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TC-EP-2A型極壓潤滑儀概述說明書
一、在鉆井作業(yè)中，鉆頭與地層接觸會產(chǎn)生很大的摩擦力，必須在鉆井液中加入潤滑劑。不同的地質(zhì)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(fù)雜地層時(shí)，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(shí)鉆柱的旋轉(zhuǎn)阻力與提拉阻力會大幅度提高。此時(shí)對鉆井液的潤滑性要求就顯得更為突出。為此，國內(nèi)出現(xiàn)了許多潤滑劑、防泥包劑、解卡劑等，而評價(jià)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(jù)SY/T6094-94鉆井液用潤滑評價(jià)程序用于測量鉆井液的潤滑質(zhì)量；為評價(jià)可能需用的潤滑添加劑的類型和數(shù)量提供數(shù)據(jù)。為確?？焖?、安全鉆井提供準(zhǔn)確可靠數(shù)據(jù)。
本儀器依據(jù)Q/02NXL011—2007企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制造。采用變頻技術(shù)，使用進(jìn)口變頻器，采用進(jìn)口變頻電機(jī)，具有無級調(diào)速、結(jié)構(gòu)緊湊、測試精度高、操作方便、單片機(jī)測試數(shù)據(jù)采用數(shù)字液晶顯示，直接測量介質(zhì)的“摩阻系數(shù)”；大大地提高轉(zhuǎn)速的控制精度。轉(zhuǎn)速精度的提高，為測量鉆井液的潤滑質(zhì)量、評價(jià)各種添加劑在泥漿中的減阻效果提供了更為的實(shí)驗(yàn)條件和科學(xué)依據(jù)。EP-2A極壓潤滑儀操作方便、價(jià)格便宜，廣泛使用于各油田、科研院所、實(shí)驗(yàn)室等部門。
二、適用范圍
1、測量鉆井液摩擦系數(shù)；
2、測量鉆井液摩擦系數(shù)降低率；
3、優(yōu)選鉆井液、完井液體系
2、測量鉆井液摩擦系數(shù)降低率；
3、優(yōu)選鉆井液、完井液體系
三、儀器的主要技術(shù)參數(shù)
| 序號 | 名稱 | 技術(shù)參數(shù) |
| 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(jī)功率 | 370W |
| 6 | 扭矩測量范圍 | 公制0～70N.m；英制0～600in.lb |
四、儀器結(jié)構(gòu)與工作原理
（一）儀器面版圖：
儀器面版圖
（二）工作原理
當(dāng)兩物體（如A、B）相互接觸并產(chǎn)生相對位移時(shí)，不僅會產(chǎn)生和接觸面正交的壓力，而且還會產(chǎn)生和接觸面平行的摩擦力。如果要A 保持一定數(shù)值的速度（B 為參考物），必須是不斷加以一定的外力，此時(shí)A 也受到一定的摩擦力，這一數(shù)值的摩擦力稱為滑動摩擦力?；瑒幽Σ亮Φ姆较蚝拖鄬λ俣鹊姆较蛳喾?。實(shí)驗(yàn)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(shù)。
EP（extreme pressure lubrisity/film stength test）極壓潤滑儀用可調(diào)速的旋轉(zhuǎn)軸模擬井壁，通過測定旋轉(zhuǎn)軸承套（環(huán)）與模塊間的磨擦可得到磨擦系數(shù)（在鉆井液測定中稱摩阻系數(shù)）關(guān)該儀器中，f是推動環(huán)/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(huán)上的垂向力，通過測定摩阻系數(shù)u可評價(jià)鉆井液或處理劑的潤滑性能。
摩阻系數(shù)μ，不但與接觸物體的質(zhì)料及表面狀況有關(guān)，而且與相對運(yùn)動速度的大小有關(guān)。為了減小摩阻系數(shù)，可以在兩個接觸面之間涂敷一層“液膜”，即“潤滑膜”。摩阻系數(shù)的降低幅度，決定于這層液膜的質(zhì)量，而潤滑劑就是改善液膜質(zhì)量的化學(xué)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?jié)櫥て屏训膠ui小壓力，就稱為“膜強(qiáng)度”。膜強(qiáng)度是表征潤滑劑質(zhì)量的重要參數(shù)。
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(shù)μ。通過考察，我們選用變頻電機(jī)作為拖動負(fù)載并配套滑塊和滑環(huán)，滑環(huán)裝置在電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上。由電機(jī)拖動理論可知，當(dāng)電機(jī)以恒定速度運(yùn)轉(zhuǎn)、滑塊上施加垂直作用力時(shí)，作用在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的電磁轉(zhuǎn)矩（T = CMΦIa）與摩擦轉(zhuǎn)矩（Tf）達(dá)到平衡，滑塊和滑環(huán)接觸面上產(chǎn)生的摩擦力F 與電機(jī)的電樞電流Ia成正比。式（1）可轉(zhuǎn)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(jī)轉(zhuǎn)速恒定的條件下，通過檢測電機(jī)的電樞電流，就可以得到摩阻系數(shù)μ1。
（三）測試方法
1.“摩阻系數(shù)”的測定方法：
