智能型多层筒式网振动筛制造技术

本发明专利技术涉及智能型多层筒式网振动筛，由筛箱、激振器、旋转电机、多层筒式筛网、钻井液岩屑流智能计量装置、钻井液流量计、底座、自动控制系统、数据处理分析系统等组成，筛箱由隔振弹簧支承在底座上，激振器包括两台或两台以上的防爆电机或其它类型的激振电机，自动控制系统由响应传感器和控制器组成，数据分析处理系统由记数传感器、二次仪表、Ａ／Ｄ卡、配备专用分析软件计算机或虚拟式仪器、显示及报警器等部分组成。本发明专利技术以筒式网的离心分离和整体结构的振动分离代替传统的单一振动分离模式，智能采集、分析、判断、显示当前地层岩屑的数据参数，实现振动筛分离多动力化、控制智能化、数据处理实时化、工作节能化、操作安全简单化，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石油、天然气钻井施工中钻井液的固相控制领域，也涉及需要进行物料筛分、输送的化工、矿山、食品、医药等工业领域，特别是石油、天然气钻井开发工程中的钻井液振动筛。
技术介绍
石油钻井振动筛是一种用于钻井工程中钻井液固液分离关键的惯性振动机械设备之一。为不断提高振动筛的筛分效率，国内外已先后研制了各类惯性振动筛，但均在改变筛箱的工作振型和增大有效筛分面积等方面进行研究。通常的振动筛是采用单层或者多层通用平面，或者波浪型以及其它形状的通用型筛网，但筛网的主体形状和安装都是平面并且是平行的，同时在振动筛的筛箱上装有惯性激振器，通过改变激振力的变化规律，筛箱可以实现不同的振型，包括圆、直线、椭圆以及相应的平动组合等。文献《双轴惯性振动筛力心与质心的计算方法》(《矿山机械》No6，Vol.20，1991，P7-10，张明洪)提出的力心理论和双轴(多轴)惯性振动筛的数学模型，完善了该类筛型的理论，由此研制的系列筛型，成为国内外该类筛型中最成功的代表。但上述系列的筛型中，理论和实践结果已表明，在不加大有效筛分面积，即不增大整个筛箱空间结构的情况下，采用平面层式筛网结构，有效分离面受到了限制，处理量提高的空间基本到了极至，很难再有大的突破；激振力是唯一的过网动力，单一振动的分离模式，即使增大总体尺寸，由于钻井液特殊的流体性能，目前市场上的激振电机的参数(激振频率和激振力)也达不到最合适的分离参数要求，从而影响了处理量；传统的振动筛开放式分离，并且不方便配备岩屑后处理装置，岩屑露天排放，环保效果不好；传统振动筛性能单一，振动筛的筛分操作环节和整个钻井循环系统完全独立，没有任何反馈和智能环节，由于钻井液从井口出来，首先经振动筛筛分处理，错过了及时掌握钻井工况的最佳时机。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供智能型多层筒式网振动筛，该振动筛以筒式网自身的离心分离和整体结构的振动分离代替传统的单一振动分离模式，采用微机数据识别、存储、处理、反馈，可智能采集、分析、判断、显示当前地层岩屑的数据参数，从而实现振动筛大处理量、多动力分离、智能控制、数据实时传输监控，同时工作节能高效、操作安全简单。为达到以上技术目的，本专利技术首次提出了智能型多层筒式网振动筛设计方案，将力心理论、双(多)电机自同步理论、离心分离理论、网式分离理论，有机的融合在一起，充分的发挥各自的分离空间。在继承传统振动筛优势处理方法的同时，融入离心分离的多层网式分级过滤环节，并采用微机数据处理和反馈技术，使振动筛在维持固控环节中不可替代作用的同时，成为钻井参数控制系统中重要的一部分，辅助司钻调整和监控整个钻井过程参数，使固控环节智能化、数字化、自动化、节能化、环保化。智能型多层筒式网振动筛，其特征在于，由筛箱、激振器、旋转电机、多层筒式筛网、钻井液岩屑流智能计量装置、钻井液流量计、底座、自动控制系统、数据处理分析系统等组成，筛箱由隔振弹簧支承在底座上(筛箱倾角α可调范围在0°≤α＜90°)，激振器包括两台或两台以上的防爆电机或其它类型的激振电机，自动控制系统由响应传感器和控制器组成，数据分析处理系统由记数传感器、二次仪表、A/D卡、配备专用分析软件计算机或虚拟式仪器、显示及报警器等部分组成。本专利技术以筒式网自身的离心分离和整体结构的振动分离的组合分离模式代替传统振动筛型的单一振动分离模式，以多层筒式筛网代替传统振动筛平面筛网的结构布局，实行分级过滤，可根据实际需要调整筒式网的层数和目数，也可以调整筒式网的个数。在振动筛工作过程中，多层筒式筛网自身旋转，同时，激振器激励筛箱整体按某种设计的振型振动。