一、概述
隨著鉆井工藝技術的飛躍發(fā)展，特種工藝井、定向井、叢式井越來越多。對鉆井液潤滑性能的要求也越來越多，同時用于鉆井液潤滑的處理擠也在逐年增多。由于潤滑劑質(zhì)量的差異，加上需要合理的配伍性，都需要一種儀器來評價。為此，我們研制了NZ-3A型粘滯系數(shù)測定儀。
該儀器攜帶方便、工作可靠、精度高、重復性好，是對鉆井液分析的必備儀器。
二、型號及規(guī)格
NZ-3A型
三、儀器的主要技術參數(shù)
主要技術參數(shù)
序號 | 名 稱 | 技術參數(shù) |
1 | 工作電源 | 220V±5% AC；50Hz |
2 | 電機功率 | 5 W |
3 | 翻轉(zhuǎn)速度 | 每轉(zhuǎn)5.5～6.5分鐘 |
4 | 角度讀值 | 數(shù)字顯示 |
5 | 精度 | 0.5度 |
6 | 環(huán)境濕度 | 10～85RH% |
7 | 外形尺寸 | 335×190×170 |
四、儀器的結(jié)構(gòu)與工作原理
（一）結(jié)構(gòu)：該儀器主要由外殼、工作滑板、數(shù)字顯示器、傳動機構(gòu)及微電機組成。便攜式。
1、電器罩盒面板：（見圖一）、
2、滑塊、滑棒：耐腐蝕不銹鋼材料制成。是用來測試的標準件。（見圖二）
3、工作滑板：乃蝕材料精密制造。上下兩面鑲有水平泡，有一面帶凹槽，是用來測試的工作臺。
4、儀器結(jié)構(gòu)：
結(jié)構(gòu)明細表 （圖三）儀器結(jié)構(gòu)圖
序號 | 編號 | 名 稱 | 數(shù)量 | 備注 |
1 | NZ-04 | 箱體 | 1 | |
2 | NZ-03 | 正切函數(shù)表 | 1 | |
3 | NZ -02 | 滑棒 | 2 | |
4 | NZ-04-03 | 滑塊、滑棒套 | 1 | |
5 | NZ-01 | 滑塊 | 2 | |
6 | NZ-00-22 | 水平泡 | 1 | |
7 | NZ-00-10 | 工作滑板 | 1 | |
8 | NZ-00-01 | 調(diào)平手柄 | 3 | |
9 | NZ-00-02 | 電器控制罩盒 | 1 |
5、函數(shù)表：
（二）工作原理：在工作滑板傾斜條件下，放在泥餅上的滑塊受向下的重力作用，當克服粘滯力后開始滑動。如圖所示。根據(jù)牛頓摩擦定律：
F
摩擦系數(shù)f =
P
設滑塊重量為W、其分力與斜面平行者為F，即摩擦力。垂直者為P，即正壓力。由三角形關系。見（圖三）
F=Wsinα P=cosα
在滑塊開始下滑時的摩擦系數(shù)：
Wsinα
f = =tgβ
Wcosα
又由相似三角形關系可知：
∠α=∠β 故 tgα=tgβ
而∠β為儀器所測，所以tgβ就是泥餅的摩擦系數(shù)，即泥餅的摩擦系數(shù)為儀器所測粘滯系數(shù)。
五、儀器的操作：
（一） 滑塊（長方體）測試法；
1、仔細閱讀說明書。檢查各連接部位連接是否牢固可靠。
2、接通電源，開啟電源開關，數(shù)字管全亮。開啟電機開關，檢查各轉(zhuǎn)動部位是否運轉(zhuǎn)正常。若正常，將工作滑板不帶槽面轉(zhuǎn)至向上，關停電機待用。
3、按下清零按鈕使數(shù)字管全部顯示零位，左右調(diào)整調(diào)平手柄，觀察水平泡，將工作滑板不帶槽面調(diào)至水平。準備工作結(jié)束。見（圖四）
4、將按API標準做的濾失后所得的泥餅放在工作滑板不帶凹槽的平面上。
5、將滑塊（長方體）輕輕的放在泥餅上，靜置一分鐘。
6、開啟電機開關，電動機帶動傳動機構(gòu)，使工作滑板帶動滑塊慢慢翻轉(zhuǎn)。而角度顯示窗上的數(shù)字也隨著工作滑板的翻轉(zhuǎn)從零慢慢增加。
