CN208564437U - 一种单激励钻井振动装置和间歇式单激励钻井振动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及振动技术和油气钻井技术领域，具体涉及一种单激励钻井振动装置和间歇式单激励钻井振动装置。单激励钻井振动装置，包括振动筛和振动发生机构，其特征在于，振动发生机构，包括偏心块旋转部件和振动机构，振动机构包括受振部件、支撑板和扭转弹性件，支撑板以能够相对受振部件枢转的方式与受振部件连接，支撑板的旋转轴线与支撑板的板面不垂直，扭转弹簧设置在受振部件与支撑板之间，用于储存或释放支撑板相对受振部件转动的能量，偏心块旋转部件设置在支撑板上，偏心块旋转部件的旋转轴线与支撑板不垂直，受振部件与振动筛固定连接,仅需要一个电机驱动即可实现振动筛的椭圆振动轨迹，结构简单，成本低廉，更容易控制。

Description

一种单激励钻井振动装置和间歇式单激励钻井振动装置

技术领域

本实用新型涉及振动技术和油气钻井技术领域，具体涉及一种单激励钻井振动装置和间歇式单激励钻井振动装置。

背景技术

目前国内外钻井振动筛普遍采用多电机自同步振动***以实现钻井岩屑和钻井液的固液分离的目的。多电机自同步钻井振动筛***是利用多个电机同步驱动振动筛实现椭圆或直线运动轨迹，由于存在至少两个电机驱动,从而存在电机反向同步的情况,致使振动筛***在某些时段的振幅较小,甚至出现振幅为零的情况，同时,多个电机反向同步能耗大,存在相互抵消所需的无实质作用能耗, 使得振动筛***的运营成本较高,并且,振动筛的椭圆和直线运动轨迹的选择和椭圆轨迹参数的选择均取决于***的同步状态和结构参数，至少两个电机的存在使得振动***设计制作难度,且制造成本高。

同时在快速钻井过程中，多电机自同步钻井振动筛***伴有间歇性的“跑浆现象”，破环了生态环境。产生“跑浆现象”主要原因是钻井泥浆中的大量“临界固相颗粒”容易卡入筛网筛孔造成“筛堵”，导致钻井液不能及时穿透筛网造成“跑浆现象”。为了避免钻井振动筛的“跑浆现象”，现有钻井振动筛通过增加筛网的面积和提高激振强度来降低筛网网孔的堵塞概率。然而，增加筛网面积则增大了振动筛的占地面积和生产成本；提高激振的强度则缩短了振动筛和筛网的寿命，同时会导致钻井液飞溅引发二次环境污染。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对目前钻井振动筛需要多个电机驱动导致成本高、某些时段振幅较小和设计制造难的问题，提供一种单激励钻井振动装置和间歇式单激励钻井振动装置，仅需要一个电机即可实现振动筛的椭圆或直线振动轨迹，使得振动筛的成本低廉，设计制造更加简单。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种单激励钻井振动装置，包括振动筛和振动发生机构，其特征在于，所述振动发生机构，包括偏心块旋转部件和振动机构，

所述振动机构包括受振部件、支撑板和扭转弹性件，所述支撑板以能够相对所述受振部件枢转的方式与所述受振部件连接，所述支撑板的旋转轴线与所述支撑板的板面不垂直，所述扭转弹性件设置在所述受振部件与所述支撑板之间，用于储存或释放所述支撑板相对所述受振部件转动的能量，

所述偏心块旋转部件设置在所述支撑板上，所述偏心块旋转部件的旋转轴线与所述支撑板不垂直，

所述受振部件与所述振动筛固定连接。

具体的，所述扭转弹性件设置在所述受振部件与所述支撑板之间，包括三种情况，其一是扭转弹性件两端分别直接与受振部件和支撑板连接，其二是扭转弹性件一端与支撑板直接连接，另一端通过其他部件间接与受振部件连接，其三是扭转弹性件一端与受振部件直接连接，另一端通过其他部件间接与支撑板连接。

具体的，受振部件即是接受振动的部件，或者是与接受振动的装置相连接的部件。

支撑板的旋转轴线与支撑板的板面不垂直，优选的，支撑板的旋转轴线与支撑板的板面平行。

使用时，支撑板的旋转轴线要与振动***的质心重合。

作为优选，所述振动机构还包括以能够相对所述受振部件枢转的方式与所述受振部件连接的旋转轴，所述支撑板与所述旋转轴固定连接。

作为优选，所述振动机构还包括分度盘，所述分度盘直接或间接的与所述支撑板固定连接，所述扭转弹性件的一端与所述受振部件连接，另一端与所述分度盘固定连接。

作为优选，所述分度盘上设置有至少两个调整孔，所述调整孔沿所述分度盘旋转轴线的周向分布，所述扭转弹性件的该另一端与一个所述调整孔配合，以便调节椭圆振动轨迹长轴与水平面的夹角。

