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极压润滑仪/极限压力润滑仪使用说明书

来源：北京同德创业科技有限公司 2012年12月05日 11:04

TC-EP-2A型极压润滑仪概述说明书

一、在钻井作业中，钻头与地层接触会产生很大的摩擦力，必须在钻井液中加入润滑剂。不同的地质条件对钻井液的润滑性有着不同的要求，钻井液的润滑性能对于快速钻井有着重要的意义。特别是在钻深井、定向井、水平井或复杂地层时，就显得尤为重要。因此，研究各种添加剂在泥浆中的减阻效果是提高钻井速度、防止井下事故的重要手段之一。

钻井的全过程都伴随着钻柱与井眼之间的摩擦，特别是钻超深井、大斜度井、水平井时钻柱的旋转阻力与提拉阻力会大幅度提高。此时对钻井液的润滑性要求就显得更为突出。为此，国内出现了许多润滑剂、防泥包剂、解卡剂等，而评价这些处理剂与钻井液的润滑性方法与仪器就成为了一个重要课题。

该仪器依据SY/T6094-94钻井液用润滑评价程序用于测量钻井液的润滑质量；为评价可能需用的润滑添加剂的类型和数量提供数据。为确保快速、安全钻井提供准确可靠数据。

本仪器依据Q/02NXL011—2007企业标准制造。采用变频技术，使用进口变频器，采用进口变频电机，具有无级调速、结构紧凑、测试精度高、操作方便、单片机测试数据采用数字液晶显示，直接测量介质的“摩阻系数”；大大地提高转速的控制精度。转速精度的提高，为测量钻井液的润滑质量、评价各种添加剂在泥浆中的减阻效果提供了更为的实验条件和科学依据。EP-2A极压润滑仪操作方便、价格便宜，广泛使用于各油田、科研院所、实验室等部门。

二、适用范围

1、测量钻井液摩擦系数；
2、测量钻井液摩擦系数降低率；
3、优选钻井液、完井液体系

三、仪器的主要技术参数

序号	名称	技术参数
1	温度	室温至90℃
3	电源	单相220±10%V 50Hz
4	变频器功率	400W
5	变频电机功率	370W
6	扭矩测量范围	公制0～70N.m；英制0～600in.lb

四、仪器结构与工作原理

（一）仪器面版图：

仪器面版图

（二）工作原理

当两物体（如A、B）相互接触并产生相对位移时，不仅会产生和接触面正交的压力，而且还会产生和接触面平行的摩擦力。如果要A 保持一定数值的速度（B 为参考物），必须是不断加以一定的外力，此时A 也受到一定的摩擦力，这一数值的摩擦力称为滑动摩擦力。滑动摩擦力的方向和相对速度的方向相反。实验证明，滑动摩擦力F 和压力p 成正比，

即： F=μP

式中：F----摩擦力；

P----摩擦面上的垂直作用力；

μ----摩阻系数。

EP（extreme pressure lubrisity/film stength test）极压润滑仪用可调速的旋转轴模拟井壁，通过测定旋转轴承套（环）与模块间的磨擦可得到磨擦系数（在钻井液测定中称摩阻系数）关该仪器中，f是推动环/块表面以一定速度滑动的力，p通过扭矩臂将测试块压在测试环上的垂向力，通过测定摩阻系数u可评价钻井液或处理剂的润滑性能。

摩阻系数μ，不但与接触物体的质料及表面状况有关，而且与相对运动速度的大小有关。为了减小摩阻系数，可以在两个接触面之间涂敷一层“液膜”，即“润滑膜”。摩阻系数的降低幅度，决定于这层液膜的质量，而润滑剂就是改善液膜质量的化学剂。在一定的压力下，润滑膜可能破裂，使两表面直接接触，因而磨擦力猛增。这个刚好使润滑膜破裂的zui小压力，就称为“膜强度”。膜强度是表征润滑剂质量的重要参数。

　　由（1）式可以看出，只要测得摩擦面上的垂直作用力p 和摩擦力F，就可以测出摩阻系数μ。通过考察，我们选用变频电机作为拖动负载并配套滑块和滑环，滑环装置在电机的转轴上。由电机拖动理论可知，当电机以恒定速度运转、滑块上施加垂直作用力时，作用在电机转轴上的电磁转矩（T = CMΦIa）与摩擦转矩（Tf）达到平衡，滑块和滑环接触面上产生的摩擦力F 与电机的电枢电流Ia成正比。式（1）可转化为Ia=μ1 p，因此只要固定垂直作用在滑块上的作用力p，在电机转速恒定的条件下，通过检测电机的电枢电流，就可以得到摩阻系数μ1。

