钻井液振动筛优化设计与动态测试研究

摘要

本文在对国内外多种振动筛产品现状及其发展方向的调研和分析的基础上，运用现代动态测试技术对振动筛的结构进行优化设计，用钻井现场试验的第一手资料对振动筛结构参数进行完善和修正，为提高钻井液振动筛产品试制质量，也为振动筛的发展和实际制造方面提供理论支持。主要研究工作如下： (1)通过大量的钻井液振动筛现场试验，得到并修正椭圆振动筛动力学方程，导出振动筛实际平动几何条件，考虑两电机间同步运转的相位差角从而减少得出结论的局限性，以便为椭圆振动筛在钻井过程中得到广泛应用提供依据。 (2)从双电机振动筛运动方程的稳态解出发，研究筛面对固相颗粒的激振作用力，建立固相颗粒抛掷运动的数学模型，研究固相颗粒在振动筛筛面上的运移规律，特别是抛掷运动的运动规律，可以加深对振动筛筛分过程的认识，对优化激振频率等参数，降低振动筛消耗，提高筛分效率有重要的指导意义。 (3)综合考虑钻井液沿筛网表面流动的各种因素，得到筛分过程的方程为一阶非线性双曲型微分方程组。运用均能原理对筛分方程进行探讨性求解，采用有限差分方法建立振动筛处理量的仿真模型。该筛分模型有助于评价钻井筛筛分性能和筛网选择。 (4)通过对钻井液振动筛力学原理、参数选择、激振器选择、力心与质心的设计计算方法、隔振弹簧参数选择和电机控制线路分析，设计与优化新一代钻井液振动筛ZCGWTS-1-001，并进行产品试制和现场试验，取得了较好的效果。 (5)对所设计的钻井液振动筛进行现代机械结构强度动态应力分析，采用相关的专用软件对筛箱进行动态分析及仿真研究。为结构的优化和改进提供依据。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：符号说明

北京化工大学学位论文原创性声明

第一章绪论

第二章国内外钻井液振动筛产品现状与发展方向

第三章钻井液振动筛工作原理与理论计算

第四章钻井液振动筛筛面上固相颗粒抛掷运动规律与筛分模型研究

第五章平动椭圆钻井液振动筛优化设计与产品试制

第六章钻井液振动筛筛箱的应力分析及动态特性分析

第七章结论与展望

参考文献

致谢

论文期间主要业绩