RU2268784C1 - Screen shaker - Google Patents
Screen shaker Download PDFInfo
- Publication number
- RU2268784C1 RU2268784C1 RU2004116396/03A RU2004116396A RU2268784C1 RU 2268784 C1 RU2268784 C1 RU 2268784C1 RU 2004116396/03 A RU2004116396/03 A RU 2004116396/03A RU 2004116396 A RU2004116396 A RU 2004116396A RU 2268784 C1 RU2268784 C1 RU 2268784C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frame
- stiffness
- sieve
- mass
- capability
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для очистки бурового раствора и может быть использовано в нефтяной и газовой отраслях промышленности.The invention relates to a device for cleaning drilling fluid and can be used in the oil and gas industries.
Известно вибросито по А.С. СССР 848084, В 07 В 1/40, Е 21 В 21/00, включающее станину, раму, установленную с помощью амортизаторов на станину и снабженную вибратором, два последовательно расположенных ситовых полотна, закрепленных на раме, причем разгрузочный конец первого ситового полотна расположен над загрузочным концом второго полотна, установленного наклонно в сторону разгрузки материалов под углом 5°, первое ситовое полотно установлено наклонно в сторону загрузки материалов с возможностью изменения угла наклона от 0° до 10°, при этом рама снабжена механизмом регулировки угла наклона первого ситового полотна.Known shale shaker according to A.S. USSR 848084, B 07 V 1/40, E 21 V 21/00, including a bed, a frame mounted by means of shock absorbers on a bed and equipped with a vibrator, two sieve sheets in series mounted on the frame, the discharge end of the first sieve sheet being located above the loading end of the second web installed obliquely in the direction of unloading materials at an angle of 5 °, the first sieve web installed obliquely in the direction of loading of materials with the possibility of changing the angle of inclination from 0 ° to 10 °, while the frame is equipped with an adjustment mechanism and the angle of inclination of the first screen cloth.
Известно сито вибрационное с линейными колебаниями СВ1Л, которое имеет подобное устройство и применяется в РФ в массовом порядке. Это сито производится в настоящее время ОАО "Краснодарский завод "Нефтемаш" и другими производителями по ТУ 39 - 0147001 - 145 - 96 (см. также Каталог продукции НПО, "Техойл", М., 2003 г.). В соответствии с требованиями указанного ТУ сито СВ 1Л обеспечивает амплитуду колебаний рамы вибрирующей, равную 2 мм (с учетом допуска амплитуда может колебаться в пределах от 1,7 до 3,0 мм) при частоте колебаний рамы в пределах от 23 до 25 Гц.Known vibration sieve with linear vibrations SV1L, which has a similar device and is used in Russia in droves. This sieve is currently produced by Krasnodar Plant Neftemash OJSC and other manufacturers in accordance with TU 39 - 0147001 - 145 - 96 (see also NPO Product Catalog, Tekhoil, M., 2003). In accordance with the requirements of this TU sieve SV 1L provides an amplitude of vibration of the vibrating frame, equal to 2 mm (taking into account the tolerance, the amplitude can vary from 1.7 to 3.0 mm) with a frame vibration frequency of from 23 to 25 Hz.
Известно вибросито двойного действия Mongoose компании Swaco, содержащее станину, раму, установленную с помощью амортизаторов на станину и снабженную двумя вибраторами, закрепленные на раме ситовые полотна, механизм изменения угла наклона рамы, подающий желоб, при этом основной вибратор направленных колебаний состоит из двух вибраторов круговых колебаний, а дополнительный вибратор представляет собой вибратор круговых колебаний и выполнен с возможностью включения во время перегрузки вибросита, вибраторы установлены на балке, прикрепленной к боковинам рамы (см. Mongoose Shaker. Dual - Motion Shaker. Swaco, A Division of M -1 L.L.C., A Smith./ Schlumberger Company, Houston, Texas, 2001).A Swaco Mongoose double-acting vibrating screen is known, which comprises a bed, a frame mounted with shock absorbers on the bed and equipped with two vibrators, screen webs mounted on the frame, a mechanism for changing the frame angle, the supply chute, and the main directional vibrator consists of two circular vibrators vibrations, and the additional vibrator is a circular vibrator and is configured to turn on the vibrating screen during overload, the vibrators are mounted on a beam attached frame sidewalls (see Mongoose Shaker Dual -.. Motion Shaker Swaco, A Division of M -1 L.L.C., A Smith./ Schlumberger Company, Houston, Texas, 2001.).
