CN201778704U - 回转型泥浆振动筛 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种回转型泥浆振动筛，包括：底座，振动框，振动电机，筛网，驱动辊和从动辊；其中，所述筛网环绕于所述驱动辊和从动辊上，形成封闭的环带；驱动电机，与所述驱动辊连接，驱动所述驱动辊转动，进而驱动所述筛网做回转运动；分别设置于筛网、驱动辊和从动辊的导向机构，以避免筛网在驱动辊和从动辊的表面发生滑移而导致其偏离转动方向，其中，所述导向机构包括：相互配合的凹陷部和凸起部，筛网与驱动辊或从动辊相重合的部分，所述凸起部嵌入所述凹陷部中。所述振动筛的导向机构可以将筛网的运动限定在回转方向，防止筛网的滑移，保持与驱动辊的转动方向平行，避免了筛网发生跑偏或走斜现象，提高设备运行的可靠性。

Description

回转型泥浆振动筛 

技术领域

本实用新型涉及钻井固控设备领域，特别涉及一种泥浆振动筛。 

背景技术

石油天然气钻井过程中，钻井液扮演着重要的角色，它的作用可以归纳为：保护孔壁、平衡地层土压力、冷却润滑钻具、提供井底动力、液力碎岩、返送井底岩样等作用。通常，先将钻井液通过钻杆注入井下钻头，钻井液和破碎的岩屑混合后的泥浆被抽回井上，然后将泥浆中的岩屑等杂物过滤出来，回收钻井液以便重复使用，这就是常说的固相控制过程。 

固相控制的目的在于控制钻井液固相含量：既清除有害固相，例如岩屑、砂子、劣土等(以下统称岩屑)，同时又保存有用固相，例如重晶石、膨润土等。固相含量是钻井液重要的性能参数之一，只有各种固相含量在合理的范围内，钻井液性能才能稳定，才能发挥钻井液应有的功能。以下将包含有害固相的钻井液简称为泥浆，将过滤处理后包含有用固相的钻井液简称为钻井液。 

泥浆振动筛是钻井泥浆固相控制系统中的一级固控设备，处理分离由泥浆从井中返出时所带大量岩屑以便泥浆进入二级分离设备。 

传统的泥浆振动筛由底座、筛网、振动电机、弹簧和振动框等部分组成，其中，筛网设置于振动框内，沿水平方向绷紧，振动框通过弹簧与底座连接，振动电机与振动框连接。泥浆振动筛工作时，由井底返回的泥浆由进料口流到筛网表面，振动电机通过振动框带动筛网以直线或者椭圆轨迹往复振动，这种振动可以将泥浆中的粒度较大的岩屑抛起并移出筛网，而剩余的泥浆从筛网漏下流进底座内的收集斗内，然后进入下级固控设备完成对泥浆的过滤净化，回收钻井液。 

这种泥浆振动筛当遇到比较粘稠的泥浆(泥岩的井段)或者筛网的筛孔 直径过小时常常会发生糊网现象，泥沙聚集在网面上不能够被抛起，如果不及时清理，会堵塞筛孔，导致无法继续过滤，钻井液随岩屑被排走，造成浪费。 

