專利名稱：數(shù)控泥漿篩的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種機(jī)電一體化的新型石油工業(yè)機(jī)械裝備－－－－數(shù)控泥漿篩。它用于石油、地質(zhì)等行業(yè)的作業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場。
在油田、礦山的勘探、采掘作業(yè)現(xiàn)場，在往地下鉆井過程中冒涌出來的大量泥漿里伴隨有各種大小不等的巖石、泥塊和其他雜物，必須將這些雜物清除干凈后才能由泥漿泵將其輸往遠(yuǎn)處，以保證鉆采作業(yè)現(xiàn)場的文明生產(chǎn)。泥漿篩就是用于凈化泥漿、清除鉆屑雜物的設(shè)備?，F(xiàn)在的泥漿篩都是采用機(jī)械傳動的利用電機(jī)驅(qū)動結(jié)構(gòu)龐雜的減速齒輪箱后，帶動裝有偏心凸輪的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，使該凸輪在篩網(wǎng)振動方向產(chǎn)生推動力驅(qū)動泥漿篩的振動部分工作。這種機(jī)構(gòu)傳動裝置，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備造價(jià)高，動力源和傳動裝置都應(yīng)就近安裝在振動篩網(wǎng)附近，而大型鉆機(jī)和泥漿篩的巨大震動和轟鳴，使其工作條件極其惡劣，傳動零件容易磨損，使用壽命短，而且能量消耗高，還不能隨機(jī)調(diào)節(jié)其振動的工況。
本實(shí)用新型的目的是提供一種機(jī)電一體化的數(shù)控泥漿振動篩。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的它由篩網(wǎng)及其振動裝置和振動驅(qū)動裝置兩部分構(gòu)成，本實(shí)用新型主要對其驅(qū)動裝置改進(jìn)為由電源整流器，用已制成固態(tài)組件的受控脈沖發(fā)生電路與大功率電子開關(guān)電路構(gòu)成的受控大功率脈沖發(fā)生器和換能器三部分組成，其中電源整流器和受控大功率脈沖發(fā)生器被安裝在井場附近靠近電源的金屬屏蔽盒里，換能器則安裝在篩網(wǎng)振動底座運(yùn)動受力部分的下方。
本實(shí)用新型是利用當(dāng)代發(fā)展迅猛并日趨實(shí)用化的電力電子技術(shù)，用數(shù)控功率脈沖電子電路、驅(qū)動機(jī)械運(yùn)動的電路及其相關(guān)器件來驅(qū)動篩網(wǎng)振動的，由此徹底省卻了機(jī)械傳動的原動機(jī)和傳動裝置，結(jié)構(gòu)大大簡化，不僅使設(shè)備制造費(fèi)用大為減少，還因沒有機(jī)械傳動和由此產(chǎn)生的磨損，使裝置工作可靠穩(wěn)定，設(shè)備的維護(hù)工作也減到最低限度。本實(shí)用新型使用機(jī)電一體化的高效低耗技術(shù)，可以方便地調(diào)節(jié)驅(qū)動脈沖的占空比和頻率使之與設(shè)備的機(jī)械振動達(dá)到同步諧振，從而使裝置的能耗顯著降低和處于最佳工況下操作運(yùn)行。


圖1是本實(shí)用新型的振動驅(qū)動裝置工作原理圖。
圖2是驅(qū)動裝置中受控大功率脈沖發(fā)生器的電原理圖(A)和結(jié)構(gòu)圖(B)(C)。
圖3是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例外型簡圖。
本實(shí)用新型的工作原理是把交流電源(三相380V或單相220V)經(jīng)整流橋組件1和濾波電容2構(gòu)成的整流器轉(zhuǎn)換成直流后加到一個(gè)由受控脈沖發(fā)生電路5和大功率電子開關(guān)電路6構(gòu)成的大功率數(shù)控脈沖電子發(fā)生器3的兩端(參見圖2)，由此產(chǎn)生大功率的受控脈沖電流，再經(jīng)電磁換能器4就把該能量轉(zhuǎn)化為泥漿篩的振動驅(qū)動能量了。調(diào)節(jié)功率電子電路輸出的脈沖頻率和幅度就可調(diào)整泥漿篩的振動工況，使其處在優(yōu)化工況下工作。實(shí)際上，本實(shí)用新型是個(gè)移植實(shí)用新型，即把目前已經(jīng)發(fā)展比較成熟的大功率數(shù)控調(diào)壓變頻裝置用于替代傳統(tǒng)泥漿篩的機(jī)械傳動部分，從而使該設(shè)備也進(jìn)入機(jī)電一體化的電力拖動技術(shù)領(lǐng)域，為設(shè)備的技術(shù)改造和更新?lián)Q代作出貢獻(xiàn)。
