FR2559906A1

FR2559906A1 - Viscosimeter with a funnel and capillary, for measuring the viscosity of industrial fluids, in particular in the oil industry

Info

Publication number: FR2559906A1
Application number: FR8402596A
Authority: FR
Inventors: Daniel Codazzi
Original assignee: Etudes et Fabrication Dowell Schlumberger; Compagnie des Services Dowell Schlumberger SA
Current assignee: Etudes et Fabrication Dowell Schlumberger; Compagnie des Services Dowell Schlumberger SA
Priority date: 1984-02-21
Filing date: 1984-02-21
Publication date: 1985-08-23

Abstract

The invention relates to a viscosimeter constituted of a funnel 7, 8 connected at its lower part to a capillary tube 9 in which the fluid flows with a Hagen-Poiseuille type flow. For non-Newtonian fluids, the apparatus is made to operate in emptying mode, the flow rate is measured and at least part of the rheogram is thus easily and quickly obtained.

Description

Viscosimètre à entonnoir et capillaire pour mesure de la viscosité des fluides industriels. notamment dans l'industrie étrolire. Funnel and capillary viscometer for measuring the viscosity of industrial fluids. especially in the foreign industry.

Dans tous les processus industriels impliquant l'utilisation de matière à l'état liquide, la mesure de la viscosité des fluides présente très souvent un aspect essentiel. L'industrie pétrolière est, bien entendu, plus particulièrement concernée, tant au niveau du forage que des divers services. La connaissance de la viscosité d'un fluide est absolument nécessaire pour le calcul des pertes de charge dans une tuyauterie ou l'optimisation des vitesses de pompage. In all industrial processes involving the use of matter in the liquid state, the measurement of the viscosity of fluids very often has an essential aspect. The petroleum industry is, of course, more particularly concerned, both in terms of drilling and various services. Knowledge of the viscosity of a fluid is absolutely necessary for calculating pressure losses in a pipe or optimizing pumping speeds.

La mesure de viscosité en continu est un excellent moyen de centrale de la qualité d'un fluide. C'est une donnée fondamentale pour estimer la capacité d'une boue de forage à "remonter" les copeaux hors du puits, et fournir des données sur la lubrification de l'outil. Continuous viscosity measurement is a great way to centralize the quality of a fluid. This is fundamental data for estimating the capacity of a drilling mud to "lift" the shavings out of the well, and to provide data on the lubrication of the tool.

Lors de certaines opérations, une cimentation de puits , par exemple, il est nécessaire de connaître l'étant d'écoulement du laitier de ciment, de savoir s'il est laminaire ou turbulent. During certain operations, a well cementing, for example, it is necessary to know the flow state of the cement slag, to know whether it is laminar or turbulent.

Ceci n'est bien entendu possible qu'en ayant des indications sur la viscosité des fluides pompés.This is of course only possible by having indications on the viscosity of the fluids pumped.

L'efficacité du déplacement de la boue par un laitier de ciment peut être appréciée en mesurant de façon continue la viscosité des fluides à la sortie de l'espace annulaire existant entre le tubage et la formation. L'enregistrement continu de la viscosité permet en outre la détection d'anomalies telles que l'infiltration de laitier de ciment dans la boue (fingering). The efficiency of the displacement of the mud by a cement slag can be appreciated by continuously measuring the viscosity of the fluids at the exit of the annular space existing between the casing and the formation. Continuous viscosity recording also allows the detection of anomalies such as the infiltration of cement slag into the mud (fingering).

De nombreux appareils de mesure de viscosité sont disponibles sur le marché. Néanmoins, peu d'entre eux se prêtent à une utilisation de chantier. En outre, le caractère non newtonien de la quasi-totalité des fluides utilisés dans l'industrie pétrolière est à l'origine du fait que la mesure se fait généralement en laboratoire après échantillonnage. La notion de mesure continue a dans ce cas, bien entendu, disparu. Many viscosity measuring devices are available on the market. However, few of them lend themselves to site use. In addition, the non-Newtonian nature of almost all of the fluids used in the petroleum industry is at the origin of the fact that the measurement is generally made in the laboratory after sampling. In this case, of course, the notion of continuous measurement has disappeared.