a、 我們通過配套的滑塊和滑環(huán)來代替做平行滑動的兩個物體，在滑環(huán)的外面加垂直于滑環(huán)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(shù)”的測定應(yīng)在滑環(huán)轉(zhuǎn)速60±1轉(zhuǎn)/min；滑塊上的作用力444. 8 N 的標(biāo)準(zhǔn)條件下進(jìn)行。扭力扳手表盤上的讀數(shù)單位為N·m。如果固定其力臂為38.1 mm，調(diào)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(shù)”時(shí)，為了得到滑環(huán)與滑塊的正確配合，必須對滑環(huán)與滑塊進(jìn)行磨合。磨合后滑塊的表面應(yīng)該是光滑無劃痕。如果所有的滑塊和滑環(huán)的金屬結(jié)構(gòu)都*相同，那么在上述標(biāo)準(zhǔn)條件下，其對于蒸餾水的“摩阻系數(shù)”應(yīng)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(jù)樣品“摩阻系數(shù)”的計(jì)算公式，就可以測出“摩阻系數(shù)”。
b、校正因子的測定：
如果所有的滑塊和滑環(huán)的金屬結(jié)構(gòu)*相同的話，那么在上述標(biāo)準(zhǔn)條件下（即轉(zhuǎn)速為60±1轉(zhuǎn)/分，扭力為16.95N.m），其對于蒸餾水的摩阻系數(shù)應(yīng)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(xiàng)工作在每次試驗(yàn)前都必須進(jìn)行。如果測得水的摩阻系數(shù)值在此范圍內(nèi)（儀表讀值應(yīng)在32~36這個范圍內(nèi)），可以繼續(xù)進(jìn)行測試。如果儀器讀數(shù)不在此范圍內(nèi)，則需要進(jìn)行校正即試塊的標(biāo)準(zhǔn)化。儀表讀數(shù)在范圍內(nèi)記錄備用。按下式計(jì)算校正因子：
34
CF= ————； 式中：CF——校正因子
儀表讀值
摩阻系數(shù)的測定應(yīng)在以下標(biāo)準(zhǔn)條件進(jìn)行：
滑環(huán)轉(zhuǎn)速：60±1轉(zhuǎn)/分
滑塊上的作用力：444.8N
扭力扳手表盤的讀數(shù)單位為N.m。由于出廠時(shí)已固定其力臂為38.1mm。因此，調(diào)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(jì)算樣品的磨擦系數(shù)μ：
儀表讀值
摩阻系數(shù)（μ）=——————×校正因子（CF）
100
也可按下試計(jì)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(tǒng)標(biāo)定
每一次使用儀器時(shí)，必須先標(biāo)定，讀數(shù)達(dá)到要求方可正常測試。（達(dá)不到要求時(shí)必須進(jìn)行磨合工作，即標(biāo)準(zhǔn)化）。
1、滑塊安裝如圖
正確 錯誤
2、滑環(huán)安裝如圖
3、 將塊、環(huán)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?；瑝K和滑環(huán)先不要接觸，即扭力扳手不加壓力。
1）按<標(biāo)定>鍵進(jìn)入<系統(tǒng)標(biāo)定>程序；
2）根據(jù)提示，啟動電機(jī)，在約54-67轉(zhuǎn)/分下運(yùn)轉(zhuǎn);
3）提示加標(biāo)定液體；
4）調(diào)節(jié)扭矩扳手值為16.95N.m（150PSI）；
5）穩(wěn)定轉(zhuǎn)速60r；
6）用標(biāo)準(zhǔn)化（+）鍵和測樣（-）鍵設(shè)置標(biāo)定值（也可按默認(rèn)）為“34”。
7）設(shè)定完標(biāo)定值后系統(tǒng)會自動記憶，卸載后進(jìn)入驗(yàn)證程序；
8）進(jìn)入驗(yàn)證程序后重新加壓，在轉(zhuǎn)速調(diào)整在60r的時(shí)候出現(xiàn)驗(yàn)證數(shù)值（此數(shù)值一分鐘讀數(shù)允許在32-37之間）；
9）進(jìn)入下一步并且卸載壓力，準(zhǔn)備進(jìn)行測樣。
（二）試塊標(biāo)準(zhǔn)化
如果校正系數(shù)（此系數(shù)可根據(jù)其他校準(zhǔn)儀器隨意調(diào)整,具體調(diào)整過程見（3）如數(shù)值在轉(zhuǎn)速60轉(zhuǎn)/分的情況下不在32－37之間，則環(huán)和塊的表面必須調(diào)整或標(biāo)準(zhǔn)化。
步驟如下：
●按<標(biāo)準(zhǔn)化>鍵，進(jìn)入 <標(biāo)準(zhǔn)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(xì)研磨劑涂于試環(huán)表面，研磨轉(zhuǎn)速控制在80—100轉(zhuǎn)/分范圍，加力11.2N·m（100PSI）。這時(shí)聽到明顯摩擦聲，研磨5分鐘卸掉一次扭矩，檢查摩擦環(huán)和摩擦塊是否磨到2/3塊和環(huán)的接觸面積，再次研磨重復(fù)3—4次，磨好為止。以上的研磨時(shí)間和次數(shù)只能作參考，實(shí)際的操作由實(shí)驗(yàn)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(huán)的表面。調(diào)整轉(zhuǎn)速為100—200轉(zhuǎn)/分，加3.3N.m （30PSI）扭矩運(yùn)轉(zhuǎn)5分鐘；減小扭矩到1.65N·m（15PSI），再轉(zhuǎn)5分鐘（僅供參考）；