本专利技术提出了振动筛的“智能型”新概念，把单片机(计算机)处理技术、传感器技术、智能反馈控制技术、虚拟仪器技术等应用于钻井液的分离过程，可以智能、实时显示当前地层岩屑数据参数，智能监控井下供应钻井液流量，以及钻井液筛分处理量的情况，当出现异常情况时报警器可自动报警。本专利技术激振器包括两台或两台以上的防爆电机或其它类型的激振电机，通过调整电机的通、断电状态，避免每台电机负荷不足，能耗浪费。本专利技术筛箱与水平面的夹角α可调，范围在0°≤α＜90°，振动分离过程相对封闭，从而不会污染环境。与现有技术相比，本专利技术的优点是巧妙的机构设计，特殊的多层筒式筛网多级过滤，不仅融入了经典的双(或者多)电机自同步激振理论，还把离心分离理论应用于网式分离，实现了网式激振力分离、离心分离的最佳组合，提高了钻井液的处理量和分离效果；连续对分级过滤后的岩屑以及钻井液进行实时监测和控制，通过专门软件智能判断当前地层结构的地质情况，还可以通过对比微机数据库中的地质参数，可以智能化，数字化，实时化的显示当前地层的地质情况，方便了解和控制振动筛的工作参数，有利于帮助司钻控制钻井参数；可以智能化，数字化，实时化的显示振动筛的处理量参数及波形，根据预置的处理量参数以及钻井液的供应量情况，进行报警和提示；智能调整电机工作参数，节能减耗；机构简单，容易实现免维护；封闭操作，环保效果好。附图说明图1是本专利技术结构示意2是本专利技术俯视3是本专利技术工作流程图 具体实施例方式下面结合附图进一步说明本专利技术。参看图1、图2，智能型多层筒式网振动筛，其特征在于，由筛箱(2)、激振器(7)、旋转电机(3)、多层筒式筛网(9)、钻井液岩屑流智能计量装置(11)、钻井液流量计(21)、底座(16)、自动控制系统、数据处理分析系统等组成，筛箱(2)由隔振弹簧(15)(17)支承在底座(16)上，激振器(3)包括两台或两台以上的防爆电机或其它类型的激振电机，自动控制系统由响应传感器(5)(8)和控制器(6)(4)组成，数据分析处理系统由记数传感器(13)、二次仪表(12)(14)(18)(24)、A/D卡(19)、配备专用分析软件计算机或虚拟式仪器(20)、显示及报警器(23)等部分组成。筛箱(2)和水平面成某一角度隔振弹簧(15)(17)支撑在底座(16)上，筛箱中并排内置两个筒式网(9)，激振器(7)平行安装于筛箱上方的某个设计位置，旋转电机(3)安装在筛箱上方的进料端，箱箱下方出口端(10)装有钻井液岩屑流智能计量装置(11)，上面配有记数传感器(13)、二次仪表(14)，箱箱进料端(22)下方留有钻井液出口，下端安装有钻井液流量计(21)、二次仪表(18)，每个电机上分别配有响应传感器(5)(8)和控制器(4)(6)，最后所有数据均通过A/D卡(19)传入配备专用分析软件计算机或虚拟式仪器(20)，通过显示器及报警器(23)显示参数和发出警告等。振动筛工作过程中，待分离的钻井液从进料口端(1)进入振动筛，筒式筛网(9)在旋转电机(3)的驱动下自身旋转，激振器(7)同时通电，带动筛箱(2)按某种设计的振型振动，达到稳定后，其中一电机断电，此时两个电机仍然保持稳定的自同步激振状态；岩屑流智能计量装置(11)则通过记数传感器(13)传回岩屑计量的数据，经由二次仪表(14)、A/D卡(19)传回计算机或虚拟式仪器(20)，经专用的分析软件进行处理，在显示器上给出当前地层岩屑有关数据曲线；分离后的钻井液经过安装在钻井液回收盒下面的流量仪器进行测量(21)，数据经过二次仪表(18)、A/D卡(19)传回计算机或虚拟式仪器(20)，经过软件处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
智能型多层筒式网振动筛，其特征在于，由筛箱（２）、激振器（７）、旋转电机（３）、多层筒式筛网（９）、钻井液岩屑流智能计量装置（１１）、钻井液流量计（２１）、底座（１６）、自动控制系统、数据处理分析系统等组成，所述筛箱（２）由隔振弹簧（１５）（１７）支承在底座（１６）上，自动控制系统由响应传感器（５）（８）和控制器（４）（６）组成，数据分析处理系统由记数传感器（１３）、二次仪表（１２）（１４）（１８）（２４）、Ａ／Ｄ卡（１９）、配备专用分析软件计算机或虚拟式仪器（２０）、显示及报警器（２３）等部分组成，该振动筛采用多层筒式筛网（９）的离心分离和整体结构的振动分离的组合分离模式。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张明洪，侯勇俊，刘洪斌，杨致政，
申请(专利权)人：西南石油学院，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]