通常可以改用孔径较大的筛网来避免糊网的问题，但是，这样过滤后的泥浆仍然会有部分岩屑不能分离，需要进一步通过其他设备重复处理，降低了生产效率。 

实用新型内容

本实用新型解决的问题是如何增强现有泥浆振动筛的过滤效果，提高生产效率。 

为解决上述问题，本实用新型提供一种回转型泥浆振动筛，包括： 

底座，通过弹性部件安装在所述底座上的振动框； 

设置在所述振动框上的振动电机； 

设置于所述振动框内的筛网； 

驱动辊，位于所述振动框内一侧，所述驱动辊的两端分别安装在振动框的侧壁； 

从动辊，位于所述振动框内另一侧，所述从动辊的两端也分别安装在振动框的侧壁；其中，所述筛网环绕于所述驱动辊和从动辊上，形成封闭的环带； 

驱动电机，与所述驱动辊连接，驱动所述驱动辊转动，进而驱动所述筛网做回转运动； 

分别设置于筛网、驱动辊和从动辊的导向机构，以避免筛网在驱动辊和从动辊的表面发生滑移而导致其偏离转动方向，其中， 

所述导向机构包括：相互配合的凹陷部和凸起部，筛网与驱动辊或从动辊相重合的部分，所述凸起部嵌入所述凹陷部中。 

所述凹陷部设置于从动辊和驱动辊，则所述凸起部设置于筛网。 

所述凹陷部设置于筛网，则所述凸起部设置于从动辊和驱动辊。 

所述凹陷部包括沿着驱动辊和从动辊外圆周方向的多个沟道，所述凸起部包括筛网的内网面的多个凸点。 

所述凸点沿回转方向排列在筛网的内网面，所述沟道的深度大于或等于所述凸点的高度。 

所述筛网包括叠合在一起的基网和滤网，相对于滤网，所述基网紧贴驱动辊和从动辊；所述基网由多条横向钢丝和多条纵向钢丝交叉编织而成。 

所述多个凸点为横向钢丝的一部分，分布于横向钢丝与纵向钢丝的交叉处。 

所述多个沟道均沿着回转方向相互平行的排列于从动辊和驱动辊的表面。 

所述凸起部为链轮的链齿，所述凹陷部为链条上链节的空隙，其中，所述链轮设置在驱动辊和从动辊两端，所述链条设置在筛网的边缘。 

驱动辊或从动辊表面的凹陷部转动一周的轨迹与凸起部在筛网上分布的轨迹重合。

与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点： 

相对于传统的泥浆振动筛来说，所述回转型泥浆振动筛的筛网不是固定绷紧在振动框上，而是相对于筛网做回转运动，在过滤泥浆时既振动又回转，这样一来，泥浆在工作面(即上网面)不能停滞，过滤之后将留在筛网工作面的岩屑通过筛网转动作用及时排走，转过下网面后筛网自动恢复清洁，避免粘稠度较高的泥浆堵塞筛孔，从而减少了钻井液的流失浪费。 

进而，可以在筛网目数(筛孔直径)的选择上更加自由灵活，根据泥浆性能和井况可以采用80-250目滤网，不必改用孔径较大的筛网来避免糊网的问题，能够充分的分离钻井液和岩屑，就无需通过下级固控设备进一步处理，提高生产效率，同时也省去了下级固控设备的成本。 

当驱动辊带动筛网转动时，筛网内表面与驱动辊或从动辊的外表面相接触，凸点嵌入沟道内，从而限定了筛网与驱动辊或从动辊之间的相对位置， 沟道平行于回转方向，从而可以将筛网的运动限定在回转方向，防止筛网的滑移，保持与驱动辊的转动方向平行，避免了筛网发生跑偏或走斜现象，提高设备运行的可靠性。 

附图说明

通过附图所示，本实用新型的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。 

图1为实施例一中回转型泥浆振动筛的主视图； 

图2为图1所示回转型泥浆振动筛的侧视图； 

图3为图1所示回转型泥浆振动筛的俯视图； 

图4为图1所示回转型泥浆振动筛的筛网结构示意图； 

图5为图4所示筛网沿B-B线的截面图； 

图6为实施例二中回转型泥浆振动筛导向机构的示意图； 

图7为实施例二中回转型泥浆振动筛筛网的基网的局部结构示意图； 

图8为实施例三中回转型泥浆振动筛沿驱动辊直径的剖视图； 

图9为图8中所示筛网的俯视图。 

附图标号说明： 

1：底座           2：弹性部件       3，3’：筛网 

31：上网面        32：下网面        33：基网 

34：滤网          35：横向钢丝      36：纵向钢丝 

4，4’：驱动辊    5：从动辊         6：托辊 

7：斜撑辊         8：支撑辊         9：振动框 

91：顶面          92：侧壁          10：振动电机 

11：收集斗        12：收集管        13：进料口 

14：出料口        15：驱动电机     16：导轨 

17：调整螺栓      18：联轴器       20：链轮 

21：链条          201：链齿        211：空隙 

45：凹陷部        451：沟道        37：凸起部 

371：凸点 

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。 

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。 

其次，本实用新型结合示意图进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示装置结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸，以下结合附图进行说明。 