Известно вибросито Flo - Line Cleaner 2000 фирмы Derrick, оснащенное вибраторами повышенной мощности (вибраторы Super G со встроенной системой смазки), что позволило поднять виброускорение рамы до 7,3 G (G - ускорение свободного падения, G=9,81 м/с2). Благодаря этому данное вибросито является в настоящее время самым мощным по пропускной способности (см. проспект " Вибросито Flo - Line Cleaner 2000 ". Derrick Equipment Company, Oiltools (Europe) Limited, 2000).It is known that Derrick vibrating sieve Flo - Line Cleaner 2000 is equipped with high-power vibrators (Super G vibrators with an integrated lubrication system), which made it possible to raise the frame vibration acceleration to 7.3 G (G - gravity acceleration, G = 9.81 m / s 2 ) Due to this, this vibrating screen is currently the most powerful in terms of throughput (see prospectus "Flo - Line Cleaner 2000". Derrick Equipment Company, Oiltools (Europe) Limited, 2000).
Известно вибросито по патенту RU 2186635, В 07 В 1/40, включающее станину, раму, установленную с помощью амортизаторов и снабженную вибратором, два последовательно закрепленных на раме ситовых полотна, первое из которых установлено с возможностью изменения угла наклона от 0° до 10°, а его разгрузочный конец расположен над загрузочным концом второго ситового полотна, при этом сито оснащено верхним ярусом, состоящим из жесткого рамочного сита с предварительно натянутым ситовым полотном и выполнено с возможностью регулировки рамы на угол наклона от - 2° до +10°.Known vibrating sieve according to patent RU 2186635, 07 V 1/40, including a bed, a frame installed using shock absorbers and equipped with a vibrator, two sieve cloths sequentially fixed to the frame, the first of which is installed with the possibility of changing the angle of inclination from 0 ° to 10 ° and its discharge end is located above the loading end of the second sieve cloth, while the sieve is equipped with an upper tier consisting of a rigid frame sieve with a pre-stretched sieve cloth and is configured to adjust the frame to an angle from - 2 ° to + 10 °.
Общим недостатком указанных аналогов является то, что они работают в режиме вынужденных колебаний в области частот, далекой от резонанса. Вследствие этого колеблющиеся рамы указанных устройств подвергаются воздействию вынуждающей силы, которая многократно превышает значение вынуждающей силы, требующейся при работе в режиме поддержания резонансных колебаний. Это приводит к значительному повышению металлоемкости рамы, мощности вибраторов, получению при использовании серийно выпускаемых вибраторов низких значений виброускорения рамы - главного вибрационного параметра сита, определяющего пропускную способность и эффективность очистки бурового раствора. Кроме того, важным недостатком указанных устройств является отсутствие возможности регулирования виброускорения рамы без остановки сита и разборки узлов вибраторов для перестановки дебалансов.A common drawback of these analogues is that they operate in the forced oscillation mode in the frequency region far from resonance. As a result, the vibrating frames of these devices are exposed to a driving force that is many times greater than the driving force required when operating in the mode of maintaining resonant vibrations. This leads to a significant increase in the metal consumption of the frame, the power of the vibrators, obtaining, when using commercially available vibrators, low values of the frame acceleration - the main vibration parameter of the sieve, which determines the throughput and cleaning efficiency of the drilling fluid. In addition, an important disadvantage of these devices is the lack of the ability to control vibration acceleration of the frame without stopping the sieve and disassembling the nodes of the vibrators to rearrange the unbalances.
Задачами изобретения являются: повышение виброускорения рамы с возможностью его регулирования непосредственно во время работы резонансного сита.The objectives of the invention are: increasing the vibration acceleration of the frame with the possibility of its regulation directly during operation of the resonant sieve.
