CN101362135B - 一种智能型自适应可变参数振动筛 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于石油天然气钻井、泥水处理、泥浆处理及物料筛分和输送的智能型自适应可变参数振动筛。它能实现振动筛自动控制和参数合理匹配调整。其技术方案是：在泥浆循环管道上，安装有泥浆流量计、粘度计、温度计及岩屑粒度计的传感器组及相应的中间转换放大器，再将其与控件化虚拟式信号分析仪相连接；在振动筛的出口处再次安装泥浆流量计等传感器组及相应的中间转换放大器，再将其与信号分析仪相连接；在振动筛筛箱上安装有传感器组及中间转换放大器，再将其与信号分析仪连接；分析仪与执行机构、运作机构及振动筛连接。本发明通过执行机构及时自动控制振动筛的激振部件，将振动筛的运转工作调整在最佳状态，可用于选矿、化工等领域。

Description

一种智能型自适应可变参数振动筛

技术领域：

本发明涉及一种用于石油天然气钻井、泥水处理、泥浆处理及物料筛分和输送的振动筛，包括水利水电工程、地下空间工程、城市建设工程、选矿、选煤、化工、医药、食品、有色金属及传输等行业部门作业中使用的智能型自适应可变参数振动筛。

背景技术：

振动筛是一种用于石油天然气钻井及其他工程中泥浆净化及固液分离的关键惯性振动机械设备之一。现有振动筛基本上完全是靠操作者人为手工控制和进行调整。不仅效率低下，而且很不准确。特别是在石油天然气钻井工程中，泥浆固控设备的现代发展方向是用振动筛和离心机两级固控设备来取代现有的多级固控设备。这就对振动筛提出了越来越高的要求，特别是在自动控制和参数合理匹配调整方面，目前在用的振动筛完全不具备这样的功能。

为此，我们提出并发明设计了基于计算机软、硬件技术的控件化虚拟式信号分析仪和现代传感器(含中间转换放大器)技术等现代高科技技术自动控制，并具有自学习、自适应功能的新型振动筛。以适应各有关行业中对振动筛提出的更高要求。

发明内容

本发明的目的是：为了实施振动筛能自动控制和参数合理匹配调整，采用现代计算机软件和传感器系统及控件化虚拟式信号分析处理技术，将振动筛的运转工作情况调整在最佳点状态，特提出一种智能型自适应可变参数振动筛。

为了达到上述目的，本发明解决此技术问题采用以下技术方案：一种智能型自适应可变参数振动筛，主要由筛箱、筛网、激振器、隔振弹簧、底座、泥浆返激装置、传感器组、中间转换放大器、控件化虚拟式信号分析仪组成，其结构特征是：在从井口返回振动筛之间的泥浆循环管路上，安装包括有泥浆流量计、泥浆粘度计、泥浆温度计、岩屑粒度计、岩屑称量计的第一传感器组及相应的第一中间转换放大器，再将转换放大后的各有关机械参量信号经数据传输线与控件化虚拟式信号分析仪相连接；在振动筛的泥浆出口和泥浆截流箱(位于筛箱的下面)，再次安装有包括泥浆流量计、泥浆粘度计、泥浆温度计、岩屑粒度计、岩屑称量计的第二传感器组及相应的第二中间转换放大器，再将转换放大后的

各有关机械参量信号，经数据传输线与控件化虚拟式信号分析仪相连接；在振动筛筛箱上安装有包含加速度传感器、速度传感器、光电传感器、转速计的第三传感器组及相应的第三中间转换放大器，再将转换放大后的各有关机械参量信号经数据传输线与控件化虚拟式信号分析仪相连接；控件化虚拟式信号分析仪传输出电压信号，经机电转换后的信号进入自动控制执行机构中并控制执行结构各有关机件，自动控制执行机构经数据线直接与振动筛的相应运作机构相连，例如：频率调整运作机构、振幅调整运作机构、筛箱倾斜角调整运作机构等。控件化虚拟式信号分析仪与自动控制执行机构、自动调整各有关部件运作机构及振动筛相串联连接。

控件化虚拟式信号分析仪对所有各有关信号进行综合分析处理后，实时地做出决定，并发出指令指挥自动控制执行机构进行自动调整各有关部件运作，使振动筛处于最佳工作状态。如果振动筛工作状态出现异常，则控件化虚拟式信号分析仪对所有各有关信号进行实时综合分析处理后，会立即发出声光报警，并发出指令指挥执行机构自动采取相应措施调整工作状态；或者直至停机，以避免发生事故。

同时，控件化虚拟式信号分析仪具有自学习、自适应功能，可以针对振动筛在线工作情况下根据实际运转工况不断自动的修改有关参数的安全、危险、报警等。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)采用了现代计算机软件和传感器系统及控件化虚拟式信号分析处理技术，结合进入振动筛之前和流经振动筛以后的泥浆和泥浆中的岩屑进行实时监测计量，并紧密结合筛箱的运转工作情况，通过安装在筛箱上各传感器的监测，并经自动控制执行机构及时自动控制振动筛的激振部件，将振动筛的运转工作情况调整在最佳状态。

(2)本振动筛上所配计算机信号分析处理系统即控件化虚拟式信号分析仪还同时具有声光报警、设备状态监测、自学习、自适应功能等实现了高度自动化。并且，所处理的有关数据曲线等，对于井队钻井工作者和地质工作者进一步了解整个钻井情况也是非常有用的第一手参考资料。

