2种新型钻井振动筛

( 1. So uthwest P etr oleum Univ er s ity , Chengd u 610500, China; 2. T ar im Oil F ield Comp any , CN PC, K or la 841000, China)
Abstract: T he f rame and t he adv ant ag es o f t w o new ty pe shale- shaker are int roduced: / mult-i modal shale- shaker based on the rigid- body mot ion synt hesis0 and / int elligent adaptive vary ing par am et ers shale- shaker0. T he / m ult-i m odal shale- shaker based on the rigid- body mo tion synthesis0 can achieve m ult i vibration modals in o ne shaker. And the / int elligent adapt iv e vary ing paramet ers shale- shaker0 can achieve auto matic co nt ro l of t he shaker and adjust t he parameters of t he shaker reasonably. T he t w o new t ype shale- shaker s w ill be used w idely because of t heir advantag es. Key words: shale- shaker; mult-i modal; int elligent ; v ar ying parameter
# 56 #
石油 矿场 机械
2010 年 8 月
2. 3 特点 a) 采用现代计算机软件和传感器系统及控件
化虚拟式信号分析处理技术, 结合进入振动筛之前 和流经振动筛以后的泥浆和泥浆中的岩屑进行实时 监测计量, 并紧密结合筛箱的运转工作情况, 通过安 装在筛箱上各传感器的监测, 通过执行机构及时自 动控制振动筛的激振部件, 将振动筛的运转工作情 况调整在最佳状态。
d) 由于采用同步带传动实现强迫同步, 避免 了采用自同步时必须面对的两轴或多轴的自同步条 件和同步状态稳定性条件的严格要求。
e) 采用同步带传动, 避免了齿轮传动的受力 复杂和噪声污染的问题。
f) 通过采用不同的安装方式, 即可方便地实
第 39 卷 第 8 期
徐 倩, 等: 2 种新型钻井振动筛
1) 隔振弹 簧; 2) 筛 箱; 3) 带 偏心块的传动轴 ( 偏心轴) ; 4) 同步传动带; 5) 激振电机; 6) 底座 图 1 基于刚体运动合成的多振型振动筛实施方案一
b) 方案二 此种方案的激振器由普通电机、 万向轴、3 根偏心轴或带偏心块的传动轴组成, 如图
2。激振器采用 3 根偏心轴或带偏心块的传动轴安 装在筛箱中部 上层筛网与下层筛网之 间的适当位 置, 安装在上的普通电机通过万向轴带动偏心轴或 带偏心块的传动轴旋转激发筛箱作椭圆运动。如果 电机与偏心轴或带偏心块的传动轴相联, 令偏心轴 或带偏心块 的传 动轴不 转动, 则筛 箱就 只作 直线 运动。
钻井振动筛作为第 1 级钻井液固相控制设备, 已经历了几十年的发展。如果振动筛筛网使用目数 能保持在 200 目, 单独使用振动筛即可清除 100% 的74 Lm 钻井 砂 砾, 甚 至 能清 除 50% 的 40 Lm 颗 粒[ 1] 。振动筛性能的好坏主要取决于筛箱特征点的 轨迹振型、振幅、抛掷指数等[ 2] 。根据 现场使用 实 践, 振动筛筛网的目数、面积在很大程度上也影响振 动筛的性能。
景广阔。
关键词: 钻井振动筛; 多振型; 智能型; 可变参数
中图分类号: T E926
文献标识码: A
Two New Type Shale-shakers
XU Q ian1 , DEN G R ong1 , LI Yan- ping 1 , ZH A N G M ing- ho ng1 , T IA N Peng2
制执行机构、自动调整各有关部件动作机构及振动 筛串联连接。
控件化虚拟式信号分析仪对所有各有关信号进 行综合分析处理后, 实时做出决定, 并发出指令指挥 执行机构自动调整各有关部件运作, 使振动筛处于 最佳工作状态。如果振动筛工作状态出现异常, 则 控件化虚拟式信号分析仪对所有各有关信号进行实 时综合分析处理后, 会立即发出声光报警, 并发出指 令指挥执行机构自动采取相应措施调整工作状态; 或者直至停机, 以避免发生事故。
2010 年 第 39 卷 第 8 期 第 53 页
石油 矿场 机械 OLeabharlann L FIELD EQUIPMENT
