流变模式

摘要： 钻井液流变参数确定以及流变模式优选是钻井液设计、循环压耗计算的基础。针对非线性流变模式的钻井液模型,基于高斯-牛顿法,通过六速粘度计的读数,建立了非线性流变模式的回归模型;根据衡量偏差性关系程度的相关参数R,以C#为编程语言,开发了配套的钻井液流变模式优选计算软件,可输出各流变模式的流变曲线,并结合实测数据进行了实例验证。该算法可以确定非线性流变模式下钻井液的流变参数,并通过比较相关系数优选出合适的流变模式,为快速优选钻井液流变模式提供了有效的工具。

摘要： 钻井液性能受深井超深井高温高压的影响会产生较大变化,为确保安全高效钻井作业,必须准确掌握钻井液在井底高温高压条件下的流变行为.针对一类典型的抗高温聚磺水基钻井液,开展了广域温压(～180°C,～100 MPa)下流变性能评价研究,定量评价了其流变参数随温度压力的变化规律.结果表明:聚磺水基钻井液流变参数受压力的影响明显小于温度的影响;在温压组合条件下,钻井液流变模式拟合效果排序为:赫-巴>罗-斯>宾汉>卡森>幂律.以赫-巴模式为基础,采用直接拟合方法从(T,P)、(T,1/P)、(T,lnP)、(1/T,P)、(1/T,1/P)、(1/T,lnP)、(lnT,P)、(lnT,1/P)、(lnT,lnP)9种组合中构建了其流变参数随温压变化的最佳拟合方程,建立了聚磺水基钻井液高温高压流变动力学预测模型,模型预测精度高,相对误差率98％集中在-7.15％～11.46％之间,平均误差仅为1.03％.

摘要： 甲酸盐钻井液在国外高温高压井的应用效果表明,其弥补了常规高密度钻井液的缺陷,在高温高压井中具有较好的应用前景.为考察在高温高压条件下甲酸盐钻井液的流变性能,以实验室研制的甲酸盐钻井液为研究对象,用Fann50SL型高温高压流变仪对甲酸盐钻井液的流变性能进行了测定,并利用回归分析的方法对实验数据进行处理.实验结果表明,在高压条件下,甲酸盐钻井液的表观粘度和塑性粘度随温度的升高而降低.回归分析表明在高温高压条件下,甲酸盐钻井液流变模式遵循着赫一巴模式;同时建立了预测井下高温高压条件下甲酸盐钻井液表观粘度的数学模型.实验数据验证表明,利用该数学模型计算出的数值与实测值吻合度较高,这为甲酸盐钻井液的现场应用提供了计算依据.

摘要： 为了明确新型固井冲洗液评价装置的适用范围,根据评价装置内筒外壁面处与固井环空壁面剪切速率相等的原理,结合罗伯逊-斯蒂夫流变模式推导了冲洗液为牛顿、宾汉和幂律流体时其在内筒外壁处剪切速率的计算公式,并分析了不同流变模式冲洗液内筒外壁面处剪切速率与固井环空壁面剪切速率的误差.分析结果为:当冲洗液为牛顿流体时,评价装置在内筒外壁面处的剪切速率与固井界面处相等,不存在理论误差;当冲洗液为宾汉和幂律流体时,评价装置内筒外壁面处的剪切速率大于固井界面处,且剪切速率增量与内外筒间隙和冲洗液流变性质有关;当评价装置外内筒半径比限定在1.04~1.20时,冲洗液为幂律流体且流性指数大于0.6或为宾汉流体且动塑比小于1 Pa/(mPa·s)时,剪切速率相对误差在10%以内.研究结果表明,评价装置外内筒半径比越小,相对误差越小,其适用范围越大.%To clarify the application scope of an innovative evaluation device for cementing flushing fluid, a calculation model for shear rates of Newtonian, Bingham and power-law fluids on external wall of the inner barrel was established in accordance with the Robertson-Stiff rheological model and with consideration to the equivalent shear rate on external wall of the inner barrel and on annular sidewall in cementing.In addition, errors between the shear rate of the external sidewall of inner barrel and that of cementing annual sidewall under different rheological modes was analyzed.Research results showed that the shear rate at the inner wall of the device is equal to that at the cementing interface with no theoretical error for Newtonian fluids, while the shear rate of the inner cylinder wall is higher than that on the cementing interface, and the increase in shear rates is related to the inner and outer cylinder gap and rheological properties of the flushing fluids for Bingham and the power-law fluids.When the diameter ratio between the outer and inner barrel is 1.04-1.20 and the flushing power-law fluid flow indexes over 0.6, or plastic viscosity below 1.0 Pa/(mPa·s) for Bingham fluid, their relative error in the shear rate can be maintained less than 10%.Research results show the smaller ratio between external and internal barrels diameter would cause less relative error, and the application scope of the device would be more extensive.

