智能自适应振动筛控制系统机理研究

结合流入自适应振动筛的泥浆动态性能参数的变化控制信号,叙述了自适应振动筛控制理论。在分析研究自适应控制系统的核心和结构的基础上设计出自适应控制系统。     

2种新型钻井振动筛

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"能实现一筛多振型,"智能型自适应可变参数振动筛"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,应用前景广阔。     

基于运动合成原理的三电机椭圆振动筛动力学研究

为了满足大筛面面积钻井振动筛的需要，介绍了一种基于直线运动和圆运动合成原理的三电机椭圆钻井振动筛。针对惯性振动筛，在略去振动筛支撑弹簧的阻尼力和弹簧力的条件下，建立了其动力学方程，运用分析力学理论建立了振动筛的自同步条件和稳定运转条件，讨论了影响该振动筛的自同步性和运动稳定性的因素。研究结果表明：激振电机的偏心质径积越大、转速越高，振动筛参振总质量和转动惯量越小，振动筛的自同步性能和运动稳定性越好；圆激振电机的回转中心和直线激振电机的安装位置相对于振动筛总质心有一定偏移，更有利于振动筛的自同步和运动稳定。     

短双电机自同步椭圆振动筛设计

钻井液振动筛是钻井中必不可少的设备之一, 由于长双电机自同步椭圆振动筛采用的长筒激振电机主要依赖进口, 成本高, 两个激振电机成本占振动筛总成本的６ ０ ％。为降低双轴自同步椭圆振动筛的成本, 拟采用国产的短激振电机代替长筒激振电机。本振动筛改进的基本要求在于满足设计的前提下, 运用双轴平动椭圆振动筛的自同步理论和双轴自同步平动椭圆振动筛的力心理论, 选用国产的短双电机重新设计, 替换力求达到降低生产成本。     

水泥自同步直线振动筛

针对目前固井水泥中结块、杂质等过多,严重影响固井质量的问题,根据钻井液直线振动筛的工作原理,研制出水泥自同步直线振动筛。经过一年多的跟踪监测及现场操作人员反馈的信息表明,这种振动筛可除去水泥中直径８ｍｍ以上的结块与杂质,提高了固井水泥的质量;工作效率提高了近６７％;减轻了工作人员的劳动强度,改善了工作环境;过滤筛网和激振电动机工作性能可靠,使用寿命长。     

GW—S1型自同步平动椭圆振动筛动力学

自同步平动椭圆振动筛具有处理能力大、工作噪声小、结构简单和维护保养方便等特点。介绍了一种工作噪声小于75dB,利用两具有不等质径积的激振电动机激振的GW—S1型自同步平动椭圆振动筛,建立了其动力学模型;根据Hamilton原理,导出了该型振动筛的自同步条件和稳定运转条件;讨论了影响振动筛同步性能和稳定性的因素,给出了要实现平动椭圆运动的条件。分析结果表明,在满足自同步条件和稳定运转条件时,振动筛能够同步稳定运转,且影响振动筛同步性能和稳定性的因素是一致的。设计时保证“力心”与参振质量的平均质心重合,就能实现振动筛的平动椭圆运动。     

基于变频技术的钻井振动筛控制系统的应用

石油钻井作业中振动筛在停机时抖动剧烈,冲击力严重损坏振动机构,设备故障率高,现场维护工作量大。为此设计了一种经济实用、操作简单和稳定性好的振动筛控制系统,通过SVPWM矢量控制技术改变输入到电机中电压的高低和相序控制振动筛的工作电机,实现了控制振动筛电机的正反转运行和对振动筛的速度进行调节的目的。     

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双轴自同步平动椭圆振动筛比强迫同步的平动椭圆筛结构简单，噪音小，维护保养方便，且处理量比自同步直线振动筛大。它是继强迫同步的平动椭圆筛和自同步直线振动筛之后的钻井振动筛的又一主流筛型。建立了双轴自同步平动椭圆振动筛的运动方程，从激振轴的转矩方程出发，得到了其自同步条件；利用振动筛的稳定性扰动方程得到了同步稳定运转条件。建立了双轴自同步平动椭圆振动筛的力心理论和利用力心理论设计的方法。结果表明：双电机驱动的椭圆振动筛能够实现自同步稳定运转，且两电机的驱动力矩之差、摩擦力矩之差及参振质量对质心的转动惯量越小，同步性越好；大激振轴回转中心和筛箱质心运动的椭圆长轴方向间的距离与筛箱质心和该激振轴回转中心到质心椭圆长轴方向的垂线间的距离之差越小，振动筛的运动稳定性越好，当激振力的力心与参振质量的质心重合时，就能实现平动椭圆运动。     

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介绍了一种采用两个具有相同质径积激振电机的自同步椭圆振动筛，其具有筛堵现象轻微，处理量大、结构简单、维护保养方便等特点，在众多自同步椭圆振动筛中成本较低。为了建立该种自同步椭圆振动筛较为简便而实用的设计方法，考虑其在惯性区工作，略去弹簧力和阻尼力的影响，通过建立其动力学方程，导出了该振动筛实现平动椭圆运动的条件，由Hamilton原理建立了两电机轴间相位差角的计算公式，以及振动筛的自同步运转和稳定运转条件。研究结果表明：两电机轴自同步稳定运转时相位差角为零，且两电机轴线中点在筛箱铅垂面内必须与筛箱的总质心重合时，该振动筛可实现平动椭圆运动；在满足自同步条件和稳定性条件时，两电机轴间就能实现自同步稳定运转。运用上述结论可以方便地设计出一种高性能的自同步平动椭圆振动筛。     

