磁性振动筛网夹紧制造技术

本发明专利技术公开用于自动控制处理钻井液的振动分离器的方法。所述方法包括将材料引入振动分离器，并且用传感器装置感测指示振动分离器的操作的状态参数，并提供指示状态参数的值的信号给控制装置。然后，通过控制装置，基于状态参数的水平自动控制振动分离器。在振动分离器的进一步特征中，筛网支撑件310a、311b、311c通过适当的夹紧设备固定到其各自的筛网310、311、312，所述夹紧设备例如为一个或多个电磁夹具装置314或其他适当的夹紧设备。电磁夹具装置314可以是用单个短暂电脉冲激励或去激励的类型。亦即，未磁化夹具装置可以通过来自某种形式的控制器设备或其他适当的源的短暂电脉冲信号被设置到磁化状态并保持在磁化状态。然后来自相同或不同源的另一个脉冲可以将它设置回到未磁化状态，并且该夹具将无期限地）可以被与控制器的控制系统包括在一起以确保振动加速度被维持在可接受的限值内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对相关申请的交叉引用要求优先权的本申请是2009年6月10日提交的美国申请No.12/481,959的部分继续申请，美国申请No.12/481,959是2007年10月25日提交的美国申请No.11/977,727的分案申请，美国申请No.11/977,727是2005年3月31日提交的美国申请No.11/096,192的分案申请，美国申请No.11/096,192是：2004年9月25日提交的美国申请No.10/949,882的部分继续申请，其在2007年10月9日被授权为美国专利7,278,540；2004年4月29日提交的美国申请No.10/835,256的部分继续申请；2004年10月25日提交的美国申请No.10/512,372的部分继续申请，其要求2002年4月26日提交的美国申请No.10/134,027以及2003年3月12日提交的申请No.PCT/IB03/01031的优先权；以及2003年2月24日提交的美国申请No.10/373,216的部分继续申请，其要求2002年11月6日提交的美国申请No.60/424,262的优先权。所有以上申请通过引用合并于此。
本专利技术涉及振动分离器和泥浆振动筛；涉及用于感测与分离器和振动筛的使用相关的各种参数的装置和方法，所述参数包括但不限于此类分离器中的液面；并且涉及用于调整此类液面和调整筛网上滩区（beach area）的范围的装置和方法。背景技术在很多现有振动分离器和泥浆振动筛中，一池或大量流体或材料被形成在用于过滤引入分离器或振动筛中的材料的一个或多个筛网或筛网组件的顶部上。该流体或材料的深度能够影响分离器或振动筛的高效操作。太深的流体或材料可能不被充分过滤。太浅的流体或材料可能过快地流过筛网或者没有足够的重量以被充分过滤。泥浆振动筛通过使用振动筛网去除某些大颗粒且同时允许某些较小颗粒留在流体中来帮助维持钻井液的某些期望性质。大的非期望颗粒可以包括在钻井过程中获得的钻屑和碎片。较小的颗粒可以包括维持期望的钻井液密度和粘度所需要的钻井液添加剂。这些振动筛上的筛网具有有限的寿命，并且其更换可能是昂贵和耗时的。振动筛被关闭并且优选在筛网更换之前冲洗干净。影响筛网寿命的一个因素是如何良好地维持滩区。“滩区”是从最终筛网上的干燥流体与流体的分界线至筛网的末端之间的距离。因此，零滩区长度描述这样操作的振动筛：钻井液覆盖最终筛网的整个筛网区域并且溢出以排出。由于流出而非流过筛网的钻井液的损失，这可能是高成本的。某些振动筛中20英寸的滩区长度指示相当干燥地操作的振动筛，其中筛网的最后节段可能振动完全干燥的颗粒。在最后筛网的滩区上振动的此类干燥颗粒能够在筛网中磨擦出孔并缩短筛网寿命。滩区长度受到多个变量影响，例如流体流速和包括粘度、密度、温度和固体含量的钻井液性质。在很多现有分离器和振动筛中，倾斜或抬升机构被提供用于调整筛网相对于水平面的角度。例如，现有振动筛S（图1所示）具有允许含筛网的篮体围绕枢转点P从水平面倾斜达到5的倾斜机构。美国专利4,082,657公开一种分离器装置，其具有用于每个筛网单元的单独高度可调安装结构，其允许调整相对于水平面的筛网单元角。美国专利6,575,304B2公开一种在筛网本体下方的液压推车机装置，其被用于调整筛网本体的倾斜角。在很多现有技术系统中，对分离器或振动筛的筛网或筛网组件上的材料面或液面的确定是通过视觉完成的，然后对筛网倾斜角或筛网支撑件倾斜角的调整是通过手动完成的。本专利技术人认识到，长久以来存在对提供震荡分离器或泥浆振动筛的筛网或筛网组件上的流体或材料的深度的高效且精确的测量的需求。本专利技术人认识到，长久以来存在对基于其测量精确调整此类深度的此类分离器和振动筛的需求。本专利技术人认识到，长久以来存在对具有筛网池深度可调性以有效调整最后筛网滩区范围从而增强筛网效率并延长筛网寿命的泥浆振动筛或振动分离器的需求。