摘要： 测试了不同矿渣-粉煤灰比例的水泥浆的流变性,并用普通硅酸盐水泥进行对比.对水泥浆在布氏粘度计不同转速的黏度进行测试,并对测量的剪切应力和剪切速率进行三种流变模式的拟合,对比分析水泥浆适用的流变模式.结论为:在相同水灰比情况下,矿渣粉煤灰比例为80/20的矿渣粉煤灰水泥,其表现粘度和屈服应力均小于普通硅酸盐水泥.相对于宾汉塑性模式和幂率模式,赫切尔-巴尔克流变模式对两种类型水泥浆体的流变曲线拟合的效果均更好.

摘要： 钻井液流变参数的计算和流变模式的优选对于钻井作业的顺利进行至关重要.结合数值计算方法、回归分析和最优化的理论,在穷举法的基础上,引入相关指数、残差平方和以及残差方差3个评价标准,利用黄金分割法加快有根区间的收缩速度,提出了改进的黄金分割搜索算法.利用该方法,不用给定迭代初始值,收敛性好,克服了已有钻井液流变模式优选算法的缺点,同时适用于2参数、3参数、4参数流变方程的参数计算与流变模式优选.借助MATLAB语言编制相应计算程序对大量数据进行计算,并与前人的计算结果进行比较,结果表明:所采用的3种回归评价标准是有效的,与改进的黄金分割搜索算法相结合,能够回归出钻井液的流变参数,并准确地优选出流变模式,残差方差的计算结果平均降低了19.70％,计算结果精度更高.

摘要： In the drilling process,the rheology of drilling has an effect on the speed of drilling、pump pressure、output volume、carrying debris and floating and the quality of cementing. It is di-rectly related to the safety and cost of drilling. So it is one of the technical problemsin the field opteration to choose the drilling flu-id rheology model. These are four drilling fluid rheology models which are used usually. Using the least square method to fit the ex-perimental data and get the correlative factors between the often used models and practical curves by VB computer program, the best rheology model is chosen in this paper. The practical applica-tion show that thismethod isreasonable and convenient.%在钻井过程中，钻井液的流变性影响钻速、泵压、排量、岩屑的携带与悬浮及固井质量等，直接关系到钻井的安全和成本，因此，控制钻井液的流变性是非常重要的。而在钻进现场，钻井液的流变行为可以符合幂律、宾汉、卡森和赫-巴等模式之一，这样就使钻井液流变模式的选择成为了现场生产中经常遇到的技术问题。究竟采用哪种流变模式，可以利用最小二乘法对试验数据进行拟合，并利用VB编制的相应计算程序来求得各常用流变模式与实际曲线的相关系数，从而优选出最适合的流变模式。该方法经实践检验，结果合理，使用方便。

摘要： 钻井液流变参数的准确计算和流变模式的优选是钻井液优化设计及钻井水力学计算的前提.针对常用的4种流变模式,分析了流变参数的常规算法及回归分析算法;利用0.618法非线性回归分析计算出了幂律模式和赫巴模式的流变参数,分析比较了钻井液流变模式的4种优选方法,得出拟合残差平方和方法为最有效的优选方法;开发了钻井液流变模式优选软件,可输出各流变模式的流变参数及最优流变模式,并结合实测数据进行了实例分析.

摘要： API推荐的“两点”法求取的流变参数误差较大,导致钻完井的水力计算与现场实际相差较大.为此,基于API“两点”法求流变参数的原理,结合管壁处流体剪切速率的预测计算公式,提出了API“两点”法的精确算法.用A、B两种不同类型的钻井液,在圆管和环空中的层流流动实验数据,对该精确算法的准确性进行验证.结果表明:用精确算法求取的流变参数计算层流压降比用API推荐方法更加精确.例如,用精确算法求取钻井液A、B的宾汉模式流变参数,计算在圆管中层流压降的平均相对误差,与API“两点”法相比,分别降低17.61％和40.19％.

