CN107812411A - 一种双调节智能控制型振动筛及方法 - Google Patents

一种双调节智能控制型振动筛及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种双调节智能控制型振动筛及方法。本发明的筛箱通过固定弹簧固定在支架上，支架通过支架支撑轴和支架固定板固定在底座上，排液槽通过排液槽支架固定在底座上，螺旋排砂器固定在筛箱出口下部的底座上，振动筛a和振动筛b通过型材把两底座连接在一起，振动电机分别通过高强度螺栓固定在固定座上，防爆控制箱通过螺栓固定在排沙槽的侧面。有益效果是：筛箱过流面积大，一体焊接而成，经正火处理，使用寿命长；除砂排砂智能化控制，筛网和橡胶垫骨架使用高分子复合材料制成，使用寿命长；振动筛整体结构简单，不需要特别维护。

Description

一种双调节智能控制型振动筛及方法
技术领域
本发明涉及一种钻井用固控设备及方法，特别涉及一种双调节智能控制型振动筛及方法。
背景技术
振动筛是石油勘探施工中钻井液处理的关键设备，目前，国内使用的各类型振动筛基本上是测绘和仿制国外的振动筛。随着钻井装备自动化程度和国家关于绿色低碳节能减排的要求的不断提高，对振动筛的各项性能参数提出了新的要求。在用振动筛存在以下缺陷：一是现用振动筛结构不合理，使用寿命短，一台振动筛的寿命都在5年以下，主要是筛箱压条结构不合理，筛网损坏快，有的筛网只能用上2个工作日，浪费了人力物力；二是通用性和适应性差，筛箱倾角调节和电机激震范围窄，造成上部底层钻进过程中，筛网堵塞，排砂效率低等现象；三是支撑弹簧容易产生共振和老化，使用寿命短，个别支撑弹簧产生阻尼内阻过大，影响了震动电机的激震力；四是振动筛不能实现自动启动和自动排砂，工人劳动强度大，使用工业水冲排，很容易造成环境的污染。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种双调节智能控制型振动筛及方法，其结构合理、使用寿命长、除砂能力强、智能化控制、工作平稳。
本发明提到的一种双调节智能控制型振动筛，其技术方案是：主要由螺旋排砂器（1）、位置传感器（2）、减速电机（3）、底座（4）、红外传感器（5）、支架固定板（6）、防溅组件（7）、固定弹簧（8）、筛箱（9）、振动电机Ⅰ（10）、液压千斤（11）、振动电机Ⅱ（12）、电机支座（13）、筛箱支撑架（14）、弹簧支座（15）、支架支撑轴（16）、排液槽支架（17）、排液槽（18）、防爆控制箱（19）、振动电机Ⅲ（20）组成，
筛箱（9）通过固定弹簧（8）固定在筛箱支撑架（14）上，筛箱支撑架（14）通过支架支撑轴和支架固定板固定在底座（4）上，排液槽（18）通过排液槽支架（17）固定在底座（4）上，筛箱（9）通过液压千斤（11）调节筛箱支撑架（14）与底座（4）的夹角，筛箱（9）随着筛箱支撑架（14）的倾角变化而变化；
振动筛a和振动筛b通过型材把两底座连接在一起，振动电机Ⅰ（10）和振动电机Ⅱ（12）分别通过固定在电机支座（13）上，防爆控制箱（19）固定在排液槽（18）的侧面，井筒内返出的钻井液通过排液槽进入到两组振动筛内；螺旋排砂器（1）固定在筛箱（9）出口下部的底座上，位置传感器（2）安装在螺旋排砂器（1）的箱体上，当岩屑达到设定数量时，位置传感器（2）发送信号，自动控制***控制减速电机（3）转动，把箱体底部的岩屑排出。