（三）测试方法

1.“摩阻系数”的测定方法：

a、我们通过配套的滑块和滑环来代替做平行滑动的两个物体，在滑环的外面加垂直于滑环的正压力p。p是通过扭力扳手施加在滑块上的正压力，可以通过扭力表上的指示值换算出来。“摩阻系数”的测定应在滑环转速60±1转/min；滑块上的作用力444. 8 N 的标准条件下进行。扭力扳手表盘上的读数单位为N·m。如果固定其力臂为38.1 mm，调整扭力扳手读值为16.95 N·m，即可得到444.8 N 的作用力。在测定“摩阻系数”时，为了得到滑环与滑块的正确配合，必须对滑环与滑块进行磨合。磨合后滑块的表面应该是光滑无划痕。如果所有的滑块和滑环的金属结构都*相同，那么在上述标准条件下，其对于蒸馏水的“摩阻系数”应该是0.34。然而，由于这一理想情况不存在，因此，必须测定校正因子CF。测出校正因子后，依据样品“摩阻系数”的计算公式，就可以测出“摩阻系数”。

b、校正因子的测定：

如果所有的滑块和滑环的金属结构*相同的话，那么在上述标准条件下（即转速为60±1转/分，扭力为16.95N.m），其对于蒸馏水的摩阻系数应为0.34。然而，这一理想情况并不存在，因此，必须测定校正因子。这项工作在每次试验前都必须进行。如果测得水的摩阻系数值在此范围内（仪表读值应在32~36这个范围内），可以继续进行测试。如果仪器读数不在此范围内，则需要进行校正即试块的标准化。仪表读数在范围内记录备用。按下式计算校正因子：

CF= ————；式中：CF——校正因子

仪表读值

摩阻系数的测定应在以下标准条件进行：

滑环转速：60±1转/分

滑块上的作用力：444.8N

扭力扳手表盘的读数单位为N.m。由于出厂时已固定其力臂为38.1mm。因此，调整扭力扳手读值为16.95N.m，即可得到444.8N的作用力。

按下试计算样品的磨擦系数μ：

仪表读值

摩阻系数（μ）=——————×校正因子（CF）

100

也可按下试计算样品的降低率：

基浆读值-样品读值

润滑剂降低率（%）=——————————×100

基浆读值

五、仪器操作

（一）系统标定

每一次使用仪器时，必须先标定，读数达到要求方可正常测试。（达不到要求时必须进行磨合工作，即标准化）。

1、滑块安装如图

正确错误

2、滑环安装如图

3、 将块、环及仪器上所有接触样品的部位用酒精或汽油洗净然后用水漂洗一遍。滑块和滑环先不要接触，即扭力扳手不加压力。

1）按<标定>键进入<系统标定>程序；

2）根据提示，启动电机，在约54-67转/分下运转;

3）提示加标定液体；

4）调节扭矩扳手值为16.95N.m（150PSI）；

5）稳定转速60r；

6）用标准化（+）键和测样（-）键设置标定值（也可按默认）为“34”。

7）设定完标定值后系统会自动记忆，卸载后进入验证程序；

8）进入验证程序后重新加压，在转速调整在60r的时候出现验证数值（此数值一分钟读数允许在32-37之间）；

9）进入下一步并且卸载压力，准备进行测样。

（二）试块标准化

如果校正系数（此系数可根据其他校准仪器随意调整,具体调整过程见（3）如数值在转速60转/分的情况下不在32－37之间，则环和块的表面必须调整或标准化。

步骤如下：

●按<标准化>键，进入 <标准化>程序；

1、擦净试块表面，并且研磨处于试块中心；

2、用手将细研磨剂涂于试环表面，研磨转速控制在80—100转/分范围，加力11.2N·m（100PSI）。这时听到明显摩擦声，研磨5分钟卸掉一次扭矩，检查摩擦环和摩擦块是否磨到2/3块和环的接触面积，再次研磨重复3—4次，磨好为止。以上的研磨时间和次数只能作参考，实际的操作由实验决定；

3、用酒精或汽油*清洗研磨剂；

4、把配套的研磨膏涂在块和环的表面。调整转速为100—200转/分，加3.3N.m （30PSI）扭矩运转5分钟；减小扭矩到1.65N·m（15PSI），再转5分钟（仅供参考）；

