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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。     

复合轨迹振动筛的工作原理及计算机模拟

为了提高钻井液振动筛的工作效率,设计了一种复合轨迹振动筛。根据钻井液振动筛动力学的基本原理,分析了该筛的工作原理,并采用计算机模拟对其筛面运动进行分析。模拟计算结果表明筛面上各点可实现不同的直 线运动轨迹,且在筛箱入口端有较大的抛掷指数,以加速钻井液中固相和液相的分离,在出口端有较大的输送速度,以加速把固相岩屑输送出筛面,防止固相岩屑透筛。该筛可提高振动筛钻井液的处理能力和分离效果;设计时激振力作用线应向筛箱入口端移动,且不能超过极限位置,同时,激振力作用线不能向筛箱出口端移动。     

不同振型振动筛的岩屑运移和堵筛规律研究

为降低钻井振动筛堵筛率并提高岩屑处理量,对不同振型下振动筛堵筛率和椭圆振动筛不同运动轨迹下岩屑运移规律开展研究非常必要。鉴于此,基于离散元法与振动筛运动理论,建立了不同轨迹振动筛运动模型,对岩屑在筛网上运移过程进行仿真。分析了振动筛不同振型时的岩屑堵筛规律,研究了椭圆振动筛不同长轴方向角与椭圆度时岩屑的运移速度和透筛率的变化规律。研究结果表明:椭圆振动筛的脱筛能力最强,圆振动筛其次,直线振动筛最弱;椭圆振动筛振幅大小一定,轨迹椭圆长轴方向角为45°时,岩屑运移速度最大;椭圆振动筛X方向振幅一定时,岩屑运移速度随轨迹椭圆度的减小而增大,透筛率随轨迹椭圆度的减小而减小。研究结果对提高振动筛筛分性能具有一定意义。     

平动椭圆钻井振动筛研究的新进展

在钻井振动筛的 4个发展阶段中 ,平动椭圆振动筛被称为第 4种运动轨迹的振动筛 ,兼具圆振动筛和直线振动筛的优点 ,其筛面固相运移速度比圆振动筛提高 15 % ,处理量比直线振动筛增大 2 0 %～ 30 %。为此 ,介绍了平动椭圆振动筛设计的基本理论———“力心”理论 ,对比分析了国内外几种最新研制的平动椭圆振动筛 ,其中 ,国产GW— 1型钻井振动筛工作参数匹配最佳 ,处理能力最大 ,GW—S1型钻井振动筛在同类振动筛中综合性能最佳。     

基于DEM的钻井振动筛筛面固相颗粒运移规律

基于软球模型和Hertz-Mindlin接触模型建立了钻井振动筛的DEM分析模型,结合三维离散元分析软件EDEM对固相颗粒群在筛面上的运移过程进行仿真。选取了6种不同粒径颗粒,针对固相颗粒在筛面上的抛掷运动、运移速度及透筛率进行了分析。分析结果表明,固相颗粒在筛面主要通过抛掷运动来实现向前运移,且抛掷指数是一个动态变化值;随着振动筛工作的进行,颗粒运移速度逐渐趋于一个稳定值,粒径对运移速度的影响很大,粒径越小,运移速度越小;透筛率在颗粒入口处最大,且沿着筛面逐渐降低,因此在入口处应该让颗粒通过抛掷运动尽快向前运移,以减少颗粒堆积情况,降低透筛率。     

变直线振动筛工作原理及仿真

分析了激振力不通过质心时直线筛的工作原理，提出了变直线振动筛的概念。利用该原理不需任何外加几何约束^[0]就可实现筛面复杂的变直线运动；对筛面运动参数进行了仿真分析。结论认为，适当地调整激振力和质心及筛面与质心的相对位置，可以设计出处理能力比普通直线筛更大的变直线振动筛。文章的结论可用于指导设计新型变直线振动筛和普通直线筛的改造。     

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。     

质心偏移式等质量矩双轴振动筛运动特性研究

通过分析直线振动筛电机的安装方式,提出了一种质心偏移式直线振动筛,建立了该振动筛的力学模型和运动微分方程,讨论了合成质心的运动及其影响因素,分析了筛箱上特征点的运动轨迹及变化规律.研究结果表明:质心的偏移不影响质心的运动,只影响筛箱的扭转振动;筛箱上除质心外的各特征点运动轨迹为椭圆,但椭圆短轴很小,可将其近似看成为直线;质心两侧筛面水平位移较大,质心正下方最小,而垂直位移由质心一侧到另一侧逐渐增大.研究结果可用于指导研制结构简单、安装制造方便的高效振动筛.     

