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極壓潤滑儀/極限壓力潤滑儀使用說明書

來源：北京同德創業科技有限公司 2012年12月05日 11:04

TC-EP-2A型極壓潤滑儀概述說明書

一、在鉆井作業中，鉆頭與地層接觸會產生很大的摩擦力，必須在鉆井液中加入潤滑劑。不同的地質條件對鉆井液的潤滑性有著不同的要求，鉆井液的潤滑性能對于快速鉆井有著重要的意義。特別是在鉆深井、定向井、水平井或復雜地層時，就顯得尤為重要。因此，研究各種添加劑在泥漿中的減阻效果是提高鉆井速度、防止井下事故的重要手段之一。

鉆井的全過程都伴隨著鉆柱與井眼之間的摩擦，特別是鉆超深井、大斜度井、水平井時鉆柱的旋轉阻力與提拉阻力會大幅度提高。此時對鉆井液的潤滑性要求就顯得更為突出。為此，國內出現了許多潤滑劑、防泥包劑、解卡劑等，而評價這些處理劑與鉆井液的潤滑性方法與儀器就成為了一個重要課題。

該儀器依據SY/T6094-94鉆井液用潤滑評價程序用于測量鉆井液的潤滑質量；為評價可能需用的潤滑添加劑的類型和數量提供數據。為確保快速、安全鉆井提供準確可靠數據。

本儀器依據Q/02NXL011—2007企業標準制造。采用變頻技術，使用進口變頻器，采用進口變頻電機，具有無級調速、結構緊湊、測試精度高、操作方便、單片機測試數據采用數字液晶顯示，直接測量介質的“摩阻系數”；大大地提高轉速的控制精度。轉速精度的提高，為測量鉆井液的潤滑質量、評價各種添加劑在泥漿中的減阻效果提供了更為的實驗條件和科學依據。EP-2A極壓潤滑儀操作方便、價格便宜，廣泛使用于各油田、科研院所、實驗室等部門。

二、適用范圍

1、測量鉆井液摩擦系數；
2、測量鉆井液摩擦系數降低率；
3、優選鉆井液、完井液體系

三、儀器的主要技術參數

序號	名稱	技術參數
1	溫度	室溫至90℃
3	電源	單相220±10%V 50Hz
4	變頻器功率	400W
5	變頻電機功率	370W
6	扭矩測量范圍	公制0～70N.m；英制0～600in.lb

四、儀器結構與工作原理

（一）儀器面版圖：

儀器面版圖

（二）工作原理

當兩物體（如A、B）相互接觸并產生相對位移時，不僅會產生和接觸面正交的壓力，而且還會產生和接觸面平行的摩擦力。如果要A 保持一定數值的速度（B 為參考物），必須是不斷加以一定的外力，此時A 也受到一定的摩擦力，這一數值的摩擦力稱為滑動摩擦力。滑動摩擦力的方向和相對速度的方向相反。實驗證明，滑動摩擦力F 和壓力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----摩阻系數。

EP（extreme pressure lubrisity/film stength test）極壓潤滑儀用可調速的旋轉軸模擬井壁，通過測定旋轉軸承套（環）與模塊間的磨擦可得到磨擦系數（在鉆井液測定中稱摩阻系數）關該儀器中，f是推動環/塊表面以一定速度滑動的力，p通過扭矩臂將測試塊壓在測試環上的垂向力，通過測定摩阻系數u可評價鉆井液或處理劑的潤滑性能。

摩阻系數μ，不但與接觸物體的質料及表面狀況有關，而且與相對運動速度的大小有關。為了減小摩阻系數，可以在兩個接觸面之間涂敷一層“液膜”，即“潤滑膜”。摩阻系數的降低幅度，決定于這層液膜的質量，而潤滑劑就是改善液膜質量的化學劑。在一定的壓力下，潤滑膜可能破裂，使兩表面直接接觸，因而磨擦力猛增。這個剛好使潤滑膜破裂的zui小壓力，就稱為“膜強度”。膜強度是表征潤滑劑質量的重要參數。

　　由（1）式可以看出，只要測得摩擦面上的垂直作用力p 和摩擦力F，就可以測出摩阻系數μ。通過考察，我們選用變頻電機作為拖動負載并配套滑塊和滑環，滑環裝置在電機的轉軸上。由電機拖動理論可知，當電機以恒定速度運轉、滑塊上施加垂直作用力時，作用在電機轉軸上的電磁轉矩（T = CMΦIa）與摩擦轉矩（Tf）達到平衡，滑塊和滑環接觸面上產生的摩擦力F 與電機的電樞電流Ia成正比。式（1）可轉化為Ia=μ1 p，因此只要固定垂直作用在滑塊上的作用力p，在電機轉速恒定的條件下，通過檢測電機的電樞電流，就可以得到摩阻系數μ1。

