筛选装置的制作方法

本发明涉及一种振动筛，该振动筛例如在进行钻探操作，例如钻探油井时，用于将钻井岩屑与已使用的钻井泥浆分离。具体而言，本发明涉及用于在振动筛机的篮中实现固液分离的振动驱动机构。

背景技术：

振动筛是包括振动篮的振动筛选机，该振动篮被诸如弹簧或橡胶块的弹性载体安装于底座。篮通常为长方体的形状。篮具有通常被称为篮的前部的固体排出端和通常被称为篮的后部或背部的后供给端。两侧构成了大致长方体的形状。

篮内的筛板安装有通常张紧于合适的支撑框架的一面或多面筛选表面的丝网。在设有多个筛板的情况下，筛板彼此堆叠，筛选表面将通常具有针对连续细小的碎屑的丝网，从而在通过筛选机处理所施加的钻井岩屑和钻井泥浆的混合物时，提供稳步的筛选。

钻井岩屑和钻井泥浆的混合物被供给至位于篮和筛选表面的后端或其附近的筛选机，然后将固体与大于所采用的筛网中的孔隙的混合物分离。该分离由施加于篮的振动运动辅助。该振动运动辅助将流体和未筛选的固体传递穿过筛选表面，以到达篮的底部。同时，振动运动向着位于蓝的前部的固体排出端输送收集于筛选表面的固体，并接着将其输送至固体排出端之外。

为了实现良好的筛选和沿着筛选表面的固体输送，向篮施加了各种类型的振动运动：线性的振动运动、环形(圆形或椭圆形)的振动运动或振动运动的组合。通过施加合适的振动运动，在筛选表面向前或向后倾斜时，固体从篮的后部行进至前部，到达篮的排出端。

振动运动通常由电驱动的旋转部件或者带有偏心配重的轴施加。也可以使用其他类型的动力，例如，液压或燃气驱动的马达。一种典型的现有装置如图1a至1c的示意图所示。在该装置中，一对偏心配重的轴(eccentrically weightedshaft)均延伸穿过位于刚性桥上或作为篮的结构的一部分的振动筛的篮。

这些轴的配重和它们的相对定位决定了赋予篮，因而赋予筛选表面，进而赋予施加于其上的固体和液体的振动运动。已知使轴沿相同或相反的方向旋转，从而提供不同类型的振动运动。下文将更详细地讨论图1a至1c的装置，以与本发明的装置进行比较。

诸如图1a至1c的装置能够有效，但是，它们相对较重且安装偏心配重的轴的轴承可能由于挠曲力或弯曲力而磨损。相对庞大的装置还倾向于被相对较高地安装在篮上，从而不干扰接触筛选表面，导致相对较高的篮。这在头部高度受限的位置变得不方便。

其他装置是已知的，例如，马达驱动的振动装置，例如旋转部件可以安装于篮的向篮施加振动运动的各侧部的外表面。该装置具有增加篮的宽度的缺点，并可能向篮的侧部施加显著的弯曲力。其他已知的可能向篮施加不期望的弯曲力的装置包括振动驱动装置具有位于篮的侧部之间的桥上的质量的装置。下文将参照图1d和1e进一步讨论这种现有装置。

振动筛正在变得更复杂，设有多个筛板并具有由流量分配器和固体收集装置给予的提高的能力。

因而，需要包括改进的篮和振动运动装置的振动筛。

技术实现要素：

根据第一方面，本发明提供用于振动筛的篮，该篮包括前部的固体排出端和后部的供给端，该固体排出端和供给端被对置的第一侧部和第二侧部隔开；

其中，第一侧部和第二侧部安装有驱动机构，该驱动机构包括：

a)第一偏心配重的轴，被安装至篮的第一侧部，以绕着横切篮的前后方向的轴线旋转；

b)第一轴驱动装置，联接至第一轴，并联接至相应的第二偏心配重的轴；以及

c)第二偏心配重的轴，被安装至篮的第二侧部，以绕着横切篮的前后方向的轴线旋转。

方便的是，第一偏心配重的轴和第二偏心配重的轴可以被安装，以绕着横切篮的前后方向的大致水平的轴线旋转。应当理解的是，在这种装置中，可能存在与完全水平的一些偏差，例如从水平面偏离5或10度。

