Entwicklung und Anwendung eines selbstsynchronen Linearschwingsiebs

DerzeitDie meisten der in China verwendeten Vibrationssiebe sind einachsige Trägheitsvibrationssiebe und ihre Bewegungsbahnen sind kreisförmig oder quasi-kreisförmig.Der Bildschirm hat eine einfache Struktur, aber seine Abschirmeffizienz ist gering, die Lebensdauer des Siebes ist kurz und der Bohrflüssigkeitsverlust ist groß.Seit die frühen 1970er JahreSelbstsynchronisierende lineare Vibrationssiebe wurden getestet und untersucht. Aufgrund des ungünstigen Gesamtaufbaus des Vibrationssiebs, der Befestigungsmethode, der Leistung des Elastomers und des Motors usw. ist das Sieb jedoch sperrig, seine Leistung instabil und seine Lebensdauer kurz. Bisher wurde noch kein wirtschaftliches und praktikables selbstsynchronisierendes lineares Vibrationssieb auf den Markt gebracht.Im Ausland wurde viel Arbeit in selbstsynchronisierende lineare Vibrationssiebe gesteckt, und mehrere Unternehmen haben nacheinander selbstsynchronisierende lineare Vibrationssiebe auf den Markt gebracht, wie etwa Derrick im Vereinigten Königreich und KEM-TRON in den Vereinigten Staaten.Selbstsynchronisierende Linearschwingsiebe sind bei Ausschreibungen für Bohrungen im Ausland zu einer unverzichtbaren Ausrüstung geworden. Die meisten der derzeit in China verwendeten linearen Bildschirme sind importierte Bildschirme, die hauptsächlich in Offshore-Bohrplattformen und Landtiefbrunnenflotten eingesetzt werden. Gemessen an der Anwendungswirkung können die Reinigungswirkung und die Behandlungskapazität der Bohrflüssigkeit grundsätzlich die Konstruktionsanforderungen erfüllen, die Siebe werden jedoch häufig ausgetauscht und importierte Siebe sind teuer.Daher ist es dringend erforderlich, ein leistungsstarkes und langlebiges selbstsynchronisierendes Linearvibrationssieb zu entwickeln, das für die aktuelle Bohrsituation im Inland geeignet ist.Die Yellow River Drilling Company verwendet elastische Verbundelemente Zu verbessern die Abschirmwirkung, und hat in vielen Aspekten eine strukturelle Umgestaltung des Vibrationssiebs durchgeführt, um die Arbeitsleistung des selbstsynchronisierenden linearen Vibrationssiebs zu verbessern. 1. Funktionsprinzip Die selbstsynchrone Erregervorrichtung mit zwei Motoren ist in Abbildung 1 dargestellt.

Die Massen der beiden Exzenterrotoren betragen m1 bzw. m2, werden von zwei Motoren angetrieben und rotieren mit einem Radius von r und einer Geschwindigkeit von N in entgegengesetzter Richtung um die Punkte O1 und O2 auf dem Kasten M. Die Zentrifugalkraft ist F und die Reaktionskraft der Stützfeder ist S1 und S2. Um eine lineare Vibration des Siebkastens zu erzeugen, muss zunächst m1=m2, n1=n2=n, r1=r2=r, d. h. die Zentrifugalkraft F1=F2=F, sein. Wie aus Abbildung 1 ersichtlich, heben sich die Zentrifugalkräfte des Exzenterrotors in horizontaler Richtung an jeder Position gegenseitig auf. Daher wird bei jeder Rotation des Rotors in vertikaler Richtung eine hin- und hergehende Anregungskraft erzeugt, die den Siebkasten in eine lineare Hin- und Herbewegung versetzt. Wenn die Eigenschaften der beiden Motoren im System identisch sind, Steifigkeit und Dämpfung der Drehpunkte gleich sind und beim erneuten Anfahren keine Phasendifferenz auftritt, laufen die beiden Exzenterblöcke unter idealen Bedingungen synchron. In der Praxis ist ein synchroner Betrieb jedoch nicht immer möglich. Da die beiden Erreger in einem bestimmten Winkel auf einer Basis montiert sind, sind ihre anfänglichen Phasenwinkel aufgrund der Schwerkraft unterschiedlich. Nach dem Anfahren tritt eine Phasendifferenz auf. Obwohl die von m1 und m2 erzeugte Zentrifugalkraft gleich ist, sind die Kräfte in horizontaler und vertikaler Richtung aufgrund der unterschiedlichen Winkel zur Vertikalen unterschiedlich. Dies führt zwangsläufig zu einer ungleichgewichteten Kraft, die den Siebkasten auf der Stützfeder bewegt und schwingt. Diese Art der Bewegung und des Schwingens führt aufgrund der vorhandenen Trägheitskräfte dazu, dass m1 und m2 einander folgen. Dadurch verringert sich die Phasendifferenz allmählich und erreicht schließlich Null, wodurch ein stabiler Zustand und ein idealer Synchronisationszustand erreicht werden.