La majeure partie des viscosimètres existants peut se classer en deux grandes familles. Dans la première, le fluide est cisaillé entre deux corps de révolution coaxiaux (cylindres, plan-cône, plan-plan, cane-cône). La vitesse relative de rotation est une indication de vitesse de cisaillement du fluide, alors que le couple exercé sur l'un des corps par le fluide est directement relié à la tension de cisaillement. L'évolution de la tension de cisaillement en fonction de la vitesse de cisaillement - le rhéogramme - représente le comportement rhéologique du fluide étudié. On en déduit la viscosité apparente correspondant aux différents gradients de cisaillement. Most of the existing viscometers can be classified into two main families. In the first, the fluid is sheared between two coaxial bodies of revolution (cylinders, plane-cone, plane-plane, cane-cone). The relative speed of rotation is an indication of the shear speed of the fluid, while the torque exerted on one of the bodies by the fluid is directly related to the shear stress. The evolution of the shear stress as a function of the shear rate - the rheogram - represents the rheological behavior of the fluid studied. The apparent viscosity corresponding to the different shear gradients is deduced therefrom.

Dans la deuxième grande famille de viscosimètres, le fluide est cisaillé en s'écoulant dans un tube ou un capillaire. In the second large family of viscometers, the fluid is sheared by flowing in a tube or a capillary.

Le débit d'écoulement indique la vitesse de cisaillement, alors que la chute de pression le long d'une section droite de tube est directement reliée à la tension de cisaillement. L'établissement du rhéogramme nécessite, par conséquent, la mesure simultanée d'une chute de pression et d'un débit. Ce type d'appareil est donc généralement relativement sophistiqué puisqu'il nécessite l'utilisation d'une pompe, d'un débitmètre, d'un ou de deux capteursde pression.The flow rate indicates the shear rate, while the pressure drop along a straight section of tube is directly related to the shear stress. Establishing the rheogram therefore requires the simultaneous measurement of a pressure drop and a flow rate. This type of device is therefore generally relatively sophisticated since it requires the use of a pump, a flow meter, one or two pressure sensors.

L'instrument faisant l'objet de l'invention peut se classer dans cette dernière famille. I1 est destiné à des applications de chantier et,par conséquent, de construction robuste. The instrument which is the subject of the invention can be classified in this latter family. It is intended for construction site applications and therefore for robust construction.

L'avantage majeur de cet appareil réside dans sa simplicité et, surtout, dans le fait qu'il ne nécessite la mise en oeuvre que d'un capteur unique.The major advantage of this device lies in its simplicity and, above all, in the fact that it only requires the use of a single sensor.

Par "capillaire", on désignera ici un tube (ou analogue) de rapport longueur (1)/diamètre (d) élevé, dimensionné de manière à conduire pour le fluide considéré à un écoulement dit "de HAGEN-
POISEUILLE". Ce type d'écoulement est particulier et bien connu de l'homme du métier.By “capillary”, we will designate here a tube (or the like) with a length (1) / diameter (d) ratio that is large, dimensioned so as to lead, for the fluid under consideration, to a so-called “HAGEN-
POISEUILLE ". This type of flow is particular and well known to those skilled in the art.

On connaît également le viscosimètre MARS, qui consiste en un entonnoir de diamètre maximal 152 mm, terminé à sa partie inférieure par un tube de diamètre intérieur 4,75 mm et de longueur 50,8 mm. The MARS viscometer is also known, which consists of a funnel with a maximum diameter of 152 mm, terminated at its lower part by a tube with an inner diameter of 4.75 mm and a length of 50.8 mm.

Pour effectuer la mesure dans cet appareil, on verse le fluide dont on veut mesurer la viscosité dans l'entonnoir, on déclenche un chronomètre
3 au début de la vidange, et on laisse couler 946 cm de fluide dans un godet. Le nombre de secondes lu sur le chronomètre pour atteindre un écoulement de 946 cn3 représente la "viscosité RUSH". Cette vis cosité est donc seulement une indication relative.To make the measurement in this device, we pour the fluid whose viscosity we want to measure in the funnel, we start a stopwatch
3 at the start of the emptying, and 946 cm of fluid are allowed to flow into a bucket. The number of seconds read on the chronometer to reach a flow of 946 cn3 represents the "RUSH viscosity". This cosity screw is therefore only a relative indication.

