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NZ-3A粘滞系数测定仪要素.doc 11页
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青岛恒泰达机电设备有限公司
Qingdao Heng?Taida Electromechanical Equipment?Co. Ltd.
NZ-3A粘滞系数测定仪
?版权所有 1
二、型号及规格 1
三、仪器的主要技术参数 1
四、仪器的结构与工作原理 1
五、仪器的操作： 4
六、仪器的维护与保养 5
七、仪器的运输与储存 5
八、故障的判定与排除 6
随着钻井工艺技术的飞跃发展，特种工艺井、定向井、丛式井越来越多。对钻井液润滑性能的要求也越来越多，同时用于钻井液润滑的处理剂也在逐年增多。由于润滑剂质量的差异，加上需要合理的配伍性，都需要一种仪器来评价。为此，我们研制了NZ-3A型粘滞系数测定仪。
该仪器携带方便、工作可靠、精度高、重复性好，是对钻井液分析的必备仪器。
二、型号及规格
三、仪器的主要技术参数
主要技术参数
称 技术参数
1 工作电源 220V±5% AC；50Hz
2 电机功率 5 W
3 翻转速度 每转5.5～6.5分钟
4 角度读值 数字显示
5 精度 0.5度
6 环境湿度 10～85RH%
7 外形尺寸 335×190×170
四、仪器的结构与工作原理
（一）结构：该仪器主要由外壳、工作滑板、数字显示器、传动机构及微电机组成。便携式。
1、电器罩盒面板：（见图一）、
（图一）电器罩盒面板图
2、滑块、滑棒：耐腐蚀不锈钢材料制成。是用来测试的标准件。（见图二）
（图二）滑块、滑棒图
3、工作滑板：耐蚀材料精密制造。上下两面镶有水平泡，有一面带凹槽，是用来测试的工作台。
4、仪器结构：
结构明细表
（图三）仪器结构图
序号 编号 名
称 数量 备注
1 NZ-04 箱体 1
2 NZ-03 正切函数表 1
3 NZ -02 滑棒 2
4 NZ-04-03 滑块、滑棒套 1
5 NZ-01 滑块 2
6 NZ-00-22 水平泡 1
7 NZ-00-10 工作滑板 1
8 NZ-00-01 调平手柄 3
9 NZ-00-02 电器控制罩盒 1
5、函数表：
（二）工作原理：在工作滑板倾斜条件下，放在泥饼上的滑块受向下的重力作用，当克服粘滞力后开始滑动。如图所示。根据牛顿摩擦定律：
设滑块重量为W、其分力与斜面平行者为F，即摩擦力。垂直者为P，即正压力。由三角形关系。见（图三）
在滑块开始下滑时的摩擦系数：
又由相似三角形关系可知：
而∠β为仪器所测，所以tgβ就是泥饼的摩擦系数，即泥饼的摩擦系数为仪器所测粘滞系数。
五、仪器的操作：
滑块（长方体）测试法；
1、仔细阅读说明书。检查各连接部位连接是否牢固可靠。
2、接通电源，开启电源开关，数字管全亮。开启电机开关，检查各转动部位是否运转正常。若正常，将工作滑板不带槽面转至向上，关停电机待用。
3、按下清零按钮使数字管全部显示零位，左右调整调平手柄，观察水平泡，将工作滑板不带槽面调至水平。准备工作结束。见（图四）
（图四）工作原理图
4、将按API标准做的滤失后所得的泥饼放在工作滑板不带凹槽的平面上。
5、将滑块（长方体）轻轻的放在泥饼上，静置一分钟。
6、开启电机开关，电动机带动传动机构，使工作滑板带动滑块慢慢翻转。而角度显示窗上的数字也随着工作滑板的翻转从零慢慢增加。
7、当滑块随着工作滑板的翻转开始滑动时，立即关闭电机开关，关停电机。读取角度显示窗上角度值。
8、按此角度值由正切函数表中查得与之对应的正切函数值。即为泥饼的摩擦系数。
（二）滑棒（圆柱形）测试