Решение указанных задач достигается тем, что резонансное сито включает станину, раму, установленную с помощью амортизаторов, закрепленные на раме ситовые полотна, устройство изменения угла наклона рамы, подающий желоб, вибратор, установленный на балке, прикрепленной к раме, при этом балка выполнена упругой, жесткость которой относительно рамы вместе с жесткостью амортизаторов в направлении вектора колебаний рамы и масса рамы связаны соотношениемThe solution of these problems is achieved by the fact that the resonant sieve includes a frame, a frame installed using shock absorbers, screen cloths mounted on the frame, a device for changing the angle of inclination of the frame, a feeding chute, a vibrator mounted on a beam attached to the frame, while the beam is made elastic, the stiffness of which relative to the frame, together with the stiffness of the shock absorbers in the direction of the oscillation vector of the frame and the mass of the frame are related by
где С - жесткость балки относительно рамы, в Н/м;where C is the stiffness of the beam relative to the frame, in N / m;
Са - жесткость амортизатора, в Н/м;Ca - the stiffness of the shock absorber, in N / m;
n - количество амортизаторов, в шт.;n is the number of shock absorbers, in pcs .;
M - масса рамы, в кг;M is the mass of the frame, in kg;
ω - резонансная угловая частота колебаний рамы, в рад/с;ω is the resonant angular frequency of the frame oscillations, in rad / s;
причем балка присоединена к раме в нижней ее части с помощью вертикальных стоек, имеющих повышенную жесткость в направлении вектора колебаний рамы и выполненных с возможностью деформирования в горизонтальном направлении вместе с концами балки, а вибратор подключен к питающей сети через преобразователь частоты, выполненный с возможностью изменения частоты электрического тока.moreover, the beam is attached to the frame in its lower part using vertical struts having increased rigidity in the direction of the frame oscillation vector and made with the possibility of deformation in the horizontal direction along with the ends of the beam, and the vibrator is connected to the mains through a frequency converter, configured to change the frequency electric current.
Применение предложенной совокупности существенных признаков в резонансном сите позволяет получить новый технический результат: повысить в сравнении с аналогами виброускорение рамы при одновременном уменьшении металлоемкости рамы и мощности вибратора, а также осуществлять регулирование виброускорения рамы непосредственно во время работы вибросита.The application of the proposed set of essential features in a resonant sieve allows you to get a new technical result: to increase the vibration acceleration of the frame in comparison with analogs while reducing the metal consumption of the frame and the power of the vibrator, as well as to regulate the vibration acceleration of the frame directly during operation of the vibrating screen.
Анализ уровня техники в области вибрационных устройств для очистки растворов показал, что предложенная в резонансном сите совокупность существенных признаков является новой, явным образом не следует из уровня техники и, таким образом, предлагаемое изобретение является новым и имеет изобретательский уровень.The analysis of the prior art in the field of vibrating devices for cleaning solutions showed that the set of essential features proposed in the resonant sieve is new, does not explicitly follow from the prior art and, therefore, the present invention is new and has an inventive step.
Сущность изобретения поясняется чертежами, при этом на фиг.1 изображен общий вид резонансного сита, на фиг.2 - вид А.The invention is illustrated by drawings, while figure 1 shows a General view of a resonant sieve, figure 2 is a view A.
Резонансное сито содержит станину 1, раму 2, которая установлена на станине с помощью амортизаторов 3 и снабжена вибратором 4. На раме закреплены ситовые полотна 5. На станине установлены устройство изменения угла наклона рамы 6 и подающий желоб 7. Упругая балка 8 соединена с вертикальными стойками 9. Обмотки вибратора подключены к питающей сети через преобразователь частоты 10.The resonant sieve contains a frame 1, a frame 2, which is mounted on the frame using shock absorbers 3 and is equipped with a vibrator 4. The screen webs are fixed on the frame 5. A device for changing the angle of inclination of the frame 6 and the feed chute 7 are mounted on the frame. The
Резонансное сито работает следующим образом. При подаче напряжения питания на обмотки вибратора он возбуждает вынужденные колебания рамы 2 на упругой балке 8, связывающей чрез стойки 9 раму с источником силы инерционной природы, т.е. с вибратором 4. С помощью преобразователя частоты 10 изменяют частоту электрического тока и, следовательно, угловую частоту вынуждающей силы, создаваемой вибратором. Настроив угловую частоту вынуждающей силы на резонансную угловую частоту колебательной системы: станина 1 - амортизаторы 3 - рама 2 - вертикальные стойки 9 - упругая балка 8 - вибратор 4, подбирают амплитуду вынуждающей силы, при которой достигается требуемое максимальное значение виброускорения рамы. Вибратор настраивают на выбранное значение амплитуды вынуждающей силы. На этом заканчивается подготовка резонансного сита к работе. При работе изменением угловой частоты вынуждающей силы в области частот восходящей части резонансной кривой настраивают резонансное сито на требуемый режим колебаний в соответствии с особенностями бурового раствора, поступающего на ситовые полотна. При этом учитывают, что с увеличением массы бурового раствора, задерживающейся на ситовых полотнах (вследствие повышения вязкости или скорости поступления раствора), резонансная угловая частота колебательной системы резонансного сита незначительно уменьшается, что при настройке угловой частоты вынуждающей силы на восходящей части резонансной кривой обеспечивает автоматическое усиление колебаний.Resonance sieve works as follows. When a supply voltage is applied to the windings of the vibrator, it excites the forced vibrations of the frame 2 on the
Данное резонансное сито позволяет повысить в сравнении с аналогами виброускорение рамы при одновременном уменьшении ее металлоемкости и уменьшении мощности вибратора за счет использования эффекта резонансного усиления колебаний, а также обеспечивает возможность регулирования виброускорения рамы непосредственно во время работы сита.This resonant sieve allows you to increase the vibration acceleration of the frame in comparison with analogues while reducing its metal consumption and reducing the power of the vibrator through the use of the effect of resonant amplification of vibrations, and also provides the ability to control the vibration acceleration of the frame directly during the operation of the sieve.