第一偏心配重的轴和第二偏心配重的轴通常被一个或多个电动马达旋转。备选地，旋转可以由液压或甚至燃气驱动的马达导致。由于轴由第一轴驱动装置连接，因而，对于其中一个偏心配重的轴或轴驱动装置的轴的马达驱动可能足够，并有利于减少机械复杂性。方便的是，诸如电动马达的马达，例如通过传动带或齿轮驱动装置，驱动第一偏心配重的轴。方便的是，马达被安装至篮的、与该马达驱动的偏心配重的轴位于相同的平面中的侧部，该平面与篮的前后轴线平行。

第一偏心配重的轴和第二偏心配重的轴的旋转对篮导致振动运动。由于第一轴和第二轴被安装至篮的相应的侧部，因而，振动运动几乎直接作用于篮的侧部。

有利的是，偏心配重的轴均被安装，从而在篮的相应的第一侧部或第二侧部的平面中具有偏心配重。有利的是，偏心配重的轴均被安装，从而大致在篮的相应的第一侧部或第二侧部的平面中具有偏心配重的轴的质心。这些装置允许几乎直接将振动行为传输至篮的侧部中，避免对篮施加大致向内或向外的弯曲力。

有利的是，驱动机构还包括第二对偏心配重的轴，第三轴和第四轴。这些轴能够以与更常规地布置的驱动机构相同的方式提供可期望的运动，例如线性的运动、环形的(圆形或椭圆形)的运动或其组合，其中，更常规地布置的驱动机构例如如图1的现有装置所示。

因此，篮可以具有驱动机构，该驱动机构还包括：

d)第三偏心配重的轴，被安装至篮的第一侧部，以绕着横切篮的前后方向的轴线旋转；

e)第二轴驱动装置，联接至第三轴，并联接至相应的第四偏心配重的轴；以及

f)第四偏心配重的轴，被安装至篮的第二侧部，以绕着横切篮的前后方向的轴线旋转。

该第二对偏心配重的轴可以具有第一偏心配重的轴和第二偏心配重的轴构成的装置的全部相同的特征，包括马达驱动，例如，通过传动带或齿轮驱动装置而驱动第三偏心配重的轴或第四偏心配重的轴的马达。方便的是，马达可以被安装在该马达驱动的偏心配重的轴的上方。再例如，第三偏心配重的轴和第四偏心配重的轴可以被方便地安装，以绕着横切篮的前后方向的大致水平的轴线旋转。

在一个便利的设有第二对偏心配重的轴的装置中，马达驱动第一轴并被安装至篮的第一侧部，第二马达驱动第四轴，并被安装至篮的第二侧部。因此，两个马达的质量设在篮的两侧部，给出大致平衡的装置。

两对偏心配重的轴的旋转方向可以为相同的方向，或者一对可以与另一对相反地旋转。一对偏心配重的轴的配重装置可以与另一对的配重装置不同。通过这种方式，可以以已知的方式调节施加至篮的振动运动。

如第一偏心配重的轴和第二偏心配重的轴一样，安装第三轴和第四轴，从而篮的相应的第一侧部或第二侧部的平面中具有偏心配重，这是有利的。有利的是，偏心配重的轴均被安装，从而大致在篮的相应的第一侧部或第二侧部的平面中具有偏心配重的轴的质心。

轴驱动装置联接各对偏心配重的轴。它们仅允许一对偏心配重的轴中的一个偏心配重的轴被马达驱动，并还确保两对被配重的轴之间的旋转的同步。方便的是，两个轴驱动装置可以均包括位于偏心配重的轴之间的至少一个联接适应错位(coupling accommodating misalignment)。这避免了在刚性的轴驱动装置位于一对偏心配重的轴之间的情况下可能发生的磨损或不期望的振动。

方便的是，第一轴驱动装置包括第一驱动轴，该第一驱动轴在第一端联接至第一轴，并在第二端联接至第二轴；其中，该联接为万向接头或等速万向接头；以及，在它们被安装的情况下，第二轴驱动装置包括第二驱动轴，该第二驱动轴在第一端联接至第三轴并在第二端联接至第四轴；其中，该联接为万向接头或等速万向接头。

因此，轴驱动装置可以均包括仅一个轴，该轴在各个端被万向接头或等速万向接头联接至相应的偏心配重的轴。该装置能够在已联接的偏心配重的轴之间给出顺畅的驱动，并能够轻型且体积小。

