SU489994A1

SU489994A1 - Rotational Viscometer

Info

Publication number: SU489994A1
Application number: SU2003198A
Authority: SU
Inventors: Иван Николаевич Гуднин
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт По Креплению Скважин И Буровым Раствором
Priority date: 1974-03-11
Filing date: 1974-03-11
Publication date: 1976-01-29

Description

1one

Изобретение относитс к области исследований химических и физических свойств веществ и может примен тьс в различных отрасл х промышленности, в частности, в бурении скважин дл измерени реологических параметров промывочных жидкостей.The invention relates to the field of research on the chemical and physical properties of substances and can be used in various industries, in particular in the drilling of wells, to measure the rheological parameters of flushing fluids.

Известны ротационные вискозиметры, содержащие в качестве измерительных поверхностей два коаксиально расположенных цплиндра , из которых один приводитс в ненрерывное вращение, а другой, соединенный с торсионным динамометром, содержащим в качестве торсиона стальную проволоку или винтовую пружину, поворачиваетс вокруг своей оси до наступлени равновеси между моментом сил сопротивлени сдвигу (например , в зкости) испытуемого материала и моментом сил упругости торсиона. По углу поворота этого цилиндра определ ют искомый реологический параметр материала.Rotational viscometers are known, containing as measuring surfaces two coaxially spaced cylinders, one of which is brought into continuous rotation and the other connected to a torsion dynamometer containing steel wire or coil spring as a torsion, rotates around its axis until equilibrium is reached between torque resistance to shear (e.g. viscosity) of the test material and the moment of elastic force of the torsion. The desired rheological parameter of the material is determined from the angle of rotation of this cylinder.

Указанные вискозиметры имеют следующие недостатки:These viscometers have the following disadvantages:

1. Соосное расположение цилиндров, достигаемое в результате операции центровки, легко нарушаетс от разных случайных причин: толчков прибора, изменени наклона его к горизонту, вибраций, возникающих при высоких скорост х вращени цилиндра и т. п.1. The coaxial arrangement of the cylinders, achieved as a result of the centering operation, is easily disturbed by various random reasons: instrument shocks, changes in its inclination to the horizon, vibrations arising at high speeds of rotation of the cylinder, etc.

Примен ющиес дл сохранени соосности цилиндров дополнительные приспособлени :Additional accessories used to maintain cylinder alignment:

центрирующа игла, вход ща в коническое углубление в дне неподвижного цилиндра, шариковые подщипники, в которых поворачиваетс ось этого цилиндра и т. п. - малоэффективны или внос т существенные погрешности в измер емую реологическую величину вследствие возникающего в них момента трени , который суммируетс с моментом, создаваемым силами в зкости и т. п.the centering needle entering the conical recess in the bottom of the stationary cylinder, ball bearings in which the axis of this cylinder rotates, etc. are ineffective or introduce significant errors in the measured rheological value due to the friction moment in them, which is summed up with the moment created by viscous forces, etc.

2. При исследовании жидкостей, сильно различающихс по в зкости, возникает необходимость замены упругой проволоки на более или менее толстую с целью изменени диапазона измерени с последующей повторной тарировкой прибора, что отнимает много времени, в особенности, в сложных по ко}1струкции приборах, например, вискозиметрах, работающих под большим внутренним давлением при высокой температуре исследуемой2. In the study of liquids that differ greatly in viscosity, it becomes necessary to replace the elastic wire with a more or less thick one in order to change the measuring range with the subsequent recalibration of the instrument, which takes a lot of time, especially in complex instruments, for example , viscometers, working under high internal pressure at high temperature under study

среды.environment.

Цель предлагаемого изобретени состоит в устранении недостатков существующих ротационных вискозиметров указанного типа. Дл этого цилиндр, соединенный с динамометром , св зан с неподвил пой частью прибора двум , последовательно расположенными и соосными с ним торсионами, причем торсионы снабжены устройством дл их осевого нат жени , измерени и фиксировани усили The purpose of the present invention is to eliminate the disadvantages of existing rotational viscometers of the specified type. For this, a cylinder connected to the dynamometer is connected to the non-connecting part of the device by two successively located and coaxial torsions, the torsions being equipped with a device for axial tensioning, measuring and fixing the force

нат жени .tension

На чертеже представлена схема ротрлик):;-ного вискозиметра.The drawing shows a rotrl scheme):; - viscometer.

Наружный цилиндр 1, сиираюпдийс подшииники 2, соединен с электроириводом. Внутренний цилиндр 3 висит иа уиругой подвесной проволоке 4 (нервом торсноие), св;ь занной с кроиштейном 5. Центрирующа проволока 6 (второй тореной), расиоложе1и;а соосно с подвесной, жестко св зана одним концом е внутренним цилиндром, а другим концом - с неподвижной трубкой 7. Обе ироволоки наход тс в раст нутом состо нии, дл чего имеетс нат жное устройство, состо щее из винта 8, гайки 9 и коитргайки 10.The outer cylinder 1, siirayuppdys podshiniki 2, is connected to the electrical circuit. The inner cylinder 3 hangs with a hanging wire 4 (torsion nerve) connected to the crosshair 5. The centering wire 6 (the second torna) is aligned, and coaxially with the suspension wire, is rigidly connected at one end with the inner cylinder and the other end with a fixed tube 7. Both the wind rods are in the stretched state, for which there is a tensioning device consisting of a screw 8, a nut 9 and a coit nut 10.