（三）測試方法

1.“摩阻系數”的測定方法：

a、我們通過配套的滑塊和滑環來代替做平行滑動的兩個物體，在滑環的外面加垂直于滑環的正壓力p。p是通過扭力扳手施加在滑塊上的正壓力，可以通過扭力表上的指示值換算出來。“摩阻系數”的測定應在滑環轉速60±1轉/min；滑塊上的作用力444. 8 N 的標準條件下進行。扭力扳手表盤上的讀數單位為N·m。如果固定其力臂為38.1 mm，調整扭力扳手讀值為16.95 N·m，即可得到444.8 N 的作用力。在測定“摩阻系數”時，為了得到滑環與滑塊的正確配合，必須對滑環與滑塊進行磨合。磨合后滑塊的表面應該是光滑無劃痕。如果所有的滑塊和滑環的金屬結構都*相同，那么在上述標準條件下，其對于蒸餾水的“摩阻系數”應該是0.34。然而，由于這一理想情況不存在，因此，必須測定校正因子CF。測出校正因子后，依據樣品“摩阻系數”的計算公式，就可以測出“摩阻系數”。

b、校正因子的測定：

如果所有的滑塊和滑環的金屬結構*相同的話，那么在上述標準條件下（即轉速為60±1轉/分，扭力為16.95N.m），其對于蒸餾水的摩阻系數應為0.34。然而，這一理想情況并不存在，因此，必須測定校正因子。這項工作在每次試驗前都必須進行。如果測得水的摩阻系數值在此范圍內（儀表讀值應在32~36這個范圍內），可以繼續進行測試。如果儀器讀數不在此范圍內，則需要進行校正即試塊的標準化。儀表讀數在范圍內記錄備用。按下式計算校正因子：

CF= ————；式中：CF——校正因子

儀表讀值

摩阻系數的測定應在以下標準條件進行：

滑環轉速：60±1轉/分

滑塊上的作用力：444.8N

扭力扳手表盤的讀數單位為N.m。由于出廠時已固定其力臂為38.1mm。因此，調整扭力扳手讀值為16.95N.m，即可得到444.8N的作用力。

按下試計算樣品的磨擦系數μ：

儀表讀值

摩阻系數（μ）=——————×校正因子（CF）

100

也可按下試計算樣品的降低率：

基漿讀值-樣品讀值

潤滑劑降低率（%）=——————————×100

基漿讀值

五、儀器操作

（一）系統標定

每一次使用儀器時，必須先標定，讀數達到要求方可正常測試。（達不到要求時必須進行磨合工作，即標準化）。

1、滑塊安裝如圖

正確錯誤

2、滑環安裝如圖

3、 將塊、環及儀器上所有接觸樣品的部位用酒精或汽油洗凈然后用水漂洗一遍。滑塊和滑環先不要接觸，即扭力扳手不加壓力。

1）按<標定>鍵進入<系統標定>程序；

2）根據提示，啟動電機，在約54-67轉/分下運轉;

3）提示加標定液體；

4）調節扭矩扳手值為16.95N.m（150PSI）；

5）穩定轉速60r；

6）用標準化（+）鍵和測樣（-）鍵設置標定值（也可按默認）為“34”。

7）設定完標定值后系統會自動記憶，卸載后進入驗證程序；

8）進入驗證程序后重新加壓，在轉速調整在60r的時候出現驗證數值（此數值一分鐘讀數允許在32-37之間）；

9）進入下一步并且卸載壓力，準備進行測樣。

（二）試塊標準化

如果校正系數（此系數可根據其他校準儀器隨意調整,具體調整過程見（3）如數值在轉速60轉/分的情況下不在32－37之間，則環和塊的表面必須調整或標準化。

步驟如下：

●按<標準化>鍵，進入 <標準化>程序；

1、擦凈試塊表面，并且研磨處于試塊中心；

2、用手將細研磨劑涂于試環表面，研磨轉速控制在80—100轉/分范圍，加力11.2N·m（100PSI）。這時聽到明顯摩擦聲，研磨5分鐘卸掉一次扭矩，檢查摩擦環和摩擦塊是否磨到2/3塊和環的接觸面積，再次研磨重復3—4次，磨好為止。以上的研磨時間和次數只能作參考，實際的操作由實驗決定；