实施例一 

图1为本实施例的回转型泥浆振动筛的主视图，图2为图1所示回转型泥浆振动筛的侧视图，图3为图1所示回转型泥浆振动筛的俯视图。 

如图1至3所示，回转型泥浆振动筛包括：底座1，通过弹性部件2安装在所述底座1上的振动框9，设置在所述振动框9上的振动电机10，设置于所述振动框9内部的筛网3。 

其中，振动框9为半封闭的框体，包括顶面91和两个侧壁92，该框体的横截面为“∏”形，筛网3被罩在半封闭的框体内部，顶面91与筛网3的工作面基本平行，振动电机10安装在振动框9的顶面91上，用于激励振动框9 振动。弹性部件2例如为弹簧。如图3所示，四支弹簧分别设置在长方形振动框的四角附近，弹簧的一端固定于底座1，另一端与振动框9固定连接(见图1)。 

所述回转型泥浆振动筛还包括：位于所述振动框9内部一侧的驱动辊4，位于所述振动框9内部另一侧的从动辊5，以及与所述驱动辊4连接的驱动电机15。 

其中，所述驱动辊4的两端分别安装在振动框9的侧壁92，所述从动辊5的两端也分别安装在振动框9的侧壁92；驱动辊4和从动辊5均通过轴承(图中未示出)连接于侧壁92，并且驱动辊4和从动辊5的轴线相互平行。 

筛网3环绕于所述驱动辊4和从动辊5上，形成封闭的环带；该环带的侧视图基本为长圆形(见图2)；驱动辊4和从动辊5分别位于该环带的两端的内侧(所述“内侧”相对于环带筛网的“外侧”而言)。在筛网3张紧状态下，其中间部分形成基本水平(平行于底座)的两个网面，即上网面31和下网面32，上网面31为工作面，用于过滤泥浆。优选的，驱动辊4和从动辊5的轴线所确定的平面基本平行于筛网3的两个网面，驱动辊4和从动辊5的直径相同。 

驱动电机15用于驱动所述驱动辊4绕其轴线自转；驱动辊4在静摩擦力的作用下带动筛网3转动，筛网3进而带动从动辊5转动，从而实现筛网3绕着驱动辊4和从动辊5在振动框9内部的回转运动，回转运动过程中上网面31和下网面32保持水平，上网面31可以转动到下网面32的位置，下网面32也可以转动到上网面31的位置。 

筛网3的环带内侧设有收集斗11，位于上网面31的下面，收集斗11与泥浆收集管12连接，经过上网面31过滤后的泥浆流入收集斗11由收集管12回收。 

优选的，筛网3的环带内侧还设有多个托辊6，沿上网面31的下表面基本平行排列，各个托辊6的两端也安装在振动筛9的侧壁92，这些托辊6对筛网3起到支撑作用，以维持上网面31形成有效的工作面。另外，筛网3的下网面32的外侧也设有至少两个支撑辊8，沿下网面32的下表面基本平行排 列，同样起到支撑作用，防止筛网3下网面32与底座1摩擦破损。 

优选的，筛网3的环带内侧还设有至少两个斜撑辊7，分别位于驱动辊4和从动辊5的侧下方，使得筛网3的侧面形成倒梯形，为设置收集斗11留下足够的空间。 

振动框9的顶面91与筛网3之间具有间距，两个侧壁92与筛网3的上网面31之间滑动密封，以防止泥浆漏出。振动框9靠近驱动辊4一侧的开口为进料口13，用于流入泥浆，而振动框9靠近从动辊5一侧的开口为出料口14，用于将过滤后的岩屑排出。 

