱动第一隔板210以相同的速度转动。
本实施例中第一间隙310足够小,具体为1.32-2.68mm,从而使得第一间隙310内的待测钻井液以层流的方式流动,不会出现紊流,且流动速度与第一隔板210和第一端面111的转动速度基本相同,即第一间隙310处待测钻井液与第一端面111基本不发生相对移动,从而降低或消除第一间隙310处待测钻井液对第一端面111的粘滞阻力,提高了粘度检测的准确性。此外,第一间隙310足够小,也就意味着第一间隙310内的钻井液足够少,该处位置的钻井液产生的粘滞阻力足够小,从而也可以提高粘度检测的准确性。需要注意的是,第一间隙310不能一味减小,因为当第一间隙310过小时,其中的毛管效应不能被忽略。毛管效应会在第一间隙310内产生一个径向的毛管力,从而引入新的误差。优选地,基于钻井液的粘度范围,本实施例中的第一间隙310为1.37mm,以实现消除粘滞阻力的效果。
本实施例中第一隔板210的厚度为0.98-1.32mm。若第一隔板210厚度太薄,旋转时第一隔板210边缘流体易产生扰动,形成局部涡流,干扰第一间隙310内流态,造成测量误差;若第一隔板210太厚,则转动惯量太大,第一转筒110转速改变时第一隔板210的转速不能快速响应。优选地,第一隔板210的厚度为1.1mm。
如图1和图2所示,在一些实施例中,第一隔板210在垂直于轴心10的平面上为圆形,圆心位于第一转筒110的轴心10上,第一隔板210的直径大于第一转筒110的直径,即第一隔板210可以在垂直于轴心10的平面上覆盖第一端面111,从而消除整个第一端面111的粘滞阻力,进一步提高粘度检测的准确性。优选地,第一隔板210的直径与第一转筒110的直径的比值为(0.96-1.12):1,第一隔板210直径略大于第一转筒110,通过第一隔板210和第一转筒110的同步转动带动第一间隙310外侧附近的待测钻井液旋转。流体仿真结果和试验实测结果都表明,该方式可以有效减少第一转筒110和第一间隙310几何形状边缘突变处的局部湍流的发生,减弱或消除端面效应,或保证端面效应维持一个常数而不随着待测钻井液性质,例如密度、成分、固相含量等特的改变而变化,有利于控制误差,提高测量精度。
如图3所示,在一些实施例中,薄壁圆筒具有两个垂直于轴心10的端面,其中,与第一端面111相对的另一个端面为第二端面112。转动组件还包括第二隔板220,第二隔板220垂直于轴心10且与第二端面112之间具有第二间隙320。第二隔板220可以如前述第一隔板210的实施方式实现与第一转筒110同轴同速转动,例如,转动组件还包括第二连接轴420,第二连接轴420设置在第一转筒110的轴心10上并与第二隔板220连接。
第一驱动器510通过第二连接轴420驱动第二隔板220绕轴心10转动,并根据第一转筒110的转速调整第二隔板220的转速,从而使得第一转筒110和第二隔板220共同绕轴心10以相同速度转动。可以理解,还可以设置另一个驱动器单独驱动第二隔板220转动。第一连接轴410和/或第二连接轴420可以通过其他轴承、轴承座固定在钻井液粘度测量装置的外壳等其他部件上。可以理解,为了防止第二连接轴420和第一转筒轴430发生干涉,第二隔板220中心具有通孔且第二连接轴420为中空,第一转筒轴430穿过第二隔板220的通孔和第二连接轴420的内部。
第二间隙320具有与第一间隙310相同的效果,即第二间隙320内的待测钻井液与第一转筒110同速转动。本实施例通过两个隔板可以消除第一转筒110所有端面的粘滞阻力。
如图4所示,在一些实施例中,转动组件还包括第二转筒120,钻井液粘度测量装置还包括第二驱动器520、测速器600、控制器700。
第二转筒120为旋转体,同轴设置在第一转筒110的外侧,以从外部罩住第一转筒110的侧面。第二转筒120通过第二转筒轴440和对应的轴承(图中未示出)可转动地固定在钻井液粘度测量装置中。第二转筒120的内壁和第一转筒110的侧面之间具有第三间隙330。测量钻井液的粘度时,转动组件放置在待测钻井液中,第二转筒120转动并带动第三间隙330内的待测钻井液转动;第三间隙330内的待测钻井液满足泰勒-库埃特定常流动,不会发生紊流、泰勒涡流、二次流等复杂流动;同时第三间隙330内的待测钻井液会带动第一转筒110转动。优选地,第二转筒120的内径与第一转筒110的外径比值为1.01-1.08,以使得第三间隙330内的待测钻井液满足泰勒-库埃特定常流动。
第二驱动器520可以包括电机等驱动机构。第二转筒轴440位于轴心10上且与第二转筒120连接,使得第二驱动器520能够通过第二转筒轴440驱动第二转筒120绕轴心10转动。