附图说明：

下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。

图1为本发明可变参数振动筛的俯视结构示意图。图中：3.激振器，6.泥浆返激装置，7.第一传感器组，8.第一中间转换放大器，9.控件化虚拟式信号分析仪，10.泥浆循环管路，13.泥浆出口，15.第二传感器组，16.第二中间转换放大器，17.第三传感器组，18.第三中间转换放大器，19.泥浆截流箱。

图2是本发明可变参数振动筛的正视结构示意图。图中：1.筛箱，2.筛网，4.隔振弹簧，5.底座，7.第一传感器组，8.第一中间转换放大器，9.控件化虚拟式信号分析仪，11.自动调整各有关部件运作机构，12.自动控制执行机构，14.振动筛。

具体实施方式

参看图1、图2，智能型自适应可变参数振动筛。主要由筛箱、筛网、激振器、隔振弹簧、底座、泥浆返激装置、传感器组、中间转换放大器、控件化虚拟式仪器组成。

在从井口返回振动筛之间的泥浆循环管路10上，安装有包括泥浆流量计、泥浆沾度计、泥浆温度计、岩屑粒度计、岩屑称量计的第一传感器组7及相应的第一中间转换放大器8对各有关机械参量信号进行拾取转换放大后，分别送入控件化虚拟式信号分析仪9；对经过振动筛净化处理后的岩属和带屑泥浆，在振动筛泥浆的出口和泥浆截流箱(位于筛箱的下面)13再次经由包括泥浆流量计、泥浆沾度计、泥浆温度计、岩屑粒度计、岩屑称量计的第二传感器组15及相应的第二中间转换放大器16对各有关机械参量信号进行拾取转换放大后，分别送入控件化虚拟式信号分析仪9。

同时，安装在振动筛筛箱1上的包括加速度传感器、速度传感器、光电传感器、转速计的第三传感器组17及相应的第三中间转换放大器18对各有关机械参量信号进行拾取转换放大后，也分别送入控件化虚拟式信号分析仪9。

控件化虚拟式信号分析仪9对所有各有关信号进行综合分析处理后，实时地做出决定，并发出指令指挥自动控制执行机构12进行自动调整各有关部件运作机构11，使振动筛14处于最佳工作状态。如果振动筛14工作状态出现异常，则控件化虚拟式信号分析仪9对所有各有关信号进行实时综合分析处理后，会立即发出声光报警，并发出指令指挥自动控制执行机构12自动采取相应措施调整工作状态；或者直至停机，以避免发生事故。

同时，控件化虚拟式信号分析仪9具有自学习、自适应功能，可以针对振动筛14在线工作情况下根据实际运转工况不断自动的修改有关参数的安全、危险、报警等。

结合进入振动筛之前和流经振动筛以后的泥浆和泥浆中的岩屑进行实时监测计量，并紧密结合筛箱的运转工作情况，通过安装在筛箱上各传感器的监测，通过执行机构及时自动控制振动筛的激振部件，将振动筛的运转工作情况调整在最佳状态。

本振动筛上所配计算机分信号析处理系统即控件化虚拟式信号分析仪还同时具有声光报警、设备状态监测、自学习、自适应功能等实现了高度自动化。并且，所处理的有关数据曲线等，对于井队钻井工作者和地质工作者进一步了解整个钻进情况也是非常有用的第一手参考资料。

Claims (3)

1.一种智能型自适应可变参数振动筛，主要由筛箱、筛网、激振器、隔振弹簧、底座、泥浆返激装置、传感器组、中间转换放大器、控件化虚拟式信号分析仪组成，其特征是：在从井口返回振动筛之间的泥浆循环管路(10)上，安装有包括泥浆流量计、泥浆粘度计、泥浆温度计、岩屑粒度计、岩屑称量计的第一传感器组(7)及相应的第一中间转换放大器(8)，再将转换放大后的信号经数据传输线与控件化虚拟式信号分析仪(9)相连接；在振动筛(14)的泥浆出口(13)和泥浆截流箱(19)，再次安装有包括泥浆流量计、泥浆粘度计、泥浆温度计、岩屑粒度计、岩屑称量计的第二传感器组(15)及相应的第二中间转换放大器(16)，再将转换放大后的信号经数据传输线与控件化虚拟式信号分析仪(9)相连接；在振动筛筛箱(1)上安装有包含加速度传感器、速度传感器、光电传感器、转速计的第三传感器组(17)及相应的第三中间转换放大器(18)，再将转换放大后的信号经数据传输线与控件化虚拟式信号分析仪(9)相连接；控件化虚拟式信号分析仪(9)与自动控制执行机构(12)、自动调整各有关部件运作机构(11)及振动筛(14)相串联连接。

2.根据权利要求1所述的智能型自适应可变参数振动筛，其特征在于，控件化虚拟式信号分析仪(9)对所有各有关信号进行综合分析处理后，实时地做出决定，并发出指令到自动控制执行机构(12)进行自动调整各有关部件运作机构(11)，使振动筛(14)工作在最佳工作状态。

3.根据权利要求1所述的智能型自适应可变参数振动筛，其特征在于，如果振动筛工作状态出现异常，则控件化虚拟式信号分析仪(9)对所有各有关信号进行实时综合分析处理后，会立即发出声光报警，并自动采取相应措施调整工作状态，直至停机，以避免事故的发生。

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