复合轨迹直线振动筛推演.ppt

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1、钻井振动筛是石油钻井过程中钻井液固相控制系统中最基本的常规固相控制设备，也是泥浆净化循环系统第一级固控设备。其主要用途是净化、回收钻井液和尽可能多地清除有害固相颗粒（岩屑）。它不仅承担清除大量较大颗粒岩屑的任务，而且要为下一级固相控制设备的工作创造条件。振动筛是钻井液固相控制过程中使用频率很高的设备，其处理效果的好坏、处理量的大小，直接影响钻井的速度。它要求有较大的处理量，能尽可能多地回收成本较高的钻井液；同时它也要求尽可能多地清除钻井液中的固相颗粒。一、前言双轴直线平动振动筛采用两等质径积的偏心块分别沿相反方向作等速转动。激振合力通过系统质心，并与筛面成一定的倾角。筛面有均衡的振动参数，筛

2、面上各点具有相同的抛掷指数和输送速度，保证了固相颗粒的正常输送和排除。二、研究背景二、研究背景工作时振动系统质心会向进液端移动设计制造过程误差激振力很难通过参振动质量的质心激振力不通过振动系统的质心时筛箱上各点运动轨迹如何？设筛箱、两偏心块质量分别为M、m1、m2，且m1=m2=m，筛箱及两偏心块对筛箱质心的转动惯量分别为J、J1、J2，两偏心块质心径积分别为m1r1、m2r2，两偏心轴的圆频率为ω。以筛箱质心O为坐标原点，建立坐标系。三、研究内容一）工作原理三、研究内容(1)(2)特解:建立振动方程在筛箱任取一点P（Px，Py）三、研究内容将(2)代入(3)式，可得(3)直线方程三、研究内

3、容(1)角速度(2)质径积(4)振动方向单振幅(3)系统参振总质量M=794kg二）轨迹推演振动筛Pro/E三维建模调整激振电机安装位置计算筛箱质心、系统的转动惯量计算激振动力作用线至质心的距离计算筛箱各点抛掷指数、轨迹倾角与振幅画出各点轨迹图形推演程序框图三、研究内容Pro/E建模第一种情形当激振电机合力作用线在质心靠近振动筛出口端三、研究内容通过计算得出筛箱上各点基本参数如下：点的位置12345抛掷指数D(g)4.224.54.74.985.2振动直线倾角(α)32.935.437.739.942Y向单振幅(mm)1.681.791.891.982.07三、研究内容筛箱上各点轨迹曲线：P

4、ro/E建模第二种情形当激振电机合力作用线在质心靠近振动筛进液端三、研究内容通过计算得出筛箱上各点基本参数如下：点的位置12345抛掷指数D(g)5.375.255.114.974.82振动直线倾角(α0)43.742.541.239.838.3Y向单振幅(mm)2.142.092.031.981.92三、研究内容筛箱上各点轨迹曲线：Pro/E建模第三种情形当激振电机合力作用线在质心更靠近振动筛进液端三、研究内容通过计算得出筛箱上各点基本参数如下：点的位置12345抛掷指数D(g)6.926.425.423.392.01振动直线倾角(α0)62.955.744.325.9164.5Y向单振幅

5、(mm)2.752.552.161.350.8三、研究内容筛箱上各点轨迹曲线：筛面的抛掷指数、轨迹倾角从入口端向出口端逐渐增大；入口端的抛掷指数最小，这不利于固液分离效率的提高，钻井液在筛面上处理时间增加,沿筛面的流程沿长，增大了钻井液跑浆的可能性。出口端的抛掷指数最大，这将增大已分离的固相颗粒的透筛量和破碎量第一种情形三）轨迹分析三、研究内容筛面的抛掷指数、轨迹倾角从入口端向出口端逐渐减小；入口端的抛掷指数大，有利于固液分离效率的提高，缩短钻井液沿筛面的流程，和处理时间增加，降低钻井液跑浆的可能性。出口端的抛掷指数小，降低已分离的固相颗粒的透筛量和破碎量第二种情形：三、研究内容筛面的抛掷指

6、数、轨迹倾角从入口端向出口端逐渐减小；出口端的直线轨迹倾向了入口端，固相颗粒在这里有回抛现象，会出现固相堆积在筛面出口处。这表明激振力作用线的位置移动了一个极限。第三种情形：三、研究内容从上面轨迹分析表明：第二种情形是直线振动筛工作较为理想的状态。四）结论三、研究内容1)研究过程中引入Pro/E软件，对计算不规则物体质心、转动惯量以及系统结构调整提供了极大便利；2)当两等质径积激振合力偏离质心，筛面上各点实现不同的复合运动直线轨迹：3)激振力作用线不能向质心靠近筛箱出口端方向移动。四、总结4)激振力作用线向筛箱质心靠近入口端方向移动，但超过其极限位置；振动筛筛面上各点的复合运动直线轨迹是较为

7、理想。筛箱入口端有较大的抛掷指数，以加速钻井液中固相和液相的分离；筛箱出口端则有较大的输送速度，以加速把固相岩屑输送出筛面；筛箱出口端有较小的抛掷指数，能防止已分离固相岩屑透筛。四、总结5)通过适当调整激振力作用的位置线，能够设计出一种比其它振动筛处理能力大，分离效率高，而又不增加功率消耗的新型振动筛。四、总结