轴驱动装置的轴可以为管，以进一步减小不直接位于篮的侧部的质量。例如，碳纤维复合管或玻璃纤维复合管可以用作驱动轴。

上述的装置具有值得注意的优点。偏心配重的轴能够短且紧凑。各个偏心配重的轴能够被安装，以在位于轴的两侧的轴承中旋转，该轴承紧密靠近，形成紧凑的坚固且可靠的结构。

轴的偏心配重可以沿着其长度而设在中点或其附近。例如，可以通过在轴设置径向延伸的臂，从而提供偏心配重。径向延伸的臂可以沿着轴的长度而位于中点或其附近。臂自身将提供偏心配重，但是也可以携带通常远离轴的一个或多个重物，以增加配重。重物可以是可替换的，以允许调节偏心配重的程度。用于允许旋转的轴承可以接近轴的被偏心配重的部分的两侧，例如，径向延伸的臂的两侧。

在一个便利的装置中，轴承在径向延伸的臂的两侧支撑偏心配重的轴，该径向延伸的臂携带配重，该配重轴向地，即沿着与轴相同的方向延伸。一个或多个重物的轴向延伸可以到达或经过与位于臂的两侧的轴承径向地对置的位置。这种装置能够是紧凑且耐用的。位于臂的两侧的轴承，对轴的被旋转的一个或多个重物的行为直接施压的部分提供近距离支撑。

偏心配重的轴能够以各种方式被安装至篮的侧部。例如，被安装在轴承中的轴能够具有底座或壳体，轴承被安装至该底座或壳体中。底座或壳体可以被螺栓连接至或者另外(例如，通过焊接)紧固至篮的侧部，例如，篮的侧部的顶侧边缘或顶侧边缘上的凸缘。

壳体可以用于围绕偏心配重的轴和轴驱动装置，从而在正常的运转中防止移动的机械和操作者之间的接触。如果偏心配重的轴的轴承被安装至底座，那么，可以围绕偏心配重的轴设置单独的壳体，以保护操作者免于移动的零件。

如果两对偏心配重的轴用于驱动机构中，那么，单个壳体或底座可以用在篮的各个侧部，即单个壳体或底座安装有轴承，以将两个偏心配重的轴安装在篮的第一侧部，同样的装置能够设在篮的第二侧部。在这种实施方式中，各对偏心配重的轴之间的轴驱动装置可以被容纳于一个壳体中或者彼此分开的通常为管状的多个壳体中。

包括安装在轴承的两个偏心配重的轴的模块是方便的，并在下文参照具体的实施方式被进一步描述。模块可以具有两个偏心配重的轴，该偏心配重的轴被安装在位于单个壳体中的轴承。模块可以包括用于驱动其中一个偏心配重的轴的驱动马达。这种模块能够被制造成可用在篮的第一侧部或第二侧部，即模块不是“适左或适右”，因而，能够保存一份缩短的备件清单。

篮的侧部可以成形为允许容易地将各个偏心配重的轴安装在期望的位置。例如，篮的各个侧部可以成形为提供用于在使用两对偏心配重的轴的情况下将两个偏心配重的轴附接在不同的高度的位置。

备选地，篮的各个侧部可以包括平台，该平台可以为侧部的大致水平的平板或凸缘的形式，其中，偏心配重的轴的底座或壳体通过螺栓或其他可释放的固定或者通过焊接或其他永久的固定而被附接至该平板或凸缘。如果期望在不同的高度将两对偏心配重的轴固定至篮，那么，垫片可以用于提升一对偏心配重的轴高于另一对。在使用时，平台可以为充足的长度，以允许将偏心配重的轴固定在不同的位置–进一步接近或远离篮的后部。这能够允许调节施加于篮的振动运动的角度和位置。

如果安装平台以支撑偏心配重的轴的底座或壳体，那么，平台可以从水平面倾斜，以沿着平台的长度提供高度差。一个便利的装置是大致V形的平台，该V形的各个臂提供朝上的表面，该朝上的表面用于支撑或安置底座或壳体。该V形的平台可以由篮的侧部的平板或凸缘形成。V形的平台可以用于安装用于一个或多个偏心配重的轴的壳体或底座。这种装置能够方便地用于安装包括两个偏心配重的轴和驱动马达的模块，该两个偏心配重的轴被安装在轴承，该驱动马达用于驱动其中一个偏心配重的轴，如下文进一步讨论。

振动筛的篮的侧部通常为钢片。本文描述的驱动机构几乎直接作用于篮的第一侧部和第二侧部。方便的是，篮的第一侧部和第二侧部可以均被通常为钢片的一个或多个肋加强。肋可以被隔开，且可以大致平行。肋可以支撑安装偏心配重的轴的平台。肋可以沿着朝向篮的后部(供给接收端)的方向从篮的侧部的顶边缘朝向底边缘向下倾斜。这种朝向篮的后端的向下倾斜的角度，可以接近施加至篮的振动运动的典型角度。因此，肋能够对篮的侧部提供坚固的加强。

