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环空剪切速率与钻井液流变参数计算

钻井液

本工具是环空水力学与钻井液流变参数的综合计算器：输入井径、钻柱内外径、钻井液密度、排量、井深与六速旋转粘度计读数(Φ600~Φ3)，一次算出钻井液上返速度与迟到时间、临界返速、环空/管内剪切速率、流性指数 n、稠度系数 K，以及各剪切速率下的表观粘度、塑性粘度与动切力，用于评价井眼净化能力并优化钻井液流变性能。

下面给出计算式、各量的单位口径和适用范围。配浆时要按自己的数据出结果，用配套工具直接算。

🧮 打开配套在线计算

计算公式

v_环 = 12.7 × Q ÷ (D² - d²) (m/s)PV = Φ600 - Φ300，YP = (Φ300 - PV) × 0.4788 (Pa)v_临 = [100·PV + 10·√(100·PV² + 2.52e-3·ρ·YP·(D-d)²)] ÷ [ρ·(D-d)] (cm/s)γ_环空 = 1200 × v_环 ÷ (D - d) (1/s)γ_管内 = 1200 × v_管 ÷ d_i (1/s)n = 3.32 × log(Φ600 ÷ Φ300)K = 0.4788 × Φ300 ÷ 511^n

D/d 单位 cm，d_i 为钻柱内径，Q 单位 L/s；其余应力剪切结果按各自转速换算 (Φx × 系数)。

使用步骤

  1. 输入井径、钻柱外径、钻柱内径(mm)
  2. 输入钻井液密度(g/cm³)、排量(L/s)、井深(m)
  3. 输入六速粘度计读数 Φ600/Φ300/Φ200/Φ100/Φ6/Φ3
  4. 点「计算」得到上返速度、临界返速、剪切速率与流变参数

常见问题

环空剪切速率怎么计算？
γ_环空 = 1200 × 环空返速 ÷ (井径 − 钻柱外径)(单位 1/s)，其中环空返速 = 12.7×排量÷(D²−d²)。管内剪切速率同理按管内返速与钻柱内径计算。
流性指数 n 和稠度系数 K 怎么算？
按幂律模型 n = 3.32×log(Φ600÷Φ300)，K = 0.4788×Φ300÷511ⁿ，由六速旋转粘度计的 Φ600、Φ300 读数直接求得。
临界返速是什么？
临界返速是岩屑刚好悬浮不下沉的最小环空返速，实际返速需高于它才能有效携岩。本工具按塑性粘度、动切力、密度与环空间隙给出临界返速(cm/s 与 m/s)。

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