连续循环筛网振网筛动力学研究

发布时间：2017-04-08 16:05

  本文关键词：连续循环筛网振网筛动力学研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：钻井液振动筛是钻井液固控系统中的最基本固控设备,承担了清除钻井液中大部分较大颗粒岩屑的任务,但是随着钻井工艺技术的发展,钻井液振动筛由于自洁能力不强等缺点,越来越难以满足新工艺的要求。本文提出了一种新型连续循环筛网振网筛,它的筛网通过楔形块固定在筛盘上,相邻两个筛盘由铰轴连接在一起,形成闭环结构,其中,筛盘与筛盘之间的间隙用橡胶密封。设备工作时由电动机带动链轮,链轮驱动筛盘旋转。上部的筛盘在随链条移动时,又在漏斗两侧板安装的激振器所提供的竖直方向的激振力的作用下,随槽形导轨作竖直方向的同步振动,从而实现固液分离,其中,漏斗通过隔振弹簧与机架相连；筛盘运动到下部,在链传动自身内部的振动激励的作用下,实现自洁作用。其主要特点是所需激振力相对较小,其自洁能力强。为了弄清这种振网筛的工作机理,为开发新产品提供理论指导,本文针对这种振网筛作了一些开拓性的工作,并完成了以下几个方面的研究。通过对国内外文献资料大量查阅,提出了连续循环筛网振网筛的工作原理；参照工作原理,对连续循环筛网振网筛进行了结构设计及计算,并建立了其三维建模；分别建立由不同激振源引起的横向振动力学模型,推导出了连续循环筛网振网筛上循环导轨上筛网在不同激振源作用下的横向振动动力学方程,并求出振幅表达式；通过动力学仿真软件,建立了连续循环筛网振网筛的刚体样机模型,并完成仿真,比较仿真计算与理论计算结果,发现上循环导轨上的筛网作双频振动,随着导轨长度减少和隔振弹簧刚度的增加,由链传动多边形效应引起的上部筛网横向振动减弱,而由激振电机引起的横向振动基本不变；建立了连续循环筛网振网筛参振部分的有限元模型,完成了有预应力的模态分析。结果表明在稳定工作时,结构不会发生共振；建立了连续循环筛网振网筛的刚柔耦合模型,并完成仿真。比较仿真计算与理论计算结果,反映了主动链轮在运动过程中接触应力的变化规律。
【关键词】：振动筛 循环筛网 横向振动 模态分析 刚柔耦合动力学
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE92
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-12
• 1.1 研究背景及意义8
• 1.2 国内外泥浆固控系统的发展趋势8-10
• 1.3 本论文主要研究内容10-12
• 第2章 连续循环筛网振网筛工作原理的确定12-21
• 2.1 钻井液流变性12-13
• 2.2 钻井液过滤原理13
• 2.3 现有过滤原动力13-16
• 2.4 减小钻井液过滤阻力的方法16
• 2.5 振动过滤的振动特性参数16-19
• 2.5.1 抛掷指数16-17
• 2.5.2 筛面倾角17
• 2.5.3 振幅和激振频率17
• 2.5.4 振动方向角17
• 2.5.5 振型17-19
• 2.6 工作原理的确定19-20
• 2.7 本章小结20-21
• 第3章 连续循环筛网振网筛结构设计及计算21-36
• 3.1 筛网的选择及其固定方法21-22
• 3.2 激振部分的设计22-23
• 3.3 隔振部分的设计23-26
• 3.3.1 隔振弹簧的安装23-24
• 3.3.2 隔振弹簧刚度的选择24-26
• 3.4 链传动整体结构的设计26-28
• 3.5 主动链轮转速的选择28-29
• 3.6 链条的选型计算29-32
• 3.6.1 连续循环筛网振网筛链条拉力计算29-31
• 3.6.2 链条型号的选择31-32
• 3.6.3 牵引力的计算32
• 3.7 链传动驱动轴的结构设计32-34
• 3.8 连续循环筛网振动网Pro/E三维造型34-35
• 3.9 本章小结35-36
• 第4章 连续循环筛网振网筛横向振动理论分析36-47
• 4.1 理论分析方法简述36
• 4.2 外部激励横向振动理论分析36-38
• 4.3 内部激励横向振动理论分析38-46
• 4.4 本章小结46-47
• 第5章 连续循环筛网振网筛刚体动力学分析47-61
• 5.1 RecurDyn建模理论47-49
• 5.2 应用简化模型研究导轨长度对振动的影响49-52
• 5.2.1 仿真模型的建立50
• 5.2.2 仿真结果分析50-52
• 5.3 完整模型的刚体动力学仿真分析52-59
• 5.3.1 仿真模型的建立52-54
• 5.3.2 仿真结果分析54-59
• 5.4 本章小结59-61
• 第6章 连续循环筛网振网筛有预应力模态分析61-69
• 6.1 模态分析理论61-62
• 6.2 考虑预应力的模态方程62
• 6.3 上部参振部分的固有频率和主振型62-66
• 6.3.1 上部参振部分的有限元模型的建立62-64
• 6.3.2 预应力模态分析结果64-66
• 6.4 下部参振部分的固有频率和主振型66-68
• 6.4.1 下部参振部分的有限元模型的建立66
• 6.4.2 预应力模态分析结果66-68
• 6.5 本章小结68-69
• 第7章 连续循环筛网振网筛刚柔耦合分析69-75
• 7.1 柔性体创建方法69-70
• 7.2 主动链轮刚柔耦合分析70-72
• 7.2.1 柔性体建模70-71
• 7.2.2 仿真结果71-72
• 7.3 理论验证仿真72-74
• 7.3.1 链传动啮合过程理论分析72-73
• 7.3.2 仿真结果与理论结果的对比73-74
• 7.4 本章小结74-75
• 第8章 结论与建议75-77
• 8.1 结论75
• 8.2 建议75-77
• 致谢77-78
• 参考文献78-81
• 攻读学位期间发表的论文及研究成果81

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