一種鉆井液振動(dòng)篩自適應(yīng)控制裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種鉆井液振動(dòng)篩自適應(yīng)控制裝置，由篩箱體、進(jìn)液倉、振動(dòng)篩篩網(wǎng)、篩網(wǎng)調(diào)角機(jī)構(gòu)、底座、激振電機(jī)、防爆控制箱組成，在振動(dòng)篩篩網(wǎng)的骨架上通過螺栓分別固定安裝有鉆井液浮力傳感器、高頻振動(dòng)增強(qiáng)器、液面位置傳感器，在振動(dòng)篩出口下方安裝有截流箱，在截流箱上安裝出口鉆井液含量傳感器；變頻器、鉆井液浮力傳感器、調(diào)角機(jī)構(gòu)、篩網(wǎng)高頻振動(dòng)增強(qiáng)器、液面位置傳感器和出口鉆井液含量傳感器通過數(shù)據(jù)線連接至微處理控制器的輸入/輸出端；變頻器、微處理控制器安裝在防爆控制箱內(nèi)。本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)振動(dòng)篩的振動(dòng)頻率和篩箱傾斜角度的自適應(yīng)控制，使振動(dòng)篩提高處理能力達(dá)30%以上，減少跑漿90%，滿足鉆井液固相控制要求。
【專利說明】一種鉆井液振動(dòng)篩自適應(yīng)控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種鉆井液振動(dòng)篩自適應(yīng)控制裝置，屬石油天然氣鉆探類鉆井固控設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】。
技術(shù)背景
[0002]鉆井振動(dòng)篩作為第一級(jí)鉆井液固相控制設(shè)備，已經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展。目前，國(guó)內(nèi)外所使用的慣性單軸或多軸振動(dòng)篩，由篩箱、進(jìn)液倉、篩網(wǎng)、篩箱調(diào)角機(jī)構(gòu)、振動(dòng)電機(jī)等組成，通常為圓振型、直線振型或橢圓振型等單一振動(dòng)方式，即使有個(gè)別實(shí)現(xiàn)雙振型的篩型，其振動(dòng)頻率、振動(dòng)力、篩箱傾角都是固定的，難以根據(jù)處理量及篩分效果進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，無法滿足工程實(shí)際的需要。即使有些振動(dòng)篩能手工控制調(diào)整上述參數(shù)，但這種調(diào)整很不準(zhǔn)確且效率低下。在現(xiàn)代石油天然氣鉆井工程中，鉆井液固控設(shè)備的現(xiàn)代發(fā)展方向是用振動(dòng)篩和離心機(jī)兩級(jí)固控設(shè)備來取代現(xiàn)有的多級(jí)固控設(shè)備，這就對(duì)振動(dòng)篩提出了越來越高的要求，特別是在自動(dòng)控制和參數(shù)合理匹配調(diào)整方面，目前在用的振動(dòng)篩都不具備這樣的功能。
[0003]ZL200810046189.2公開了一種智能型自適應(yīng)可變參數(shù)振動(dòng)篩，控制比較復(fù)雜，需3組共15個(gè)傳感器，且每個(gè)傳感器不能直接量化控制振動(dòng)篩，必須有安裝在泥漿返回管道上、篩箱體上、篩箱出口處的這15只不同的傳感器產(chǎn)生的信號(hào)聯(lián)合控制。其中一組傳感器還要安裝在泥漿返回通道上，實(shí)施工作量大，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用受限。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于使鉆井液振動(dòng)篩能實(shí)現(xiàn)振動(dòng)頻率、振動(dòng)力、篩箱傾角自適應(yīng)控制，通過采用現(xiàn)代電子和傳感器技術(shù)對(duì)振動(dòng)篩的上述參數(shù)進(jìn)行采集，經(jīng)信號(hào)分析處理技術(shù)，形成控制信號(hào)對(duì)振動(dòng)篩的運(yùn)轉(zhuǎn)工況調(diào)整到最佳狀態(tài)。
[0005]本實(shí)用新型技術(shù)方案如下:
[0006]本實(shí)用新型由篩箱體、進(jìn)液倉、篩網(wǎng)、篩網(wǎng)調(diào)角機(jī)構(gòu)、底座、激振電機(jī)、防爆控制箱組成，在振動(dòng)篩篩網(wǎng)的骨架上通過螺栓分別固定安裝有鉆井液浮力傳感器、高頻振動(dòng)增強(qiáng)器、液面位置傳感器，在振動(dòng)篩出口下方安裝有截流箱，在截流箱上安裝出口鉆井液含量傳感器；變頻器、鉆井液浮力傳感器、篩網(wǎng)調(diào)角機(jī)構(gòu)、篩網(wǎng)高頻振動(dòng)增強(qiáng)器、液面位置傳感器和出口鉆井液含量傳感器通過數(shù)據(jù)線連接至微處理控制器的輸入/輸出端；變頻器、微處理控制器安裝在防爆控制箱內(nèi)。
[0007]本實(shí)用新型的有益效果:根據(jù)振動(dòng)篩運(yùn)行過程中的篩分效果，實(shí)時(shí)對(duì)振動(dòng)篩的振動(dòng)頻率、振動(dòng)幅度做出自動(dòng)調(diào)整，同時(shí)篩箱調(diào)角機(jī)構(gòu)對(duì)篩箱傾斜角度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)振動(dòng)篩的振動(dòng)頻率、振動(dòng)幅度和篩箱傾斜角度的自適應(yīng)控制，使振動(dòng)篩工作在最佳狀態(tài)。通過實(shí)測(cè)振動(dòng)篩提高處理能力達(dá)30%以上；減少跑漿90%。傳感器、微處理控制器、變頻器可工作5萬小時(shí)以上，維護(hù)工作量小，振動(dòng)篩篩分效果滿足固相控制要求，可推廣安裝到各型振動(dòng)篩?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0008]圖1為自適應(yīng)振動(dòng)篩主視圖；
[0009]圖2為自適應(yīng)振動(dòng)篩側(cè)視圖。
[0010]圖中:1_篩箱體；2_進(jìn)液倉；3-篩網(wǎng)；4_變頻器；5_鉆井液浮力傳感器；6_篩網(wǎng)調(diào)角機(jī)構(gòu)；7_高頻振動(dòng)增強(qiáng)器；8_液面位置傳感器；9-出口鉆井液含量傳感器；10_截流箱，11-微處理控制器；12_底座；13_激振電機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0011]由圖可知，本實(shí)用新型由篩箱體1、進(jìn)液倉2、篩網(wǎng)3、篩網(wǎng)調(diào)角機(jī)構(gòu)6、底座12、激振電機(jī)13、防爆控制箱組成，在振動(dòng)篩篩網(wǎng)3的骨架上通過螺栓分別固定安裝有鉆井液浮力傳感器5、高頻振動(dòng)增強(qiáng)器7、液面位置傳感器8，在振動(dòng)篩出口下方安裝有截流箱10，在截流箱10上安裝出口鉆井液含量傳感器9 ;變頻器4、鉆井液浮力傳感器5、調(diào)角機(jī)構(gòu)6、篩網(wǎng)高頻振動(dòng)增強(qiáng)器7、液面位置傳感器8和出口鉆井液含量傳感器9通過數(shù)據(jù)線連接至微處理控制器11的輸入/輸出端；變頻器4、微處理控制器11安裝在防爆控制箱內(nèi)。
[0012]所述的鉆井液浮力傳感器5安裝在篩網(wǎng)3靠近鉆井液入口 58?62cm處，高頻振動(dòng)增強(qiáng)器7安裝在篩網(wǎng)3的中間位置，液面位置傳感器8安裝在篩網(wǎng)3靠近巖屑出口端58?62cm處，出口鉆井液含量傳感器9的探測(cè)頭深入截流箱內(nèi)18?22cm。
[0013]在鉆井施工過程中，鉆井液由篩箱體I最前端的進(jìn)液倉2進(jìn)入振動(dòng)篩篩網(wǎng)3的篩面上，在振動(dòng)篩篩網(wǎng)3上受激振電機(jī)13激振力的作用，鉆井液被拋起，被拋起的鉆井液托起鉆井液浮力傳感器5的托板，鉆井液浮力傳感器5有高電平輸出，該高電平通過數(shù)據(jù)線送到微處理控制器11，微處理控制器11接收到該高電平信號(hào)后，產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，通過數(shù)據(jù)線送到液面位置傳感器8和出口鉆井液含量傳感器9，液面位置傳感器8和出口鉆井液含量傳感器9接收到脈沖信號(hào)后開始工作；液面位置傳感器8檢測(cè)振動(dòng)篩篩網(wǎng)3上鉆井液相對(duì)位置，如振動(dòng)篩篩網(wǎng)3上鉆井液的相對(duì)位置超過了正常位置，則說明鉆井液排量增大，液面位置傳感器8此時(shí)產(chǎn)生鉆井液排量增大信號(hào)，該信號(hào)通過數(shù)據(jù)線送入微處理控制器11，由微處理控制器11判斷后通過數(shù)據(jù)線發(fā)出控制碼到變頻器4，變頻器4接到控制碼后，由其控制激振電機(jī)13的輸出頻率做相應(yīng)改變,進(jìn)而改變振動(dòng)篩的振動(dòng)頻率，提高振動(dòng)篩處理能力。