技术实现思路
在一些实施例中，本专利技术提供一种用于自动控制振动分离器的方法，所述振动分离器具有用于筛选材料的至少一个筛网和通过电磁夹具装置可移除地固定到所述筛网的筛网支撑件以及用于振动所述筛网的马达装置，所述方法包括通过用短暂脉冲信号将所述电磁夹具装置激励到磁化状态并将其维持在磁化状态来将所述筛网支撑件夹紧到所述筛网，并且用第二稍后的短暂脉冲信号将所述电磁夹具装置设置到未磁化状态以释放所述筛网，其中所述夹具无期限地保持在未磁化状态，直到它被另一短暂脉冲信号再次重新激励。在进一步的实施例中，本专利技术提供一种振动分离器，其具有：用于筛选材料的至少一个筛网；用于振动所述筛网的马达装置；可移除地固定到所述筛网的筛网支撑件；用于将所述筛网支撑件夹紧到所述筛网的磁性夹具装置，所述夹具装置被配置为通过通量取消或者从第一状态变化到第二状态来从夹紧状态变化到释放状态，其中在第一状态中磁通量在所述夹具装置外部行进，而在第二状态中磁通量在所述夹具装置内循环并且在所述夹具装置外部行进的通量被减少或消除。所述夹具装置可以包括围绕所述筛网的外围以隔开的间距设置的多个磁性夹具，例如电磁夹具。此外，所述振动分离器可以还包括“G”力控制器，其被配置为确保振动加速度被维持在所述电磁夹具装置的限值内。在一些实施例中，所述磁性夹具可以是串联或并联类型并且包括具有第一磁性方向的至少一个第一磁体或磁体组和能够在第一状态和第二状态之间切换的至少一个第二磁体或磁体组，在第一状态中，所述第一和第二磁体或磁体组的磁性方向对准或者相反，磁通量在所述夹具装置外部行进，并且所述夹具被激励，而在第二状态中，所述第一和第二磁体的磁性方向相反或者对准（即从其在第一状态中的相对方向变化），通量在所述夹具装置内局部循环，并且所述筛网被释放。所述第一和第二磁体或磁体组可以是永磁性的，并且机械工具可以被提供用于在状态之间切换。致动器可以被提供用于通过例如磁体或一组磁体的相对旋转实现状态之间的转变。在其他实施例中，磁性夹具可以基于电永磁体，其可以在夹紧状态和释放状态之间电磁切换并且可以是单稳态或双稳态类型，后一种类型具有除了在切换状态时之外不需要电流的益处。在一些实施例中，夹具装置可以基于单稳态电永磁体，其在一些实施例中使用高磁矫顽性的永磁体和线圈来实现夹紧状态和释放状态之间的切换，例如通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.05.24 US 12/785,7351.一种用于自动控制振动分离器的篮体的加速度的方法，所述
篮体具有用于筛选材料的至少一个筛网，并且所述振动分离器包括：
通过电磁夹具装置可移除地固定到所述筛网的筛网支撑件；连接到所
述篮体以便振动所述篮体和所述筛网的马达装置，所述马达装置对所
述篮体施加力以加速所述篮体；连接到所述篮体以便感测篮体加速度
的传感器装置；用于从所述传感器装置接收信号并将材料引入所述振
动分离器的控制装置，所述方法包括：
控制所述马达装置，用所述传感器装置感测所述篮体的加速度并
且向所述控制装置提供指示该加速度的信号，还用所述控制装置控制
所述马达装置以自动调整所述篮体的加速度，所述方法还包括：
通过用短暂脉冲信号将所述电磁夹具装置激励到磁化状态并将其
维持在磁化状态来将所述筛网支撑件夹紧到所述筛网，并且用另一短
暂脉冲将所述电磁夹具装置设置到未磁化状态以释放所述筛网，其中
夹具无期限地保持在未磁化状态，直到它被另一短暂脉冲信号再次重
新激励。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述振动分离器包括用于选
择性驱动所述马达装置的装置，所述方法还包括用所述控制装置控制
所述驱动装置以选定速度驱动所述马达装置，由此施加期望的加速度