摘要： 微泡钻井液流变模式的合理确定和流变参数的准确计算是指导实际作业的理论基础.本文通过室内试验,利用回归分析计算软件,对质量不同的微泡钻井液进行了流变模式的试验研究.

摘要： 钻井液流变模式的合理选择和流变参数的准确计算是钻井液优化设计的前提.本文分析了目前比较常用的5种钻井液流变模式及其流变方程,对5种流变模式下水力参数进行了优化设计计算,不仅实现流变模式优选,而且通过计算机反馈得到水力参数的优化值.

摘要： 本发明公开了磁流变液流动模式流变属性测试装置，包括外壳和内芯，外壳和内芯之间设有一环形缝隙，环形缝隙内设有一环形活塞，环形活塞两端分别与环形缝隙内外壁之间密封对接，环形活塞中段开有开槽，开槽与环形缝隙内外壁共同围成用于容纳磁流变液的容纳腔，在驱动机构的作用下，环形活塞能在环形缝隙中来回移动，从而带动磁流变液同步移动；在外壳或内芯上设有线圈绕组，线圈绕组通过导线与外部的电流源相连，通电后线圈绕组产生电磁场，产生的电磁场能径向均匀穿过整段环形缝隙；外壳外侧的两个传感器安装孔处分别安装有压强传感器。本发明相比现有技术具有的优点是：提供了磁流变液的流动模式下流变属性测试方案，保证了测试的精确性。

摘要： 本发明公开了电流变液流动模式流变属性测试装置,包括沿内外同轴布置的阳极电极筒和阴极电极筒，阳极电极筒和阴极电极筒之间的间隙形成环形缝隙，两个环形活塞与环形缝隙的内外壁共同围成一个用于容纳电流变液的容纳腔，在驱动机构的作用下，两个环形活塞能在环形缝隙中同步的来回移动，从而带动容纳腔内的电流变液同步移动；阳极电极筒与阴极电极筒接通外部电源后产生的径向匀强电场能垂直穿过整段环形缝隙；阴极电极筒外侧设有两个传感器安装孔和至少一个排气螺栓孔，两个传感器安装孔处分别安装有压强传感器，排气螺栓孔处安装有排气螺栓。本发明的优点：提供了电流变液的流动模式下流变属性测试方案，保证了测试的精确性。

摘要： 本发明公开了一种磁流变液流动模式流变属性自动化测试系统及其方法，包括：硬件模块、流变属性分析模块、数据存储与显示模块；硬件模块包括动力驱动单元、测试单元、控制处理单元和信号采集单元，驱动磁流变液流动，并对磁流变液施加可调磁场，测量流动模式下磁流变液流量以及压力；流变属性分析模块对信号采集单元所采集的流量和压力进行处理得到流动工作模式下磁流变液的流变属性；数据存储与显示模块对所采集的流量、压力和流变属性进行存储和显示。本发明能方便地测试和研究流动工作模式磁流变液的流变属性，实现自动化测试，提高测试效率，节约人力成本，保证测试结果准确性。

摘要： 本发明提供了一种直流/直流变换器的控制器，该控制器包括线性模式控制电路和开关模式控制电路。线性模式控制电路提供一个第一控制信号给直流/直流变换器的受控器件，受控器件响应该第一控制信号作为可变电阻工作，控制直流/直流变换器的输出电压。开关模式控制电路提供一个第二控制信号给直流/直流变换器的受控器件，受控器件响应该第二控制信号工作在开关模式工作，控制直流/直流变换器的输出电压。线性模式控制电路和开关模式控制电路其中之一根据使能信号工作。控制器还可包括保护电路。

摘要： 本发明涉及一种复合混合模式和流动模式的双通道磁流变阻尼器，包括工作缸、活塞式磁场发生器、补偿器和密封装置。活塞式磁场发生器有两个流动通道，外部通道没有磁场，以混合模式工作；内部通道则处于磁场范围之内，工作在流动模式下。当阻尼器工作在无外加激励电流状态下时，磁流变液表现为牛顿流体，剪切屈服应力为零，阻尼器阻尼力较小。而当阻尼器工作在较大外加激励电流状态时，外部通道内的磁流变液不受磁场影响，仍然以牛顿流体状态工作，但内部通道磁流变液在磁场作用下呈现半固体状态，剪切屈服应力增大，得到较大的阻尼力。这种双通道结构使得磁流变阻尼器在不加磁场的条件下阻尼大幅度降低，扩大了动态调节范围，从而更适合车辆悬架的半主动控制。