根据第二方面，本发明提供了用于振动筛的篮的驱动机构，该驱动机构包括：

a)第一轴，被偏心配重，且在使用时能够被安装至振动筛的篮的第一侧部，以绕着横切篮的前后方向的轴线旋转；

b)第一轴驱动装置，联接至第一轴，并联接至相应的第二偏心配重的轴；

c)第二偏心配重的轴，在使用时能够安装至振动筛的篮的与第一侧部对置的第二侧部，以绕着横切篮的前后方向的轴线旋转。

第二方面的驱动机构能够包括本文参照本发明的第一方面讨论的驱动机构的任何特征或全部特征，包括第三偏心配重的轴、第四偏心配重的轴以及联接在其间的相应的轴驱动装置。如果采用四个偏心配重的轴，那么，驱动机构可以包括两个模块并可以包括驱动马达，各个模块包括安装在轴承的两个偏心配重的轴，驱动马达用于驱动其中一个偏心配重的轴。模块被安装至篮的相应的侧部，轴驱动装置的驱动轴连接在模块之间。

附图说明

图1a、1b、1c、1d以及1e示出带有现有驱动机构的现有振动筛篮的各种方面；

图2a和2b示出本发明的振动筛篮和驱动机构的示意图；

图3a和3b示出安装有本发明的驱动机构的振动筛篮的侧部的示意图；

图4a和4b示出安装有本发明的驱动机构的振动筛篮的透视示意图；

图5a示出安装有本发明的驱动机构的振动筛篮的透视示意图；

图5b是图5a的篮的侧视图；

图5c是示出内部的驱动模块的偏心配重的轴的模块壳体的示意横截面；以及

图5d示出图5c的模块的内部的侧视图，示出了内部的驱动模块的两个偏心配重的轴。

具体实施方式

图1a示出振动筛的现有篮1的部件的侧示意图。篮1的第一侧部和第二侧部2、4是在从前部的固体排出端(该图中未显示)观看时而示出的。侧部2、4以通常的方式被支撑在弹簧5上，以允许振动运动。

用于向篮1赋予振动运动的驱动机构7被螺栓6安装至篮的侧部。驱动机构7包括支撑端板8，该支撑端板8带有一对套管10，该套管10形成从篮的一个侧部2至另一个侧部4的桥。轴12、13位于各套管10内，该轴12、13具有沿着其长度设置的偏心重物14。参见图1c中的轴和重物的横截面。图1a中，仅可见一个套管10和其容纳物，因为在该示例中，轴位于相同的高度。图1b示出了从方向X观看时的机构7。

轴12安装于轴承16中。电动马达18通过传动带20而驱动图1a中所示的轴12。位于驱动机构7的另一侧的相应的马达22驱动第二轴13。驱动机构7由于套管10和端板8而非常重，该套管10和端板8由金属(钢)构成，以支撑涉及的质量和力。

在使用时，轴12、13的旋转通过偏心重物14的运动而向篮1赋予振动运动，例如，椭圆形的振动运动。赋予篮1的振动运动的方向和类型取决于的因素包括：轴12、13之间的间隔、重物14的质量和相对角位移、轴的旋转速度以及轴的旋转方向。如图1a中的双箭头Y所示，偏心重物14的旋转对轴12赋予显著的弯曲力，因而对轴承16赋予应力。

图1d和1e示意性地示意了两个其他的现有装置。

在图1d中，篮1的各侧部2、4具有附接至外侧面的驱动机构7。机构7具有移动部件，例如偏心配重的轴，该轴由电动马达驱动，以赋予振动运动。如双箭头B所示，相对厚重的驱动机构7的位置能够向篮的侧部2、4赋予显著的弯曲运动。

在图1e中，篮的侧部2、4之间的桥23承载驱动机构7。该机构7具有移动部件，例如偏心配重的轴，该轴由电动马达驱动，以赋予振动运动。位于篮的侧部2、4之间的机构7的位置能够向篮的侧部赋予显著的弯曲运动B。

