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。     

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。     

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。     

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。     

振动筛筛网抛掷指数的研究

振动筛工作时,筛网对筛框有相对运动。因此,筛网的抛掷指数不等于筛框的抛掷指数。筛网的抛掷指数按一定规律分布,它是位置的函数。过小的抛掷指数不利于固液分离和输送钻屑;过大的抛掷指数影响筛网使用寿命。文内分析了影响筛网抛掷指数的因素。     

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。     

基于复合旋转运动的钻井液过滤方法与装置

针对现有钻井液过滤方法的不足,研究了一种基于复合旋转运动原理的钻井液过滤装置。应用该方法的装置在清除筛网上的固相颗粒时有如下特点:固相颗粒可在重力和离心力的合力作用下脱离筛网;筛网的自转形成了一个紧凑的过滤抛离过程,自转周期决定了固相颗粒在筛网上的停留时间;颗粒在无激振、不停机和无辅助装置的条件下自由地脱离筛网。实验结果表明,应用该方法的过滤装置具有柔性振动、高分离因数和连续排料等特性。     

˫�����Բ�꾮��ɸ����ԭ������

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。     

泥浆振动筛抛掷指数的探讨

分析了振动筛抛掷指数的物理意义,并指出泥浆振动筛的实际抛掷指数D″不仅和筛子的结构、动力参数有关,而且和泥浆性能、颗粒形状和大小有关。由于泥浆的存在,使颗粒抛掷输送变得困难,必须加大抛掷指数D的名义设计数值(5～7),才能满足抛掷输送要求。     

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。     

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。     

振动筛筛网设计新方法

振动筛是钻井液固相控制的主要设备,而筛网则是振动筛的重要部件,通过筛网完成对钻井液固相的控制。由于现代钻井技术（如深井、超深井钻井技术、水平钻井技术、欠平衡钻井技术等）的发展,对钻井液的净化与固相控制提出了更高的要求。为了满足现代钻井的需要,有效地延长使用寿命,防止筛孔堵塞,提高国产振动筛的净化效率,文中介绍利用PRO／E软件和注塑模具计算注塑面积的方法计算设计振动筛多层筛网透筛率,为多层筛网的选择和设计提供了有力支持。     

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）。