钻井泥浆与水泥浆流变学手册PDF电子书下载

1．1 流变学定义 1

1．2 流动类型 1

1．2．1 稳定流 1

第一章 基本概念 1

1．2．2 不稳定流 2

1．2．3 流动类型随平均流速的变化 2

1．3 流变特性 3

1．4 流变参数的试验测定方法 5

1．4．1 马氏漏斗粘度计 5

1．4．1．1 原理 5

1．4．1．2 操作 5

1．4．1．3 校准 6

1．4．2．1 原理 7

1．4．2．2 旋转式同轴圆筒粘度计采用的方程 7

1．4．1．4 误差来源 7

1．4．2 范氏粘度计 7

1．4．2．3 范氏粘度计的应用 9

1．4．2．4 操作步骤 10

1．4．2．5 表观粘度的测定 10

1．4．2．6 触变性的测定 11

1．4．2．7 在旋转式同轴圆筒粘度计中流动与在直圆柱形管中流动的比较 11

1．5 流变体分类 12

1．6．2 非牛顿流体 13

1．6 流变方程 13

1．6．1 牛顿流体 13

1．6．2．1 宾汉流体 14

1．6．2．2 假塑性或幂律流体 16

1．6．2．3 剪切速率-剪切应力关系曲线一览表 18

1．7 剪切稀释作用 18

1．8 在环空中流动 19

2．5 起下钻时的压力变化 20

2．1 引言 21

第二章 在钻井液和水泥浆方面的应用 21

2．2 模式的选择 23

2．3 流动类型的确定 24

2．3．1 雷诺数的一般表达式及其临界值 24

2．3．2 雷诺数及临界流速以流变参数为变量的函数表达式 25

2．3．2．1 牛顿流体 25

2．3．2．2 宾汉流体 25

2．3．2．3 幂律流体 27

2．4 压力损失计算 28

2．4．1 方程 28

2．4．2 计算步骤 28

2．5．1 凝胶泥浆压力的应用 30

2．5．2 钻柱运动时的压力变化 31

2．5．2．1 泥浆的理论位移速度 31

2．5．2．2 泥浆的等效位移速度 31

2．5．2．3 压力激动的计算 32

2．5．3 惯性力的影响 33

2．6 当量密度的概念 33

2．6．1 水静压力(Po) 34

2．6．2 环空(或环空的一部分)压力损失△Po 35

2．6．3 当量循环密度和当量循环比重 35

2．7 井眼净化与井壁力学强度 35

2．7．1 井眼净化 35

2．7．1．1 岩屑由井底进入泥浆流中 35

2．7．1．2 岩屑在环空中的上升 36

2．7．2 井壁力学强度 42

2．7．2．1 井壁的冲蚀和力学强度降低的原因 42

2．7．2．2 泥浆流动状态的影响 42

2．7．2．3 Z值 43

2．8 水马力 44

2．8．1 定义和来源 44

2．8．2 水力条件的作用 45

2．8．2．1 钻头水马力 46

2．8．2．2 钻头水力冲击力Ih 46

2．8．3 Pha与Ih值的优选 46

2．8．3．1 压力损失方程和限制条件 47

2．8．3．2 压力损失的最优分配 48

2．8．3．3 △Pc和Q关系式的说明及其结果 51

2．9 流变参数的描述 52

2．9．1 宾汉流体 52

2．9．1．1 塑性粘度 52

2．9．1．2 屈服值 53

2．9．2 幂律流体 54

2．9．2．1 稠度系数K 54

2．9．2．2 幂律指数n 54

2．9．3 静切力 54

2．9．4 马氏漏斗粘度 54

参考文献 55

第三章 基本评价方法 58

3．1 引言 58

3．2 模式选择与流变参数的确定 58

3．2．1 六速范氏粘度计 58

3．2．1．1 图解法确定宾汉模式的参数 59

3．2．1．2 图解法确定幂律模式的参数 59

3．2．1．3 最小二乘法 60

3．2．2 两速范氏粘度计 62

3．3 流动类型的确定与压力损失的计算 63

3．4 起下钻时的压力变化 64

3．5 循环时的当量密度与当量比重 64

3．6 岩屑的上升 64

3．7 水马力 64

3．7．1 最优排量和钻头压力损失的确定 68

3．7．1．1 △P-Q基本关系图 68

3．7．1．2 钻头最大水马力的标准 69

3．7．1．3 最大水力冲击力的标准 71

3．7．2 钻头水眼(喷嘴)的计算 73

3．7．3 环空上返速度 73

3．7．4 最优排量应用的限制 74

3．7．5 各种水力参数随井深变化总表 74

3．7．6 已知井深时水马力最优分配的实际确定方法 74

3．8 方程式表 79

第四章 实例 100

4．1 工作实例 100

4．1．1 一般数据 100

4．1．2 宾汉流体的计算实例 101

4．1．2．1 模式选择及流变参数的确定 101

4．1．2．2 雷诺数为1100时最大排量的确定 101

4．1．2．3 水力设计 101

4．1．2．5 当量循环密度 102

4．1．2．4 压力损失 102

4．1．2．6 岩屑上升的速度和时间 103

4．1．2．7 当量钻杆移动密度(EPMD)等于当量循环密度(ECD)时的起下钻速度 103

4．1．2．8 操作和惯性引起的压力激动及抽吸压力 103

4．1．2．9 重新循环时破坏凝胶结构的压力激动 104

4．1．3 幂律流体的计算实例 104

4．1．3．1 模式选择和流变参数的确定 105

4．1．3．2 雷诺数为1100时最大排量的确定 105

4．1．3．3 水力设计 105

4．1．3．4 压力损失 106

4．1．3．5 当量循环密度 106

4．1．3．6 岩屑上升的速度和时间 106

4．1．3．7 当量钻杆移动密度(EPMD)等于当量循环密度(ECD)时的起下钻速度 107

4．1．3．8 操作和惯性引起的压力激动及抽吸压力 107

4．1．3．9 重新循环时破坏凝胶结构的压力激动 107

4．2 诺模图 108