驱动电机15安装在振动框9外部靠近驱动辊4的位置，所述驱动电机15通过联轴器18与驱动辊4的轴承连接，所述联轴器18优选为三节棍联轴器，相对于轮胎式联轴器，三节棍联轴器的自由度更大，可以保证两端水平。驱动辊4和从动辊5的位置可以互换，也就是说，当驱动电机15连接从动辊5时，该从动辊5就作为驱动辊，反之亦然。 

图4为图1中所示筛网的结构示意图，图5为图4中所示筛网沿B-B线的截面图，如图所示，筛网3包括叠合在一起的基网33和滤网34，基网33位于内侧，滤网34位于表面，换言之，相对于滤网34，基网33紧贴驱动辊和从动辊；所述滤网34的筛孔小于基网33的筛孔，滤网34用于过滤泥浆(滤网的目数即表示筛网的目数)，根据泥浆性能和实际井况，滤网34可以采用例如80-250目，而基网33可以采用16-20目；基网33用于支撑并带动滤网34回转运动。 

基网33由多条横向钢丝35和多条纵向钢丝36交叉编织而成，横向钢丝35基本平行于驱动辊4或从动辊5的轴线方向，纵向钢丝36基本平行于筛网3的回转方向A。所述横向钢丝35和多条纵向钢丝36例如由不锈钢材料制成。实际上，基网33和滤网34均为长条形，依次围绕过驱动辊和从动辊并由两短边拼接而成封闭的环带状。而基网33和滤网34两层间通过搭扣连接。 

所述驱动电机15和/或振动电机10优选为防爆电机。由变频器驱动所述驱动电机15来控制筛网3的回转运动。 

所述回转型振动筛还包括位于筛网3内侧调节机构，所述调节机构包括： 与从动辊5两端连接的导轨16，与导轨16连接的调整螺栓17。该调节机构可以使从动辊5的位置相对于底座1平动，从而用于调整筛网3的张力。 

上述回转型泥浆振动筛的工作原理如下： 

选取与实际井况匹配的筛网3环绕于振动框9内部的驱动辊4和从动辊5，在振动电机10的激励作用下，振动框9按照特定的运动轨迹振动(与传统的振动筛类似)，由于驱动辊4和从动辊5安装在振动框9内，则筛网3也跟随振动框9的运动轨迹振动，与此同时，驱动电机15带动驱动辊4转动，驱动辊4在摩擦力的作用下带动筛网3转动，筛网3进而带动从动辊5转动，从而实现筛网3绕着驱动辊4和从动辊5在振动框9内进行回转运动。泥浆由进料口13流入振动框9内的筛网3上，随着筛网3的振动，钻井液由通过上网面31的筛孔流到收集斗11内，粒度较大的岩屑则留在筛网3上网面31，随筛网3转动到从动辊5一侧的出料口14落下，随筛网3转动到下网面32的剩余岩屑在振动框9的振动作用下将进一步由筛网3落下，转动至进料口13的筛网3表面从而基本恢复到最初的清洁程度，准备接收并过滤新流入的泥浆，如此循环运行。 

由此可见，相对于传统的泥浆振动筛来说，所述回转型泥浆振动筛的筛网不是固定绷紧在振动框上，而是相对于筛网做回转运动，在过滤泥浆时既振动又回转，这样一来，泥浆在工作面(即上网面)不能停滞，过滤之后将留在筛网工作面的岩屑通过筛网转动作用及时排走，转过下网面后筛网自动恢复清洁，避免粘稠度较高的泥浆堵塞筛孔，从而减少了钻井液的流失浪费。于是，在筛网目数(筛孔直径)的选择上可以更加自由灵活，例如根据泥浆性能和井况可以采用80-250目的滤网，不必改用孔径较大的筛网来避免糊网的问题，能够充分的分离钻井液和岩屑，就无需通过下级固控设备进一步处理，提高生产效率，同时也省去了下级固控设备的成本。 

