[发明专利]一种单激励钻井振动装置和间歇式单激励钻井振动装置

说明书

本发明涉及振动技术和油气钻井技术领域，具体涉及一种单激励钻井振动装置和间歇式单激励钻井振动装置。单激励钻井振动装置，包括振动筛和振动发生机构，其特征在于，振动发生机构，包括偏心块旋转部件和振动机构，振动机构包括受振部件、支撑板和扭转弹性件，支撑板以能够相对受振部件枢转的方式与受振部件连接，支撑板的旋转轴线与支撑板的板面不垂直，扭转弹簧设置在受振部件与支撑板之间，用于储存或释放支撑板相对受振部件转动的能量，偏心块旋转部件设置在支撑板上，偏心块旋转部件的旋转轴线与支撑板不垂直，受振部件与振动筛固定连接,仅需要一个电机驱动即可实现振动筛的椭圆振动轨迹，结构简单，成本低廉，更容易控制。

技术领域

本发明涉及振动技术和油气钻井技术领域，具体涉及一种单激励钻井振动装置和间歇式单激励钻井振动装置。

背景技术

目前国内外钻井振动筛普遍采用多电机自同步振动系统以实现钻井岩屑和钻井液的固液分离的目的。多电机自同步钻井振动筛系统是利用多个电机同步驱动振动筛实现椭圆或直线运动轨迹，由于存在至少两个电机驱动,从而存在电机反向同步的情况,致使振动筛系统在某些时段的振幅较小,甚至出现振幅为零的情况，同时,多个电机反向同步能耗大,存在相互抵消所需的无实质作用能耗, 使得振动筛系统的运营成本较高,并且,振动筛的椭圆和直线运动轨迹的选择和椭圆轨迹参数的选择均取决于系统的同步状态和结构参数，至少两个电机的存在使得振动系统设计制作难度,且制造成本高。

同时在快速钻井过程中，多电机自同步钻井振动筛系统伴有间歇性的“跑浆现象”，破环了生态环境。产生“跑浆现象”主要原因是钻井泥浆中的大量“临界固相颗粒”容易卡入筛网筛孔造成“筛堵”，导致钻井液不能及时穿透筛网造成“跑浆现象”。为了避免钻井振动筛的“跑浆现象”，现有钻井振动筛通过增加筛网的面积和提高激振强度来降低筛网网孔的堵塞概率。然而，增加筛网面积则增大了振动筛的占地面积和生产成本；提高激振的强度则缩短了振动筛和筛网的寿命，同时会导致钻井液飞溅引发二次环境污染。

发明内容

本发明的目的在于：针对目前钻井振动筛需要多个电机驱动导致成本高、某些时段振幅较小和设计制造难的问题，提供一种单激励钻井振动装置和间歇式单激励钻井振动装置，仅需要一个电机即可实现振动筛的椭圆或直线振动轨迹，使得振动筛的成本低廉，设计制造更加简单。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种单激励钻井振动装置，包括振动筛和振动发生机构，其特征在于，所述振动发生机构，包括偏心块旋转部件和振动机构，

所述振动机构包括受振部件、支撑板和扭转弹性件，所述支撑板以能够相对所述受振部件枢转的方式与所述受振部件连接，所述支撑板的旋转轴线与所述支撑板的板面不垂直，所述扭转弹簧设置在所述受振部件与所述支撑板之间，用于储存或释放所述支撑板相对所述受振部件转动的能量，

所述偏心块旋转部件设置在所述支撑板上，所述偏心块旋转部件的旋转轴线与所述支撑板不垂直，

所述受振部件与所述振动筛固定连接。

具体的，所述扭转弹性件设置在所述受振部件与所述支撑板之间，包括三种情况，其一是扭转弹性件两端分别直接与受振部件和支撑板连接，其二是扭转弹性件一端与支撑板直接连接，另一端通过其他部件间接与受振部件连接，其三是扭转弹性件一端与受振部件直接连接，另一端通过其他部件间接与支撑板连接。

具体的，受振部件即是接受振动的部件，或者是与接受振动的装置相连接的部件。

支撑板的旋转轴线与支撑板的板面不垂直，优选的，支撑板的旋转轴线与支撑板的板面平行。

使用时，支撑板的旋转轴线要与振动系统的质心重合。

作为优选，所述振动机构还包括以能够相对所述受振部件枢转的方式与所述受振部件连接的旋转轴，所述支撑板与所述旋转轴固定连接。