On notera encore que l'appareil MARKS11 comporte un tube de vidange qui n'est pas un capillaire. Le tube de l'appareil MARSH forme une simple restriction de passage pour le fluide, et ne realise absolument pas un cisaillement du fluide comme dans l'appareil selon l'invention. It will also be noted that the MARKS11 device comprises a drain tube which is not a capillary. The tube of the MARSH device forms a simple passage restriction for the fluid, and absolutely does not shear the fluid as in the device according to the invention.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront décrits dans a description qui va suivre, et en se réferant au dessin annexé qui représente la variante préférée du viscosimètre selon l'invention. Other characteristics and advantages of the invention will be described in the description which follows, and with reference to the appended drawing which represents the preferred variant of the viscometer according to the invention.

Sur la figure unique annexée, les symboles et réfé- rences ont les significations suivantes 1 conduit d'alimentation en fluide à caractériser 2 fluide 3 débitmètre 4 conduit de recirculation du fluide (lorsque le viscosimètre
fonctionne en mode déversoir comme il sera dit ci-aprEs) 5 débordement du fluide dans le mode déversoir 6 surface libre du fluide dans le mode vidange 7 partie cylindrique verticale de l'entonnoir 8 raccord tronconique entre la partie cylindrique 7 et le tube
capillaire 9 9 tube capillaire de vidange du fluide ho, h, 1 et d : les significations apparaissent clairement sur la
figure unique.In the single appended figure, the symbols and references have the following meanings 1 fluid supply duct to be characterized 2 fluid 3 flow meter 4 fluid recirculation duct (when the viscometer
operates in weir mode as will be said below) 5 overflow of the fluid in the weir mode 6 free surface of the fluid in the drain mode 7 vertical cylindrical part of the funnel 8 frustoconical connection between the cylindrical part 7 and the tube
capillary 9 9 capillary tube for draining the fluid ho, h, 1 and d: the meanings appear clearly on the
single figure.

De manière générale, l'appareil selon l'invention se compose d'un entonnoir (parties 7 et 8) raccordé à un tube capillaire (9). De manière avantageuse, l'entonnoir (7, 8) se présente comme sur la figure unique annexée, c'est-à-dire qu'il est constitué par une partie supérieure cylindrique raccordée à une partie tronconique elle-même raccordée au tube capillaire. In general, the apparatus according to the invention consists of a funnel (parts 7 and 8) connected to a capillary tube (9). Advantageously, the funnel (7, 8) is presented as in the single appended figure, that is to say that it is constituted by a cylindrical upper part connected to a frustoconical part itself connected to the capillary tube .

Cependant, oh pourra également concevoir un appareil où les parties 7 et 8 formeraient un tronc de cône unique. However, oh could also design a device where the parts 7 and 8 would form a single truncated cone.

Comme il sera dit ci-apres, l'appareil selon l'invention peut fonctionner en mode "déversoir" lorsque le fluide à carac tériser aura un comportement newtonien, ou en mode "vidange" lorsque le fluide à caractériser aura un comportement non newtonien. As will be said below, the apparatus according to the invention can operate in "weir" mode when the fluid to be characterized will have a Newtonian behavior, or in "drain" mode when the fluid to be characterized will have a non-Newtonian behavior.

Fonctionnement en mode déversoir - fluides newtoniens
Les fluides newtoniens sont, du point de vue de la rhéologie, les plus simples, dans la mesure où leur viscosité ne dépend pas de la vitesse de cisaillement. Du point de vue de la rhéométrie, ils sont par conséquent les plus faciles à traiter. Selon l'invention, on alimente le viscosimètre en fluide à un débit supérieur à son débit de vidange de façon à le faire déborder. La hauteur de fluide est donc constante et la pression est la pression hydrostatique qui ne dépend plus que de la masse volumique du fluides le principe de la mesure repose sur le fait que moins le fluide est visqueux, plus le débit d'écoulement est élevé, et vice versa. La mesure du débit est donc une indication directe de la viscosité du fluide.L'enregistrement du débit Q en fonction du temps revient à contrôler continûment la viscosité.Weir mode operation - Newtonian fluids
Newtonian fluids are, from the rheology point of view, the simplest, since their viscosity does not depend on the shear rate. From a rheometry point of view, they are therefore the easiest to process. According to the invention, the viscometer is supplied with fluid at a flow rate greater than its drain flow rate so as to cause it to overflow. The fluid height is therefore constant and the pressure is the hydrostatic pressure which now only depends on the density of the fluids the principle of the measurement is based on the fact that the less viscous the fluid, the higher the flow rate, and vice versa. Measuring the flow rate is therefore a direct indication of the viscosity of the fluid. Recording the flow rate Q as a function of time amounts to continuously monitoring the viscosity.