本實(shí)用新型是用VMOS管做大功率開關(guān)的。因?yàn)閂MOS管的導(dǎo)通和關(guān)斷完全取決于柵極電位，且響應(yīng)速度高，導(dǎo)通與關(guān)斷方便。再者，VMOS管輸入阻抗極高，即使用數(shù)百個(gè)管并聯(lián)時(shí)，用一個(gè)簡單的驅(qū)動電路也可推動其工作；而且輸出阻抗呈正阻特性和具有正的溫度系數(shù)，如使用若干個(gè)VMOS管并聯(lián)后，由該管性能決定能將電流均勻分配到各管，這樣就可通過并聯(lián)多個(gè)VMOS管來達(dá)到設(shè)備所需的大控制功率，并通過選擇并聯(lián)管子的數(shù)目就很方便地得到不同的額定功率，使之與泥漿篩機(jī)械部分配成系列。參見圖2，本實(shí)用新型中受控大功率脈沖開關(guān)電路6是用多個(gè)VMOS大功率場效應(yīng)管組成的，這些VMOS管的源都并聯(lián)于源極板7，所有VMOS管的漏也并聯(lián)于漏極板8，此兩極板把VMOS管夾緊在中間并有很好的熱接觸，各VMOS管的源與柵極分別并聯(lián)一個(gè)電阻R1，同時(shí)各管的柵極分別通過串聯(lián)一個(gè)電阻R2與受控脈沖發(fā)生電路5的輸出控制端相連。圖2(B)(C)示了本電路的固定結(jié)構(gòu)。
本實(shí)用新型中的受控脈沖發(fā)生電路5可以是用集成電路加阻容反饋構(gòu)成的多諧振蕩器，也可以由計(jì)算機(jī)直接輸出不同頻率和不同占空比的各種脈沖數(shù)字信號來模擬之，這樣更可以達(dá)到直接數(shù)控泥漿篩的工況，并隨機(jī)調(diào)節(jié)之的最終生產(chǎn)目的，從而把泥漿篩也納入油田生產(chǎn)機(jī)電一體化的控制系統(tǒng)中。
換能器裝在篩網(wǎng)底座受力的下方，換能器可以是普通的電磁鐵，其中的銜鐵可以采有稀土永磁材料制成，因其磁能積密度大，使用效果更好。脈沖電流來至電磁鐵線圈，通電時(shí)吸引銜鐵向下動作，振動篩網(wǎng)也隨之向下運(yùn)動；線圈掉電時(shí)，則在振動篩四角的壓簧恢復(fù)彈力作用下，篩網(wǎng)向上動作，如此周期往復(fù)上下直線動作，就使篩網(wǎng)不停上下來回振動。整流器和大功率脈沖發(fā)生器基本上是由電子器件構(gòu)成，可裝在金屬屏蔽盒里安放在工作環(huán)境較好的靠近電源的地方，使作業(yè)現(xiàn)場更為簡潔寬敞。
本實(shí)用新型進(jìn)行試驗(yàn)實(shí)施的產(chǎn)品是寶雞石油機(jī)械廠生產(chǎn)的222S－871直線振動泥漿篩，把原機(jī)械驅(qū)動裝置去除改換成本實(shí)用新型的功率電子驅(qū)動部件和在篩網(wǎng)下方裝上換能器就可以了，該機(jī)原配備驅(qū)動電機(jī)功率為4＊3KW(采用雙電機(jī)驅(qū)動)，改進(jìn)后耗能僅為2KW左右，能耗大為降低；易損件幾乎減至零，操作維護(hù)也很簡便，而仍能保持原設(shè)備振動篩為上下直線振動，篩分效率高，篩面清爽，便于鉆井工人清潔篩面等許多優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種數(shù)控泥漿篩，它由篩網(wǎng)及其振動裝置和振動驅(qū)裝置兩部分構(gòu)成，其特征在于振動驅(qū)動裝置是由電源整流器、用已制成固態(tài)組件的受控脈沖發(fā)生電路與大功率電子開關(guān)電路構(gòu)成的受控大功率脈沖發(fā)生器和換能器三部分構(gòu)成的，其中電源整流器和受控大功率脈沖發(fā)生器被安裝在井場附近靠電源的金屬屏蔽盒里，換能器則安裝在篩網(wǎng)振動底座運(yùn)動受力部分的下方。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)控泥漿篩，其特征在于其中大功率電子開關(guān)電路可以用多個(gè)并聯(lián)的VMOS大功率場效應(yīng)管組成，所有VMOS管的源并聯(lián)于源極板和所有的VMOS管的漏也并聯(lián)于漏極板，此兩極板把VMOS管夾緊在中間并有很好的熱接觸，各VMOS管的源與柵之間分別并聯(lián)一個(gè)電阻R1，同時(shí)各VMOS管的柵極分別通過串聯(lián)一個(gè)電阻R2與控制電路相連。
3.如權(quán)利要求1所述的數(shù)控泥漿篩，其特征在于換能器可以是電磁鐵，其中的銜鐵可以采用稀土永磁材料制成。
專利摘要一種數(shù)控泥漿篩，由篩網(wǎng)及其振動裝置和振動驅(qū)動裝置構(gòu)成，其特點(diǎn)是用電源整流器、受控大功率脈沖發(fā)生器和換能器三者組成的數(shù)控功率電子器件和驅(qū)動電路來替代由傳統(tǒng)的電機(jī)、減速箱和凸輪軸組成的機(jī)械驅(qū)動裝置，使設(shè)備結(jié)構(gòu)大為簡化，沒有機(jī)械傳動及由此產(chǎn)生的磨損，裝置工作穩(wěn)定可靠，能耗顯著降低，并可籍此把泥漿篩納入油田鉆井作業(yè)的機(jī)電一體化控制系統(tǒng)中。
文檔編號B07B1/28GK2106667SQ91226098
公開日1992年6月10日 申請日期1991年10月9日 優(yōu)先權(quán)日1991年10月9日
發(fā)明者石行 申請人:北京市西城區(qū)新開通用試驗(yàn)廠