变轨迹钻井液振动筛

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2023-12-27 13:36:41

权利要求书： 1.一种变轨迹钻井液振动筛，其特征在于，包括：筛箱（1）；

振动电机组（2），所述振动电机组（2）安装在所述筛箱（1）上；

偏心块组（3），2个所述偏心块组（3）分别安装在所述振动电机组（2）的所有电机轴（201）的两侧，所述偏心块组（3）包括内偏心块（301）和外偏心块（302），所述内偏心块（301）和外偏心块（302）的外形尺寸相同；所述内偏心块（301）和所述外偏心块（302）均设置在所述电机轴（201）上，且所述内偏心块（301）设置在所述外偏心块（302）的内侧，所述外偏心块（302）的内侧是指所述外偏心块（302）面向所述振动电机组（2）的那侧；所述外偏心块（302）套设在所述电机轴（201）上，且与所述电机轴（201）间隙配合；所述外偏心块（302）上开设有弧形槽（3021），所述内偏心块（301）上安装有滑动连杆（304），所述滑动连杆（304）的另一端能够在所述弧形槽（3021）内滑动；

配重块（4），所述配重块（4）能够可拆卸安装在所述偏心块组（3）上；

电机座（5），所述电机座（5）的安装面与所述筛箱（1）呈第一预设角度设置，所述振动电机组（2）安装在所述电机座（5）的安装面上；

短轴振动电机（6），所述短轴振动电机（6）设置在所述筛箱（1）的进料端的两侧；

短轴振动电机座（7），所述短轴振动电机座（7）安装在所述筛箱（1）上，所述短轴振动电机（6）安装在所述短轴振动电机座（7）上，且所述短轴振动电机（6）的轴心线与所述筛箱（1）的底面呈第二预设角度设置。

2.根据权利要求1所述的变轨迹钻井液振动筛，其特征在于，所述振动电机组（2）包括第一振动电机（202）和第二振动电机（203）；

所述第一振动电机（202）和所述第二振动电机（203）的旋转方向相反，且所述第一振动电机（202）的激振力与所述第二振动电机（203）的激振力不相等。

3.根据权利要求1或2所述的变轨迹钻井液振动筛，其特征在于，所述配重块（4）的个数为多个，且所述配重块（4）能够可拆卸安装在所述外偏心块（302）上。

4.根据权利要求3所述的变轨迹钻井液振动筛，其特征在于，所述内偏心块（301）通过键（303）配合固定在所述电机轴（201）上。

5.根据权利要求4所述的变轨迹钻井液振动筛，其特征在于，所述外偏心块（302）上设置有预设个安装孔（3022）；

所述配重块（4）能够通过螺纹连接在所述安装孔（3022）内。

6.根据权利要求1所述的变轨迹钻井液振动筛，其特征在于，所述筛箱（1）的进料端的两侧的短轴振动电机（6）的旋转方向相反。

7.根据权利要求1、2或6所述的变轨迹钻井液振动筛，其特征在于，所述第一预设角度大于或等于15度，且小于或者等于45度；

所述第二预设角度大于或等于10度，且小于或者等于30度。

说明书：一种变轨迹钻井液振动筛技术领域[0001] 本发明涉及筛分设备技术领域，尤其是涉及一种变轨迹钻井液振动筛。背景技术[0002] 在石油钻井作业中，变轨迹钻井液振动筛是一种高效的振动筛，其处理量大，筛分效果好。变轨迹钻井液振动筛的振动轨迹参数是固定的，然而，面对不同的钻井液及岩屑参

数时所需要的振动筛处理量不同，当需要的处理量较大的时候，过小的振动轨迹参数不能

处理全部钻井液；当需要的处理量较小的时候，过大的振动轨迹参数不仅造成电能的浪费，

也会降低振动筛的使用寿命。

[0003] 因此，如何能够实现对变轨迹钻井液振动筛的振动轨迹进行调节是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容[0004] 有鉴于此，本发明的目的是提供一种变轨迹钻井液振动筛，能够实现对变轨迹钻井液振动筛的振动轨迹进行调节。

[0005] 为了实现上述目的，本发明提供了如下方案：[0006] 一种变轨迹钻井液振动筛，包括：[0007] 筛箱；[0008] 振动电机组，所述振动电机组安装在所述筛箱上；[0009] 偏心块组，所述偏心块组分别安装在所述振动电机组的所有电机轴的两侧；以及[0010] 配重块，所述配重块能够可拆卸安装在所述偏心块组上。[0011] 在一个实施方案中，所述振动电机组包括第一振动电机和第二振动电机；[0012] 所述第一振动电机和所述第二振动电机的旋转方向相反，且所述第一振动电机的激振力与所述第二振动电机的激振力不相等。

