SM植物胶冲洗液的流变性分析与探讨.pdf

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1、第46卷第2期地质与勘探Vo1．46No．22010年3月GE0L0GYANDEXPL0RATIONMarch。2010SM植物胶冲洗液的流变性分析与探讨占样烈，徐力生，李月良(1．铁道第三勘察设计院集团有限公司地路处，天津300251；2．中南大学地学与环境X-程学院，长沙410083；3．水电顾问集团成都勘测设计研究院，成都610072)[摘要]文章介绍了冲洗液的几种常见流变模式，并对这几种流变模式的流变曲线及其特点作了简单分析总结。通过多次室内试验测得SM植物胶冲洗液的各项流变参数，并根据这些参数作出它的流变曲线，通过与传统流变曲线作对比总结出SM植物胶冲洗液的流变方

2、程表达模式为幂律模式；结合实践中常见的一些现象并通过两组不同的特征试验证明SM植物胶冲洗液为粘弹性流体而非传统观念上的假塑性流体；与传统泥浆对比试验证明SM植物胶冲洗液的流变性能优越；文章结尾对SM植物胶冲洗液的流变参数作了简单的分析讨论。[关键词]SM植物胶冲洗液流变方程幂律模式粘弹性流体[中图分类号]P642[文献标识码]A[文章编号]0495—5331(2010)02-0343—05ZhanYang-lie，XuLi-sheng，LiYue-liang．AnalysisanddiscussionontherheologyofSMvegetablegumdrilling

3、fluid[J]．GeologyandExploration，2010；46(2)：0343—0347．0引言1冲洗液的几种常见流变模式大量工程实践证明，在松散破碎地层、砂卵石地在多年的研究中，人们将流体大致分为两大类层、第四系覆盖层等复杂地层钻进中，特别是对于提即：①牛顿型；②非牛顿型(曾祥熙等，1986)。以下高岩心采取率、护壁、安全快速钻进提高钻进效率等对冲洗液常见的几种流体类型(见图1)作简单的介地质钻探要求，采用植物胶冲洗液能取得比普通泥绍。浆冲洗液更好的钻探效果(李月良等，1987；康军1．1牛顿流体刚，1992；王勐1998；牛文林2006)。植物胶冲洗液牛顿

4、流体的特点是：其流变曲线(图1中曲线3能取得这么好钻探效果，在实际应用中性能表现的为牛顿流体的流变曲线)为通过原点O的一根直这么好，这些与它本身的流变特性有紧密的联系线。它表示在一定温度、压力条件下，牛顿粘度(动(水利电力部成都勘测设计院，1985)。多年来人们力粘度)为一常数。这种流体可以牛顿流变方程来在关于植物胶冲洗液流变特性方面的研究中普遍认表示：为植物胶冲洗液为假塑性流体(吴隆杰1982年；曾7=叼。(1)祥熙等，1986；谭愈荣，1994)，这是因为通过试验数上式中：r一剪切应力，Pa；据作出的植物胶冲洗液的流变曲线与典型假塑性流一牛顿粘度，Pa·S；体的流变曲线

5、吻合(牛文林2006)。但是在实际应一剪切速率，s用及试验中，植物胶冲洗液所表现出来的许多特殊常见的牛顿流体有：低速流动的气体、水、硅油、现象表面这一观点有其片面的方面。本文在大量室低分子化合物等。内及室外试验的基础上，对SM植物胶冲洗液的流1．2塑性流体(宾汉流体)变特性作进一步的分析与探讨。塑性流体又称宾汉流体，它的流变曲线(图1中曲线1为塑性流体的流变曲线)为一条不通过原[收稿日期]2009—03—05；[修订日期]2010—03—20；[责任编辑]陈喜峰。[基金项目]‘‘十一一五”国家科技攻关项目“新型植物胶冲洗开发研究”(编号：06—221一叭一03—02)。[作

6、者简介]占样烈(1982年一)，男，铁三院地路处，中南大学地质工程硕士研究生毕业，E-mail：zhanyangl@163．eom。343地质与勘探图1中的曲线2)，且通过原点0，当剪切速率逐渐增大时曲线接近于直线。它的特点是：施加极小的剪切应力就能产生流动，不存在静切力r，它的粘度随着剪切速率y的不断提高而降低，即剪切稀释作用。常见的假塑性流体主要有：大多数的聚合物熔体和浓溶液等(赵长福，2007)。(2)膨胀流体膨胀流体的流变曲线为通过原点0而凹向r轴的曲线(如图1中的曲线4)。它的特点是：随着剪切速率的提高，它的粘度不断的增加，即剪切稠化作用。剪切速率v常见的膨胀流体

7、主要有：浓的淀粉糊、一些矿图1常见流变曲线浆、高固相含量的涂料等。Fig．1Commonrheolocalcurves1．4其他常见模式1一宾汉流体；2一假塑性流体；3一牛顿流体；4一膨胀性流体1-plasticfluid；2-pseudoplasticfluid；3-newtonfluid；4-dilatant随着人们对冲洗液研究的不断深入，研究者不f1uid断提出其他一些新的流变模式(G．V奇林格雷等，1987)。点O的曲线。这种流体具有一定颗粒浓度，在静止赫切尔一巴尔克莱(Herschel—Bulkley)1