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一、概述
固相含量測(cè)定儀是用來(lái)分離和測(cè)定鉆井液樣品中水、油和固相體積的儀器。是了解固相濃度和組成水基鉆井液粘度、濾失控制的基礎(chǔ)。其特點(diǎn)為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，是實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)理想適用的儀器。
二、型號(hào)及規(guī)格
型號(hào) | 名稱(chēng) | 不同配置處 | 特點(diǎn) |
ZNG-A | 鉆井液固相含量測(cè)定儀 |
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三、儀器的主要技術(shù)參數(shù)
名稱(chēng) | 技術(shù)參數(shù) |
電源 | 220V 50/60Hz |
功率 | 100W |
蒸餾器容量 | 20±0.2ml |
四、儀器的結(jié)構(gòu)及工作原理
（一）組成部分
1、蒸餾器：不銹鋼材料精制而成。
2、液體冷凝器：具有足夠的容量以便油和水的蒸汽在離開(kāi)冷凝器之前冷卻至蒸發(fā)溫度以下。
3、加熱棒組件：具有足夠的功率以便在15min之內(nèi)將樣品溫度升至液相蒸發(fā)溫度以上，而不致使固相沸騰出來(lái)。
4、量筒：容量20ml%、精度±0.2ml。
5、試管刷：清洗量筒用的毛刷。
6、刮刀：用來(lái)刮取蒸餾器內(nèi)剩余的固相成分。
7、杯架：當(dāng)蒸餾器被加熱用其拿取蒸餾器。
8、箱體：采用全不銹鋼材料制成，固定盛裝其他部件用的容器。
（二）固相含量測(cè)定儀結(jié)構(gòu)圖
固相含量測(cè)定儀結(jié)構(gòu)圖
序號(hào) | 名稱(chēng)及規(guī)格 | 序號(hào) | 名稱(chēng)及規(guī)格 |
1 | 箱體組件 | 5 | 杯架 |
2 | 加熱棒組件 | 6 | 冷凝體組件 |
3 | 刮刀 | 7 | 計(jì)量蓋 |
4 | 蒸餾器組件 | 8 | 量筒20ml% |
固相含量測(cè)定儀結(jié)構(gòu)明細(xì)表
（三）工作原理
在蒸餾器內(nèi)加熱已知體積的水基鉆井液樣品,使其液相成分蒸發(fā),而后使之冷凝并收集在量筒內(nèi),液體體積直接從量筒中油相和水相的讀值確定。總的固相體積（懸浮的和溶解的）從差值（樣品總體積－液相體積）得到。由于任何溶解的固體將留在蒸餾器內(nèi)。所以必須經(jīng)過(guò)計(jì)算才能確定懸浮固相體積。也能通過(guò)計(jì)算得到低比重固相和加重材料的相對(duì)體積。
五、儀器的操作
1）檢查儀器各部件是否清潔干燥，否則應(yīng)重新清洗并干燥。
2）取有代表性的樣品，通過(guò)馬氏漏斗粘度計(jì)的12目重篩倒入容器中。充分?jǐn)嚢铇悠?，排出空氣，使樣品混合均勻?/p>
注：樣品不可以是含油量過(guò)高的泥漿。
3）用清潔的注射器或直接將樣品注入蒸餾器杯中，應(yīng)緩慢注入以避免混入空氣。用平尺將液面與蒸餾器杯上端刮平，使所取樣品的體積為20ml。將5～10 ml“鋼毛液”倒在樣品液面上。
4）用濕布擦凈蒸鎦器杯的絲扣，將帶絲扣的蒸發(fā)筒擰緊在蒸發(fā)器杯上。垂直地握住擰在一起的蒸發(fā)器杯和蒸發(fā)筒，將加熱棒放入筒中并擰緊在蒸發(fā)筒上。
注：為保證密封，絲扣上需抹一些潤(rùn)滑油或密封脂。
5）將蒸發(fā)筒的排蒸汽嘴緊緊插入冷凝器的小孔內(nèi)。將有體積百分刻度的量筒接在冷凝器的排液管口下。
6）將加熱棒通電并加熱，直至冷凝器再?zèng)]有液體排出（一般為15～25min，取決于樣品中油的含量和室溫）。將加熱棒的電源插頭拔下。
7）使蒸出的液相冷卻至室溫，并讀取總液相VL、油和水的體積百分?jǐn)?shù)VO和VW（如油水界面不清晰，可滴入1～2滴破乳劑）。
8）拆卸固相含量蒸鎦器的各部件，將其清洗并干燥以備下一次使用?？捎酶蓛舻男〖?xì)管捅通并清理蒸鎦器筒和冷凝器的排氣、排液孔，以清除油漬。
9）應(yīng)用直接讀出的測(cè)量數(shù)據(jù)，可以計(jì)算鉆井液的固相含量。對(duì)于兩種常用的水基鉆井液——淡水鉆井液和鹽水鉆井液，計(jì)算的方法不同。
淡水鉆井液固相含量計(jì)算
1）總固相含量VS：
VS = 100 -（VW+VO），%
式中VS——淡水鉆井液中總固相體積含量（包括粘土地、鉆屑等低密度固相和多數(shù)情況下為重晶石的加重材料等高密度固相），%；