2. Strukturelle Eigenschaften und Leistungsparameter

2. 1 Struktur

Der Aufbau des selbstsynchronen Linearschwingsiebes ist in Abbildung 2 dargestellt.

　In Abbildung 2 besteht die Struktur zur Einstellung der Stromverteilung aus einer Umleitungsklinge und einer Stromverteilungsplatte. Die Mitte des Siebkastens bildet die Rahmenstruktur des Balkens. Der Erreger sitzt in einem bestimmten Winkel in der Mitte des Balkens. Das vordere Ende des Siebkastens ist auf der linken und rechten Seite mit einem Winkeleinstellmechanismus ausgestattet, um den Anforderungen verschiedener Siebpartikel und Verschiebungen gerecht zu werden. Es wird ein einlagiges vorgespanntes Hakenkantensieb verwendet. Die sechs horizontalen Druckplatten und der Längskompressionsrahmen sind in beide Richtungen fixiert. Die Druckplatte und der Siebkasten sind mit speziellen Anti-Löse-Schrauben verbunden. Die Schrauben und die Druckplatte werden eingesetzt und dann um 90° gedreht, was den Siebaustausch erleichtert. Die Flugbahn der Anlage ist linear. Die doppelte Sieb-Nebeneinanderstellungsstruktur (Ersatz) hat die Vorteile einer hohen Siebeffizienz, einer großen Verarbeitungskapazität, der Möglichkeit zur Verwendung ultrafeiner Siebe und einer langen Lebensdauer des Siebs.2. 2 Eigenschaften (1). Die Flugbahn des Siebkastens ist gerade, sodass die Bewegung der Bohrer auf der Sieboberfläche regelmäßig ist und die Spanabfuhr reibungslos verläuft. Der Winkel des Siebkastens ist einstellbar, was für unterschiedliche Siebpartikel verwendet wird und eine gute Siebwirkung ermöglicht.(2) Die Bohrflüssigkeitsanpassung und die Strömungsverteilungsstruktur werden übernommen, um die Erosion des Siebes zu verringern.(3) Durch die Verwendung eines vorgespannten Siebes und eines Zweiwege-Siebbefestigungsmechanismus ist der Siebaustausch bequem und schnell und verlängert gleichzeitig die Lebensdauer des Siebes. Sie können ultrafeine Siebe mit einer Maschenweite von über 200 verwenden, die das Sieb nicht verkleben und keine Bohrflüssigkeit durchlassen.(4) Verwenden Sie spezielle Federn, die sicher, langlebig und geräuscharm sind.

