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摘 要：随着钻井深度和难度的增加，钻井的提速的要求，固相控制在钻井工程中越来越重要。而固控设备中的钻井振动筛在泥浆固控设备中的地位越来越显著。分析目前使用的振动筛存在的问题，及振动筛改进改造提出一些看法。
关键词：振动筛现状 存在问题 变频改造 双层结构
随着钻井深度和难度的增加，钻井的提速的要求，固相控制在钻井工程中越来越重要。而固控设备中的钻井振动筛在泥浆固控设备中的地位越来越显著。它不仅是泥浆处理的第一级固控设备，而且也是固控处理设备中唯一的全覆盖钻井液全部处理的设备。 随着西南油气田川西会战的展开，四川川西片区中深井钻机展开大排量快速钻进施工。钻井两联振动筛利用率均达90%以上，处于咽喉地位。容易造成生产的停滞。现就钻井用振动筛的现状及改进改造方向谈一些看法：
一、钻井振动筛的现状及存在才问题
现在的振动筛主要有单轴振动筛与双轴振动筛（结构类型）。根据固相颗粒在筛面上的运移规律目前使用的振动筛多为圆形振动筛、椭圆振动筛、直线振动筛。 尤以直线振动筛较多。
单电机振动筛主要由电机-皮带轮-激振器组成，单轴振动筛是利用单个不平衡块激振使筛箱振动，筛面倾斜，筛箱的运动轨迹一般为圆形或椭圆形。其优点是结构简单。但该类型设备由于皮带轮与筛箱一起振动，皮带传动中心距反复变化。造成皮带反复伸缩。皮带易损坏。而且转速偏低，、激振强度低。输砂速度慢。目前基本上处于淘汰地位。
双轴振动筛由两只带激振块的电机作同步反向运动 。其运动轨迹多为直线或椭圆形。其优点是激振力较大，筛分能力较单轴振动筛强，频率高。缺点是，筛箱重量偏大，需要激振电机激振力大，而且处理能力目前安装120目筛布振动筛的处理量仅达26l/s。
目前振动筛存在的问题：
1.处理量，在振动筛高目数处理量小，无法满足大排量钻井需求
2.振动筛筛箱结构刚度及耐腐蚀性差
设备寿命短。由于振动强烈，对结构的冲击非常大，结构疲劳损伤严重，一般设备寿命在3~5年，最多6年左右就需要更换新设备。
3.关键核心设备可靠性差
筛布寿命短，激振电机由于多为长轴电机，电机长轴及电机轴承受激振块影响可靠性及维修性能极差。
4.环保方面
噪音高，排放差。
二、钻井振动筛在原结构上的改造建议
1.核心部件的可靠性方面， 叠层粘网筛布及不锈钢焊接筛网的使用极大的延长了筛布的使用寿命
大功率短轴电机的选择也将使振动筛可靠性维修性得到极大提升。
2.振动筛筛箱强度就耐腐蚀方面
在选材方面可以选用不锈钢（304）材质，这样胎条及振动筛整体支架在强度与耐腐蚀性方面才能从根本上得以改善。
3.针对原有振动筛的特点，提出反共振振动筛
激振器安装在下质体，只有上质体参振，参振质量很小，所以需求的激振力就较小。对激振电机的寿命质量也是很大的改善。由于参振质量很小，振动对设备结构的冲击也很小，所以设备的寿命得到极大的延长，10年内只需要更换易损件，主体结构不需要更换。
4.电机变频改造
变频振动筛由两台不对称布置的不同频率的振动电机驱动，物料从大振幅低频率的入料端逐渐过渡到小振幅高频率的排料端，充分显示了直线性不平衡振动的优势。与一般筛机相比，变频振动筛具有显著特点：变频振动筛无效参振质量小，节省动力且筛分效率高；整机所配专用变频调速器可随机调整激振力，振幅和振动频率，满足不同工况需求；筛面倾角大，适于频率渐变，筛面不易堵孔。
三、钻井振动筛的发展方向