Пример 1. Определим величину вынуждающей силы, которую необходимо приложить к раме для получения колебаний с виброускорением, превосходящим достигнутый уровень в современных виброситах (7,3 G в вибросите фирмы Derrick). Примем для перспективных разработок с учетом возможного совершенствования ситовых полотен, виброускорение рамы 
На резонансном сите масса рамы составляет М=800 кг и включает: массу собственно рамы (590 кг), массу элементов ужесточения конструкции рамы (80 кг), массу вибратора совместно с пружинными конструкциями и узлами крепления к раме (130 кг). Расчетная потребная вынуждающая сила для получения вынужденных колебаний составляет 
где ε=К·ω - коэффициент затухания колебаний;where ε = K · ω is the damping coefficient of oscillations;
К - коэффициент, определяемый экспериментально для данной конструкции.K is the coefficient determined experimentally for this design.
Для металлоконструкций, применяемых в строительстве, экспериментально установлено, что K=0,02...0,08 (см. стр. 403 книги Снитко Н.К. Строительная механика. Учебник для ВТУЗов. Изд. 2-е, доп. М., "Высшая школа", 1972). На основании этих данных по указанной формуле находим, что динамический коэффициент μ колеблется в пределах от 6,25 до 25. Таким образом, полученное для резонансного сита значение коэффициента резонансного уменьшения вынуждающей силы Кр=7,1 согласуется с диапазоном изменения μ=6,25...25.For the metal structures used in construction, it was experimentally established that K = 0.02 ... 0.08 (see p. 403 of the book by N. N. Snitko. Structural Mechanics. Textbook for technical colleges. 2nd ed., Add. M ., "Higher School", 1972). Based on these data, according to the indicated formula, we find that the dynamic coefficient μ ranges from 6.25 to 25. Thus, the value of the resonant reduction coefficient of the driving force K p = 7.1 obtained for the resonant sieve is consistent with the range of variation of μ = 6, 25 ... 25.
Выводы:Findings:
1) возможность получения в виброситах колебаний с повышенным виброускорением рамы (например, 10 G) путем увеличения вынуждающей силы при работе в режиме вынужденных колебаний (по аналогии с известными виброситами) ограничена мощностью выпускаемых вибраторов, а также соображениями технико-экономической целесообразности, поскольку удельный вес массы вибраторов с балкой их крепления в полной массе рамы слишком велик даже при виброускорении 4,6 G и составляет (440 кг:1030 кг)×100%=42,7%;1) the possibility of obtaining vibrations in vibrating screens with increased vibration acceleration of the frame (for example, 10 G) by increasing the driving force when operating in forced vibrations (by analogy with the known vibrating screens) is limited by the power of the produced vibrators, as well as by feasibility studies, since the specific gravity the mass of the vibrators with their mounting beam in the total mass of the frame is too large even with vibration acceleration of 4.6 G and is (440 kg: 1030 kg) × 100% = 42.7%;
2) резонансное сито обеспечивает получение колебаний с рекордным значением виброускорения рамы 10G без увеличения массы и мощности вибратора при снижении в сравнении с условно модернизированным аналогом СВ1Л массы рамы на 22% и при значительном уменьшении мощности вибратора величина вынуждающей силы уменьшается в 9 раз.2) the resonant sieve provides oscillations with a record value of vibration acceleration of the 10G frame without increasing the mass and power of the vibrator while reducing the frame mass by 22% compared to the conventionally upgraded analogue SV1L and with a significant decrease in the power of the vibrator, the driving force decreases by 9 times.
