钻井振动筛的基本类型和国内外发展现状
钻井振动筛的类型较多,分类方法也不尽相同。按激振原理可分为惯性振动筛、电磁振动筛、液压振动筛和气动振动筛等。按激振轴数可分为单轴惯性振动筛和双轴惯性振动筛。按运转中筛箱上各点运动轨迹(振型)可分为回振动筛、直线振动筛、一般椭圆振动筛、手动椭圆振动筛等。
按筛网安装层数可分为单层振动筛和双层振动筛(上层筛孔较大、下层较小)。
按振动筛组合方式可分为并联筛和串联筛。
直到50年代初期,清除钻井液中的固相颗粒主要使用单轴激振、椭圆振型的老式振动筛。随着钻井工艺技术,特别是喷射钻井技术的迅速发展和推广,对固控的要求不断提高,一般筛网在30目以下的老式常规筛已远不能满足要求,于是除采用了较细筛网的振动筛外,增加了水力旋流器,形成二级固控,继而又发展为三级固控。为了清除更细的有害固相和回收重晶石,又增设了离心机,这样,整套固控设备结构愈来愈复杂、庞大,设备费用、维修费用和动力消耗都相应增加。由于组成环节增加,可靠性就相应降低,因此,研制既能满足越来越高的固控要求,又能简化结构、便于使用维修的新设备,正是80年代中期以来国内外固控设备发展的基本动向。概括起来,有两种发展趋势,两条发展途径:一种是研究在新的固控机理基础上的全新固控设备。美国Relnteck公司研究的MAX固控系统就是一个典型代表.这是根据真空过滤机理研制的‘一种抽吸式固控装置,据生产厂家介绍,该装置只经过一步过滤就可以除去95%的岩屑,亦可除去钻井液中的气体,所有固相在处理过程中不会破裂或分散开。可按最佳清除方式选定清除粒度的大小,使钻井液损失最少,并能适应各种工况。同时,这神装置所占空间和所需的功率都较小。由于这种设备要求保持较高的真空度,至今未能得到推广应用。在国内,西南石油学院也正在从事一种建立在连续压滤机理基础上的动态压滤固控系统的研究。很明显,从研究新的固控机理入手,研制新型固控设备,这是从根本上改进、发展固控设备的重要途径。
目前,另一种发展趋势是以改进钻井振动筛性能为核心,简化现有固控系统,力争在一般钻井条件下,用振动筛一离心机组成的两级固控取代现有的多级固控系统。实现振动筛一离心机两级固控的核心问题是细化筛网,改善和提高振动筛的工作性能。近年来,国内外围绕这一问题作了大量的理论研究和现场试验工作,使钻井振动筛工作理沦的研究不断深人,由椭圆振型筛到圆振型筛、直线振型筛,再到目前我国已率先研制成功的平动椭圆振型筛,使钻井振动筛性能不断提高,特别是枯结叠层细筛网的研制成功,有效地
提高了筛网的工作寿命,这些都为筛网细化、扩大使用细目筛、超细目筛创造了条件。分析研究国内外有关资料和厂家产品目录,可看出当前钻井振动筛的主要发展方向是:(l)深化振动筛工作理论研究,包括合理振型、筛面固相颗粒运移规律、透筛机理以及影响处理量各项因素的研究。(2)细化筛网,加速发展细目(80目以上)、超细目(200目以上)振动筛。
近几年国外厂家投放市场的新产品的主要性能规格表。由表可看出,新产品大都是超细目筛,同时,为
使单筛实现超细目要求,新型筛多为双层筛,上层筛目一般为10一60目,下层筛网200目以上。为满足处
理量要求,筛网面积一般较大,有的达3衬以上。(3)不断改进振动筛的控制、调节性能。新型筛工作性
能参数(包括筛箱坡角)大都是可调的,有的还可方便地调节激振频率。(4)进一步提高整机和零部件
的可靠性,特别是筛网的使用寿命。