[0013] 在另一个实施方案中，所述偏心块组包括内偏心块和外偏心块；[0014] 所述内偏心块和所述外偏心块均设置在所述电机轴上，且所述内偏心块设置在所述外偏心块的内侧，所述外偏心块的内侧是指所述外偏心块面向所述振动电机组的那侧；

[0015] 所述配重块的个数为多个，且所述配重块能够可拆卸安装在所述外偏心块上。[0016] 在另一个实施方案中，所述内偏心块通过所述电机轴上的键固定在所述电机轴上；

[0017] 所述外偏心块套设在所述电机轴上，且与所述电机轴间隙配合；[0018] 所述外偏心块上开设有弧形槽，所述内偏心块上安装有滑动连杆，所述滑动连杆的另一端能够在所述弧形槽内滑动。

[0019] 在另一个实施方案中，所述外偏心块上设置有预设个安装孔；[0020] 所述配重块能够通过螺纹连接在所述安装孔内。[0021] 在另一个实施方案中，所述变轨迹钻井液振动筛还包括电机座；[0022] 所述电机座的安装面与所述筛箱呈第一预设角度设置，所述振动电机组安装在所述电机座的安装面上。

[0023] 在另一个实施方案中，所述变轨迹钻井液振动筛还包括短轴振动电机；[0024] 所述短轴振动电机设置在所述筛箱的进料端的两侧。[0025] 在另一个实施方案中，所述筛箱的进料端的两侧的短轴振动电机的旋转方向相反。

[0026] 在另一个实施方案中，所述变轨迹钻井液振动筛还包括短轴振动电机座；[0027] 所述短轴振动电机座安装在所述筛箱上，所述短轴振动电机安装在所述短轴振动电机座上，且所述短轴振动电机的轴心线与所述筛箱的底面呈第二预设角度设置。

[0028] 在另一个实施方案中，所述第一预设角度大于或等于15度，且小于或者等于45度；[0029] 所述第二预设角度大于或等于10度，且小于或者等于30度。[0030] 根据本发明的各个实施方案可以根据需要任意组合，这些组合之后所得的实施方案也在本发明范围内，是本发明具体实施方式的一部分。

[0031] 不限于任何理论，从以上公开内容可以看出，在一个具体实施方案中，本发明公开的变轨迹钻井液振动筛，当需要的处理量较大的时候，将对应重量的配重块安装到偏心块

组上，增大振动轨迹参数；当需要的处理量较小的时候，更换轻的配重块或者将配重块拆

下，避免过大的振动轨迹参数造成电能的浪费，及降低振动筛的使用寿命。本发明公开的变

轨迹钻井液振动筛能够面对不同的钻井液及岩屑参数所需要的振动筛处理量的不同，调整

振动轨迹参数。

附图说明[0032] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本

发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以

根据这些附图获得其他的附图。

[0033] 图1为本发明提供的变轨迹钻井液振动筛的主视结构示意图；[0034] 图2为本发明提供的变轨迹钻井液振动筛的内偏心块和外偏心块角度无偏差时的结构示意图；

[0035] 图3为本发明的变轨迹钻井液振动筛的内偏心块和外偏心块角度偏差最大时的结构示意图；

[0036] 图4为本发明提供的变轨迹钻井液振动筛的电机轴的结构示意图；[0037] 图5为本发明提供的变轨迹钻井液振动筛的内偏心块的结构示意图；[0038] 图6为本发明提供的变轨迹钻井液振动筛的外偏心块的结构示意图；[0039] 图7为本发明提供的变轨迹钻井液振动筛的配重块的结构示意图；[0040] 图8为本发明提供的变轨迹钻井液振动筛的振动电机组与筛箱倾斜设置时的主视结构示意图；

[0041] 图9为图8的俯视结构示意图；[0042] 图10为本发明提供的变轨迹钻井液振动筛的短轴振动电机与电机座的安装结构示意图；

[0043] 图11为本发明提供的变轨迹钻井液振动筛的电机座的结构示意图。[0044] 其中，图1?11中：[0045] 筛箱1、振动电机组2、偏心块组3、电机轴201、配重块4、第一振动电机202、第二振动电机203、内偏心块301、外偏心块302、键303、弧形槽3021、滑动连杆304、安装孔3022、电

机座5、短轴振动电机6、短轴振动电机座7、底座8、进料仓9、支撑弹簧10、弹簧支座11、筛网

12、立柱13。

具体实施方式[0046] 为了使本领域的技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

[0047] 实施例一[0048] 如图1所示，本发明公开了一种变轨迹钻井液振动筛。其中，变轨迹钻井液振动筛包括筛箱1、振动电机组2、偏心块组3和配重块4。

[0049] 振动电机组2安装在筛箱1上。振动电机组2可以包括任意个振动电机，考虑到筛分效果及调节便捷度，优选振动电机的数量为2台(若安装1台振动电机，形成的振动轨迹会使