在原结构上的改进毕竟会受到结构设计的影响，处理量上也受制约。而且目前钻井泥浆净化系统设备主要是四级固控（振动筛、除砂器、除泥器、离心机）。固控工艺复杂，使用的设备多。设备投资费用、维修费用、动力消耗费用高。处理环节多，可靠性下降。在现存设备分离效率及处理量上发展，并简化投资及系统流程，泥浆固控设备可实现二级固控（振动筛-离心机）代替四级固控（振动筛、除砂器、除泥器、离心机）。这就需要振动筛在处理量和分离粒度方面得到进一步的发展。为适应这种需求，振动筛结构设计方面也亟待优化改造，钻井振动筛的发展改造方向如下：
1.发展三轴振动筛
三轴振动筛也是椭圆运动轨迹。振动器有三根轴，每根轴均带有一个激振器。三根轴安装齿轮实现三轴强迫同步，保证m1m3同向旋转，且与m2反向。这种振动筛的特点是进一步强化了椭圆运动轨迹。处理速度快，处理量更大。
2.双层结构振动筛
运用振动筛分技术中的重叠法，筛面一个个地重叠起来，将泥浆由粗到细的筛分，上层筛面的筛孔较大，以下各层筛面的筛孔逐渐减小。细级别的物料筛分效率较高，因为加到细孔筛面上的物料数量较少； 筛面重叠，振动筛分装置的布置会紧凑些； 粗物料可以很容易的被振动筛分出来，所以破损现象较少， 可以有效减少磨损，并保护下层筛面。
3.环保降噪方向
为进一步适应环保降噪需求，将振动筛进行全封闭运行，并将处理后的颗粒进行引流输送。
三、结论
为进一步简化结构，实现泥浆固控设备的二级固控。振动筛的改进改造不仅要在振动筛的可靠性能上下功夫，而且要进行结构形式上优化，满足振动筛大处理量的筛分精度的要求。
参考文献
[1]赵国珍.张明洪.李君裕著《钻井振动筛的工作理论及测试技术》，石油工业出版社.
作者简介：张成祥（1972-），男，四川威远人，工程师，主要从事石油钻井设备的现场管理与技术改进工作。
汪阳凯（1972-），男，四川绵阳人，工程师，主要从事石油钻井设备的现场管理工作。
关键词：振动筛现状 存在问题 变频改造 双层结构
随着钻井深度和难度的增加，钻井的提速的要求，固相控制在钻井工程中越来越重要。而固控设备中的钻井振动筛在泥浆固控设备中的地位越来越显著。它不仅是泥浆处理的第一级固控设备，而且也是固控处理设备中唯一的全覆盖钻井液全部处理的设备。 随着西南油气田川西会战的展开，四川川西片区中深井钻机展开大排量快速钻进施工。钻井两联振动筛利用率均达90%以上，处于咽喉地位。容易造成生产的停滞。现就钻井用振动筛的现状及改进改造方向谈一些看法：
一、钻井振动筛的现状及存在才问题
现在的振动筛主要有单轴振动筛与双轴振动筛（结构类型）。根据固相颗粒在筛面上的运移规律目前使用的振动筛多为圆形振动筛、椭圆振动筛、直线振动筛。 尤以直线振动筛较多。
单电机振动筛主要由电机-皮带轮-激振器组成，单轴振动筛是利用单个不平衡块激振使筛箱振动，筛面倾斜，筛箱的运动轨迹一般为圆形或椭圆形。其优点是结构简单。但该类型设备由于皮带轮与筛箱一起振动，皮带传动中心距反复变化。造成皮带反复伸缩。皮带易损坏。而且转速偏低，、激振强度低。输砂速度慢。目前基本上处于淘汰地位。
双轴振动筛由两只带激振块的电机作同步反向运动 。其运动轨迹多为直线或椭圆形。其优点是激振力较大，筛分能力较单轴振动筛强，频率高。缺点是，筛箱重量偏大，需要激振电机激振力大，而且处理能力目前安装120目筛布振动筛的处理量仅达26l/s。
目前振动筛存在的问题：
1.处理量，在振动筛高目数处理量小，无法满足大排量钻井需求
