石油钻井振动筛的参数选择需结合钻井工况、固相颗粒特性及设备性能要求,以下是关键参数及选择依据:
1. 振幅与频率
振幅:影响筛分效率和固相输送能力。
粗颗粒分离(如页岩、砂砾):选择大振幅(4-6mm),增强抛掷力。
细颗粒分离(如粘土):选择小振幅(2-4mm),避免颗粒过度破碎。
频率:决定振动强度。
高频率(1500-3000rpm):适合细颗粒,提高分离精度。
低频率(800-1500rpm):适合粗颗粒,降低能耗。
2. 筛网倾角
倾角范围:通常0-5°,可调设计更优。
水平安装(0°):处理量大,但排渣速度慢。
正倾角(3-5°):加速排渣,但可能降低处理量。
调整原则:根据钻井液粘度调整,高粘度液体需更大倾角。
3. 筛网规格
目数选择:根据固相颗粒粒径分布确定。
粗筛网(10-40目):预分离大颗粒。
细筛网(60-200目):精细分离,防止微粒进入循环系统。
材质:
不锈钢:耐腐蚀,适合水基钻井液。
聚氨酯:耐磨,适合油基或高固相钻井液。
4. 处理量匹配
计算方法:处理量(m³/h)= 筛网面积(㎡)× 单位面积处理量(m³/h·㎡)。
单位面积处理量:通常0.5-1.5 m³/h·㎡,需根据钻井液粘度调整。
匹配原则:振动筛处理量应≥钻井泵排量的125%,避免溢流。
5. 振动方向角
角度范围:30-60°,影响物料运动轨迹。
小角度(30°):物料抛掷距离短,适合细筛网。
大角度(60°):物料抛掷距离长,适合粗筛网。
6. 电机功率
功率计算:根据振动强度(G力)和筛体质量确定。
公式:功率(kW)= (筛体质量×G力×振动频率)/9550。
推荐G力:4-6G(常规工况),高粘度钻井液可增至8G。
7. 结构与材质
筛箱材质:
碳钢:成本低,但需防腐处理。
不锈钢:耐腐蚀,适合腐蚀性钻井液。
减震系统:橡胶弹簧或空气弹簧,降低噪音和振动传递。
8. 维护与安全
筛网更换周期:根据磨损情况,通常50-200小时。
安全防护:配备紧急停机按钮、防护罩,防止人员接触振动部件。
参数优化建议
现场测试:通过取样分析固相粒径,调整筛网目数和振幅。
动态调整:根据钻井液性能变化(如粘度、密度)实时调整参数。
冗余设计:配置备用振动筛,应对突发工况。
示例工况
深井超深井:高G力(6-8G)、细筛网(100-200目),确保微粒分离。
水平井/大位移井:大倾角(5°)、高处理量,防止钻井液滞留。
通过合理匹配参数,可提升振动筛分离效率(>90%),延长钻井液循环寿命,降低综合成本。