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。     

固液分离机颗粒运移及钻井液透筛过程研究

固液分离机是一种结合了负压系统的新型振动筛,负压系统在振动筛内提供气流从而产生压差,可以加快岩屑上流体的去除,减少有害气体排放,目前关于固液分离机的理论研究较少。为此,对固液分离机运动与颗粒受力进行分析,基于运动学及流体力学研究固液分离机筛面上固相颗粒的运动状况及钻井液的透筛流动过程,建立了固液分离机处理量及处理效果的数学模型。以筛面固相颗粒运移速度和钻井液透筛流速作为表征固液分离机性能的指标,通过仿真计算探究固相颗粒运移速度和钻井液透筛流速的影响因素。研究结果表明:提高传送带速度可以提高固相颗粒运移速度;提高固液分离机的激振频率、振动幅度和负压可以提高钻井液透筛流速,钻井液黏度的增加会导致透筛流速减小。研究结果可为固液分离机的设计及现场应用提供一定的参考。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

筒式筛网振动筛颗粒群运移模型

通过研究筒式筛网上固相颗粒的运移规律 ,可为筒式筛网振动筛的动力学参数选择和结构设计提供指导。根据筒式筛网非淹没区固相运移的实际情况 ,在拟流体假设基础上 ,建立了固相运移颗粒群模型 ,并给出了模型求解方法。在筒式筛网筛筒转速n =8 6r/min下 ,得到颗粒群的平均运移速度试验值为 0 0 90 17m/s ,而其计算值为 0 110 6m/s,表明试验装置的计算结果与试验结果能够吻合。提出的颗粒群运移模型对筒式筛网振动筛的进一步研究具有较大的参考价值。     

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。     

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。     

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。     

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。     

S310系列钻井液振动筛性能现场测试分析

目前,钻井液振动筛的振动轨迹主要分为直线轨迹和平动椭圆轨迹,2种轨迹在处理不同井段钻井液时各有优势.在具体应用中采用1种轨迹振动筛全程处理.笔者对可转换轨迹的S310-2型双轨迹振动筛和S310-1型单轨迹振动筛在相同工况下进行现场测试.根据得到的钻井液处理量、钻屑含水率及振动轨迹平稳性等性能参数,针对不同成份钻井液和...     

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。     

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双轴变椭圆振动筛的主要特点是筛面抛掷指数从泥浆入料端到出料端 由大到小递减，在泥浆入端具有较大的抛掷指数，能有效地提高固液分离速度，减少钻井液沿筛面的流程分布；出料端抛掷指数较小，可减少岩屑颗粒的硫碎和透筛量；同时，岩屑沿筛面的运移速度基本保持不变，可保证岩屑顺利排除，并避免了平动筛在出料端输送能力过剩。因此提高了振动筛的处理能力。文章介绍了该筛的工作原理，筛面运动参数的仿真，讨论了力心与质心的相对位置关系对筛面运动规律的影响。给出的结论可以直接指导双轴变椭圆振动筛的设计和研究。     

Kinematic Law of Solids on a Drilling Fluid Vibrating Screen

Based on solid-liquid two-phase flow theory and dynamic principle of a vibrating screen, the kinematic behavior of solids on the vibrating screen is studied. In submersed condition, the formula of suspension size of solids, the terms of free flight and suspension motions are developed, and the kinematic behavior of solids when they enter free flight is discussed. After the liquid endpoint, the kinematic terms of sliding backward and forward, free flight, remaining in contact with the screen and staying stationary on the screen for solids are obtained, and a mathematical model that can predict solids conveyance velocity is developed.