Compte tenu de la gamme de viscosité à mesurer, les dimensions de l'appareil sont déterminées de manière connue de façon à obtenir un écoulement laminaire dans le capillaire. Taking into account the range of viscosity to be measured, the dimensions of the device are determined in a known manner so as to obtain a laminar flow in the capillary.

Une mesure de la vitesse moyenne d'écoulement u permet d'en déduire aisément la valeur de la viscosité p, connaissant les caractéristiques géométriques de l'appareil : d, 1, h . Si la masse
o volumique du fluideZest inconnue, on peut obtenir la viscosité cinématique ss =,u/w-
Fonctionnement en mo idane - fluides non newtoniens
Dans le paragraphe précédent consacré à la mesure de la viscosité d'un fluide newtonien, la vitesse de cisaillement a été ignorée.A measurement of the average flow velocity u makes it possible to easily deduce therefrom the value of the viscosity p, knowing the geometrical characteristics of the device: d, 1, h. If the mass
o volume of the fluid Z is unknown, we can obtain the kinematic viscosity ss =, u / w-
Mo idane operation - non-Newtonian fluids
In the previous paragraph devoted to the measurement of the viscosity of a Newtonian fluid, the shear rate was ignored.

La caractérisation rhéologique d'un fluide non newtonien passe par l'établissement de la dépendance de la tension de cisaillement r (homogène à une pression) en fonction de la vitesse de cisaille ment T (homogène à l'inverse d'un temps). The rheological characterization of a non-Newtonian fluid involves establishing the dependence of the shear stress r (homogeneous at a pressure) as a function of the shear speed T (homogeneous as opposed to a time).

Pour un écoulement laminaire dans un tube, la vitesse de cisaillement t est directement reliée à la vitesse moyenne du fluide. For a laminar flow in a tube, the shear speed t is directly related to the average speed of the fluid.

Y = 8 u/d
On sait comment relier la viscosité du fluide au débit d'écoulement dans le cas d'un fluide non newtonien, la donnée de la viscosité (apparente) n'a de sens que si elle est accompagnée de la vitesse de cisaillement à laquelle elle correspond. L'utilisation de viscosimètre en mode déversoir avec des fluides non newtoniens ne permet d'obtenir qu'un seul point du rhéogramme (t, j). Y = 8 u / d
We know how to link the viscosity of the fluid to the flow rate in the case of a non-Newtonian fluid, the (apparent) viscosity data only makes sense if it is accompanied by the shear rate to which it corresponds . The use of viscometer in weir mode with non-Newtonian fluids allows only one point of the rheogram (t, j) to be obtained.

Le fonctionnement en mode vidange de l'appareil selon l'invention consiste à faire varier la tension de cisaillement t en agissant sur la pression motrice T gho, ou, plus exactement sur la hauteur de fluide h . Si l'on cesse d'alimenter l'appareil en fluide,
o il va bien entendu se vider et la hauteur de fluide h va diminuer
o au cours du temps. En conséquence, la vitesse de l'écoulement va décroître également, ce qui a pour effet de faire varier la tension de cisaillement Qet de décrire ainsi, une partie - au moins - du rhéogramme. The operation in emptying mode of the device according to the invention consists in varying the shear tension t by acting on the driving pressure T gho, or, more precisely on the height of fluid h. If you stop supplying the device with fluid,
o of course it will empty and the height of fluid h will decrease
o over time. Consequently, the velocity of the flow will also decrease, which has the effect of varying the shear stress Q and thus describing, part - at least - of the rheogram.

L'enregistrement de la décroissance du débit Q en fonction du temps (Q, t) contient toute l'information nécessaire à l'établissement du rhéogramme (T, Y ). The recording of the decrease in the flow rate Q as a function of time (Q, t) contains all the information necessary for establishing the rheogram (T, Y).

L'expérience a confirmé l'hypothèse selon laquelle, dans l'appareil selon l'invention, les pertes de charge dans la partie "entonnoir" (7,8) étaient tout à fait négligeables,ainsi que les effets d'inertie, aux dimensionnements considérés. Experience has confirmed the hypothesis that, in the apparatus according to the invention, the pressure drops in the "funnel" part (7,8) were quite negligible, as well as the effects of inertia, at dimensions considered.