7、當滑塊隨著工作滑板的翻轉(zhuǎn)開始滑動時，立即關閉電機開關，關停電機。讀取角度顯示窗上角度值。
8、按此角度值由正切函數(shù)表中查得與之對應的正切函數(shù)值。即為泥餅的摩擦系數(shù)。
（二）滑棒（圓柱形）測試法：
1、重復滑塊測試法1和2。確認各項正常后，將工作滑板帶凹槽面轉(zhuǎn)至上面，關停電機。
2、按下清零按鈕使數(shù)字管全部顯示零位，左右調(diào)整調(diào)平手柄，觀察水平泡，將工作滑板帶凹槽面調(diào)至水平。準備工作結(jié)束。
3、將按API標準做的濾失后所得的泥餅放在工作滑板凹槽內(nèi)，先在泥餅上面放一部分同一鉆井液。再將滑棒（圓柱形）輕輕地放在凹槽內(nèi)的鉆井液上。靜置一分鐘。
4、開啟電機開關，電動機帶動傳動機構(gòu)，使工作滑板帶動滑棒（圓柱形）慢慢翻轉(zhuǎn)。而角度顯示窗上的數(shù)字也隨著工作滑板的翻轉(zhuǎn)從零慢慢增加。
5、當滑棒（圓柱形）隨著工作滑板的翻轉(zhuǎn)開始滑動時，立即關閉電機開關，關停電機。讀取角度顯示窗上角度值。
6、按此角度值由正切函數(shù)表中查得與之對應的正切函數(shù)值。即為泥餅的摩擦系數(shù)。
7、這項測試需要鉆井液的多個泥餅。而且各個泥餅的滑棒靜置時間不同，時間可選為1、3、5、7、9、11、13……分鐘。一直做到滑棒靜置到某個時間。以后的幾點摩擦系數(shù)不在增大為止，若以測得的角度和靜置時間畫一曲線圖可以看出，曲線上升到一定程度。就趨于平滑狀態(tài)，取拐點值就是最大的摩擦系數(shù)和靜壓時間。以后，再做同類鉆井液直接做最大靜置時間即可。
注意：使用前要檢查各緊固部位緊固牢固可靠。
使用時所用電源要保證接地可靠。
注：工作滑板工作前要調(diào)至水平。
六、儀器的維護與保養(yǎng)
1、當移動、維修或保養(yǎng)儀器時。要輕拿、輕放，以免造成部件變形影響精度和使用。
2、水平泡不得碰撞，以免破損。
3、滑塊和滑棒是儀器的主要測試件，使用和保管時注意不要破壞表面。
4、儀器應保持清潔干燥不能受潮，要定期檢查。維修時不得用金屬鐵器敲打。嚴禁將腐蝕性化學藥品與本機同存放。
5、儀器若有故障要請專業(yè)人員維修。
6、維修和移動儀器時應切斷電源，方能排除故障和移動。
七、儀器的運輸與儲存
儀器的運輸與儲存應符合于JB/T9329-1999標準。產(chǎn)品應儲存在通風的室內(nèi)，室內(nèi)空氣中不含有能引起器件腐蝕的雜質(zhì)。
八、故障的判定與排除
序號 | 故 障 | 原 因 | 排 除 方 法 |
1 | 接通電源，數(shù)字顯示窗不亮。 | 電源插頭未插好電源未接通。 | 檢查電源是否正常電源插頭接插是否牢固可靠并重新安裝電源插頭。 |
2 | 接通電源，數(shù)字顯示窗顯示數(shù)字不完整。 | ①系統(tǒng)控制電路不穩(wěn)定。 ②系統(tǒng)控制電路出現(xiàn)故障。 | ①按“清零‘鍵，重新顯示數(shù)字。 ②卸掉箱體底部的調(diào)平手柄和固定螺取出主機，打開電器罩盒排除電路故障或更換線路板。 |
3 | 用“調(diào)平手柄”調(diào)整水平時，“調(diào)平手柄”不起作用。 | 固定“調(diào)平手柄”的緊定螺釘松動。 | 將儀器蓋箱蓋，底朝上放置檢查“調(diào)平手柄”的緊定螺釘是否松動。若松動將緊定螺釘擰緊。 |
4 | “工作滑板”有較大松動。 | 固定“工作滑板”的支撐板的螺釘松動。 | 卸掉箱體底部的調(diào)平手柄和固定螺取出主機，底朝上檢查固定“工作滑板”的支撐板的螺釘是否松動。若松動將螺釘擰緊。 |
維修時必須切斷電源，方可維修。