5、檢查磨擦環(huán)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(huán)、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(jì)量單位，蘭色區(qū)域的白色線紋為公制單位Nm的刻度。白色區(qū)域的蘭色線紋為英制單位ln.lb.的刻度，紅色區(qū)域內(nèi)（公制0～7，英制0～60）扭矩值誤差大于±3%。旋轉(zhuǎn)表殼或表蓋上的旋鈕可帶動蘭色指針旋轉(zhuǎn)，該指針為記憶讀數(shù)指針（本儀器不用），和機(jī)芯聯(lián)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(jìn)入 <樣品測試>程序。
2）根據(jù)提示，啟動電機(jī)，在約54-67轉(zhuǎn)/分下運(yùn)轉(zhuǎn);
3）提示浸入樣品；
4）調(diào)節(jié)扭矩扳手值為16.95N.m（150PSI）；
5）穩(wěn)定轉(zhuǎn)速60r后出現(xiàn)摩阻數(shù)值（此數(shù)值1分鐘內(nèi)即可讀數(shù)），做好記錄；
6）下一步停止。
（五）儀器停用
本儀器用完后，滑環(huán)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(zhì)涂抹滑塊、滑環(huán)等所有表面并放好以備待用。下次用時(shí)再清洗然后用濾紙擦干。
六、儀器維護(hù)與保養(yǎng)
1、移動、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、儀器使用時(shí)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(jìn)行測試工作時(shí)手、衣服和其他物品一定要遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)部件；
5、在儀器使用中轉(zhuǎn)速是指在扭力扳手壓力之下的轉(zhuǎn)速，即轉(zhuǎn)速60±1轉(zhuǎn)/分，扭力扳手壓力16.95N.m（150PSI），不是指空轉(zhuǎn)；
6、調(diào)整轉(zhuǎn)速是指在扭力扳手加壓時(shí)的調(diào)整（60±1轉(zhuǎn)/分，16.95N.m）。
7、儀器調(diào)零時(shí)，應(yīng)在空轉(zhuǎn)時(shí)調(diào)整，即在扭力扳手不加壓時(shí)，環(huán)、塊不接觸。環(huán)和塊的距離應(yīng)離得遠(yuǎn)一些；
9、轉(zhuǎn)速的偏差應(yīng)在60±1轉(zhuǎn)/分（在扭力扳手加壓時(shí)），當(dāng)扭矩扳手壓力去掉后空轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速不必關(guān)心；
10、扭力扳手按標(biāo)準(zhǔn)是用牛頓.米，建議用英制的磅.吋（PSI），因?yàn)槭钦麛?shù)；
11、每次使用前必須先空轉(zhuǎn)數(shù)分鐘后方可使用。如果發(fā)現(xiàn)滑環(huán)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?jiān)陔姍C(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)把滑環(huán)、滑塊擦干凈，一定不要用手觸摸滑環(huán)和滑塊工作表面；
13、儀器、滑塊和滑環(huán)兩者是配套的，不能輕易更換其中一者或兩者。因?yàn)闆]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(tài)喪失，因而需要大量的調(diào)整、修理及磨合工作；
14、儀器應(yīng)保持清潔干燥防潮，要定期檢查。維修時(shí)不得用金屬鐵器敲打。嚴(yán)禁將腐蝕性化學(xué)藥品與本機(jī)同存放；
15、儀器故障要請專業(yè)人員維修；
16、維修和移動儀器時(shí)應(yīng)切斷電源，方能排除故障和移動。
七、儀器運(yùn)輸與儲存
儀器的運(yùn)輸與儲存應(yīng)符合于JB/T9329-1999標(biāo)準(zhǔn)。產(chǎn)品應(yīng)儲存在通風(fēng)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，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(tǒng)控制電路不穩(wěn)定。 ②系統(tǒng)控制電路出現(xiàn)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(jīng)專業(yè)人員） |
九、隨機(jī)配件、工具、主要零部件及技術(shù)文件一覽表
1、主要隨機(jī)配件、工具
| 序號 | 名稱及規(guī)格 | 單位 | 數(shù)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(guī)格 |
| 1 | EP-09 | 摩擦塊 |
| 2 | EP-12 | 摩擦環(huán) |
3、技術(shù)文件
| 序號 | 名稱及規(guī)格 | 單位 | 數(shù)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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