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95页83页113页39页58页42页53页57页66页78页【NZ-3A型粘滞系数测定仪/摩阻仪/石油仪器/钻井液分析仪器】价格_厂家_图片 -Hc360慧聪网
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留言内容：Q/ZC?HSE/C-YH/CZGC034-20；SD6型中压滤失仪操作规程；1范围；本操作规程规定了SD6型中压滤失仪的安装、调试、；本操作规程适用于钻井液、处理剂等流体的API滤失；下列文件中对于本规程的应用是必不可少的；SD6型中压滤失仪使用说明书3规程内容；3.1将待测液注入浆杯中，控制液面与浆杯刻度线平；3.2迅速打开气阀，加压并计时；3.4测量记
Q/ZC ? HSE/C-YH/CZGC034-2013 SD6型中压滤失仪操作规程 1
范围 本操作规程规定了SD6型中压滤失仪的安装、调试、运行以及在测定、使用过程中应注意的事项。 本操作规程适用于钻井液、处理剂等流体的API滤失量、泥饼质量的测试。
规范性引用文件 下列文件中对于本规程的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规程。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所用修改单）适用于本规程。 SD6型中压滤失仪使用说明书 3
规程内容 3.1
将待测液注入浆杯中，控制液面与浆杯刻度线平齐，装好密封圈和滤纸，加盖拧紧，量筒接在排液口处。 3.2
迅速打开气阀，加压并计时。施加压力为(690±35)kPa。 3.3
收集读取30min滤液体积(ml) ，关闭气阀。 3.4
测量记录滤饼厚度(mm)。卸去浆杯，小心取出滤纸，用水冲洗泥饼上的虚泥，并描述泥饼质量（坚韧、致密、光滑、疏松等)。 4
主要风险提示 4.1
确任通气孔内清洁，“○”型圈、滤网均未变形破损。 4.2
调压手柄螺栓处，定期涂抹润滑脂，避免生锈，调压失灵。
附加说明： 本规程由玉门油田分公司钻采工程研究院HSE管理委员会提出。 本规程由玉门油田分公司钻采工程研究院安全装备科归口。 本规程起草单位：钻采工程研究院油田化学室。 本规程主要起草人：王宝成、李世文、郭玉华、李来红 本规程修订人：王宝成 本规程审查人：孙永强、张文学 本规程批准人：寇明富42
Q/ZC ? HSE/C-YH/CZGC035-2013 ZNH-1型钻井液含砂量测定仪操作规程 1
范围 本操作规程规定了ZNH-1型钻井液含砂量测定仪的安装、调试、运行以及在测定、使用过程中应注意的事项。 本操作规程适用于钻井液及处理剂质量检测等各种流体含砂量的测量。 2
规范性引用文件 下列文件中对于本规程的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规程。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所用修改单）适用于本规程。 ZNH-1型钻井液含砂量测定仪使用说明书 3
规程内容 3.1
含砂量筒装入定量钻井液，加清水用力摇晃，使钻井液和水充分混合。 3.2
将混合液倒入过滤筒内，加水于含砂量筒中，摇晃后倒入过滤筒并冲洗，直至通过筛网的液体清澈透明为止。筛网上剩余的是不能通过200目的砂子。 3.3
将漏斗套在上过滤筒中，慢慢翻过来，插入含砂量筒，再用清水将筛网上附着的砂子全部冲到含砂量筒里。 3.4
待砂子全部沉淀后，在含砂量筒的刻度上，读取砂子的体积百分数即为钻井液含砂量。 3.5
实验结束，清理设备、用具，填写设备运转记录。 4
主要风险提示 4.1