到所述筛网装置，从而方便所述振动分离器处理材料。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述驱动装置是变频驱动
器。
4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述传感器装置
包括加速度计。
5.如前述权利要求中任一项所述的方法，还包括自动驱动所述
马达装置以提升所述篮体的加速度，以及发送来自控制器设备的短暂
脉冲信号。
6.如权利要求5所述的方法，还包括短暂地自动提升所述篮体
的加速度到预选值以适应至所述振动分离器的材料的高流速。
7.如前述权利要求中任一项所述的方法，还包括在连续范围内
改变所述篮体的加速度。
8.如前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：馈送来自所
述传感器装置的信号到所述控制装置，该信号指示所述篮体的实际加
速度；比较所述信号与期望加速度值；以及改变马达操作直到所述实
际加速度与期望加速度匹配。
9.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述篮体可倾斜
到期望角度，所述方法还包括减小篮体角度以将所述篮体倾斜到完全
上坡位置，并且一旦所述篮体达到所述完全上坡位置，自动增大篮体
加速度以使得所述篮体中的材料的水平被降低。
10.如前述权利要求中任一项所述的方法，还包括在改变的材料
条件下控制所述篮件加速度为恒定。
11.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述振动分离器
是泥浆振动筛并且所述材料是钻井液和固体的混合物。
12.如前述权利要求中任一项所述的方法，还包括用水平感测装
置感测所述篮体中的材料的水平，并且基于所感测的所述篮体中的材
料的水平，用所述控制装置控制所述马达装置。
13.一种用于自动提升泥浆振动筛的篮体的加速度的方法，所述
方法包括：
提供泥浆振动筛，其包括：
基部；
篮体，其可移动地安装在所述基部上并用于支撑筛网装
置，所述筛网装置用于处理引入振动分离器中的材料；
由所述篮体支撑的筛网装置；
马达装置，其连接到所述篮体，用于振动所述篮体和所述
筛网装置；
驱动装置，用于以选定速度选择性驱动所述马达装置，从
而期望的力被施加到所述筛网装置以方便处理所述材料；
传感器装置，其连接到所述篮体，用于感测篮体加速度并
提供对应于由所述马达装置施加的对应于篮体加速度的力的水平的信
号；
控制装置，用于接收来自所述传感器装置的信号并基于所
述信号控制所述振动分离器，并且向所述驱动装置自动发送信号以控
制所述马达装置的速度，从而控制所述力；
将材料引入所述泥浆振动筛，所述材料包括钻井液与固体的混合
物并流到所述筛网装置上以便处理；
用所述传感器装置感测所述篮体加速度并向所述控制装置提供指
示由所述马达装置施加的对应于所述篮体加速度的所述力的第一水平
的信号；
用所述控制装置确定所述力的第一水平是否至少处于预设水平，
并且如果所述力不处于所述预设水平，则增大所述马达装置的速度以
改变所述力至第二水平，从而满足或超过所述预设水平，所述力的所
述增大实现所述篮体的加速度的对应自动增大；所述方法还包括：
通过由电脉冲操作的那种电磁夹具装置，用短暂电脉冲信号将所
述夹具装置设置到磁化状态并且将其维持在磁化状态，并且
用第二短暂电脉冲将所述电磁夹具装置设置回到非磁化状态，由
此释放所述夹具，
其中所述夹具无期限地保持释放到非磁化状态，直到它被来自所
述控制器设备的另一短暂电脉冲再次重新激励。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述控制装置是可编程计
算机装置。
15.如权利要求13或14所述的方法，其中所述驱动装置是变频
驱动装置。
16.如权利要求13、14或15所述的方法，其中所述泥浆振动筛
包括材料流动感测装置，所述控制装置与所述材料流动感测装置通信
以从其接收指示材料流速的信号，所述方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·W·杜费龙，E·斯科特，
申请(专利权)人：国民油井华高有限合伙公司，
类型：
国别省市：