作为优选，所述分度盘沿旋转轴线设置有至少两个销孔，以方便的安装扭转弹性件，所述销孔用于采用销钉将分度盘固定在旋转轴上。具体的，在安装扭转弹性件时，扭转弹性件的一端与受振部件连接后，另一端不一定总能够对准调整孔,此时正常安装需要使用外力搬动扭转弹性件使该另一端与调整孔对齐,费力且容易损伤扭转弹性件,并且,也容易使得振动轨迹便宜预定范围,由此, 在分度盘设置了至少两个销孔,以便扭转弹性件的该另一端没有与调整孔对齐时,转动分度盘即可,方便安装。

作为优选，所述扭转弹性件为扭转弹性件，所述扭转弹性件套设在所述旋转轴上，所述扭转弹性件的极紧工位与所述旋转轴的轴侧面具有间隙。

具体的，极紧工位即是扭转弹性件吸收的机械能达到其自升的最大限度时的状态，也即是扭转被拧紧至不能再拧紧的状态。

优选的，扭转弹性件的扭转轴线与旋转轴的轴线重合。

作为优选，所述振动筛包括进料口、振动筛框、压缩弹簧、底座和筛网，所述进料口设置在所述振动筛框内，所述筛网设置在所述振动筛框底部，所述振动筛框通过所述压缩弹簧与所述底座连接。

本专利还公开了一种间歇式单激励钻井振动装置，包括间歇式超声波振动装置和上述单激励钻井振动装置，所述间歇式超声波振动装置与所述振动筛连接，激励振动筛产生间歇的振动。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本申请的有益效果是：仅需要一个电机即可实现振动筛的椭圆或直线振动轨迹，使得振动筛***的成本低廉，不存在多电机的反向同步问题，能够避免因多电机反向同步造成的振动筛在某些时段振幅较小的问题，能够节约因多电机反向同步而浪费的相互抵消所需的能耗，由于仅需要一个电机驱动，设计更加简单，制造成本更加低廉。

附图说明

图1为本申请间歇式单激励钻井振动装置的结构示意图；

图2为本申请振动机构的结构示意图；

图3为图2中的B向示意图；

图4为图2中的B向示意图，图中仅显示出分度盘，其余零部件均省略；

图5为图3中A-A截面图；

图中标记：110—振动筛；111—进料口；112—振动筛框；113—压缩弹簧； 114—底座；115—筛网；120—振动机构；121—受振部件；122—扭转弹性件； 123—分度盘；1231—销孔；1232—调整孔；124—支撑板；1241—支撑板的板面；125—旋转轴；126—定位销；127—轴承；128—筋板；130—偏心块旋转部件；131—偏心块；132—异步电机；140—间歇式超声波振动装置；141—超声波导线，142—超声波换能器，143—超声波发生器，144—脉冲控制器；150—超声波振子紧固装置。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参照图1，本实施例提供一种间歇式单激励钻井振动装置，包括间歇式超声波振动装置140和单激励钻井振动装置，所述间歇式超声波振动装置与所述振动筛110连接，激励振动筛110产生间歇的振动。

单激励钻井振动装置，包括振动筛110和振动发生机构。振动发生机构，包括偏心块旋转部件130和振动机构120，具体地，偏心块旋转部件130安装于振动机构120上，振动机构120安装于振动筛110上，间歇式超声波振动装置 140连接超声波振子紧固装置150，超声波振子紧固装置150将超声波振子与振动筛的筛网固定。

参见图2-5，振动机构120包括受振部件121、扭转弹性件122、分度盘123、支撑板124、旋转轴125、定位销126、轴承127和筋板128。受振部件121与轴承127过盈配合；轴承127内圈与旋转轴125过盈配合；利用定位销126将旋转轴125与分度盘123固定；分度盘123与受振部件121采用扭转弹性件122 连接，扭转弹性件122内径轴线与旋转轴125轴线重合，且扭转弹性件122的极限位置与旋转轴125的外面表有一定间隙，以防止***工作状态扭转弹性件 122“抱死”旋转轴125。分度盘123沿其轴线均匀分布若干调整孔，扭转弹性件122支撑端与调整孔配合。当扭转弹性件122支撑端与不同的调整孔配合时，振动机构120相对受振部件的倾角则不同。支撑板124和筋板128采用焊接连接偏心块旋转部件。筋板128和旋转轴125之间也采用焊接连接。为了保证振动筛不同位置的轨迹形态一致，旋转轴125的轴线与振动筛***质心重合。