摘要： 本发明公开了磁流变液流动模式流变属性测试装置，包括外壳和内芯，外壳和内芯之间设有一环形缝隙，环形缝隙内设有一环形活塞，环形活塞两端分别与环形缝隙内外壁之间密封对接，环形活塞中段开有开槽，开槽与环形缝隙内外壁共同围成用于容纳磁流变液的容纳腔，在驱动机构的作用下，环形活塞能在环形缝隙中来回移动，从而带动磁流变液同步移动；在外壳或内芯上设有线圈绕组，线圈绕组通过导线与外部的电流源相连，通电后线圈绕组产生电磁场，产生的电磁场能径向均匀穿过整段环形缝隙；外壳外侧的两个传感器安装孔处分别安装有压强传感器。本发明相比现有技术具有的优点是：提供了磁流变液的流动模式下流变属性测试方案，保证了测试的精确性。

摘要： 本发明公开了一种磁流变液流动模式流变属性自动化测试系统及其方法，包括：硬件模块、流变属性分析模块、数据存储与显示模块；硬件模块包括动力驱动单元、测试单元、控制处理单元和信号采集单元，驱动磁流变液流动，并对磁流变液施加可调磁场，测量流动模式下磁流变液流量以及压力；流变属性分析模块对信号采集单元所采集的流量和压力进行处理得到流动工作模式下磁流变液的流变属性；数据存储与显示模块对所采集的流量、压力和流变属性进行存储和显示。本发明能方便地测试和研究流动工作模式磁流变液的流变属性，实现自动化测试，提高测试效率，节约人力成本，保证测试结果准确性。

摘要： 本发明公开了电流变液流动模式流变属性测试装置,包括沿内外同轴布置的阳极电极筒和阴极电极筒，阳极电极筒和阴极电极筒之间的间隙形成环形缝隙，两个环形活塞与环形缝隙的内外壁共同围成一个用于容纳电流变液的容纳腔，在驱动机构的作用下，两个环形活塞能在环形缝隙中同步的来回移动，从而带动容纳腔内的电流变液同步移动；阳极电极筒与阴极电极筒接通外部电源后产生的径向匀强电场能垂直穿过整段环形缝隙；阴极电极筒外侧设有两个传感器安装孔和至少一个排气螺栓孔，两个传感器安装孔处分别安装有压强传感器，排气螺栓孔处安装有排气螺栓。本发明的优点：提供了电流变液的流动模式下流变属性测试方案，保证了测试的精确性。

摘要： 本发明提供了一种直流/直流变换器的控制器，该控制器包括线性模式控制电路和开关模式控制电路。线性模式控制电路提供一个第一控制信号给直流/直流变换器的受控器件，受控器件响应该第一控制信号作为可变电阻工作，控制直流/直流变换器的输出电压。开关模式控制电路提供一个第二控制信号给直流/直流变换器的受控器件，受控器件响应该第二控制信号工作在开关模式工作，控制直流/直流变换器的输出电压。线性模式控制电路和开关模式控制电路其中之一根据使能信号工作。控制器还可包括保护电路。

摘要： 本发明涉及一种复合混合模式和流动模式的双通道磁流变阻尼器，包括工作缸、活塞式磁场发生器、补偿器和密封装置。活塞式磁场发生器有两个流动通道，外部通道没有磁场，以混合模式工作；内部通道则处于磁场范围之内，工作在流动模式下。当阻尼器工作在无外加激励电流状态下时，磁流变液表现为牛顿流体，剪切屈服应力为零，阻尼器阻尼力较小。而当阻尼器工作在较大外加激励电流状态时，外部通道内的磁流变液不受磁场影响，仍然以牛顿流体状态工作，但内部通道磁流变液在磁场作用下呈现半固体状态，剪切屈服应力增大，得到较大的阻尼力。这种双通道结构使得磁流变阻尼器在不加磁场的条件下阻尼大幅度降低，扩大了动态调节范围，从而更适合车辆悬架的半主动控制。