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旋轉(zhuǎn)滾筒振動(dòng)篩(滾筒篩)的研制

 蘭東海,張 鵬,蔣建華,劉新香
【摘　要】　旋轉(zhuǎn)滾筒振動(dòng)篩已獲得國家專利(ZL 93 208282.3)。
【關(guān)鍵詞】　旋轉(zhuǎn);滾筒;振動(dòng)篩;研制

  當(dāng)前,在國內(nèi)外石油及天然氣的勘探開發(fā)鉆井中,所使用的泥漿處理裝置大都采用了振動(dòng)篩,其構(gòu)成是在底座上固定一個(gè)篩床,篩床上有一帶偏心塊的傳動(dòng)軸和篩網(wǎng),由電機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)軸,使篩床作以上下為主的半橢圓軌跡振動(dòng)。其篩網(wǎng)大都是略帶凸的平面。該振動(dòng)篩容易跑泥漿;篩網(wǎng)上易堆積砂、石等固相雜質(zhì),因而篩網(wǎng)易受機(jī)械或人為的損壞,壽命短;當(dāng)篩網(wǎng)受損面積占10%~20%時(shí),大都整張更換,不僅現(xiàn)場操作麻煩,且造成極大的浪費(fèi);以直線及平面振動(dòng)為主的振動(dòng)篩在一定程度上影響了泥漿的除砂效果。
  1 結(jié)構(gòu)與工作原理
旋轉(zhuǎn)滾筒振動(dòng)篩主要有旋轉(zhuǎn)筒體、支撐傳動(dòng)裝置、振動(dòng)底座及固定底座4部分構(gòu)成。帶孔的旋轉(zhuǎn)筒體通過兩端的支重滾動(dòng)輪安裝在振動(dòng)底座上,筒體的外圍均勻拼接固定著細(xì)篩網(wǎng)。在旋轉(zhuǎn)筒體的一端裝有滾筒大齒圈,在振動(dòng)底座上與齒圈相應(yīng)的部位裝有通軸,通軸由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)。通軸上有主動(dòng)小齒輪帶動(dòng)滾筒大齒圈和滾筒轉(zhuǎn)動(dòng),通軸上安裝有偏振塊。振動(dòng)底座通過彈簧安裝在固定底座上,并使振動(dòng)底座和筒體向出口一端傾斜。在彈簧和偏振塊的作用下,使旋轉(zhuǎn)筒體以及泥漿在轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)伴隨振動(dòng)與滾動(dòng)(如圖1)。

 

   圓柱形筒體上均勻分布著孔洞,在筒體的外圍均勻地拼接固定著一定幾何形狀的不銹鋼細(xì)篩網(wǎng)。在筒體上部進(jìn)口端的外圍,鉚接、焊接或用螺栓固定著1個(gè)滾筒大齒圈,其齒與主動(dòng)小齒輪相嚙合。筒體兩端外圍分別焊接支撐滾動(dòng)軌道,它們將滾筒支撐在4個(gè)支重滾動(dòng)輪上。筒體的上、下兩端分別焊接有進(jìn)口和出口,上端的進(jìn)口與導(dǎo)流槽相連通,下端是泥漿的固相雜質(zhì)如砂、石的出口。振動(dòng)底座下固定4個(gè)振動(dòng)彈簧與固定底座相連接。當(dāng)振動(dòng)底座上的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),帶動(dòng)傳動(dòng)皮帶輪,使通軸、主動(dòng)小齒輪、4個(gè)支重滾動(dòng)輪和偏振塊轉(zhuǎn)動(dòng)。由于旋轉(zhuǎn)筒體上的滾筒大齒圈與主動(dòng)小齒輪嚙合,使筒體以及其中的泥漿也隨之旋轉(zhuǎn)。在偏振塊的作用下,使筒體按一定的頻率振動(dòng)。泥漿從導(dǎo)流槽進(jìn)入旋轉(zhuǎn)筒體中,由于筒體的傾斜本身就具有下滑趨勢,因此泥漿在筒體內(nèi)作滾動(dòng)、振動(dòng)及旋轉(zhuǎn),通過振動(dòng)細(xì)篩網(wǎng)的過濾,在幾種運(yùn)動(dòng)力的綜合作用下流入泥漿罐,固相雜質(zhì)順筒體4的斜度滾動(dòng)至出口流出。
  2 現(xiàn)場試驗(yàn)
  a)  由于變平面篩網(wǎng)為旋轉(zhuǎn)筒式,并采用細(xì)密篩網(wǎng),泥漿在滾筒中旋轉(zhuǎn)的同時(shí)伴隨著滾動(dòng)與振動(dòng),故能較好地處理泥漿,提高除砂效果。
  b)  旋轉(zhuǎn)筒體隨電機(jī)旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速均勻平穩(wěn),尤其篩網(wǎng)是由不銹鋼材料制成的具有一定幾何形狀的小塊拼接固定而成,篩網(wǎng)由單面使用變?yōu)槎嗝媸褂?因此延長了篩網(wǎng)的壽命。
  c)  若篩網(wǎng)損壞,只需更換被損壞的部分,不需整張更換,操作簡單,減少更換次數(shù)和時(shí)間,從而提高了鉆井時(shí)效,降低了生產(chǎn)成本。
  d)  提高了除砂效果,泥漿中的固相雜質(zhì)含量少,直接保護(hù)和延長了泥漿泵的使用壽命,減少了泥漿泵易損件的消耗。
  e)  現(xiàn)場試驗(yàn)時(shí)噪聲較大,主要是由于加工、制造、裝配精度不夠,調(diào)整不當(dāng),匹配不合理所致。
  3 結(jié)束語
  旋轉(zhuǎn)滾筒振動(dòng)篩較傳統(tǒng)的振動(dòng)篩有顯著的優(yōu)點(diǎn),但也存在著制造成本高、噪聲大的缺點(diǎn),還需不斷地改進(jìn)與提高;在制造與使用過程中,可以進(jìn)一步改變筒體形狀,如直徑大小、筒長度、傾斜度等,也可以改變筒體的旋轉(zhuǎn)速度。筒體上的孔數(shù)、孔的形狀以及控制篩網(wǎng)的幾何形狀、細(xì)密程度等力求匹配,可生產(chǎn)出系列產(chǎn)品;鉆井生產(chǎn)現(xiàn)場可以在加快筒體轉(zhuǎn)速的同時(shí)增加篩網(wǎng)的密度,便可以替代除砂清潔器、除砂泵及離心機(jī)等設(shè)備,達(dá)到一機(jī)多用的功效。