物料倒流，筛分效果很差；安装3台及以上的振动电机，将使振动筛的调节变得十分复杂，此

外，由于振动电机的转向只有顺时针和逆时针两个方向，安装3台及以上振动电机，必然有

一部分的转向相同，那么同向旋转的振动电机产生的激振力，可由一台更大激振力的振动

电机取代)。安装2台振动电机，且2台振动电机转向相反，通过改变2台振动电机激振力的配

比，可以使本发明的振动筛形成平动椭圆、变椭圆或直线轨迹，找到有利于提高振动筛筛分

性能的轨迹。

[0050] 偏心块组3分别安装在振动电机组2的所有电机轴201的两侧，偏心块组3的重量可调，实现对振动筛的振动轨迹的调节。

[0051] 配重块4能够可拆卸安装在偏心块组3上，可以包括多个重量不同的配重块4，也可以包括多个重量相同的配重块4，根据安装的配重块4的重量的不同实现对偏心块组3的重

量的调节。

[0052] 本发明公开的变轨迹钻井液振动筛，当需要的处理量较大的时候，将对应重量的配重块4安装到偏心块组3上，增大振动轨迹参数；当需要的处理量较小的时候，更换轻的配

重块4或者将配重块4拆下，避免过大的振动轨迹参数造成电能的浪费，及降低振动筛的使

用寿命。本发明公开的变轨迹钻井液振动筛能够面对不同的钻井液及岩屑参数所需要的振

动筛处理量的不同，调整振动轨迹参数。

[0053] 实施例二[0054] 如图2?7所示，在本发明提供的第二实施例中，本实施例中的变轨迹钻井液振动筛和实施例一中的变轨迹钻井液振动筛的结构类似，对相同之处就不再赘述了，仅介绍不同

之处。

[0055] 在本实施例中，本发明具体公开了振动电机组2包括第一振动电机202和第二振动电机203。第一振动电机202和第二振动电机203的旋转方向相反，且第一振动电机202的激

振力与第二振动电机203的激振力不相等。通过改变第一振动电机202和第二振动电机203

激振力的配比，使本发明的振动筛形成平动椭圆、变椭圆或直线轨迹，有利于提高振动筛筛

分性能的轨迹。

[0056] 进一步地，本发明公开了偏心块组3包括内偏心块301和外偏心块302。[0057] 内偏心块301和外偏心块302均设置在电机轴201上，也就是说，电机轴201的同一侧上依次设置有内偏心块301和外偏心块302。且内偏心块301设置在外偏心块302的内侧，

外偏心块302的内侧是指外偏心块302面向第一振动电机202或者第二振动电机203的那侧。

[0058] 配重块4的个数为多个，且配重块4能够可拆卸安装在外偏心块302上。需要说明的是，也可以将配重块4可拆卸安装在内偏心块301上。

[0059] 进一步地，本发明公开了内偏心块301通过电机轴201上的键303固定在电机轴201上，具体地，电机轴201上设置有键303，键303的长度与内偏心块301的宽度相同。内偏心块

301上开设有穿过电机轴201的中心孔及与键303配合的键槽。

[0060] 外偏心块302套设在电机轴201上，且与电机轴201间隙配合，即外偏心块302能够绕着电机轴201的轴心线转动。

[0061] 外偏心块302上开设有弧形槽3021，内偏心块301上安装有滑动连杆304，滑动连杆304的另一端能够在弧形槽3021内滑动。为了便于滑动连杆304在弧形槽3021内滑动，设置

弧形槽3021的半径尺寸与滑动连杆304到电机轴201的半径尺寸相同。

[0062] 为了便于加工，设置外偏心块302和内偏心块301的外形尺寸相同。[0063] 进一步地，本发明公开了外偏心块302上设置有预设个安装孔3022，配重块4能够通过螺纹连接在安装孔3022内。为了避免配重块4与其它部件产生干涉，本发明进一步公开

了安装孔3022为沉孔，配重块4为横截面为圆柱形的钢块，在钢块的端面上开设有内六角

孔，便于拆装。

[0064] 本实施例以滑动连杆304为六角头螺栓为例，内偏心块301上开有螺纹孔，六角头螺栓穿过外偏心块302上的弧形槽3021，外偏心块302可以在弧形槽3021范围内绕电机轴