用清水冲洗过滤筒中的钻井液时，水要从四周缓缓冲洗。 4.2 上、下滤筒为一体，能放入漏斗的一端为上过滤筒，其次为下过滤筒。
附加说明： 本规程由玉门油田分公司钻采工程研究院HSE管理委员会提出。 本规程由玉门油田分公司钻采工程研究院安全装备科归口。 本规程起草单位：钻采工程研究院油田化学室。 本规程主要起草人：王宝成、李世文、郭玉华、李来红 本规程修订人：王宝成 本规程审查人：孙永强、张文学 本规程批准人：寇明富 43
Q/ZC ? HSE/C-YH/CZGC036-2013 ZNG-A型固相含量测定仪操作规程 1
范围 本操作规程规定了ZNG-A型固相含量测定仪的安装、调试、运行以及在测定、使用过程中应注意的事项。 本操作规程适用于钻井液及处理剂质量检测等各种流体固相含量值的测量。 2
规范性引用文件 下列文件中对于本规程的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规程。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所用修改单）适用于本规程。 ZNG-A型固相含量测定仪使用说明书 3
规程内容 3.1
检查电源接头是否完好，接通电源。 3.2
卸开蒸馏器，放平样杯，将待测液倒入蒸馏器样杯中。 3.3
轻轻放上带孔杯盖，擦去杯盖外溢出物，取杯盖将粘在杯盖面上的待测液刮回样杯中。 3.4
若待测液含气泡，加1-3滴消泡剂并缓慢搅拌2-3min消泡。 3.5
拧紧上部套筒，然后将加热棒拧紧在蒸馏器上（螺纹处涂润滑脂）。 3.6
将蒸馏器引流管插入箱体侧孔内，量筒放置在冷凝器导流管下，插电源线，打开电源。 3.7
观察量筒收集滴液状态。直至无冷凝水后继续加热10min，关闭电源；并记录量筒内的液体量（mL）。 3.8
拆下电源线，用专用工具套住蒸馏器并取出，冷却至室温后，卸开蒸馏器配件，用刮刀刮净浆杯内壁及加热棒上的固相物。 3.9
计算：固相含量%=（100-液体量）*100%。 3.10
实验结束，切断电源。清理设备、用具，填写设备运转记录。 4
主要风险提示 4.1
加热时通电时间不宜过长，一般蒸馏约40分钟。 4.2
加热棒不可摔碰，轻拿轻放，以防损坏加热棒。
附加说明： 本规程由玉门油田分公司钻采工程研究院HSE管理委员会提出。 本规程由玉门油田分公司钻采工程研究院安全装备科归口。 本规程起草单位：钻采工程研究院油田化学室。 本规程主要起草人：王宝成、李世文、郭玉华、李来红 本规程修订人：王宝成 本规程审查人：孙永强、张文学 本规程批准人：寇明富 44
Q/ZC ? HSE/C-YH/CZGC037-2013 NZ-3A型粘滞系数测定仪操作规程 1
范围 本操作规程规定了ZNG-A型固相含量测定仪的安装、调试、运行以及在测定、使用过程中应注意的事项。 本操作规程适用于钻井液及处理剂质量检测等各种流体粘滞系数值的测量。 2
规范性引用文件 下列文件中对于本规程的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规程。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所用修改单）适用于本规程。 ZNG-A型固相含量测定仪使用说明书 3
规程内容 3.1
滑块（长方体）测试法 3.1.1
接通电源，开启电源开关，数字管亮起。 3.1.2
启动电机开关，检查各转动部位是否运转正常。若正常，将工作滑板平面（不带槽）转至向上，关停电机待用。 3.1.3
按【清零】键，使数字管显示零位，旋转调平手柄，观察水平泡居中，即为工作滑板水平。
泥饼放在工作滑板平面，将滑块轻轻的放在泥饼上，静置一分钟。 3.1.5