优选的，振动筛a包括筛箱（9）、筛网（9.1）、筛网固定架（9.2）、橡胶垫（9.3）、连接板（9.4）、横梁（9.5）、筛箱拉筋（9.6）、筛箱边框（9.7），筛箱（9）用钢板和型材焊接而成，筛网固定架（9.2）焊接在筛箱（9）的底部，筛网固定架（9.2）上部镶有橡胶垫（9.3），筛网（9.1）通过压板压在橡胶垫（9.3）上，使橡胶垫（9.3）与筛网（9.1）均匀接触；横梁（9.5）通过连接板和型材焊接连接在筛箱的上部，横梁的中部焊接连接板（9.4）和主电机固定座（12.1）。
优选的，上述的振动电机Ⅰ（10）和振动电机Ⅱ（12）固定在主电机固定座（12.1）上，用高强度螺栓固定，振动电机Ⅲ（20）通过辅助电机固定座（20.1）固定在横梁（9.5）上。
优选的，振动电机Ⅰ（10）和振动电机Ⅱ（12）为主电机，使筛箱（9）形成倾斜的直线振动，振动电机Ⅲ（20）安装在振动筛（b）上，使振动筛（b）的筛箱（9）振动为倾斜椭圆轨迹，这样两组振动筛a和振动筛b可形成3种除砂模式。
优选的，螺旋排砂器（1）包括旋转螺旋（1.1）、旋转轴（1.2）、轴承座组件（1.3）、联轴器（1.4）、电机固定座（1.5）、排砂口（1.6）、减速电机（3），旋转螺旋（1.1）、旋转轴（1.2）通过轴承座组件（1.3）固定在螺旋排砂器（1）的箱体上，减速电机（3）通过电机固定座（1.5）和联轴器（1.4）与旋转轴（1.2）相连，减速电机（3）转动后，带动旋转轴（1.2）、旋转螺旋（1.1）转动，把箱体底部的岩屑推到排砂口（1.6）处排出。
优选的，上述的固定弹簧（8）有弹簧下座（8.1）、高弹性橡胶（8.2）、连接板（8.3）、方形轴（8.4）、弹簧方框（8.5）、弹簧上座（8.6）组成，高弹性橡胶（8.2）为三棱台结构，多块高弹性橡胶镶嵌在弹簧方框（8.5）的四角，使弹簧方框（8.5）中部形成四棱台空间结构；方形轴（8.4）为四棱台结构，四边与高弹性橡胶（8.2）相连，两顶面通过连接板（8.3）连接在一起，与弹簧上座（8.6）和弹簧下座（8.1）组成固定弹簧（8）。
优选的，上述的高弹性橡胶（8.2）共设有16块，每四块安装在弹簧方框（8.5）的四个空腔的四个角，中间通过方形轴（8.4）填充组合。
优选的，上述的振动筛的排液槽（18）用钢板焊接而成，上边安装有防爆箱（19）、传感器探头和挡板，控制钻井液分别进入到振动筛a和振动筛b筛箱内。
本发明提到的一种双调节智能控制型振动筛的使用方法，包括以下步骤：
（1）从井筒内返出的钻井液通过排液槽（18）进入到两组振动筛内，控制***通过传感器探头和挡板，控制钻井液分别进入到振动筛a和振动筛b筛箱内，并根据钻井液量启动相应的两组振动筛；
（2）振动筛a为直线振动筛，振动筛b为复合振动筛，***可以根据钻井液量和含砂量自动控制两组振动筛工况，使两振动筛均衡工作；
（3）钻井液液体通过振动筛a和振动筛b的筛网漏入到下面循环罐内，钻井液内的岩屑则通过振动筛排到自动排沙槽内；
（4）排到自动排沙槽的岩屑通过螺旋排砂器将岩屑从排砂口排除；
（5）排除的岩屑回收，集中无害化处理。
本发明的有益效果是：本发明的筛箱过流面积大，一体焊接而成，经正火处理，使用寿命长；除砂排砂智能化控制，筛网和橡胶垫骨架使用高分子复合材料制成，使用寿命长；振动筛整体结构简单，不需要特别维护，其结构合理、使用寿命长、除砂能力强、智能化控制、工作平稳。
附图说明
附图1是本发明的主视图结构示意图；
附图2是本发明的振动筛a主剖视图结构示意图；