Между подвесиой проволокой и нат жиым устройством расположеио соосно с ними устройство дл измерени усили иат жеии , состо щее из виитовой пружииы И, стрелки 12 и шкалы 13.Between the suspension wire and the tension device, there is a device for measuring the force force, co-axially with them, consisting of a VI-spring AND, an arrow 12 and a scale 13.

Наружны.й цнлиидр в своей верхней части сопр гаетс через сальниковое унлотненис 14 с чащей 15, неиодвижио укреилеииой на кроищтейие и спабже11иой сливиым патрубком 16.The outer tsnliidr in its upper part is matched through the omental seal 14 with a thicket of 15, neiodvigio ukreilyeia on the kristletey and the spabrzhey fliyvym pipe 16.

Трубка расиоложепа сооспо с паруж:ныл1 цилиндром и сопр гаетс с его днищем 17 с помощью сальиикового ун;1отиитсл 18.A tube of a riciocephalus with a pair of: a cylinder with a cylinder and mates with its bottom 17 with the help of a solyonic un; 1 chipper 18.

Дл предотвращени поворотов иружицы вокруг оси смежиые с ней детали имеют шионочные ограничители поворота.To prevent rotations, the pliers around the axis of the adjacent parts have spherical rotation stops.

Ротационный вискозиметр работает следующим образом.Rotational viscometer works as follows.

Исследуема жидкость, наход ща с в кольцевом зазоре между цилиндрами, течет под действием вращающегос наружного цилиндра и в свою очередь воздействует иа внутренний цилиндр, иоворачива его вокруг оси до тех нор, пока силы упругости закрученных проволок не уравновес т крут щий момент. Угол поворота внутреннего цилиндра.The investigated liquid, which is located in the annular gap between the cylinders, flows under the action of a rotating outer cylinder and in turn acts on the inner cylinder, and rotates it around its axis until the elastic forces of the twisted wires balance the torque. The angle of rotation of the inner cylinder.

4four

;;спс). ьзусмый дл pacijeTa крут щего момеиi;: и касательных наир жеПгй в жидкости, измс1 етс и заиисываетс автоматически с иомонтью се„чьсиииого измеритсльиого устройства .;;THX). Essential for pacijeTa torque; i; and tangent nay same in liquid, is measured and recorded automatically with a monomer and another measuring device.

Углова скорость на-зужиого цилиндра может измен тьс с нолющью варнатора скорости и изме ; етс тахометром.The angular velocity of the injector cylinder can vary with the velocity varnator velocity and var; It is equipped with a tachometer.

Одновременно с течением но кольцевомуSimultaneously with the course of the ring

зазору вокруг оси цилиидров жидкости может ири необходимости лтедленно двигатьс ь этом же зазоре снизу вверх, поступа в него иод избыточным давлением извне но трубке и вытека из зазора в чагну, откуда она удал етс но иатрубку 16.the gap around the axis of the liquid liquid may need to move the same gap from bottom to top, iodine entering it with excess pressure from the outside but the tube and flowing out of the gap into the plug, from where it is removed but the tube 16.

Тарировка вискозиметра, заключающа с в установлсмип фу}1кциональ 1ой зависиг.юсти ко}:станты уиругости торсиоиов от усили lix иат жени , выиоли етс с помощью зал.аваемой в ирибор эталонной жидкост, в зкость которой должна быть известна и ие. зав 1с;гг i;T скорости вращени наружного и.н/пиьчр/а (ньютоновска жидкость).Calibration of the viscometer, which includes a set-up} of the 1st, 1-st, depending: force of the torso, is determined by means of a standard reference liquid, which should be known and used. head 1c; yy i; T speed of rotation of the outer i.n./p.pcr (a Newtonian fluid).

Ротацио1П1ьи1 виско.ии.гетр/, со.,ержащ1-1Й два коаксальных ци.гп-игтра, виутрещпп из которых сое;,ииен с торсиоиом, снабженным устройством .гл осевого нат жени , отличаюИ1 и и с тем, что, с целью сохра1:ени соосности цилиндров и повышени точности измереипй , oji снабжен вторым, последовательно соединенным с первым, вл ющимс осью цилиидров , торсиоиом, верхиий конец которого жестко закреплен в верхней части цнлиидра, а нижний конец, пронущенный через дно цилиидра , жестко закреплен с неподвижной частью нрибора.Rotatiopeni1 visco.ii.getr /, co., Yerzhasch1-1Y two coaxial cy.gp-igtra, from which soy; iyen with torsioiom, equipped with a device .gl axial tension, with the purpose of preserving cylinder alignment and increasing the accuracy of measurements; oji is equipped with a second, serially connected with the first axis of the ciliidres, torsioi, the upper end of which is rigidly fixed in the upper part of the cylinders, and the lower end that is passed through the bottom of the ciliidra is rigidly fixed with the fixed part nribor.

SS