5、检查磨擦环和磨擦块是不是带有光亮的小磨擦面。放下样品杯弃去校正液，将环、块都用滤纸擦干净。

（三）扭矩扳手的使用

表盘上有公制（牛顿米 Nm）和英制（英寸磅ln.lb.）两种计量单位，兰色区域的白色线纹为公制单位Nm的刻度。白色区域的兰色线纹为英制单位ln.lb.的刻度，红色区域内（公制0～7，英制0～60）扭矩值误差大于±3%。旋转表壳或表盖上的旋钮可带动兰色指针旋转，该指针为记忆读数指针（本仪器不用），和机芯联接的黄色指针为工作指针，又称主动指针。注意！不可超范围使用！

英制单位

公制单位

（四）仪器测样

同一仪器的测样，只是把水换成待测的样品。

1）按〈测样〉键即可进入 <样品测试>程序。

2）根据提示，启动电机，在约54-67转/分下运转;

3）提示浸入样品；

4）调节扭矩扳手值为16.95N.m（150PSI）；

5）稳定转速60r后出现摩阻数值（此数值1分钟内即可读数），做好记录；

6）下一步停止。

（五）仪器停用

本仪器用完后，滑环可以不卸，用汽油、酒精或洗衣粉清洗并用清水*洗干净滤纸擦干，再用凡士林或其他防氧化介质涂抹滑块、滑环等所有表面并放好以备待用。下次用时再清洗然后用滤纸擦干。

六、仪器维护与保养

1、移动、维修或保养仪器时，要轻拿、轻放，以免造成部件变形影响精度和使用；

2、仪器使用时一定要可靠接地；保证用电安全；

3、不能带电搬动仪器，防止电源线脱皮，漏电造成人身事故；

4、进行测试工作时手、衣服和其他物品一定要远离旋转部件；

5、在仪器使用中转速是指在扭力扳手压力之下的转速，即转速60±1转/分，扭力扳手压力16.95N.m（150PSI），不是指空转；

6、调整转速是指在扭力扳手加压时的调整（60±1转/分，16.95N.m）。

7、仪器调零时，应在空转时调整，即在扭力扳手不加压时，环、块不接触。环和块的距离应离得远一些；

9、转速的偏差应在60±1转/分（在扭力扳手加压时），当扭矩扳手压力去掉后空转的转速不必关心；

10、扭力扳手按标准是用牛顿.米，建议用英制的磅.吋（PSI），因为是整数；

11、每次使用前必须先空转数分钟后方可使用。如果发现滑环和滑块表面不太好，可以在水中研磨。清洗干净后再用滤纸擦干净；

12、用滤纸在电机运转状态时把滑环、滑块擦干净，一定不要用手触摸滑环和滑块工作表面；

13、仪器、滑块和滑环两者是配套的，不能轻易更换其中一者或两者。因为没有两个仪器或物体的几何形状是相同的，任何一者的更换都会使原有的“吻合”状态丧失，因而需要大量的调整、修理及磨合工作；

14、仪器应保持清洁干燥防潮，要定期检查。维修时不得用金属铁器敲打。严禁将腐蚀性化学药品与本机同存放；

15、仪器故障要请专业人员维修；

16、维修和移动仪器时应切断电源，方能排除故障和移动。

七、仪器运输与储存

仪器的运输与储存应符合于JB/T9329-1999标准。产品应储存在通风的室内，室内空气中不含有能引起器件腐蚀的杂质。

八、故障的判定与排除

序号	故障	原因	排除方法
1	接通电源，液晶无显示	电源插头未插好或电源未接通。	检查电源插头是否插好
2	接通电源液晶显示不完整。	①系统控制电路不稳定。 ②系统控制电路出现故障。	①拔插电源插头，重启动。 ②打开电器罩盒排除电路故障或更换线路板。（需经专业人员）

九、随机配件、工具、主要零部件及技术文件一览表

1、主要随机配件、工具

序号	名称及规格	单位	数量	备注
1	电源线	根	1
2	扭矩仪	件	1
3	测试杯	件	1

2、主要零部件

序号	编号	名称及规格
1	EP-09	摩擦块
2	EP-12	摩擦环

3、技术文件

序号	名称及规格	单位	数量	备注
1	使用说明书	份	1
2	合格证	份	1
3	装箱单	份	1

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