VO——由固相含量測(cè)定儀測(cè)得的鉆井液中油的體積含量，%；
VW——由固相含量測(cè)定儀測(cè)得的鉆井液中水的體積含量，%。
2）鉆井液中固相的平均密度ρS：
ρS= 100·ρm-( VW·ρw+ VO·ρO) ,g/cm³
VS
式中ρS——鉆井液中固相的平均密度，g/cm³；
ρm——鉆井液密度，g/cm³；
ρw——水的密度，通常取得1.0 g/cm³；
ρO——油的密謀，通常取暖.48 g/cm³。
3）鉆井液中低密度固體（包括粘土和鉆屑）的體積含量VLG：
VLG=VS ρWM-ρs ，%
ρWM-ρLG
式中VLG——鉆井液中低密度固體（包括粘土和鉆屑）的體含量，%；
ρWM——加重材料的密度，g/cm³
ρs——鉆井液中固相的平均密度，g/cm³
ρLG——低密度固體的密度（可實(shí)測(cè)求得或設(shè)ρLG=2.60 g/cm³），g/cm³。
4）鉆井液中加重材料的體積含量VWM：
VWM=VS-VLG，%
VWM=VSρs-ρLG ，%
ρWM-ρLG
5）鉆井液中低密度固體的重量含量WLG：
WLG=10（VLG×ρLG），kg/m³
WLG=3.5（VLG×ρLG）,1b/bbl
6)鉆井液中加重材料的重量含量WWM:
WWM=10(VWM×ρWM) ，kg/m³
WWM=3.5(VWM×ρWM) ，1b/bbl
鹽水鉆井液的固相和液相含量的計(jì)算
1）鹽水鉆井液濾液的密度ρWC：
ρWC=1+0.00000109·CCl
式中ρWC——鹽水鉆井液濾液的密度，g/cm³
CCl——鉆井液濾液分析得出的鉆井液中CLˉ的濃度，mg/L
2)鹽水鉆井液中修正了的總固相體積含量VSC：
VSC=VS-VW（ CCl ）
1680000-1.21·CCl
式中VSC——含鹽鉆井液中修正了的總固相體積含量（減去了鹽的體積），%
VS——固相含量測(cè)定儀測(cè)出的總固相體積含量，%
VW——固相含量測(cè)定儀測(cè)出的水的體積含量，%
3）鹽水鉆井液中低密度固體體積含量VLG：
VLG= 1 [100·ρWC+VSC(ρWM-ρWC)-100·ρm- VO(ρWC-
(ρWM-ρLG)
ρO)],%
式中VLG——鹽水鉆井液中低密度固體體積含量，%
ρWM——加重材料密度，g/cm³；
ρLG——低密度固體密度，g/cm³；
ρWC——鹽水鉆井液濾液的密度，g/cm³；
VSC——鹽水鉆井液中修正了的總固相體積含量，%；
ρm——鹽水鉆井液的密度，g/cm³；
VO——固相含量測(cè)定儀測(cè)出的油的體積含量，%；
ρO——油的密度，g/cm³。
4）鹽水鉆井液中加重材料的體積含量VWM：
VWM= VSC- VLG，%
式中VWM——鹽水鉆井液中加重材料的體積含量，%
5）鹽水鉆井液中低密度固體重量含量WLG：
WLG=10（VLG×ρLG），kg/m³
WLG=3.5（VLG×ρLG），1b/bbl
6）鹽水鉆井液中加重材料的重量含量WWM：
WWM=10（VWM×ρWM），kg/m³
WWM=3.5（VWM×ρWM），1b/bbl
六、儀器的維護(hù)與保養(yǎng)
1、清洗各部件并干燥待用，儀器置于干燥環(huán)境中。
2、移動(dòng)、維修或保養(yǎng)儀器時(shí)。要輕拿、輕放，以免造成部件變形影響精度和使用。
2、加熱棒不可摔碰，輕拿輕放，以防損壞加熱棒。
3、加熱時(shí)通電時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，一般蒸餾約40分鐘。
4、蒸餾杯和套筒之間的密封面不要損傷以免影響密封。
七、故障的判定與排除
故障 | 原因 | 維修方法 |
蒸餾器組件通電不加熱 | 加熱棒壞 | 用萬(wàn)用表Ω檔測(cè)量加熱棒兩端有無(wú)阻值，若無(wú)阻值加熱棒線燒斷，更換加熱棒 |
電線插頭接觸不好 | 檢查電線接頭組件各插頭是否牢固插牢 |
八、一年備件（選配）
編號(hào) | 名稱(chēng)及規(guī)格 | 單位 | 數(shù)量 | 備注 |
| 加熱棒 | 只 | 10 |
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G0100 | 量筒（20ml%） | 只 | 10 |
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| 刮刀 | 只 | 2 |
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| 毛刷 | 只 | 10 |
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