实施例二 

在实际运行过程中，筛网往往会发生跑偏或走斜现象，也就是说，筛网不能够完全按照平行于驱动辊旋转的方向转动却发生偏移，从而影响过滤的 效果和设备运行的可靠性，严重时还会导致筛网破损、设备故障。 

发明人研究后发现，筛网跑偏的原因在于，筛网同时做回转运动和振动，围绕驱动辊和从动辊的回转的驱动力为静摩擦力，而驱动辊和从动辊随振动框按照特定的轨迹振动，受这种振动的影响，筛网可能在驱动辊和从动辊的表面发生滑移，从而导致其偏离转动方向。基于此，在实施例一公开的回转型泥浆振动筛的基础上，本实施例中的回转型泥浆振动筛还包括导向机构，以避免筛网绕驱动辊和从动辊的回转运动跑偏。以下结合附图详细说明。 

所述导向机构包括：相互配合的凹陷部和凸起部。所述凹陷部和凸起部分别设置于筛网、驱动辊和从动辊。所述“相互配合”的含义为凹陷部和凸起部的位置对应，并且凸起部能够嵌入凹陷部内。本实施例中回转型振动筛的其他结构与实施例一相同。 

图6为本实施例中回转型泥浆振动筛导向机构的示意图，为清楚的表示发明点，图6仅示出图2中沿驱动辊直径C-C的剖视图；图7为筛网中基网的局部结构示意图。如图6所示，凹陷部45设置于从动辊5和驱动辊4的表面，凸起部37设置于筛网3的内表面，在筛网3与驱动辊4或从动辊5相重合的部分(即环带筛网的圆弧部分)，所述凸起部37嵌入所述凹陷部45中，从而使得筛网3与驱动辊4或从动辊5表面的相对位置固定，保持静摩擦力，筛网3沿着凹陷部45所限定的运动轨迹转动。 

优选的，所述凹陷部45包括沿着驱动辊4和从动辊5外圆周方向的多个沟道451，所述多个沟道451均沿着回转方向A相互平行的排列于从动辊5和驱动辊4的表面(回转方向A即为驱动辊4的转动方向)。沟道451所在的平面与驱动辊4的轴线垂直。所述凸起部37包括筛网3的内表面的多个凸点371，所述凸点371沿回转方向A排列在筛网3内表面(见图7)，所述沟道451的深度略大于所述凸点371的高度。 

如图7所示，凸点371为横向钢丝35的一部分，可以分布于横向钢丝35与纵向钢丝36的交叉处，由于纵向钢丝36基本平行于筛网3的回转方向A，多条横向钢丝35和多条纵向钢丝36基本垂直交叉编织，则多个凸点371实际上沿着纵向钢丝36间隔的排列。驱动辊4或从动辊5表面相邻沟道451之 间的距离等于筛网3相邻纵向钢丝36之间的距离。 

这样一来，当驱动辊4带动筛网3转动时，筛网3内表面与驱动辊4或从动辊5的外表面相接触，凸点371嵌入沟道451内，从而限定了筛网3与驱动辊4或从动辊5之间的相对位置，沟道451平行于回转方向A，从而可以将筛网3的运动限定在回转方向A，防止筛网3的滑移，保持与驱动辊4的转动方向平行，避免了筛网发生跑偏或走斜现象，提高设备运行的可靠性。 

本实用新型的其他实施例中，所述凹陷部还可以为多个凹点，所述多个凹点沿着驱动辊和从动辊外圆周方向排列，沿圆周方向的相邻凹点之间的距离(弧长)等于筛网上相邻凸点之间的距离。 

实施例三 

前述实施例中，导向机构的凹陷部设置于从动辊和驱动辊的表面，凸起部设置于筛网的内表面，而本实施例的回转型泥浆振动筛中，导向机构的凹陷部设置于筛网，凸起部设置于从动辊和驱动辊。以下结合附图详细说明。 