當(dāng)出口鉆井液含量傳感器9檢測(cè)截流箱10內(nèi)篩除的巖屑有鉆井液溢出時(shí)，說明變頻器4和激振電機(jī)13的輸出頻率不能滿足振動(dòng)篩的振動(dòng)要求，此時(shí)出口鉆井液含量傳感器9檢測(cè)到的泥漿溢出傳感信號(hào)，通過數(shù)據(jù)線送到微處理控制器11，由微處理控制器11分析判斷后，通過數(shù)據(jù)線發(fā)出控制信號(hào)，啟動(dòng)篩網(wǎng)調(diào)角機(jī)構(gòu)6調(diào)整振動(dòng)篩篩網(wǎng)3的傾斜角度，如鉆井液溢出還沒有消除，則微處理控制器11產(chǎn)生另一組控制信號(hào)，通過數(shù)據(jù)線啟動(dòng)高頻振動(dòng)增強(qiáng)器7，增強(qiáng)振動(dòng)篩篩網(wǎng)3的振動(dòng)頻率，進(jìn)一步提高振動(dòng)篩的處理能力，直到達(dá)到理想的篩分效果；當(dāng)進(jìn)入振動(dòng)篩篩網(wǎng)3上的鉆井液排量減少時(shí)，液面位置傳感器8檢測(cè)到振動(dòng)篩篩網(wǎng)3的液面偏低，并產(chǎn)生信號(hào)，通過數(shù)據(jù)線送入微處理控制器11，微處理控制器11發(fā)出控制信號(hào)，通過數(shù)據(jù)線關(guān)閉高頻振動(dòng)增強(qiáng)器7，回調(diào)振動(dòng)篩篩網(wǎng)3的傾斜角度。如液面位置傳感器8檢測(cè)到振動(dòng)篩篩網(wǎng)3的液面偏低時(shí)，由微處理控制器11發(fā)出控制碼到變頻器4，改變變頻器4和激振電機(jī)13的輸出頻率，進(jìn)一步降低振動(dòng)篩處理能力。
[0014]當(dāng)泥漿停止循環(huán)時(shí)，鉆井液浮力傳感器5的托板沉下，鉆井液浮力傳感器5產(chǎn)生的高電平變低，該低電平信號(hào)通過數(shù)據(jù)線送入微處理控制器11，微處理控制器11判斷后產(chǎn)生關(guān)斷脈沖，關(guān)斷液面?zhèn)鞲衅?和鉆井液含量傳感器9，自適應(yīng)系統(tǒng)停止工作，振動(dòng)篩改由工頻工作。
【權(quán)利要求】
1.一種鉆井液振動(dòng)篩自適應(yīng)控制裝置，由篩箱體(1)、進(jìn)液倉(2)、振動(dòng)篩篩網(wǎng)(3)、篩網(wǎng)調(diào)角機(jī)構(gòu)(6)、底座(12)、激振電機(jī)(13)、防爆控制箱組成，其特征是:在振動(dòng)篩篩網(wǎng)(3)的骨架上通過螺栓分別固定安裝有鉆井液浮力傳感器(5)、高頻振動(dòng)增強(qiáng)器(7)、液面位置傳感器(8)，在振動(dòng)篩出口下方安裝有截流箱(10)，在截流箱(10)上安裝出口鉆井液含量傳感器(9);變頻器(4)、鉆井液浮力傳感器(5)、篩網(wǎng)調(diào)角機(jī)構(gòu)(6)、篩網(wǎng)高頻振動(dòng)增強(qiáng)器(7)、液面位置傳感器(8)和出口鉆井液含量傳感器(9)通過數(shù)據(jù)線連接至微處理控制器(11)的輸入/輸出端；變頻器(4)、微處理控制器(11)安裝在防爆控制箱內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆井液振動(dòng)篩自適應(yīng)控制裝置，其特征在于:所述的鉆井液浮力傳感器(5)安裝在篩網(wǎng)(3)靠近鉆井液入口 58~62cm處；高頻振動(dòng)增強(qiáng)器(7)安裝在篩網(wǎng)(3)的中間位置；液面位置傳感器(8)安裝在篩網(wǎng)(3)靠近巖屑出口端58~62cm處；出口鉆井液 含量傳感器(9)的探測(cè)頭深入截流箱內(nèi)18~22cm。
【文檔編號(hào)】B07B1/42GK203494780SQ201320318555
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月4日
【發(fā)明者】馬振國(guó), 田良訓(xùn), 孫起昱, 吳霞, 謝勇軍, 劉麗萍 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石化集團(tuán)中原石油勘探局鉆井工程技術(shù)研究院