附图3是本发明的俯视图结构示意图；
附图4是本发明的排砂器局部结构示意图；
附图5是本发明的支撑弹簧局部结构示意图；
附图6是本发明的振动筛b振动电机局部结构示意图。
上图中：螺旋排砂器1、位置传感器2、减速电机3、底座4、红外传感器5、支架固定板6、防溅组件7、固定弹簧8、筛箱9、振动电机Ⅰ10、液压千斤11、振动电机Ⅱ12、电机支座13、筛箱支撑架14、弹簧支座15、支架支撑轴16、排液槽支架17、排液槽18、防爆控制箱19、振动电机Ⅲ20、筛网9.1、筛网固定架9.2、橡胶垫9.3、连接板9.4、横梁9.5、筛箱拉筋9.6、筛箱边框9.7、旋转螺旋1.1、旋转轴1.2、轴承座组件1.3、联轴器1.4、电机固定座1.5、弹簧下座8.1、橡胶弹簧8.2、连接板8.3、方形轴8.4、弹簧方框8.5、弹簧上座8.6、主电机固定座12.1、辅助电机固定座20.1。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提到的一种双调节智能控制型振动筛，主要由螺旋排砂器1、位置传感器2、减速电机3、底座4、红外传感器5、支架固定板6、防溅组件7、固定弹簧8、筛箱9、振动电机Ⅰ10、液压千斤11、振动电机Ⅱ12、电机支座13、筛箱支撑架14、弹簧支座15、支架支撑轴16、排液槽支架17、排液槽18、防爆控制箱19、振动电机Ⅲ20、筛网9.1、筛网固定架9.2、橡胶垫9.3、连接板9.4、横梁9.5、筛箱拉筋9.6、筛箱边框、旋转螺旋1.1、旋转轴1.2、轴承座组件1.3、联轴器1.4、电机固定座1.5、弹簧下座8.1、橡胶弹簧8.2、连接板8.3、方形轴8.4、弹簧方框8.5、弹簧上座8.6、主电机固定座12.1、辅助电机固定座20.1等组成。振动筛排液槽18用钢板焊接而成，上边安装有防爆箱19、传感器探头、挡板，挡板的控制钻井液分别进入到振动筛a和振动筛b筛箱内。
筛箱有筛箱边框9.7、筛网固定架9.2、橡胶垫9.3、筛网9.1、横梁9.5、连接板9.4、筛箱连接管9.6等组成。筛箱9用钢板和型材焊接而成，焊完后消除应力，正火处理，以确保筛箱9的强度和使用寿命。筛网固定架9.2焊接在筛箱9的底部，筛网固定架9.2上部镶有橡胶垫9.3，筛网9.1通过压板压在橡胶垫9.3上，使橡胶垫9.3与筛网9.1均匀接触，既起到密封作用，又起到缓冲作用。横梁9.5通过连接板和型材焊接连接在筛箱的上部，横梁的中部焊接连接板9.4和主电机固定座12.1，振动电机Ⅰ和振动电机Ⅱ固定在主电机固定座12.1上，用高强度螺栓固定，振动电机Ⅲ20通过辅助电机固定座20.1固定在横梁9.5上。振动电机Ⅰ10和振动电机Ⅱ12为主电机，使筛箱9形成倾斜的直线振动，振动电机Ⅲ20只装在振动筛b上，使振动筛b的筛箱9振动为倾斜椭圆轨迹，这样两组振动筛a和振动筛b可形成3种除砂模式。
筛箱9通过四个固定弹簧8固定在筛箱支撑架14上，筛箱支撑架14通过固定板6固定在振动筛底座4上。筛箱支撑架14使用方管焊接而成，一端焊有转轴，一端焊有固定耳板，中部连接有液压千斤11，通过液压千斤11调节筛箱支撑架14与底座4的夹角，筛箱9随着筛箱支撑架14的倾角变化而变化，达到控制岩屑的排沙速度。