2, 3 Leistungsparameter

3. Testsituation vor Ort

3. Nach Nach der erfolgreichen Probeproduktion des Prototyps des Bohrlochs 45-X9 in Lager 1 wurde der Test zunächst im Bohrloch 45-X9 in Lager 1 durchgeführt. Es handelt sich um einen Richtbohrloch mit einer Tiefe von 2500 m. Bei der ersten Verwendung des Vibrationssiebs betrug die Tiefe des Bohrlochs 780 m. Die Lithologie der Formation besteht hauptsächlich aus Tonstein, und die Viskosität der Bohrflüssigkeit beträgt bis zu 50 s.Das Vibrationssieb war von Beginn der Nutzung bis zur Fertigstellung des Bohrlochs insgesamt 210 Stunden in Betrieb. Die untere Schicht ersetzt fünf Siebe: zwei mit 60er Maschenweite und drei mit 40er Maschenweite. Die durchschnittliche Nutzungsdauer beträgt 42 Stunden. Bei den ausgetauschten Sieben handelt es sich hauptsächlich um Siebe der Maschenweite 2, und die Siebe der Maschenweite 1 und 3 sind gut genutzt.Die obere Schicht besteht aus zwei Stück 175-Maschen-Sieben, die nicht beschädigt sind.Der Vibrationssieb läuft reibungslos, und die Winkeleinstellung Und Der Mechanismus zur Anpassung der Stromverteilung funktioniert normal.Dies beweist Das Der Grundaufbau des Schwingsiebes ist realisierbar und kann mit einem Feinsieb erfolgen.Das Problem ist, dass der Bildschirm eine kurze Lebensdauer hat.Nach der Analyse besteht der Hauptgrund darin, dass die Gesamtsteifigkeit des Siebkastens nicht ausreicht und die Vibrationen des Siebs und des Siebkastens nicht vollständig synchronisiert werden können.3. 2 Der zweite Test des King 24-X30 Bohrloch-Vibrationssiebs wurde im King 24-X30 Richtbohrloch durchgeführt. Nach der Bohrung in 2325 m Tiefe wurde das Vibrationssieb in 750 m Tiefe eingesetzt. Es war insgesamt 192 Stunden in Betrieb und ersetzte drei 40er-Maschensiebe. Die Bohrflüssigkeitsdichte beträgt 1,15–1,22 g/cm³, die höchste Viskosität liegt bei 55 s. Das Sieb wurde durchschnittlich 64 Stunden lang verwendet, und die anderen Komponenten funktionieren normal. Dies zeigt, dass die Verbesserung des Vibrationssiebs Früchte trägt.Zwei der Gründe für den Bildschirmbruch waren diesmal auf menschliche Faktoren zurückzuführen, nämlich, dass die Befestigungsschrauben des Bildschirms locker waren und nicht rechtzeitig gefunden wurden, wodurch sich Sand ansammelte und der Bildschirm frühzeitig beschädigt wurde.Durch die Tests der beiden Brunnen, Es zeigte sich, dass die Details der Installation des Schwingsiebs in der Bohrspülungseinlassvorrichtung, die Befestigung des Siebes und die Stabilität des Siebkastens noch verbessert werden müssen. Aus diesem Grund wurde ein Doppelsieb neu installiert und ein einlagiges Sieb verwendet. Das Sieb verfügt über einen Zweiwege-Befestigungsmechanismus und einen kombinierten Pufferkasten.3. 3 Winkel 5-X281 gut vibrierendes Sieb wird im Winkel verbessert 5- Der Richtbrunnen X281 wurde getestet, und die Bohrtiefe betrug 2560 m. Der kleine Zyklus begann ab 750m, Und Die obere Formation bestand hauptsächlich aus Tonstein.Die Viskosität der Bohrflüssigkeit beträgt bis zu 60 Sekunden, das Vibrationssieb läuft 130 Stunden und es wird ein 60er-Maschen-Hakenkantensieb verwendet. Das Sieb wird nicht ausgetauscht, die Bohrflüssigkeit läuft nicht und das Sieb ist nicht klebrig.Aufgrund der schlechten Öl- und Gasausbeute wurde das Vibrationssieb nach dem Füllen des Bohrlochs erneut für 120 Stunden verwendet und das Sieb insgesamt 250 Stunden lang ohne Beschädigung verwendet.Danach wurde das Vibrationssieb in den Bohrlöchern 9-16 in Guangbei eingesetzt. Der Bildschirm wurde verwendet für 168 Stunden, der 1#-Bildschirm wurde insgesamt 418 Stunden lang verwendet und der 2#-Bildschirm 380 Stunden lang.Verwenden Sie 102h im breiten 3-schrägen 28-Well-Sieb, und es funktioniert normal.Als Seit Oktober 2002 wurden in den Ölfeldern Shengli (Nordchina), Daqing und Liaohe über 80 selbstsynchronisierende Linearschwingsiebe eingesetzt, davon 64 im Ölfeld Shengli. Diese Siebe kamen in über 1.000 Bohrungen zum Einsatz, darunter 38 Horizontalbohrungen, sechs wissenschaftliche Testbohrungen und 62 Richtbohrungen. Die Bohrungen Xuegu-1 und Xuegu-2 wurden in Zusammenarbeit mit Chevron im Ölfeld Shengli eingesetzt und erhielten großes Lob.Im Vergleich zum altmodischen Vibrationssieb betragen die durchschnittlichen Bohrkosten pro Brunnen etwa 14.000 Yuan.4. Fazit (1). Die Flugbahn des selbstsynchronisierenden linearen Vibrationssiebs ist einfach zu realisieren und bietet die Vorteile einer einfachen Struktur, zuverlässigen Betriebs, hohen Effizienz und langen Lebensdauer.(2) Der Gesamtaufbau des selbstsynchronisierenden linearen Vibrationssiebs ist sinnvoll, die Größe ist klein, die Struktur ist kompakt und es ist leicht zu transportieren und zu installieren.(3) Das selbstsynchronisierende lineare Vibrationssieb kann ultrafeine Siebe mit mehr als 200 Maschen verwenden und bietet eine hohe Reinigungswirkung für die Bohrflüssigkeit. Es schafft die Voraussetzungen für die Bohrung, um hochwertige Bohrflüssigkeit mit niedrigem Feststoffanteil bereitzustellen und kann gleichzeitig Bohrlochunfälle reduzieren.(4) Das Vibrationssieb verwendet spezielle Federn, die geräuscharm sind und die Gesundheit der Ingenieure schonen.

Referenz dokumentieren

[1], Gong Wei'an.Technologie und Ausrüstung zur Steuerung der Festphasenphase von Bohrspülungen.Peking: Erdölindustriepresse, 1995-04[2], Shen Hong.Handbuch des Maschinenbaus.Peking: Maschinenbaupresse, 1983-11

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