开启电机，使工作滑板带动滑块慢慢翻转。而角度显示窗上的数字也随着工作滑板的翻转从零缓慢增加。 3.1.6
当滑块开始滑动时，立即关闭电机。然后读取角度显示窗的角度值。 3.1.7、计算：按此角度值由函数表中查得正切函数值，即为泥饼摩擦系数。 3.2
滑棒（圆柱形）测试法 3.2.1
重复滑块测试法步骤3.1.1和3.1.2，确认各项正常后，将工作滑板带凹槽面转至上面，关停电机。 3.2.2
按【清零】键，使数字管显示零位，旋转调平手柄，观察水平泡居中，即为工作滑板水平。
将泥饼放在工作滑板凹槽内，先在泥饼上面放一部分同一钻井液。再将滑棒（圆柱形）轻轻地放在凹槽内的钻井液上。静置一分钟。 3.2.4
开启电机，使工作滑板带动滑棒慢慢翻转。而角度显示窗上的数字也随着工作滑板的翻转从零缓慢增加。 3.2.5
当滑棒开始滑动时，立即关闭电机。然后读取角度显示窗的角度值。 3.2.6
计算时，按此角度值由函数表中查得正切函数值，即为泥饼摩擦系数。 3.2.7
这项测试法需要多个泥饼。而各个泥饼的滑棒静置时间不同，可选为1、3、5、7??分钟，一直做到滑棒静置到某个时间。以后的几点摩擦系数不在增大为止，若以测得的角度和静置时间画一曲线图可见，曲线上升到一定程度，就趋于平滑状态，取拐点值就是最大的摩擦系数和静压时间。以后，再做同类钻井液直接做最大静置时间即可。 3.2.8
实验结束，切断电源。清理设备、用具，填写设备运转记录。 4
主要风险提示 4.1
仪器上水平泡不得碰撞，以免破损。 4.2
滑块和滑棒是主要测试部件，使用和存放时小心、不要划伤表面。
附加说明： 本规程由玉门油田分公司钻采工程研究院HSE管理委员会提出。 本规程由玉门油田分公司钻采工程研究院安全装备科归口。 本规程起草单位：钻采工程研究院油田化学室。 本规程主要起草人：王宝成、李世文、郭玉华、李来红 本规程修订人：王宝成 本规程审查人：孙永强、张文学 本规程批准人：寇明富 45
Q/ZC ? HSE/C-YH/CZGC038-2013 PG型翻转式配浆机操作规程 1
范围 本操作规程规定了PG型翻转式配浆机的安装、调试、运行以及在测定、使用过程中应注意的事项。 本操作规程适用于钻井液及处理剂质量检测等各种流体的混合配制。 2
规范性引用文件 下列文件中对于本规程的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规程。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所用修改单）适用于本规程。 PG型翻转式配浆机使用说明书 3
规程内容 3.1
接通电源，将需配制的样品倒入配料桶内。 3.2
向上抬起电机，把搅拌筒放入底座凹槽，使电机及其搅拌叶片落回原位，转动调速旋钮，调整需要搅拌速度。 3.3
搅拌完毕，待搅拌轴完全停止后关闭电源，轻轻旋转电机至固定位置，拿下搅拌筒然后旋转电机复位。将调速旋钮归零。 3.4
实验结束，切断电源。清理设备、用具，填写设备运转记录。 4
主要风险提示 4.1
清洗各部件并干燥待用，仪器置于干燥环境中。 4.2
搅拌轴不得碰撞，以免弯曲变形，损坏仪器。
附加说明： 本规程由玉门油田分公司钻采工程研究院HSE管理委员会提出。 本规程由玉门油田分公司钻采工程研究院安全装备科归口。 本规程起草单位：钻采工程研究院油田化学室。 本规程主要起草人：王宝成、李世文、郭玉华、李来红 本规程修订人：王宝成 本规程审查人：孙永强、张文学 本规程批准人：寇明富46
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第一章 钻井液原材料及处理剂
第一节 钻井液原材料及处理剂简介
第二节 钻井液原材料及处理剂质量检验相关参数
三、润滑性测试