Пример 2. На экспериментальном образце резонансного сита изменением частоты электрического тока на выходе преобразователя частоты изменяли угловую частоту вынуждающей силы (резонансное значение угловой частоты составляло ω=314 рад/с). При этом была подтверждена возможность изменения виброускорения рамы непосредственно во время работы сита в практически необходимых пределах (от 4 до 10 G). Это открывает возможности значительного повышения ресурса ситовых полотен. Практика эксплуатации известных вибросит показала, что рекламируемая заводами-изготовителями вибросит возможность изменения колебаний путем изменения положения дебалансов на вибраторах реально не используется. Причина заключается в том, что для выполнения такой операции необходима остановка на достаточно продолжительное время процесса очистки бурового раствора. Это приводит к тому, что вибросита эксплуатируются в режиме настройки на максимальное виброускорение без учета фактора изменения свойств бурового раствора по мере увеличения глубины бурения, а также при целевой корректировке его свойств. Вследствие чего значительно снижается ресурс ситовых полотен.Example 2. On an experimental sample of a resonant sieve, by changing the frequency of the electric current at the output of the frequency converter, the angular frequency of the driving force was changed (the resonant value of the angular frequency was ω = 314 rad / s). At the same time, the possibility of changing the vibration acceleration of the frame directly during the operation of the sieve in practically necessary limits (from 4 to 10 G) was confirmed. This opens up the possibility of a significant increase in the resource of sieve cloths. The practice of operating well-known vibrating screens has shown that the possibility of changing vibrations advertised by manufacturers of vibrating screens by changing the position of the unbalances on the vibrators is not really used. The reason is that to perform such an operation, it is necessary to stop the drilling fluid cleaning process for a sufficiently long time. This leads to the fact that the vibrating screens are operated in the tuning mode for maximum vibration acceleration without taking into account the factor of change in the properties of the drilling fluid with increasing drilling depth, as well as with targeted adjustment of its properties. As a result, the resource of sieve cloths is significantly reduced.
Вывод: изложенные примеры показывают, что предлагаемое изобретение промышленно применимо.Conclusion: the above examples show that the present invention is industrially applicable.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004116396/03A RU2268784C1 (en) | 2004-06-02 | 2004-06-02 | Screen shaker |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004116396/03A RU2268784C1 (en) | 2004-06-02 | 2004-06-02 | Screen shaker |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004116396A RU2004116396A (en) | 2006-01-10 |
| RU2268784C1 true RU2268784C1 (en) | 2006-01-27 |
Family
ID=35871330
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004116396/03A RU2268784C1 (en) | 2004-06-02 | 2004-06-02 | Screen shaker |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2268784C1 (en) |
-
2004
- 2004-06-02 RU RU2004116396/03A patent/RU2268784C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| АНДРЕЕВ С.Е. и др., "Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых", Москва, Недра, 1980, 76-92. * |
| Исследование вибрационной техники, под ред. ВЯЗОВИКИНА В.Н., Москва, 1975, с. 36-40. БАУМАН В.А. и др., Механическое оборудование предприятий строительных материалов изделий и конструкций, Москва, Машиностроение, 1981, с. 133-135, 155-166. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004116396A (en) | 2006-01-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102089087B (en) | The sifting screen improved | |
| CN204735424U (en) | Banana type vibration tension and relaxation sieve with adjustable segmentation amplitude | |
| JP2005506170A (en) | Sieve machine | |
| JPS59186670A (en) | Screening apparatus | |
| CN107051868A (en) | A kind of screen cloth is difficult blocked vibratory sieve mechanism | |
| RU2268783C1 (en) | Resonance screen shaker for drilling mud fluid cleaning | |
| SU1680369A1 (en) | Vibration screen | |
| RU2277978C1 (en) | Resonance type vibrating screen | |
| RU2288786C2 (en) | Resonance vibrosieve | |
| RU2271253C2 (en) | Resonance screen | |
| RU2268784C1 (en) | Screen shaker | |
| RU2268782C1 (en) | Screen shaker | |
| JP4729385B2 (en) | Vibrating sieve device | |
| WO2009051576A1 (en) | Method for resonance excitation of the screen sieving mesh and a resonance screen for carrying out said method | |
| RU2268786C1 (en) | Screen shaker | |
| RU2277977C1 (en) | Resonance type vibrating screen | |
| CN107442401A (en) | A kind of double mass anti-resonance vibrating sifter | |
| RU2268785C1 (en) | Resonance screen shaker for drilling mud fluid cleaning | |
| JP6010361B2 (en) | Resonant shaking table | |
| JP6010362B2 (en) | Resonant shaking table | |
| CN216420144U (en) | Vibrating screen with adjustable mesh size | |
| RU2004133001A (en) | VIBROSITO RESONANT | |
| RU74085U1 (en) | VIBRATION PULSES | |
| CN213558288U (en) | Mine is with convenient fixed reciprocating sieve device | |
| CN210207554U (en) | Single-shaft complex frequency screen |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070603 |