测速器600用于测量第一转筒110的转速。测速器600优选采用非接触式的测量方式,通过在第一转筒轴430上设置磁性或光学标记物,在输出轴转动时,使用磁性传感器或光电传感器感知磁性或光学标记物的方式实现转速的非接触测量。非接触式的测速方式可以避免输出轴和/或传感器长时间转动接触导致的磨损和变形。
控制器700连接第一驱动器510、第二驱动器520和测速器600。控制器700接收测速器600测量得到的第一转筒110的转速,并根据第一转筒110的转速向第一驱动器510发送第一控制信号,第一驱动器510根据第一控制信号控制第一连接轴410的转动进而驱动第一隔板210和第二隔板220与第一转筒110同速转动。控制器700还可以向第二驱动器520发送第二控制信号,第二驱动器520根据第二控制信号控制第二转筒轴440的转动进而驱动第二转筒120以预设转速转动。
控制器700还可计算得到钻井液的粘度,粘度计算方法如下:
根据小间隙泰勒-库艾特流体动力学理论,第一转筒110的圆柱体侧面受到的粘滞力矩Mη为:
式(1)中,Ri为第一转筒110的外径;Ra为第二转筒120的内径;L为第一转筒110的高度;ωout为第二转筒120的预设转速;η为待测钻井液的表观粘度。
将式(1)整理后得到表观粘度η为:
根据角动量定理可知:
Mηt=Jωconst-Jω0 (3)
式(3)中,J为第一转筒110的转动惯量,可预先计算得到;ωconst为第一转筒110稳定后的第一转速;ω0为第一转筒110初始转速;t为第一转筒110从初始转速达到第一转速所经过的时间。本实施例中,第一转筒110在第一间隙310内的钻井液带动下从静止加速至第一转速,因此ω0等于0。
将式(3)带入式(2)后可以得到粘度η:
尽管上面已经结合示例性实施例及附图描述了本发明,但是本领域普通技术人员应该清楚,在不脱离权利要求的精神和范围的情况下,可以对上述实施例进行各种修改。
Claims (10)
1.一种转动组件,其特征在于,所述转动组件用于钻井液粘度测量装置,包括:
第一转筒,能够绕轴心转动,至少具有一个端面;
第一隔板,垂直于所述轴心且与所述端面具有第一间隙;
所述第一隔板和所述第一转筒能够各自独立转动且两者转速相同或近似相同;所述第一间隙的大小使得所述第一间隙内的待测钻井液与所述第一转筒趋于同速转动。
2.如权利要求1所述的转动组件,其特征在于,所述第一间隙为1.32-2.68mm。
3.如权利要求1所述的转动组件,其特征在于,所述第一隔板的厚度为0.98-1.32mm。
4.如权利要求1所述的转动组件,其特征在于,所述第一隔板为圆形,其直径与所述第一转筒的直径的比值为(1.07-1.12):1。
5.如权利要求1所述的转动组件,其特征在于,所述转动组件还包括第一驱动器,用于连接所述第一隔板,用于根据所述第一转筒的转速实时驱动所述第一隔板以相同或近似相同的速度转动。
6.如权利要求5所述的转动组件,其特征在于,所述第一转筒还具有与所述端面相对的第二端面,所述转动组件还包括第二隔板;
所述第二隔板垂直于所述轴心且与所述第二端面具有第二间隙;
所述第一驱动器连接所述第二隔板,用于根据所述第一转筒的转速实时驱动所述第二隔板以相同或近似相同的速度转动;
所述第二间隙的大小使得所述第二间隙内的待测钻井液与所述第一转筒趋于同速转动。
7.如权利要求1所述的转动组件,其特征在于,所述转动组件还包括:
第二转筒,同轴设置在所述第一转筒的外侧,能够在待测钻井液中绕所述轴心转动;
所述第二转筒的内壁和所述第一转筒的侧面之间具有第三间隙;
在所述第二转筒转动时,所述第三间隙内的待测钻井液满足泰勒-库埃特定常流动以带动所述第一转筒转动。
8.一种钻井液粘度测量装置,其特征在于,所述测量装置包括如权利要求1-7中任一项所述的转动组件,还包括:
测速器,用于测量所述第一转筒的转速;
控制器,连接所述第一驱动器及所述测速器;
所述控制器用于根据所述第一转筒的转速向所述第一驱动器输出第一控制信号,所述第一驱动器根据所述第一控制信号驱动所述第一隔板转动。
9.如权利要求8所述的钻井液粘度测量装置,其特征在于,所述测量装置还包括第二驱动器,用于驱动所述第二转筒在待测钻井液中绕轴心转动。
10.如权利要求9所述的钻井液粘度测量装置,其特征在于,所述控制器还用于驱动所述第二转筒以预设转速转动并计算所述钻井液的粘度,粘度计算公式如下:
其中,Ri为所述第一转筒的外径,Ra为所述第二转筒的内径,L为所述第一转筒的高度,ωout为所述预设转速,ωconst为所述第一转筒在预设转速ωout下从静止加速到稳定时的第一转速,t为所述第一转筒从静止加速到所述第一转速的时间,η为所述第一转速下钻井液的表观粘度。
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