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。     

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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。     

用现代动态设计方法开发新型钻井液振动筛

为了满足不断提高的现代钻井工艺技术的需要 ,用现代动态设计方法研制开发了GW—1型平动椭圆钻井液振动筛。在理论研究和现场调查研究的基础上 ,利用Pro/E软件在工作站上进行了GW— 1型平动椭圆钻井液振动筛的三维建模设计、结构强度分析及模态响应分析 ,指出GW— 1型平动椭圆钻井液振动筛兼有圆型筛和直线型筛的优点 ,其核心技术是“力心”理论 ,“心脏”部件是激振器。新型振动筛是现代动态设计方法和理论研究及实践经验的产物。     

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。     

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。     

双轴惯性钻井振动筛力心的确定性与唯一性

双轴惯性振动筛力心概念的确立，发展了振动筛的设计理论。该理论已成功的应用在PTZS型平动椭圆振动筛的设计实践中。本文同时从解析法和几何法两方面对力心的确定性与唯一性进行了全面的进一步的理论论证。     

双轴惯性振动筛力心与质心的计算方法

在双轴惯性振动筛设计中,确定力心与质心位置并使其重合,是至关重要的设计计算工作。文内给出在平动椭圆振动筛设计中如何保证力心与质心重合的具体措施。同时还给出有关CAD的程序框图。文中的计算方法已经在DSZS型多功能振动筛研制中得到实际应用。     

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本文提出双轴惯性振动筛力心的概念,并就如何实现平动椭圆轨迹和平动椭圆振动筛分析计算中的问题作了讨论。     

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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。     

钻井废液双轨迹振动筛的力心参数规律研究

随着环保要求的日益提高,水基钻井废弃物不落地随钻处理装备也随之飞速发展。该类装备是钻井过程中处理废弃钻井泥浆最终设备,对设备质量要求非常高。作为处理废液必不可少的设备——振动筛较一般用途钻井液振动筛性能稳定要求更高,决定振动筛性能稳定的核心为振动源的力心和质心重合精度。质心位置可通过3D模拟确定; 力心的确定通常采用现场实物模拟寻找的办法,这种办法周期长且精度不高。推导了在振动筛的两振动电机横跨筛箱的情况下,实现平动椭圆轨迹时,力心坐标值与两电机产生的激振力矩比值、电机轴线在电机稳定运行时的相位差角,以及电机的摆放座板与水平轴夹角之间的规律。可为制造振动筛提供理论指导。     

平动椭圆振动筛参数化建模

平动椭圆振动筛具有优良的性能和钻井液处理能力,已广泛应用于国内外油田泥浆的净化处理系统。文章介绍了用Pro／E软件对振动筛进行参数化设计、开发专用振动筛设计程序的方法。为提高振动筛的设计效率、推出新产品提供了强有力的支持。     

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。     

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。     

逆循环椭圆力激振自同步钻井液振动筛研制

利用自同步原理,采用逆循环椭圆力激振,设计了一种自同步平衡椭圆运动钻井液振动筛。该振动筛采用较小振幅,选用特制弹性元件,并设有多功能缓冲箱、筛网限位板、防短路挡板、防溅挡板等专用机构。现场应用表明,逆循环椭圆力激振可以有效诱导颗粒团聚,使筛面有自清洁作用,减少筛糊和颗粒透筛现象,明显改善固控质量,处理量比同规格直线振动筛高30%以上。该筛具有设计新颖、运转平稳、椭圆精度高、处理量大、排屑干度高、筛网使用寿命长、噪音低等优点,具有较大的推广应用价值。     

均衡椭圆运动振动筛的动力学分析与结构设计

均衡椭圆运动振动筛是80年代发展起来的一种新筛型。作者根据有关资料讨论了均衡椭圆运动振动筛的优点及其在石油钻井行业中的应用前景,并对这种筛型进行了动力学分析,论述了实现这一筛型的充要条件,提供了在筛型结构计算时动力学参数的选择范围,同时还强调指出,开发均衡椭圆运动振动筛将会给钻井液振动筛的研究和改进带来新的活力。     

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。     

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。