上述的螺旋排砂器1有旋转螺旋1.1、旋转轴1.2、轴承座组1.3、连接盘1.4、电机固定座1.5、排砂口1.6、减速电机3等组成。螺旋排砂器1安装在筛箱9出口的下部，固定在底座4上。旋转螺旋1.1、旋转轴1.2通过轴承座组件1.3固定在螺旋排砂器1的箱体上，减速电机3通过电机固定座1.5和联轴器1.4与旋转轴1.2相连，位置传感器2安装在螺旋排砂器1的箱体上，当岩屑达到一定数量时，位置传感器2发送信号，自动控制***控制减速电机3转动，带动旋转轴1.2、旋转螺旋1.1转动，把箱体底部的岩屑推到排砂口1.6处排出。
上述的固定弹簧8有弹簧下座8.1、高弹性橡胶8.2、连接板8.3、方形轴8.4、弹簧方框8.5、弹簧上座8.6等组成。高弹性橡胶8.2为三棱台结构，16块高弹性橡胶镶嵌在弹簧方框8.5的四角，使弹簧方框8.5中部形成四棱台空间结构。方形轴8.4为四棱台结构，四边与高弹性橡胶8.2相连，两顶面通过连接板8.3连接在一起，与弹簧上座8.6和弹簧下座8.1组成固定弹簧8。该结构弹簧弹性好、阻尼小、不容易产生共振，高弹性橡胶只承受挤压力，使用寿命长。
上述的防爆控制箱19安装有交流接触器、PLC自动控制***、接线盒等电控线路，控制整个筛子自动启动、自动切换、自动排砂、漏电报警、故障报警，以实现振动筛自动控制。
本发明提到的一种双调节智能控制型振动筛的使用方法，包括以下步骤：
（1）从井筒内返出的钻井液通过排液槽（18）进入到两组振动筛内，控制***通过传感器探头和挡板，控制钻井液分别进入到振动筛a和振动筛b筛箱内，并根据钻井液量启动相应的两组振动筛；
（2）振动筛a为直线振动筛，振动筛b为复合振动筛，***可以根据钻井液量和含砂量自动控制两组振动筛工况，使两振动筛均衡工作；
（3）钻井液液体通过振动筛a和振动筛b的筛网漏入到下面循环罐内，钻井液内的岩屑则通过振动筛排到自动排沙槽内；
（4）排到自动排沙槽的岩屑通过螺旋排砂器将岩屑从排砂口排除；
（5）排除的岩屑回收，集中无害化处理。
以上所述，仅是本发明的部分较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种双调节智能控制型振动筛，其特征是：主要由螺旋排砂器（1）、位置传感器（2）、减速电机（3）、底座（4）、红外传感器（5）、支架固定板（6）、防溅组件（7）、固定弹簧（8）、筛箱（9）、振动电机Ⅰ（10）、液压千斤（11）、振动电机Ⅱ（12）、电机支座（13）、筛箱支撑架（14）、弹簧支座（15）、支架支撑轴（16）、排液槽支架（17）、排液槽（18）、防爆控制箱（19）、振动电机Ⅲ（20）组成，
筛箱（9）通过固定弹簧（8）固定在筛箱支撑架（14）上，筛箱支撑架（14）通过支架支撑轴和支架固定板固定在底座（4）上，排液槽（18）通过排液槽支架（17）固定在底座（4）上，筛箱（9）通过液压千斤（11）调节筛箱支撑架（14）与底座（4）的夹角，筛箱（9）随着筛箱支撑架（14）的倾角变化而变化；
振动筛a和振动筛b通过型材把两底座连接在一起，振动电机Ⅰ（10）和振动电机Ⅱ（12）分别通过固定在电机支座（13）上，防爆控制箱（19）固定在排液槽（18）的侧面，井筒内返出的钻井液通过排液槽进入到两组振动筛内；螺旋排砂器（1）固定在筛箱（9）出口下部的底座上，位置传感器（2）安装在螺旋排砂器（1）的箱体上，当岩屑达到设定数量时，位置传感器（2）发送信号，自动控制***控制减速电机（3）转动，把箱体底部的岩屑排出。