On constate en fait un fonctionnement en mode vidange qui est quasi-stationnaire. There is in fact an operation in emptying mode which is quasi-stationary.

Une caractéristique importante de ce mode de fonctionnement est que la courbe de vidange présente, au temps exact de début de vidange, un point quasi-anguleux (présentant une discontinuité de tangente), entre le palier de niveau constant avant vidange et la courbe de vidange proprement dite qui présente ensuite une concavité tournée vers le haut. An important characteristic of this operating mode is that the emptying curve has, at the exact time of the beginning of emptying, a quasi-angular point (having a tangent discontinuity), between the constant level stop before emptying and the emptying curve proper which then has a concavity turned upwards.

Un calculateur peut facilement déceler un tel point et donc déterminer avec précision (et sans par exemple qu'un capteur de niveau ou autre système soit nécessaire) l'instant exact du début de vidange, qui sera la borne t du calcul intégral dans les équations
o bien connues de l'homme du métier.A computer can easily detect such a point and therefore determine with precision (and without for example that a level sensor or other system is necessary) the exact moment of the start of draining, which will be the terminal t of the integral calculation in the equations
o well known to those skilled in the art.

Cette caractéristique de la courbelqui n'était pas prévisible, représente donc une importance déterminante dans la pratique. This characteristic of the curve which was not foreseeable, therefore represents a decisive importance in practice.

I1 convient de remarquer que l'analyse ci-dessus n'est valable que lorsque le niveau supérieur du fluide se trouve dans la partie (7). En effet, dans la partie conique (8) ou le capillaire (9), l'équation de continuité s'écrit autrement et les effets d'inertie ne sont plus négligeables. Ceci explique le fait que cette méthode ne permet pas de décrire entièrement le rhéogramme, en particulier pour les faibles valeurs de la vitesse de cisaillement. It should be noted that the above analysis is only valid when the upper level of the fluid is in part (7). Indeed, in the conical part (8) or the capillary (9), the continuity equation is written differently and the effects of inertia are no longer negligible. This explains the fact that this method does not make it possible to fully describe the rheogram, in particular for the low values of the shear rate.

Toutefois, des expériences conduites sur un prototype montrent que les valeurs obtenues à l'aide de cet instrument sont en bon accord avec celles que l'on obtient en utilisant un viscosimètre a cylindres coaxiaux. Les gammes de vitesses de cisaillement ';f- qui dépendent bien entendu de la nature des fluides étudiés - ont une étendue de I à 2 (gamme de viscosités mesurable, par exemple 5 à 50 centipoises.)
L'appareil selon l'invention est donc un viscosimètre "temps réel" de chantier permettant également l'établissement rapide, pratique et précis d'une partie du rhéogramme pour des fluides non newtoniens. Sa conception est extrêmement simple et permet une construction robuste. I1 n'y a aucune pièce en mouvement.However, experiments conducted on a prototype show that the values obtained using this instrument are in good agreement with those obtained using a viscometer with coaxial cylinders. The ranges of shear speeds'; f - which of course depend on the nature of the fluids studied - have a range of I to 2 (measurable viscosity range, for example 5 to 50 centipoise.)
The device according to the invention is therefore a site "real time" viscometer which also allows the rapid, practical and precise establishment of part of the rheogram for non-Newtonian fluids. Its design is extremely simple and allows a robust construction. There are no moving parts.

Un autre avantage important de l'appareil selon l'invention réside dans le fait que, contrairement aux mesures faites avec des rhéomètres classiques, il n'est pas nécessaire d'attendre pour chaque point du rhéogramme l'établissement d'un régime stationnaire. Au contraire, selon l'invention, un calculateur (qui pourra être programmé sans aucune difficulté par l'homme du métier, à la lecture de la présente demande de brevet) relié à une table traçante permet de suivre l'évolution de la mesure avec un retard de seulement quelques microsecondes. Another important advantage of the apparatus according to the invention lies in the fact that, unlike the measurements made with conventional rheometers, it is not necessary to wait for each point of the rheogram the establishment of a steady state. On the contrary, according to the invention, a computer (which can be programmed without any difficulty by a person skilled in the art, on reading the present patent application) connected to a plotter makes it possible to follow the progress of the measurement with a delay of only a few microseconds.

