LEM系列潤滑評價及鉆頭泥包測定分析系統(tǒng)
LEM系列潤滑評價儀可在大氣和地層條件下進行鉆井液和潤滑劑的靜態(tài)或動態(tài)試驗，測量鉆具和井壁間的扭矩，摩擦系數(shù)，泥包形成和在不同包圍介質(zhì)條件下的鉆屑量，以及在地層條件下動態(tài)失水量。
在鉆井過程中, 過度的扭矩和阻力會產(chǎn)生許多不利的影響，為了優(yōu)化鉆井工藝，必須進行鉆井泥漿的評價， LEM系列儀器設(shè)計用于測量模擬鉆具與模擬井壁或套管之間的潤滑性和摩擦系數(shù)， 從這些測量信息，工程師可以確定適合的泥漿體系和潤滑劑的*佳濃度，開發(fā)新的潤滑劑，預(yù)測鉆桿載荷，減少扭矩和阻力，以改善鉆桿的設(shè)計技術(shù)。還可以優(yōu)化鉆井工程，降低鉆井成本。
LEM系列儀器可以下列測試：
• 模擬鉆頭和地層巖石之間的泥漿潤滑系數(shù)和摩擦系數(shù)；
• 在用于濾失而產(chǎn)生泥餅的情況下的鉆頭和地層巖石之間的泥漿潤滑系數(shù)和摩擦系數(shù)；
• 模擬鉆桿和套管之間的泥漿潤滑系數(shù)和摩擦系數(shù)；
• 化學添加劑對潤滑性的影響；
• 在產(chǎn)生或沒有泥餅的情況下的鉆頭泥包的評價；
• 泥漿潤滑系數(shù)和摩擦系數(shù)與溫度和壓力的影響關(guān)系。
工作原理：
LEM系列儀器均以模擬方式工作，砂巖、石灰?guī)r、石英玻璃、陶瓷、地層巖芯或套管樣品安裝在泥漿測試室內(nèi)的一個樣品支架上，一個模擬鉆桿或鉆頭的轉(zhuǎn)子也安裝泥漿測試室內(nèi)。轉(zhuǎn)子以一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，在樣品上施加一個恒定的力，使樣品接觸轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生的扭矩和荷載可進行測量和記錄。從這些數(shù)據(jù)可以確定扭矩與摩擦力的關(guān)系。通過改變溫度和壓力，可以確定溫度和壓力的影響。另外，在鉆井泥漿中加入化學添加劑，可以評價對摩擦系數(shù)的影響關(guān)系。 LEM-4100型采用計算機控制各種測量和采集各種數(shù)據(jù)。
LEM系列分析系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范
| 型號 | LEM-2000 | LEM-3000 | LEM-4000 | LEM-4100 |
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| 溫度: | 室溫 | 室溫 | 21~204°C | 21~204°C |
| 壓力: | 大氣壓 | 0~690 kPa | 0~6,900 kPa | 0~6,900 kPa |
| 接觸力: | 22~223 N | 111~890 N | 111~890 N | 111~890 N |
| 測錘材料: | 碳鋼 | 碳鋼 | 碳鋼 | 碳鋼 |
| 測錘硬度: | 洛氏 C-37 | 洛氏 C-37 | 洛氏 C-37 | 洛氏 C-37 |
| 測錘尺寸: | 直徑:25.4mm | 直徑:25.4mm | 直徑:63.5mm | 直徑:63.5mm |
| | 長度:25.4 mm | 長度:25.4 mm | 長度: 76.2mm | 長度: 76.2mm |
| 轉(zhuǎn)速: | 50~380 rpm | 50~380 rpm | 50~380 rpm | 50~380 rpm |
| 扭矩: | 0.34~22.6 N-m | 0.34~22.6 N-m | 0.34~22.6 N-m | 0.34~22.6 N-m |
| 實驗材料: | 巖芯或鋼 | 巖芯,鋼,陶磁,石英 | 同左 | 同左 |
| 濾失類型: | 靜態(tài) | 靜態(tài)或動態(tài) | 靜態(tài)或動態(tài) | 靜態(tài)或動態(tài) |
| 壓差: | -- | 0~690 kPa | 0~6,900 kPa | 0~6,900 kPa |
| 回壓調(diào)節(jié) | -- | -- | -- | 0-1,379 kPa |
| 泥漿循環(huán)泵壓: | -- | 690 kPa | 6,900 kPa | 6,900 kPa |
| 泥漿循環(huán)速度: | -- | 450 l/min | 450 l/min | 450 l/min |
| 計算機控制 | -- | -- | -- | 是 |
| 電源要求: | 各種型號均為110/240 VAC 50/60 Hz |
參考文獻:
“New Technique Evaluates Drilling Mud Lubricants,” Stan E. Alford, Magcobar Division, Dresser Industries, Inc., World Oil, July, 1974
“New Device Measures Drilling Mud Lubricity Under Simulated Downhole Conditions,” Andrew Dzialowski and Ken Slater, M-I Drilling Fluids Co. and John Toups, BP Research, American Society of Mechanical Engineers, January 1992。