（一）基本定义
钻井液的润滑性一般包括滤饼润滑性和钻井液流体自身的润滑性，是评价钻井液润滑性能的两个主要技术指标。钻井液润滑性好，可以减少钻头、钻具及其他配件的磨损，延长使用寿命，减小钻柱的摩擦阻力，缩短起下钻时间,能用较小的动力来转动钻具，同时可以防止粘附卡钻、减少泥包钻头，易于处理井下事故等；钻井液润滑性差，会造成钻具回转阻力增大，起下钻困难，甚至发生粘附卡钻；当钻具回转阻力过大时，会导致钻具振动，从而有可能引起钻具断裂和井壁失稳。[鄢捷年主编,钻井液工艺学,石油大学出版社,2001年05月第1版,第106页]
钻井液摩阻系数，相当于物理学中的摩擦系数，指两表面间的摩擦力和作用在其一表面上的垂直力之比值。它是和表面的粗糙度有关，而和接触面积的大小无关。
（二）测试方法
测试钻井液润滑性是为了评价润滑剂的性能，润滑剂的作用是改善钻井液的润滑性，进而降低钻井过程中钻柱的扭矩和阻力，减少各种摩擦对钻井作业的不利影响。在钻井作业中的摩擦现象较为复杂，摩擦阻力的大小不仅与钻井液的润滑性能有关，还与钻柱、套管、地层、井壁泥饼表面的粗糙度，接触表面的塑性，接触表面所承受的负荷，流体黏度与润滑性，流体内固相颗粒的含量和大小，井壁表面泥饼润滑性，井斜角，钻柱质量，滤失作用等因素有关。其中钻井液的润滑性能是主要可调节因素。[周金葵主编.钻井液工艺技术.北京：石油工业出版社,2009.2.第53页]
钻井液摩阻系数和滤饼摩阻系数是评价钻井液润滑性能的技术指标。由于摩阻的大小受众多因素影响，要全面、客观地评价和测定钻井过程中钻井液摩阻系数和滤饼摩阻系数是很困难的。对钻井液润滑性能的检测尚无公认的通用仪器和方法。在目前的测试仪器和条件下，只能从某一侧面评价和优选钻井液基液和润滑剂，确定在该条件下的摩阻系数。多数润滑性能测定仪的基本原理都是通过测定滑动摩擦系数，或通过测定转动面和静止面之间的扭矩，或通过测定旋转静止表面的液层所需动力来表示润滑性能。因此，通常以摩擦系数、扭矩及转动动力作为评价钻井液润滑性能的指标。
1、滑板式泥饼摩阻系数测定仪
滑板式泥饼摩阻系数测定仪是一种简易的测量泥饼摩阻系数的仪器。此仪器配针对不同泥饼有滑块（长方体）、滑棒（圆柱形）两种测试方法，滑块滑块（长方体）测试法如下：
1）准备工作:仔细阅读说明书,检查各连接部位连接是否牢固可靠。接通电源，开启电源开关，观察数字管是否全亮。开启电机开关，检查各转动部位是否运转正常。若正常，将工作滑板不带槽面转至向上，关停电机待用。按下清零按钮使数字管全部显示零位，左右调整调平手柄，观察水平泡，将工作滑板不带槽面调至水平，准备工作结束。 2）准备泥饼：按API标准测量30min滤失量后打开阀门放掉杯内压力，而后打开钻井液杯，倒掉钻井液，小心取出滤饼，尽量不要破坏泥饼的完整性，用缓慢的水流冲洗滤纸上的泥饼，冲洗过程中还要特别小心保护滤纸。冲洗掉表面浮泥后所得的泥饼放在工作滑板不带凹槽的平面上。
3）将滑块（长方体）轻轻的放在泥饼上，静置一分钟。
4）开启电机开关，电动机带动传动机构，使工作滑板带动滑块慢慢翻转。而角度显示窗上的数字也随着工作滑板的翻转从零慢慢增加。在仪器台面倾斜的条件下，放在泥饼上的滑块受到向下重力的作用，当滑块的重力克服泥饼的粘滞力后开始滑动。根据牛顿摩擦定律摩擦系数f=F P，设滑块重量为W、其分力与斜面平行者为F，即摩擦力。垂直者为P，即正压力。由三角关系（见图1-1）F=Wsinα,P=cosα。
图1-1 滑块受力示意图
在滑块开始下滑时的摩擦系数：
Wsinαf==tgβ 又由相似三角形关系可知：∠α=∠β，故：tgα=tgβ，而∠β为仪器所测，所以tgβ就是泥饼的摩擦系数，即泥饼摩擦系数为仪器所测粘滞系数。 5）当滑块随着工作滑板的翻转开始滑动时，