偏心块旋转部件130与支撑板124采用防松螺栓连接。偏心块旋转部件130 是由异步电机132驱动偏心块131旋转产生激振力。所述振动筛***运行时，平行于支撑板124方向的激振力被扭转弹性件122吸收，因此单偏心块旋转部件驱动振动筛作椭圆或直线运动。振动筛直线轨迹和椭圆轨迹长轴的倾角取决于偏心块旋转部件130的倾角大小。振动筛轨迹形态取决于异步电机132的旋转中心到旋转轴125的轴线之间距离。距离越长，振动筛轨迹趋于直线，反之则趋于椭圆。当振动筛轨迹为直线时，可调整扭转弹性件122刚度获得椭圆轨迹。扭转弹性件122刚度越小，振动筛轨迹趋于直线，反之则趋于椭圆。

参见图1，振动筛110包括进料口111、振动筛框112、压缩弹簧113、底座114和筛网115。进料口111固定安装于底座114，底座114通过压缩弹簧113 支撑振动筛框112。筛网115水平安装于振动筛框112，振动筛框112支撑筛网 115，受振部件121与振动筛框112连接，整个振动筛就是需要振动的装置，振动发生机构产生的振动就是为了使振动筛振动。

参见图1，间歇式超声波振动装置140包括超声波导线141、超声波换能器 142、超声波发生器143和脉冲控制器144。超声波发生器143通过超声波导线 142连接超声波振子，同时将超声波振子均匀地安装于筛网上。脉冲控制器连接 144超声波发生器143，脉冲控制器144控制超声波发生器143产生间歇的超声波信号；脉冲超声波信号传递至超声波换能器142，换能器142把高频电能转化为机械能传递于超声波振子，激振筛网产生间歇式的超高频、微振幅振动以达到解堵的目的，解决筛网网孔易堵塞的问题，不存在持续性、大振幅振源导致振动筛和筛网疲劳失效的情况。

凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种单激励钻井振动装置，包括振动筛和振动发生机构，其特征在于，所述振动发生机构，包括偏心块旋转部件和振动机构，

所述振动机构包括受振部件、支撑板和扭转弹性件，所述支撑板以能够相对所述受振部件枢转的方式与所述受振部件连接，所述支撑板的旋转轴线与所述支撑板的板面不垂直，所述扭转弹性件设置在所述受振部件与所述支撑板之间，用于储存或释放所述支撑板相对所述受振部件转动的能量，

所述偏心块旋转部件设置在所述支撑板上，所述偏心块旋转部件的旋转轴线与所述支撑板不垂直，

所述受振部件与所述振动筛固定连接。

2.根据权利要求1所述的单激励钻井振动装置，其特征在于，还包括以能够相对所述受振部件枢转的方式与所述受振部件连接的旋转轴，所述支撑板与所述旋转轴固定连接。

3.根据权利要求1或2所述的单激励钻井振动装置，其特征在于，还包括分度盘，所述分度盘直接或间接的与所述支撑板固定连接，所述扭转弹性件的一端与所述受振部件连接，另一端与所述分度盘固定连接。

4.根据权利要求3所述的单激励钻井振动装置，其特征在于，所述分度盘上设置有至少两个调整孔，所述扭转弹性件的该另一端与一个所述调整孔配合。

5.根据权利要求4所述的单激励钻井振动装置，其特征在于，所述分度盘上设置有至少两个销孔，以便安装扭转弹性件。

6.根据权利要求2所述的单激励钻井振动装置，其特征在于，所述扭转弹性件为扭转弹性件，所述扭转弹性件套设在所述旋转轴上，所述扭转弹性件的极紧工位与所述旋转轴的轴侧面具有间隙。

7.根据权利要求1所述的单激励钻井振动装置，其特征在于，所述振动筛包括进料口、振动筛框、压缩弹簧、底座和筛网，所述进料口设置在所述振动筛框内，所述筛网设置在所述振动筛框底部，所述振动筛框通过所述压缩弹簧与所述底座连接。

8.一种间歇式单激励钻井振动装置，其特征在于，包括间歇式超声波振动装置和权利要求1-7所述的单激励钻井振动装置，其特征在于所述间歇式超声波振动装置与所述振动筛连接，激励振动筛产生间歇的振动。