旋带式负压振动筛上固相颗粒运移规律研究

负压振动筛作为一种新型的固控振动筛,应用越来越广泛。MUDCUBE旋带式负压振动筛作为负压振动筛的一种重要形式,其结构、运行原理及运移规律有别于其他负压振动筛。介绍了MUDCUBE旋带式负压振动筛工作原理; 建立了固相颗粒物在筛面上的力学模型; 描述了固相颗粒物在筛面的运移规律,其主要运动形式有抛掷运动、相对滑动、相对静止3种。抛掷运动有利于钻井液与岩屑的分离,是振动筛筛上物的主要运动形式。分析了不同工艺参数对固相颗粒物运移的影响规律。现场实际运行情况表明,旋带式负压振动筛处理后固相的含液率比传统振动筛减少了89%左右。     

大型钻井变椭圆轨迹振动筛计算机仿真及设计因素影响规律研究

基于某型号变椭圆轨迹振动筛,分析了变椭圆轨迹振动筛的工作原理,编写了Matlab计算程序,对于原始设计参数进行了运动学仿真,包括运动轨迹、抛掷指数、椭圆长轴倾角等;进一步分析了相位差角、激振力、激振器安装位置等设计因素对运动轨迹参数的影响,重点分析了椭圆长轴倾角及抛掷指数的变化规律;对该振动筛提出了激振器合理选择及安装位置的建议,并进行了计算机仿真。结果表明,改进后的振动筛振动轨迹及运动参数更加符合设计要求。文章的研究方法及计算结果可对实际振动筛的设计提供一定借鉴和参考。     

钻井液振动筛固相运移动力学分析

在推导钻井液振动筛按圆、直线和平动椭圆三种运动轨迹振动方程的基础上,分析了钻井液固相颗粒在非淹没状态下相对于振动筛面做后滑、抛掷、静止和前滑四种状态下的运移动力学条件,即固相颗粒速度和位移的动力学方程。按方程仿真计算得到的固相颗粒运移速度与实测的运移速度相比,相对误差小于15％,吻合较好。综合分析认为,钻井液固相颗粒在平动椭圆振动筛的运移速度高于直线振动筛,在直线振动筛上的速度又高于圆型振动筛。     

波浪形筛网固相运移规律研究

根据钻井液振动筛振动力学的基本原理,通过对波浪形筛网面上的固相受力分析,建立了固相运移动力学模型,分析了颗粒在波浪形筛网面上的基本运动规律,讨论了振动频率、筛面倾角、振动方向角等因素对固相颗粒运移速度的影响。分析结果表明,这种新型波浪形筛网虽然避免了平板筛网的"马蹄铁"效应,但其颗粒运移速度却有所降低。     

钻井振动筛基本参数的合理选择

钻井振动筛能否实现良好的性能,取决于基本参数的选择。文章对抛掷指数、筛面倾角、激振频率、振幅、振型、振动方向角、筛网以及工艺参数对振动筛处理量和固相运移速度的影响做了探讨和理论分析,并提出了相应参数的选择参考值,为振动筛的设计和使用提供理论依据。     

筒式网振动筛固相运移动力学研究

介绍了一种用于钻井液振动筛的新型筒式结构筛网,这种筛网工作时与筛箱一起振动,同时还绕自身轴线作为旋转运动,具有自洁作用,可大大提高筛分效率。为了定量分析固相颗粒在筒式筛网上的运移规律,对固相颗粒在筒式筛网上的受力情况进行了分析,建立了固相运移动力学模型,提出了筒式筛网的抛掷指数、抛掷运移速度及其计算方法,讨论了筒式筛网的旋转角速度对固相运移速度的影响,给出了旋转角度的极限值计算公式。理论计算结果与试验结果吻合较好。     

钻井筛处理量的数学建模和试验研究

钻井筛的处理量是由钻井液中固相和液相的各自含量决定的。引入固相-筛网干涉系数和筛网固相载荷系数。来计算钻井液中临界、大尺寸固相颗粒对处理量的影响；在综合考虑固相运移速度、钻速、井眼尺寸、钻井液流量、固相的粒度分布和筛孔面积等参数对处理量影响的基础上。建立了钻井筛处理量的实用计算模型。现场试验表明，该计算模型具有较高的精度。对钻井筛的选用具有指导作用。     

双电机激振自同步平动椭圆钻井筛动力学分析

自同步平动椭圆钻井筛具有筛堵现象轻微、处理量大、结构简单、维护保养方便等特点,它是继强迫同步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。对双电机激振自同步钻井筛做了理论研究,给出了自同步条件,确定了平动椭圆筛力心,并用解析法证明了力心的唯一性。建立了自同步平动椭圆筛的力学模型,通过动力学分析,得出了筛箱轨迹方程,并用MATLAB软件对其轨迹进行了仿真分析。     

筒式网钻井振动筛湿固相颗粒运移模型

筒式筛网是近年来提出的一种新型圆筒结构筛网,其工作时除与筛箱一起振动外,同时还绕自身轴线作旋转运动,具有自洁作用,可大大提高筛分效率。通过湿固相颗粒在筒式筛网上的非淹没区受力情况分析,建立了其单颗粒运移模型,提出了筒式筛网湿颗粒的抛掷指数、抛掷运移速度及计算方法。研究结果可指导筒式网振动筛设计和选择。     

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。