Le fait qu'il nty ait qu'un seul capteur (le débitmètre) en fait d'autre part un appareil relativement moins cher à construire qu'un rhéomètre à capillaire conventionnel qui nécessite en plus une pompe et des capteurs de pression, ainsi qu'un enregistreur de signaux multicanaux. The fact that it has only one sensor (the flow meter) makes it on the other hand a relatively cheaper device to build than a conventional capillary rheometer which requires in addition a pump and pressure sensors, as well as '' a multi-channel signal recorder.

Dans l'appareil selon l'invention, la pesanteur joue le ralle de la pompe et les caractéristiques géométriques (la hauteur) déterminent la chute de pression. En mode de vidange, cette information peut être déduite de l'enregistrement du signal de sortie du débitmètre. In the apparatus according to the invention, gravity plays the role of the pump and the geometrical characteristics (the height) determine the pressure drop. In drain mode, this information can be derived from the recording of the flow meter output signal.

Comme tous les appareils de mesure, le présent appareil n'opbre que dans une certaine gamme de viscosité. Celle-ci est déterminée par les conditions géométriques de l'appareil (diamètre et longueur du capillaire, hauteur h ). Like all measuring devices, this device only operates within a certain viscosity range. This is determined by the geometric conditions of the device (diameter and length of the capillary, height h).

o
Ces grandeurs doivent être calculées compte tenu de la gamme de viscosité que l'on désire explorer7 et compte tenu de la masse volumique du fluide utilisé, le principal critère étant l'obtention d'un écoulement laminaire dans le capillaire. Pour des fluides à faible viscosité et forte masse volumique, on peut envisager d'incliner l'appareilce qui a pour effet de réduire la pression motrice en conservant la même longueur de capillaire.o
These quantities must be calculated taking into account the range of viscosity that one wishes to explore7 and taking into account the density of the fluid used, the main criterion being obtaining a laminar flow in the capillary. For fluids with low viscosity and high density, one can consider tilting the device which has the effect of reducing the driving pressure while maintaining the same length of capillary.

Le choix d'un raccord conique entre le réservoir et le capillaire se justifie pour les raisons suivantes - le type de jonction est celui qui présente le moins de perte de
charge singulière (qu'il est difficile de relier à la viscosité); - cette forme évolutive permet au fluide de se présenter à rentrée
du capillaire en possédant déjà un profil des vitesses. Par suite,
le parcours d'entrée où s'élabore le profil est considérablement
réduit, de sorte que l'on peut écrire que la tension de cisail
lement est uniforme tout le long du capillaire. Cet aspect des
choses est très important car il simplifie considérablement
l'analyse du problème. On s'aperçoit en effet que les formules
utilisées sont d'une très grande simplicité et aisément program
mables; - l'usinage de ce type de raccord est simple.The choice of a conical connection between the reservoir and the capillary is justified for the following reasons - the type of junction is the one with the least loss of
singular charge (which is difficult to relate to viscosity); - this evolutionary form allows the fluid to present itself at reentry
of the capillary, already having a velocity profile. Consequently,
the entry route where the profile is developed is considerably
reduced, so we can write that the shear tension
It is uniform throughout the capillary. This aspect of
things is very important because it greatly simplifies
problem analysis. We can see that the formulas
used are very simple and easy to program
mables; - the machining of this type of fitting is simple.

On utilisera de préférence pour la mesure du débit un débitmètre électromagnétique car il est à la fois précis, non intrusif de façon à ne pas modifier le profil des vitesses, et en raison de son temps de reponse assez court, permet une analyse précise de vidange de l'appareil. Preferably, an electromagnetic flowmeter will be used for the flow measurement because it is both precise and non-intrusive so as not to modify the speed profile, and because of its fairly short response time, allows precise drain analysis. of the device.

Comme il a déjà été dit, l'un des atouts majeurs de l'appareil selon l'invention réside dans sa simplicité et dans le fait qu'une grande partie du résultat de la mesure provient d'un calcul. Compte tenu de ce que toute l'information rhéologique est contenue dans la courbe débit fonction du temps, le problème de la mesure est transposé à un problème de logiciel, plus aisé à résoudre. As has already been said, one of the major advantages of the device according to the invention lies in its simplicity and in the fact that a large part of the measurement result comes from a calculation. Given that all the rheological information is contained in the time-dependent flow curve, the measurement problem is transposed to a software problem, which is easier to solve.