图8为本实施例中回转型泥浆振动筛沿驱动辊直径的剖视图，图9为图8中筛网的俯视图。 

如图8所示，驱动辊4’和从动辊(图中未示出)两端均设置有链轮20，链轮20套接驱动辊4’或从动辊表面，其轴线与驱动辊或从动辊的轴线重合，筛网3’的边缘设置有链条21(参见图9)，驱动辊4’转动时，链轮20随之转动，链条21与所述链轮20啮合，从而带动筛网3’回转运动。 

本实施例中，导向机构的凸起部即为链轮的链齿201，凹陷部即为链条21上链节的空隙211(参见图9)。本实施例中回转型振动筛的其他结构与实施例一相同，不再赘述。 

需要说明的是，除了以上实施例所列举之外，导向机构中相互配合的凹陷部和凸起部也可以为其他形式，本质上来说，驱动辊或从动辊表面的凹陷部转动一周的轨迹与凸起部在筛网上分布的轨迹重合。 

根据实际井上的需求，本实用新型提供的回转型振动筛可以制造成双联或三联结构，连接相应的供料管和排料管，提高过滤效率。 

Claims (10)

1.一种回转型泥浆振动筛，其特征在于，包括：

底座，通过弹性部件安装在所述底座上的振动框；

设置在所述振动框上的振动电机；

设置于所述振动框内的筛网；

驱动辊，位于所述振动框内一侧，所述驱动辊的两端分别安装在振动框的侧壁；

从动辊，位于所述振动框内另一侧，所述从动辊的两端也分别安装在振动框的侧壁；其中，所述筛网环绕于所述驱动辊和从动辊上，形成封闭的环带；

驱动电机，与所述驱动辊连接，驱动所述驱动辊转动，进而驱动所述筛网做回转运动；

分别设置于筛网、驱动辊和从动辊的导向机构，以避免筛网在驱动辊和从动辊的表面发生滑移而导致其偏离转动方向，其中，

所述导向机构包括：相互配合的凹陷部和凸起部，筛网与驱动辊或从动辊相重合的部分，所述凸起部嵌入所述凹陷部中。

2.根据权利要求1所述的回转型泥浆振动筛，其特征在于，所述凹陷部设置于从动辊和驱动辊，则所述凸起部设置于筛网。

3.根据权利要求1所述的回转型泥浆振动筛，其特征在于，所述凹陷部设置于筛网，则所述凸起部设置于从动辊和驱动辊。

4.根据权利要求2所述的回转型泥浆振动筛，其特征在于，所述凹陷部包括沿着驱动辊和从动辊外圆周方向的多个沟道，所述凸起部包括筛网的内网面的多个凸点。

5.根据权利要求4所述的回转型泥浆振动筛，其特征在于，所述凸点沿回转方向排列在筛网的内网面，所述沟道的深度大于或等于所述凸点的高度。

6.根据权利要求5所述的回转型泥浆振动筛，其特征在于，所述筛网包括叠合在一起的基网和滤网，相对于滤网，所述基网紧贴驱动辊和从动辊； 所述基网由多条横向钢丝和多条纵向钢丝交叉编织而成。

7.根据权利要求6所述的回转型泥浆振动筛，其特征在于，所述多个凸点为横向钢丝的一部分，分布于横向钢丝与纵向钢丝的交叉处。

8.根据权利要求4所述的回转型泥浆振动筛，其特征在于，所述多个沟道均沿着回转方向相互平行的排列于从动辊和驱动辊的表面。

9.根据权利要求3所述的回转型泥浆振动筛，其特征在于，所述凸起部为链轮的链齿，所述凹陷部为链条上链节的空隙，其中，所述链轮设置在驱动辊和从动辊两端，所述链条设置在筛网的边缘。

10.根据权利要求1-9任一项所述的回转型泥浆振动筛，其特征在于，驱动辊或从动辊表面的凹陷部转动一周的轨迹与凸起部在筛网上分布的轨迹重合。 

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