# 技术应用 #
文章编号: 1001- 3482( 2010) 08- 0053- 04
2010, 39( 8) : 53~ 56
2 种新型钻井振动筛
徐 倩1, 邓 嵘1 , 李艳萍1 , 张明洪1 , 田 鹏2
¹
( 1. 西南石油大学, 成都 610500; 2. 中国石油塔里木油田公司, 新疆 库尔勒 841000)
摘要: 针对目前钻井振动筛在使用上的一些局限性, 介绍了 2 种新型钻井振动筛的结构组成及优
点。/ 基于刚体运动合成的多振型新型振动筛0能实现一筛多振型, / 智能型自适应可变参数振动 筛0能实现振动筛自动控制和参数合理匹配调整。这 2 种新型振动筛在技术上具有先进性, 应用前
智能型自适应可变参数振动筛由筛箱、筛网、激 振器、隔振弹簧、底座、泥浆反激装置、传感器组、中 间转换放大器、控件化虚拟式信号分析仪[ 4] 组成, 如 图 3。 2. 2 工作原理
智能型自适应可变参数振动筛的工作原理为: 在从井口返回振动筛之间的泥浆循环管路上安装有 泥浆流量计、泥浆粘度计、泥浆温度计、岩屑粒度计、 岩屑称量计等传感器组及相应的中间转换放大器, 再将转换放大的各有关机械参量信号经数据传输线 与控件化虚拟式信号分析仪相连接。在振动筛的出 口处和泥浆截流箱( 位于筛箱下面) , 也安装有泥浆 流量计、泥浆粘度计、泥浆温度计、岩屑粒度计、岩屑 称量计等传感器组及相应的中间转换放大器, 再将 转换放大的各有关机械参量信号经数据传输线与控 件化虚拟式信号分析仪相连接。在振动筛筛箱上安 装有传感器组, 包含加速度传感器、速度传感器、光 电传感器、转速计及相应的中间转换放大器, 再将转 换放大的各有关机械参量信号经数据传输线与控件 化虚拟式信号分析仪相连接。控件化虚拟式信号分 析仪传输出电压信号, 经机电转换后的信号进入执 行机构中并控制执行机构各有关机件, 执行机构经 数据线直接与振动筛的相应运作机构相连, 例如, 频 率调整运作机构、振幅调整运作机构、筛箱倾斜角调 整运作机构等。控件化虚拟式信号分析仪与自动控
是刚体力学中的运动叠加原理, 方便实现不同振型 的组合。
b) 可采用 1 台激振电机带动另外 2 根偏心轴 安装在筛箱顶部或筛箱中部、下部, 使筛箱产生确定 的振型。
c) 可以采用由安装在整筛底座上的 1 台普通 电机通过 1 根万向传动轴带动安装在筛箱顶部或筛 箱中部、下部的 3 根偏心轴或 3 根带偏心块的传动 轴, 使筛箱产生确定的振型。
同时, 控件化虚拟式信号分析仪具有自学习、自 适应功能, 可以针对振动筛在线工作情况下根据实 际运转工况不断自动地修改有关参数的安全、危险、 报警等。
1) 泥浆循环管路; 2) 传感器组; 3) 中间转换放 大器; 4 ) 控件化虚拟式信号分析仪; 5 ) 激振器;
6 ) 泥浆反激装置; 7 ) 泥浆出口; 8 ) 自动控制执行机构; 9 ) 自动调整各有关部件运作机构; 10 ) 底座; 11 ) 筛网; 12) 筛箱; 13 ) 弹簧 图 3 智能型自适应可变参数振动筛原理
1、2 ) 偏心轴( 带偏心块的传动轴) ; 3 ) 同步传动带; 4 ) 偏心轴( 带偏心块的传动轴) ; 5 ) 筛箱; 6 ) 上层筛网; 7 ) 下层筛网; 8 ) 弹簧; 9) 底座; 10 ) 普通电机; 11 ) 万向轴
图 2 基于 刚体运动合成的多振型振动筛实施方案二
1. 3 优点 a) 基于刚体运动合成的多振型振动筛采用的
基于刚体运动合成的多振型振动筛的实施方案 有多种, 下面介绍 2 种实施方案。
a) 方案一 筛箱由隔振弹簧安装在底座上, 如图 1。激振器由激振电机、同步带和 2 根 偏心轴 或带偏心块的传动轴组成, 它们安装在筛箱上的适 当位置。激振电机通过同步传动带带动 2 根偏心轴 或带偏心块的传动轴。激振电机激发筛箱产生的圆 运动与 2 根反向旋转的偏心轴激发筛箱产生的直线 振动合成为椭圆运动。如果去掉同步带令 2 根偏心 轴不随电机的转动而运动, 则筛箱就只作圆振动。
目前, 国内外所使用的惯性单轴或多轴振动筛 通常都只能实现单一的或圆振型、或直线振型、或椭 圆振型。即使有个别实现双振型的筛型, 其主要参 数和激振力大小及功率等也都受到很大局限, 难以 提高, 无法满足工程实际的需要。而且, 国内外现有
¹ 收稿日期: 2010- 01- 12 基金项目: 省部共建/ 石油天然气装备教育部重点实验室0 资助项目( 2006ST S04) 作者简介: 徐 倩( 1974- ) , 女, 四川人, 讲师, 硕士, 1997 年毕业于西南石油学院机械系, 主要从事振动 与动态测 试、无损 检 测等方面的科研与教学工作, E- mail: x xqq0609@ 163. co m。
目前, 对钻井振动筛的研究方向主要集中在提 高振动筛筛网目数、扩大筛网面积以及提高激振力 等方面。尽管国内外钻井振动筛的种类繁多, 但在
实际使用中都存在一些局限。本文介绍西南石油大 学固控组研制的了 2 种新型钻井振动筛, 它们在一 定程度上能弥补现有振动筛的一些不足之处。