立即关闭电机开关，关停电机。读取角度显示窗上角度值。
6）按此角度值由正切函数表中查得与之对应的正切函数值。即为泥饼的摩擦系数。
滑棒（圆柱形）测试法：
1）此方法的工作原理和准备工作与滑块测试法基本相同只是滑棒测试法使用工作滑板的带凹槽面而不是不带槽面。
2）将按API标准做的滤失后所得的泥饼放在工作滑板凹槽内，先在泥饼上面放一部分同一钻井液。再将滑棒（圆柱形）轻轻地放在凹槽内的钻井液上。静置一分钟。
3）开启电机开关，电动机带动传动机构，使工作滑板带动滑棒（圆柱形）慢慢翻转。而角度显示窗上的数字也随着工作滑板的翻转从零慢慢增加。
4）当滑棒（圆柱形）随着工作滑板的翻转开始滑动时，立即关闭电机开关，关停电机。读取角度显示窗上角度值。
5）按此角度值由正切函数表中查得与之对应的正切函数值。即为泥饼的摩擦系数。
6）这项测试需要钻井液的多个泥饼。而且各个泥饼的滑棒静置时间不同，时间可选为1、3、5、7、9、11、13??分钟。一直做到滑棒静置到某个时间。以后的几点摩擦系数不在增大为止，若以测得的角度和静置时间画一曲线图可以看出，曲线上升到一定程度。就趋于平滑状态，取拐点值就是最大的摩擦系数和静压时间。以后，再做同类钻井液直接做最大静置时间即可。
2、钻井液极压(EP)润滑仪
国内外研究者对钻井液的润滑性能进行了评价，认为空气与油处于润滑性的两个极端位置，水基钻井液的润滑性处于中间。用钻井液极压润滑以测定了三种基液的摩阻系数，空气为0.5，清水为0.35，柴油为0.07。在配制钻井液中，大部分油基钻井液的摩阻系数在0.08~0.09，水基钻井液的摩阻系数在0.20~0.35，如加有油品或各类润滑剂等，则可降到0.10以下。对于大多数水基钻井液来说，摩阻系数为0.20以下认为是可以接受的。但此值不能满足水平井的要求，对于水平井的摩阻系数应尽可能保持在0.08~0.10范围内，以保持较好的摩阻控制。因此，
除油基钻井液外，
其他类型钻井液的润滑性能很难满足水平井钻井的需要，需要改善钻井液的润滑性能。近年来开发出的一些新型水基仿油基钻井液，其摩阻系数可以小于0.10。[鄢捷年主编,钻井液工艺学,石油大学出版社,2001年05月第1版,第106页]
（a）结构图
（b）实物图
图1-2 EP型极压润滑仪
工作原理：极压润滑仪可以测量钻井液的润滑性能和评价润滑剂降低扭矩的
效果，以及预测在该条件下金属部件的磨损速率。该润滑试验仪是用一个钢环模拟钻柱，给它施以一定的载荷，使它紧压在起井壁作用的金属材料上。当一个物体在另一个物体的表面做平行滑动时，就会产生一个摩擦力，其大小与作用在摩擦面上的作用力成正比。
F----摩擦力
P-----摩擦面上的垂直作用力
μ----摩阻系数
摩阻系数μ，不但与接触物体的质料及表面状况有关，而且与相对运动速度的大小有关。为了较小摩阻系数，可以在两个接触面之间涂复一层“液膜”，即“润滑膜”。摩阻系数的降低幅度，决定于这层液膜的质量，而润滑剂就是改善液膜质量的化学剂。在一定的压力下，润滑膜可能破裂，使两表面直接接触，因而磨擦力猛增。这个刚好使润滑膜破裂的最小压力，就成为“膜强度”。膜强度是表征润滑剂质量的重要参数。
仪器操作：
1）仪器校准,每一次使用仪器时，必须先校准，如果读数达到要求时，即可正常测试（达不到要求时必须进行磨合工作即标准化）。
(1) 将块、环及仪器上所有接触样品的部位用洗涤剂或肥皂清洗并用蒸馏水彻底洗净擦干。各就各位，滑块和滑环先不要接触及扭力扳手不加压力。开动仪器，使其在
300r/min下运转15min，然后调节转速为60r/min，偏差+5r/min。待转速稳定后关闭电源，调节扭力扳手为零。
图1-3 滑块安装图
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