201转动。

[0065] 当外偏心块302与内偏心块301外形重合时，激振力最大；当外偏心块302与内偏心块301外形夹角最大时，激振力最小。

[0066] 在钻井现场可以通过组合两个振动电机的外偏心块302安装不同数量钢块和控制振动电机转向两种方法形成不同的振动轨迹以应对不同的处理量。其中两个极端情况是：

当振动筛需要最大处理量时，把两个振动电机的外偏心块302上装满钢块，且电机转动方向

满足外偏心块302与内偏心块301重合的条件；当振动筛需要最小处理量时，把两个振动电

机的外偏心块302上去掉所有钢块，且电机转动方向满足外偏心块302与内偏心块301外形

夹角最大的条件。

[0067] 本发明在需要振动筛大处理量时调节到振动轨迹参数高的档位，避免跑浆，在需要振动筛小处理量时调节到振动轨迹参数低的档位，延长筛网12和振动筛的寿命。

[0068] 实施例三[0069] 如图8?11所示，在本发明提供的第三实施例中，本实施例中的变轨迹钻井液振动筛和实施例二中的变轨迹钻井液振动筛的结构类似，对相同之处就不再赘述了，仅介绍不

同之处。

[0070] 在本实施例中，本发明具体公开了变轨迹钻井液振动筛包括底座8、进料仓9、支撑弹簧10和弹簧支座11，底座8两侧各固定两个弹簧支座11，筛箱1通过支撑弹簧10安装于底

座8的四个弹簧支座11上。

[0071] 筛箱1内固定有筛网12，且筛网12能够铺满整个筛箱1，筛网12目数根据实际需要选取。

[0072] 进料仓9通过两根立柱1313固定于底座8的一端，为振动筛提供需要筛分的钻井液。

[0073] 进一步地，本发明公开了变轨迹钻井液振动筛还包括电机座5。电机座5的安装面与筛箱1呈第一预设角度α设置，振动电机组2安装在电机座5的安装面上。电机座5固定于筛

箱1上方，第一振动电机202和第二振动电机203固定于振动电机座5的安装面(即振动电机

座5的倾斜平面)上，振动电机座5倾斜角度根据振动筛所需的振动轨迹选取。发明人经过多

次创造性的实验，得到：当第一预设角度大于或等于15度，且小于或者等于45度时，能够增

强振动电机组2的激振力。

[0074] 进一步地，本发明还公开了变轨迹钻井液振动筛还包括短轴振动电机6，短轴振动电机6的个数为2个，分别设置在筛箱1的进料端的两侧。提高了筛箱1进料端的振幅及加速

度，有利于快速筛分钻井液，大大提高了振动筛的处理量。

[0075] 为了进一步提高筛箱1进料端的振幅及加速度，本发明公开了筛箱1的进料端的两侧的短轴振动电机6的旋转方向相反。

[0076] 进一步地，本发明公开了变轨迹钻井液振动筛还包括短轴振动电机座7。短轴振动电机座7安装在筛箱1上，短轴振动电机6安装在短轴振动电机座7上，且短轴振动电机6的轴

心线与筛箱1的底面呈第二预设角度β设置。发明人经过多次创造性的实验，得到：当第二预

设角度大于或等于10度，且小于或者等于30度时，短轴振动电机6能够提高振动筛的处理

量。

[0077] 根据设计振动筛处理量，通过改变第一预设角度和第二预设角度的大小，可以获得振动筛各点最佳轨迹。

[0078] 本发明提供的振动筛，使用时，当振动筛需处理钻井液排量大于30L/S，使用的筛网12目数高于150目时，同时启动第一振动电机202、第二振动电机203和两台短轴振动电机

6。由于筛箱1的进料端钻井液流入量大，流速快，在筛箱1进料端增加两台短轴振动电机6，

变换振动筛的振动轨迹，提高了筛箱1进料端的振幅及加速度，增大其振动方向角，有利于

快速筛分钻井液，大大提高了振动筛的处理量。相比于现有振动筛两台振动电机大多数都

安装于筛箱1靠近出砂口处，当筛箱1进料端流入大量钻井液，质量重，大大降低筛箱1进料

端的振幅及筛分效率，本发明克服了现有振动筛筛箱1进料端筛分效率低的问题。

[0079] 当钻井现场需要振动筛处理钻井液的量小，或者使用筛网12目数低时，只需启动第一振动电机202和第二振动电机203就能满足现场需求，这样可降低振动筛的能耗，降低

钻井成本。

[0080] 在本发明中的“第一”、“第二”等均为描述上进行区别，没有其他的特殊含义。[0081] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“顶端”、“底端”、“顶面”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化

描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操

作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0082] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的

一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明

将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和创造性特点相

一致的最宽的范围。