[发明专利]一种钻井液摩擦系数快速测试装置及方法与应用

说明书

本发明属于钻井技术领域，具体涉及一种钻井液摩擦系数快速测试装置及方法与应用。所述钻井液摩擦系数快速测试装置，包含四球机，所述四球，一颗为金属合金球，三颗为岩石球，金属合金球固定在四球机上方夹头上，夹头固定于主轴上，三颗岩石球置于装载钻井液的油壶中，加载负荷，通过令金属合金球和岩石球在钻井液中进行摩擦来测定钻井液的摩擦系数。本发明所提供的钻井液摩擦系数快速测试装置，能够模拟多种岩石与钻头、钻杆直接的摩擦，更接近实际工况，更准确的分辨钻井液的摩擦系数的大小。而且，本发明所提供的测试方法简单，操作相对简单，借鉴四球机的长磨测试，一次实验，大约2小时即可得出全部所需指标结果。

技术领域

本发明属于钻井技术领域，具体涉及一种钻井液摩擦系数快速测试装置及方法与应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

钻井液功能主要是封住地层压力，冷却钻头和携带地层岩屑岩沙，减小钻头、钻杆与岩层的摩擦等，目前针对于挑选钻井液的主要是从粘附系数，导热系数等方面去考虑，一系列抗磨性实验也仅仅是金属与金属直接的摩擦，然而实际钻井勘探中钻头温度最高可达250-300度，最深度可达12000米，其钻头与地壳中不同材质的岩石在高温下的摩擦、钻杆与井壁之间的摩擦都具有重要影响，当下的检验摩擦系数的方式仅停留在金属与金属的摩擦，无法模拟更接近真实的工况，在选择钻井液的时候难以分辨出优劣。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提出一种钻井液摩擦系数快速测试装置及方法与应用，本发明将传统的四球机进行改进，将金属四球替换为一颗金属合金球和三颗为岩石球，真实地模拟钻井液实际工作中的工况，能够更准确衡量钻井液的润滑性能。

本发明第一方面提供一种钻井液摩擦系数快速测试装置，该装置包含四球机，所述四球，一颗为金属合金球，三颗为岩石球，金属合金球固定在四球机上方夹头上，夹头固定于主轴上，三颗岩石球置于装载钻井液的油壶中，加载负荷，通过令金属合金球和岩石球在钻井液中进行摩擦来测定钻井液的摩擦系数。

本发明第二方面提供一种钻井液摩擦系数快速测试方法，油壶中放入3颗岩石球，加载负荷，将钻井液倒入油壶中，启动四球机，令主轴旋转，使得金属合金球和岩石球在钻井液中产生摩擦，通过检测钻井液在不同岩石球与金属合金球之间的摩擦情况来衡量钻井液摩擦系数。

本发明第三方面提供上述钻井液摩擦系数快速测试装置和/或钻井液摩擦系数快速测试方法在钻井液性能测试中的应用。

本发明的一个或多个实施方式至少具有以下有益效果：

(1)现有的仪器无法准确模拟钻井液在工作中的实际工况，本发明所提供的钻井液摩擦系数快速测试装置，能够模拟多种岩石与钻头、钻杆直接的摩擦，更接近实际工况，更准确的分辨钻井液的摩擦系数的大小。

(2)本发明所提供的测试方法简单，操作相对简单，借鉴四球机的长磨测试，一次实验，大约2小时即可得出全部所需指标结果。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明所提供的钻井液摩擦系数快速测试装置中的四球运动模型。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。