Les tests effectués sur un prototype montrent que les résultats sont satisfaisants. On obtient aisément une bonne estimation de la viscosité apparente du fluide correspondant à une gamme de cisaillement relativement étendue. Dans la plupart des cas, c'est de ce type de résultats qu'ont besoin les opérateurs sur les chantiers pour effectuer les calculs de perte de charge, détecter des infiltrations ou estimer la capacité de la boue à remonter les copeaux. Tests carried out on a prototype show that the results are satisfactory. It is easy to obtain a good estimate of the apparent viscosity of the fluid corresponding to a relatively wide shear range. In most cases, it is this type of results that operators on site need to perform pressure drop calculations, detect infiltrations or estimate the capacity of the mud to lift the shavings.

L'appareil peut être équipé d'un thermomètre et d'un dispositif de mesure de la masse volumique de façon à améliorer l'exploitation des résultats. The device can be equipped with a thermometer and a density measurement device in order to improve the exploitation of the results.

L'invention n'est pas limitée à un appareil de section circulaire. En particulier, si l'on choisit un débitmètre électromagnétique, il sera très intéressant d'avoir une section droite rectangulaire. The invention is not limited to an apparatus of circular section. In particular, if you choose an electromagnetic flowmeter, it will be very interesting to have a rectangular cross section.

A cet égard, on peut d'ailleurs combiner des ornes géométriques différentes, par exemple un cylindre pour la partie 7 reliée à une géométrie rectangulaire pour le capillaire, par l'intermédiaire d'une partie 8 de géométrie appropriée. Il est cependant tout à fait préférable de garder une similitude de géométrie entre la partie 7 et le tube capillaire, afin d'obtenir un écoulement plus favorable dans ce tube. In this regard, it is also possible to combine different geometric ornaments, for example a cylinder for the part 7 connected to a rectangular geometry for the capillary, by means of a part 8 of suitable geometry. It is however quite preferable to keep a similar geometry between the part 7 and the capillary tube, in order to obtain a more favorable flow in this tube.

Un autre avantage de l'invention réside dans le fait que, par simple inclinaison de l'appareil, on peut choisir la gamme du rhéogramme explorable. Another advantage of the invention lies in the fact that, by simply tilting the device, it is possible to choose the range of the explorable rheogram.

Enfin, une combinaison simple de vannes permettra de commuter alternativement le fonctionnement du mode déversoir en mode vidange et réciproquement. L'analyse de la courbe ainsi obtenue permet de caractériser le fluide quant à sa rhéologie. Finally, a simple combination of valves will make it possible to switch the operation of the weir mode alternately to emptying mode and vice versa. Analysis of the curve thus obtained makes it possible to characterize the fluid as to its rheology.

Claims

1. Viscosimeter comprising at its upper part a funnel-forming part and at its lower part a drain tube connected directly to said funnel, characterized in that said drain tube is a capillary tube, and in that said viscometer comprises a supply means in fluid at the open upper part of the funnel and a means making it possible to collect and recirculate the fluid overflowing at the upper part of the funnel when said funnel is supplied with a sufficient flow of fluid, the dimensions being chosen such that so that the flow in the capillary is of the so-called "HAGEN-POISEUILLEt" type.

2. Viscosimeter according to claim 1, characterized in that the upper part forming a funnel is constituted by a cylindrical upper part connected to a cone trunk whose lower part is intended to be connected to the upper part of said capillary tube.

3. Viscosimeter according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a flow meter at the level of the capillary, capable of measuring the rate of emptying of the fluid contained in the upper part forming a funnel.

4. Viscosimeter according to claim 3, characterized in that the flowmeter consists of an electromagnetic flowmeter.

5. Method for measuring the kinematic viscosity of a Newtonian fluid, characterized in that a viscometer according to any one of claims 1 to 4 is used, it is supplied with fluid at its upper part with a flow rate greater than a the possibility of emptying through the capillary tube, and in that the flow rate in the capillary tube is measured in a steady state, which makes it possible to determine the average flow speed and therefore the kinematic viscosity of the fluid.

6. Method for measuring the viscosity of a non-Newtonian fluid, characterized in that a viscometer according to any one of claims 1 to 4 is used, in that it is filled with fluid, in that the fluid supply is stopped, the fluid is allowed to flow into the capillary, and the flow rate curve of the flow is plotted as a function of time.