AR-G2型流变仪分析技术的应用

　　常用流变仪主要有旋转流变仪和毛细管流变仪，测定粘度的方法主要有毛细管法、转筒法和落球法。AR-G2型流变仪是美国TA仪器公司生产的最先进的流变性能测定仪器，利用其进行原油流变性能的研究，确定原油的流变性质，取得了较好效果。

　　1 流体流变性质

　　流体在受到外部剪切力作用时发生变形(流动)，内部相应要产生对变形的抵抗，并以内摩擦的形式表现出来，这是流体的一种固有物理属性，称为流体的粘滞性或粘性。一般，流体的粘度与温度有密切的关系，液体的粘度随着温度升高而下降，而气体的粘度则随着温度的升高而升高。

　　为了方便描述非牛顿型流体，提出了广义的牛顿剪切应力公式：

　　式中：

　　τ为剪切应力(平行流动方向单位面积上的内摩擦力);

　　dvx/dy为剪切速率(垂直流动方向的流速梯度);

　　η为粘度(动力粘滞系数)。

　　系数η反映流体的内摩擦特性，称为广义的牛顿粘度。对牛顿型流体，η为粘度，属于流体的特性参数。对非牛顿型流体，问题就变得相对复杂起来，η不再是常数，它不仅与流体的物理性质有关，而且还与受到的剪切应力和剪切速率有关，即流体的流动情况要改变其内摩擦特性，一般认为：石油工业中的原油、钻井液、压裂液等多种流体都属于非牛顿流体。

　　非牛顿流体还可分为时间独立性流体(假塑体，膨胀体，塑性假塑体，塑性膨胀体)、时间相关性流体(触变物质和振凝性流体)，以及粘弹性流体(线性粘弹体和非线性粘弹体);又可以分剪切变稠型(胀流型)、剪切变稀型、假塑型、塑性型、触变型及震凝型流体等。

　　2 AR-G2流变仪特点

　　AR-G2流变仪(见图1)是目前实现应变和应变率实验最高级的控制应力流变仪，通过高级非接触式感应电机在样品上施加应力，采用高灵敏度光学编码器测量应变。拥有全球首创将磁悬浮轴承商品化的专利技术，提供纳牛米级的超低扭矩。同时，也使用最新的高级托杯电机专利技术、Smart Swap(智能交换)夹具ETC摄像头和以太网通讯技术。

　　2.1 主要性能参数

　　动态振荡最小扭矩CR：0.003μN·m;

　　动态振荡最小扭矩CS：0.003μN·m;

　　稳态最小扭矩CR：0.01μN·m;

　　稳态最小扭矩CS：0.01μN·m;

　　最大扭矩：200mN·m;

　　扭矩分辨率：0.1nN·m;

　　电机惯性：18μN·m·s2;

　　角速度范围CS：0~300rad/s;