2.根据权利要求1所述的双调节智能控制型振动筛，其特征是：振动筛a包括筛箱（9）、筛网（9.1）、筛网固定架（9.2）、橡胶垫（9.3）、连接板（9.4）、横梁（9.5）、筛箱拉筋（9.6）、筛箱边框（9.7），筛箱（9）用钢板和型材焊接而成，筛网固定架（9.2）焊接在筛箱（9）的底部，筛网固定架（9.2）上部镶有橡胶垫（9.3），筛网（9.1）通过压板压在橡胶垫（9.3）上，使橡胶垫（9.3）与筛网（9.1）均匀接触；横梁（9.5）通过连接板和型材焊接连接在筛箱的上部，横梁的中部焊接连接板（9.4）和主电机固定座（12.1）。
3.根据权利要求2所述的双调节智能控制型振动筛，其特征是：所述的振动电机Ⅰ（10）和振动电机Ⅱ（12）固定在主电机固定座（12.1）上，用高强度螺栓固定，振动电机Ⅲ（20）通过辅助电机固定座（20.1）固定在横梁（9.5）上。
4.根据权利要求3所述的双调节智能控制型振动筛，其特征是：振动电机Ⅰ（10）和振动电机Ⅱ（12）为主电机，使筛箱（9）形成倾斜的直线振动，振动电机Ⅲ（20）安装在振动筛（b）上，使振动筛（b）的筛箱（9）振动为倾斜椭圆轨迹，这样两组振动筛a和振动筛b可形成3种除砂模式。
5.根据权利要求1所述的双调节智能控制型振动筛，其特征是：螺旋排砂器（1）包括旋转螺旋（1.1）、旋转轴（1.2）、轴承座组件（1.3）、联轴器（1.4）、电机固定座（1.5）、排砂口（1.6）、减速电机（3），旋转螺旋（1.1）、旋转轴（1.2）通过轴承座组件（1.3）固定在螺旋排砂器（1）的箱体上，减速电机（3）通过电机固定座（1.5）和联轴器（1.4）与旋转轴（1.2）相连，减速电机（3）转动后，带动旋转轴（1.2）、旋转螺旋（1.1）转动，把箱体底部的岩屑推到排砂口（1.6）处排出。
6.根据权利要求1所述的双调节智能控制型振动筛，其特征是：所述的固定弹簧（8）有弹簧下座（8.1）、高弹性橡胶（8.2）、连接板（8.3）、方形轴（8.4）、弹簧方框（8.5）、弹簧上座（8.6）组成，高弹性橡胶（8.2）为三棱台结构，多块高弹性橡胶镶嵌在弹簧方框（8.5）的四角，使弹簧方框（8.5）中部形成四棱台空间结构；方形轴（8.4）为四棱台结构，四边与高弹性橡胶（8.2）相连，两顶面通过连接板（8.3）连接在一起，与弹簧上座（8.6）和弹簧下座（8.1）组成固定弹簧（8）。
7.根据权利要求1所述的双调节智能控制型振动筛，其特征是：所述的高弹性橡胶（8.2）共设有16块，每四块安装在弹簧方框（8.5）的四个空腔的四个角，中间通过方形轴（8.4）填充组合。
8.根据权利要求1所述的双调节智能控制型振动筛，其特征是：所述的振动筛的排液槽（18）用钢板焊接而成，上边安装有防爆箱（19）、传感器探头和挡板，控制钻井液分别进入到振动筛a和振动筛b筛箱内。
9.一种如权利要求1-8中任一项所述的双调节智能控制型振动筛的使用方法，其特征是包括以下步骤：
（1）从井筒内返出的钻井液通过排液槽（18）进入到两组振动筛内，控制***通过传感器探头和挡板，控制钻井液分别进入到振动筛a和振动筛b筛箱内，并根据钻井液量启动相应的两组振动筛；
（2）振动筛a为直线振动筛，振动筛b为复合振动筛，***可以根据钻井液量和含砂量自动控制两组振动筛工况，使两振动筛均衡工作；
（3）钻井液液体通过振动筛a和振动筛b的筛网漏入到下面循环罐内，钻井液内的岩屑则通过振动筛排到自动排沙槽内；
（4）排到自动排沙槽的岩屑通过螺旋排砂器将岩屑从排砂口排除；
（5）排除的岩屑回收，集中无害化处理。
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