3、用酒精或汽油*清洗研磨劑；

4、把配套的研磨膏涂在塊和環的表面。調整轉速為100—200轉/分，加3.3N.m （30PSI）扭矩運轉5分鐘；減小扭矩到1.65N·m（15PSI），再轉5分鐘（僅供參考）；

5、檢查磨擦環和磨擦塊是不是帶有光亮的小磨擦面。放下樣品杯棄去校正液，將環、塊都用濾紙擦干凈。

（三）扭矩扳手的使用

表盤上有公制（牛頓米 Nm）和英制（英寸磅ln.lb.）兩種計量單位，蘭色區域的白色線紋為公制單位Nm的刻度。白色區域的蘭色線紋為英制單位ln.lb.的刻度，紅色區域內（公制0～7，英制0～60）扭矩值誤差大于±3%。旋轉表殼或表蓋上的旋鈕可帶動蘭色指針旋轉，該指針為記憶讀數指針（本儀器不用），和機芯聯接的黃色指針為工作指針，又稱主動指針。注意！不可超范圍使用！

英制單位

公制單位

（四）儀器測樣

同一儀器的測樣，只是把水換成待測的樣品。

1）按〈測樣〉鍵即可進入 <樣品測試>程序。

2）根據提示，啟動電機，在約54-67轉/分下運轉;

3）提示浸入樣品；

4）調節扭矩扳手值為16.95N.m（150PSI）；

5）穩定轉速60r后出現摩阻數值（此數值1分鐘內即可讀數），做好記錄；

6）下一步停止。

（五）儀器停用

本儀器用完后，滑環可以不卸，用汽油、酒精或洗衣粉清洗并用清水*洗干凈濾紙擦干，再用凡士林或其他防氧化介質涂抹滑塊、滑環等所有表面并放好以備待用。下次用時再清洗然后用濾紙擦干。

六、儀器維護與保養

1、移動、維修或保養儀器時，要輕拿、輕放，以免造成部件變形影響精度和使用；

2、儀器使用時一定要可靠接地；保證用電安全；

3、不能帶電搬動儀器，防止電源線脫皮，漏電造成人身事故；

4、進行測試工作時手、衣服和其他物品一定要遠離旋轉部件；

5、在儀器使用中轉速是指在扭力扳手壓力之下的轉速，即轉速60±1轉/分，扭力扳手壓力16.95N.m（150PSI），不是指空轉；

6、調整轉速是指在扭力扳手加壓時的調整（60±1轉/分，16.95N.m）。

7、儀器調零時，應在空轉時調整，即在扭力扳手不加壓時，環、塊不接觸。環和塊的距離應離得遠一些；

9、轉速的偏差應在60±1轉/分（在扭力扳手加壓時），當扭矩扳手壓力去掉后空轉的轉速不必關心；

10、扭力扳手按標準是用牛頓.米，建議用英制的磅.吋（PSI），因為是整數；

11、每次使用前必須先空轉數分鐘后方可使用。如果發現滑環和滑塊表面不太好，可以在水中研磨。清洗干凈后再用濾紙擦干凈；

12、用濾紙在電機運轉狀態時把滑環、滑塊擦干凈，一定不要用手觸摸滑環和滑塊工作表面；

13、儀器、滑塊和滑環兩者是配套的，不能輕易更換其中一者或兩者。因為沒有兩個儀器或物體的幾何形狀是相同的，任何一者的更換都會使原有的“吻合”狀態喪失，因而需要大量的調整、修理及磨合工作；

14、儀器應保持清潔干燥防潮，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；

15、儀器故障要請專業人員維修；

16、維修和移動儀器時應切斷電源，方能排除故障和移動。

七、儀器運輸與儲存

儀器的運輸與儲存應符合于JB/T9329-1999標準。產品應儲存在通風的室內，室內空氣中不含有能引起器件腐蝕的雜質。

八、故障的判定與排除

序號	故障	原因	排除方法
1	接通電源，液晶無顯示	電源插頭未插好或電源未接通。	檢查電源插頭是否插好
2	接通電源液晶顯示不完整。	①系統控制電路不穩定。 ②系統控制電路出現故障。	①拔插電源插頭，重啟動。 ②打開電器罩盒排除電路故障或更換線路板。（需經專業人員）

九、隨機配件、工具、主要零部件及技術文件一覽表

1、主要隨機配件、工具

序號	名稱及規格	單位	數量	備注
1	電源線	根	1
2	扭矩儀	件	1
3	測試杯	件	1

2、主要零部件

序號	編號	名稱及規格
1	EP-09	摩擦塊
2	EP-12	摩擦環

3、技術文件

序號	名稱及規格	單位	數量	備注
1	使用說明書	份	1
2	合格證	份	1
3	裝箱單	份	1

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