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摘要：本发明公开了一种钻井液流变性测量系统及使用方法，包括旋转扭矩法流变性测量及管流法流变性测量装置，其中，利用扭矩测量传感器对定子的扭矩进行实时测量，从而实现对剪切应力的实时测量，通过控制不同的间隔时间和转速大小，实现钻井液不同流变性参数的在线测量；四个压差传感器用于测量两个测量管两端的压差信号，建立管流法流变性动态解算模型，进而实现对钻井液表观粘度、塑性粘度、动切力以及漏斗粘度的快速测量；并通过质量流量计实时测量钻井液的密度、温度、流速等参数，以便调整气动隔膜泵的抽取速率，保持稳定的流动条件；本发明解决了现有钻井液流变性人工测量存在的速度慢，测量参数单一，测量误差大的问题。

主权项：1.一种钻井液流变性测量系统，其特征在于，所述系统包括：清水罐、泥浆罐、废液罐、电动三通球阀、防爆气动隔膜泵、阻尼器、质量流量计、测量管、压差传感器和旋转扭矩装置；所述清水罐装有清洗管道的清水，连接电动三通球阀一旁通；所述泥浆罐装有待测钻井液，连接电动三通球阀一直通；电动三通球阀一的直通出口通过管道与气动隔膜泵连接，电动三通球阀二通过阻尼器与气动隔膜泵连接；电动三通球阀二旁通与旋转扭矩装置连接，电动三通球阀直通出口与质量流量计、测量管一及测量管二依次串联；废液罐接收系统排出的钻井液和清洗液；所述测量管一两端分别安装有一个压差传感器；所述测量管二两端分别安装有一个压差传感器；所述旋转扭矩装置包括步进电机、转子、定子、扭矩测量传感器、测量腔体、联轴器一、联轴器二、进口和出口；所述步进电机通过联轴器二与转子连接；所述扭矩测量传感器通过联轴器一与定子连接；所述旋转扭矩装置所设计的转子、定子以及测量腔体严格按照标准手动六速旋转粘度计的尺寸进行设计；所述钻井液流变性测量系统的使用方法包含以下步骤：步骤S1：初始化，启动钻井液流变性测量系统，并进行初始化设置；步骤S2：初始化完成后，设定隔膜泵的抽取速率；步骤S3：旋转扭矩法流变性测量，钻井液采用下进上出的方式进行，每一次测量过程中都通过电动三通球阀二旁通的闭合进行自动控制，保证测量腔体内充满静止的钻井液；当测量腔体内充满静止的钻井液后，利用步进电机带动转子高速旋转，高速旋转的转子再带动测量腔体内的钻井液旋转，从而对定子产生一个高速剪切速率，并且对定子产生一个扭矩，利用扭矩测量传感器对定子的扭矩进行实时测量，从而实现对剪切应力的实时测量，通过控制电机转速大小，实现钻井液不同流变性参数的在线测量；步骤S4：质量流量计实时测量钻井液的密度、温度和流速参数，根据质量流量计实时测量的流速值，作为影响气动隔膜泵抽取速率的反馈变量，调整气动隔膜泵的抽取速率，以保持稳定的流动条件；步骤S5：管流法测量流变性，四个压差传感器用于测量两个测量管两端的压差信号，并且建立管流法流变性动态解算模型，进而实现对钻井液表观粘度、塑性粘度、动切力以及漏斗粘度的快速测量；步骤S6：最后判定所述步骤S3、S4、S5中旋转扭矩法测量模块、质量流量计测量模块和管流法测量模块是否达到了设置测量次数来判定是否需要停止测量，若次数达到，各测量模块停止测量，系统进行自动清洗，清洗结束后装置所有球阀复位为旁通，所有设备停止运行，上位机显示为待机状态，进行数据处理，完成扭矩测量误差校准；所述步骤S6中的系统进行自动清洗的具体流程为：电动三通球阀一切换为旁通，气动隔膜泵抽取清水罐中的清水，电动三通球阀二变为旁通，对旋转扭矩装置进行冲洗，待一定时间后，电动三通球阀二变直通，将清水通过质量流量计和测量管，最后由钻井液出口排出，完成冲洗流程；所述扭矩测量误差校准的具体步骤为：步骤1：分析误差来源，装置在运行过程中可能会受到振动的影响，在电机转速改变或者设备抖动时，振动可能会导致传感器读数的波动，另外一些噪声可能会干扰扭矩传感器的读数，在扭矩测量中，采用数字滤波器来去除测量误差，高频噪声和突发振动干扰；步骤2：对扭矩测量系统施加误差范围内的振动干扰和噪声干扰，模拟系统实际运行状态收到的干扰，施加干扰后采集的数据与无干扰下的数据进行对比分析，为滤波器的选择和参数设定提供依据；步骤3：使用小波变换滤波，使用小波变换对采集到的扭矩数据进行处理；步骤4：小波变换系数阈值去噪，在小波变换的结果中，会得到一系列小波系数，由于小波变换的特性，高频噪声和干扰会在小波系数中体现，对小波系数进行阈值处理，去除小于阈值的小波系数，从而去除噪声和干扰；步骤5：逆小波变换，将经过阈值去噪处理后的小波系数进行逆小波变换，得到滤波后的扭矩信号，滤波后的扭矩信号与无干扰下的扭矩信号对比，分析滤波效果是否符合预期；所述步骤3中所述小波变换选择小波函数为"db4"，该小波函数是Daubechies小波函数族中的一种常用小波。

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百度查询： 西南石油大学 一种钻井液流变性测量系统及使用方法