智能钻井液性能在线监测技术原理

1、智能钻井液流变性测量原理
钻井液流变性的传统手动测量方法总结有 2 种：旋转法和管流法。旋转法是目前现场钻井液流变性测量常用的方法，适用范围宽，测量方便，但这种方法取样、测量时间较长，只能定时单点测量，对实现流变性的实时在线自动测量具有一定局限性。而传统的管流法由于几何形状和直径的问题，很容易引起管道堵塞、压力测量不准等问题。为此，钻井液流变性的测量采用全新的理念，其原理为变径管式流变性测量原理。根据矩形断面的宽度、高度以及2个测压点之间的距离，计算出管壁处作用在流体上的剪切应力，得出两个速度梯度下的切应力值，再通过宾汉模式计算出塑性粘度、动切力和表观粘度，根据幂律模式计算出流性指数和稠度系数。

2、智能钻井液密度测量原理
钻井液密度的测量是根据振动管式原理，其工作原理是基于振动体（元件）的振动频率与其密度间的关系。当振动管的几何尺寸、形状和材质一定时，振动频率仅由振动系统的质量决定；而流经振动管内的一定容积的流体质量则是由其密度决定，即密度变化将改变振动管的固有振动频率。具体来说，振动系统的振动频率和管内流体密度的平方根成正比，通过测量振动频率确定流体密度。

3、智能钻井液离子浓度测量原理
钻井液的离子浓度采用离子选择电极法进行测量。离子选择电极是一种对溶液中离子活度有电位响应的电化学传感器，离子选择电极法就是利用电极电位和离子浓度之间的关系来确定溶质含量，现已广泛应用于实验室痕量分析、常规离子分析、地下水分析以及环境监测等领域。