2.振动筛筛箱结构刚度及耐腐蚀性差
设备寿命短。由于振动强烈，对结构的冲击非常大，结构疲劳损伤严重，一般设备寿命在3~5年，最多6年左右就需要更换新设备。
3.关键核心设备可靠性差
筛布寿命短，激振电机由于多为长轴电机，电机长轴及电机轴承受激振块影响可靠性及维修性能极差。
4.环保方面
噪音高，排放差。
二、钻井振动筛在原结构上的改造建议
1.核心部件的可靠性方面， 叠层粘网筛布及不锈钢焊接筛网的使用极大的延长了筛布的使用寿命
大功率短轴电机的选择也将使振动筛可靠性维修性得到极大提升。
2.振动筛筛箱强度就耐腐蚀方面
在选材方面可以选用不锈钢（304）材质，这样胎条及振动筛整体支架在强度与耐腐蚀性方面才能从根本上得以改善。
3.针对原有振动筛的特点，提出反共振振动筛
激振器安装在下质体，只有上质体参振，参振质量很小，所以需求的激振力就较小。对激振电机的寿命质量也是很大的改善。由于参振质量很小，振动对设备结构的冲击也很小，所以设备的寿命得到极大的延长，10年内只需要更换易损件，主体结构不需要更换。
4.电机变频改造
变频振动筛由两台不对称布置的不同频率的振动电机驱动，物料从大振幅低频率的入料端逐渐过渡到小振幅高频率的排料端，充分显示了直线性不平衡振动的优势。与一般筛机相比，变频振动筛具有显著特点：变频振动筛无效参振质量小，节省动力且筛分效率高；整机所配专用变频调速器可随机调整激振力，振幅和振动频率，满足不同工况需求；筛面倾角大，适于频率渐变，筛面不易堵孔。
三、钻井振动筛的发展方向
在原结构上的改进毕竟会受到结构设计的影响，处理量上也受制约。而且目前钻井泥浆净化系统设备主要是四级固控（振动筛、除砂器、除泥器、离心机）。固控工艺复杂，使用的设备多。设备投资费用、维修费用、动力消耗费用高。处理环节多，可靠性下降。在现存设备分离效率及处理量上发展，并简化投资及系统流程，泥浆固控设备可实现二级固控（振动筛-离心机）代替四级固控（振动筛、除砂器、除泥器、离心机）。这就需要振动筛在处理量和分离粒度方面得到进一步的发展。为适应这种需求，振动筛结构设计方面也亟待优化改造，钻井振动筛的发展改造方向如下：
1.发展三轴振动筛
三轴振动筛也是椭圆运动轨迹。振动器有三根轴，每根轴均带有一个激振器。三根轴安装齿轮实现三轴强迫同步，保证m1m3同向旋转，且与m2反向。这种振动筛的特点是进一步强化了椭圆运动轨迹。处理速度快，处理量更大。
2.双层结构振动筛
运用振动筛分技术中的重叠法，筛面一个个地重叠起来，将泥浆由粗到细的筛分，上层筛面的筛孔较大，以下各层筛面的筛孔逐渐减小。细级别的物料筛分效率较高，因为加到细孔筛面上的物料数量较少； 筛面重叠，振动筛分装置的布置会紧凑些； 粗物料可以很容易的被振动筛分出来，所以破损现象较少， 可以有效减少磨损，并保护下层筛面。
3.环保降噪方向
为进一步适应环保降噪需求，将振动筛进行全封闭运行，并将处理后的颗粒进行引流输送。
三、结论
为进一步简化结构，实现泥浆固控设备的二级固控。振动筛的改进改造不仅要在振动筛的可靠性能上下功夫，而且要进行结构形式上优化，满足振动筛大处理量的筛分精度的要求。
参考文献
[1]赵国珍.张明洪.李君裕著《钻井振动筛的工作理论及测试技术》，石油工业出版社.
作者简介：张成祥（1972-），男，四川威远人，工程师，主要从事石油钻井设备的现场管理与技术改进工作。
汪阳凯（1972-），男，四川绵阳人，工程师，主要从事石油钻井设备的现场管理工作。