基于运动合成原理的三电机自同步椭圆振动筛同步稳定性研究

根据基于直线运动和圆运动合成原理的三电机激振的自同步平动椭圆振动筛工作原理,在不计弹性力和阻尼力的条件下,考虑了振动筛产生直线运动的同步相位差角1α和圆运动的同步相位差角2α,建立了动力学方程,运用Hamilton原理建立了振动筛的自同步条件和稳定运转条件。结果表明:在满足自同步条件和稳定运转条件的情况下,振动筛能够实现自同步和稳定运转,为该类产品提供了理论依据。     

钻井液直线振动筛参数的优化匹配

以激振力最小和抛指数最大为设计目标,解决了直线型振动筛设计时的参数匹配问题,重视直线振动筛的使用寿命,使激振力的最小的正体系数为2,同时也重视处理效果（系数为1）,设计直线振动筛时,对两个目标重视程度不同时,只需调整两系数即可,为设计直线振动筛提供了一种优化参数方法,并得出了符合国际CB／T11648－89的钻井液直线振动筛优化参数表格。     

钻井液直线振动筛性能参数的合理选择与配置

钻井液直线振动筛能否实现良好的性能，取决于其性能参数的选择，文章在理论和实践中，对振幅，水平速度，筛面加速度3个性能参数对振动筛性能的影响做了探讨和分析，并提出了相应的结构配置要求。     

钻井液直线振动筛参数的优化设计

提出了用计算机进行参数优化设计的思路。在分析钻井液直线振动筛主要参数的基础上，以动力学线性理论和优化设计理论为基础，建立数学模型，构造多目标统一函数，通过计算，得出各参数之间的规律及最优参数。对钻井液直线振动筛的设计具有一定的指导作用。     

新型平衡椭圆运动钻井液振动筛的研制

通过分析目前国内钻井液振动筛制造水平和应用现状，设计了一种新型平衡椭圆运动钻井液振动筛，该振动筛采用双层双联模式．并应用了新型平衡椭圆激振系统、变频电机、新型泥浆搭接口等先进部件。现场试验表明，该筛具有设计新颖、椭圆精度高、操作方便、处理量大、工作可靠、筛网寿命长、噪声低等优点，与同规格的直线振动筛相比处理量可提高30％以上，而且符合钻井液振动筛组合配套原则，可明显改善固控质量，提高钻井工程的整体效益。     

振动筛

钻井液振动筛作为最关键的第一级钻井液净化设备,其优劣决定着整套固控设备的处理效果。介绍了平动椭圆振动筛、直线振动筛、双轨迹振动筛的原理、结构及技术参数,其中,S250-2平动椭圆振动筛巧妙应用了"力心理论",利用两个成角度的振动电机在筛箱上方同步反向旋转,形成平动椭圆运动轨迹,提高了净化效率;S250-5双轨迹振动筛由两个电机组成,用以实现两种轨迹的转换,结构更简单、可靠性更高。该系列振动筛综合性能良好,应用中减少了钻井液损失,提高了钻井时效,缩短了钻井周期,可广泛推广。     

单轴椭圆型振动筛动力特性的理论分析

单轴椭圆型振动筛是一种结构简单和使用维修方便的钻井液固控设备。常规的单轴椭圆型振动筛具有完全对称的结构，工作状况常常不能令人满意。从理论上对非对称单轴椭圆型振动筛进行了探讨，给出了非对称单轴椭圆型振动筛筛面上各点的运动轨迹、速度及加速度，并对固相颗粒在筛面上的运移机理作了分析。指出尽管非对称单轴椭圆型振动筛更有利于钻屑的排出，运动更趋合理，但在进行结构设计时，激振中心的偏离位置不能超过极限状态，否则会导致钻屑后退。     

旋转滚筒振动筛的研制

旋转滚筒振动筛集滚动、振动及筛转等运动于一体，筒式筛网由具有一定几何形状的特制不锈钢细筛网组成，从而提高了除砂效果。现文介绍 其结果、原理与现场试验情况，该旋转滚筒振动筛已获得国家专利（ZL93208282．3）。     

S250—2平动椭圆振动筛的研制与开发

S2 5 0— 2平动椭圆振动筛结构的新颖之处在于将两个振动器对称倾斜放置于筛箱出口的上部。 2台电动机以V形对称倾斜放置在筛箱上方 ,调节偏心块的相位角 ,形成平动椭圆振动轨迹 ;将电动机平行放置可产生直线运动轨迹。通过转换振动轨迹 ,可以满足振动筛在不同工况下使用。该型筛筛面垂直加速度 6 4m/s2 ,振动轨迹椭圆度 1∶3,水平速度 0 36m/s ,振幅 (双 )6 4mm ,筛箱横向偏摆 0 0 3mm ,噪声 80dB ,均符合标准值要求。该筛具有良好的适应性 ,对易碎、粘泥地层优势突出 ,其处理量比直线筛大 2 0 % ,钻井液飞溅小 ,能有效地清除钻井液中的有害固相。     

ZS6B型直线振动筛动力学性能描述

ZS6B型线性振动筛采用双电机反向自同步旋转作为激震源，实现筛箱振型为线性振动。根据该振动筛的工作原理，得出了筛箱运动位移、速度和加速度等运动方程。文章还分析了该振动筛动力学性能。重点讨论了筛箱振幅与其他参数之间的相互影响关系．为设计、使用和制造振动筛奠定了基础。