图2a示出了与图1a的篮类似的篮1的示意图，但是，该篮1设有根据本发明的实施方式的驱动机构7。驱动机构7包括壳体24、24a，该壳体24、24a由管26和联接壳体28、28a连接。如部分细节示意图2b所示，安装至篮的侧部2的壳体24包含短轴12，该短轴12安装在位于两侧的轴承16，并携带偏心重物14。偏心配重的轴12(eccentrically weighted shaft)由联接壳体28内的万向接头(未显示)联接至管26内的管状驱动轴30，该管26用作壳体。驱动轴30连接至壳体24a中的相应的偏心配重的轴12a，该偏心配重的轴12a经由联接壳体28a中的另一万向接头而安装至篮的侧部4。该对偏心配重的轴12、12a由包括轴30和万向接头的轴驱动装置联接。该装置由电动马达18经由传动带驱动装置20驱动。

如双箭头D所示，各偏心配重的轴提供的振动运动直接作用于篮的侧部2、4，因为轴12、12a的质量和相关的配重14位于篮的相应的侧部的上方。安装各个偏心配重的轴，从而如直线Z所示地在篮的相应的第一侧部或第二侧部的平面中具有偏心配重。在该示例中，各偏心配重的轴的质心位于篮的相应的侧部的平面中。

短轴12、12a倾向于对轴承16产生更小的磨损，因为它们更加不容易显著地弯曲。驱动轴30和相关的万向接头能够提供轻型的轴驱动装置，因为其没有被较重地装载。类似地，壳体26和28没有承载显著的负荷，并且，如果出于安全，仅将移动零件与操作者分离，那么，壳体26和28能够变轻。

图3a和3b示出了包括驱动系统7的振动筛篮的第一侧部和第二侧部2、4的示意图，该驱动系统7将图2a和2b所示的类型的两个驱动装置并入。

在该示例中，驱动系统7的壳体24就位于(被螺栓连接至)各篮的侧部2、4的下边缘或平台32，在该示例中，该下边缘或平台32接近篮的前部的固体排出端34，并稍微远离后部的供给端36。第一驱动装置37具有壳体24、24a，该壳体24、24a包括偏心配重的轴并以如图2a和2b所示的相同的方式经由驱动轴而联接。驱动由位于篮的侧部4的电动马达18和传动带驱动装置20提供。

第二驱动装置37a具有壳体24b、24c，该壳体24b、24c包括偏心配重的轴并以如图2a和2b所示的相同的方式经由驱动轴而联接。驱动由位于篮的侧部2的电动马达22和传动带驱动装置20提供。在该示例中，第二驱动装置37a经由平台38而被安装至篮的侧部，从而被抬高。改变驱动装置的沿着下边缘32的相对位置及/或其相对于彼此的高度能够用于调节赋予篮1的振动运动(类型和方向)。

图4a和4b示出了从两侧观看时的图3a和3b中描绘的类型的篮和驱动系统的更详细的透视图，以进一步示意振动筛篮1中的装置。

在图4a中，驱动系统7的第一驱动装置37具有壳体24、24a，该壳体24、24a包括偏心配重的轴并经由管状壳体26中的驱动轴而联接。驱动由位于篮的侧部4的电动马达18和传动带驱动装置20(位于壳体40中)提供。

第二驱动装置37a具有壳体24b、24c，该壳体24b、24c包括偏心配重的轴并经由第二管状壳体26中的驱动轴而联接。驱动由位于篮的侧部2的电动马达22和传动带驱动装置20(位于第二壳体40a中)提供。

驱动装置37、37a的偏心配重的轴横切由箭头Y表示的篮的前后方向且大致水平。

在该示例中，第二驱动装置37a经由平台38而被安装至篮的侧部，从而被抬高。改变驱动装置的沿着下边缘32的相对位置及/或其相对于彼此的高度能够用于调节赋予篮1的振动运动(类型和方向)。在该示例中，驱动装置37、37a被螺栓连接至篮1的下边缘32。

这些图中还示出了篮的前部的固体排出端34、后部的供给端36以及一叠三个彼此堆叠的筛选组件42。筛选组件具有筛选表面44(只有最顶端的表面可视)，该筛选表面44用于筛选施加于后部的供给端36的钻井泥浆和钻井岩屑的混合物。

所描绘的篮具有用于弹簧支撑件(未显示)的四个托架46，该弹簧支撑件将就位于托架46，以允许振动运动。

图5a示出了安装模块化驱动装置的备选的篮装置的透视示意图。篮1具有位于篮的各侧部2、4的倾斜平台32。在该示例中，平台32具有提供两个朝上的表面的大致V形，该表面用于支撑或安置安装至篮的相应的侧部2、4的模块48、50的底座或壳体。

模块48、50均具有主壳体52，该主壳体52保持两个偏心配重的轴，该偏心配重的轴在壳体内均安装在位于如以下所述的图5c、5d中所示的偏心重物的两侧的轴承。在各个模块，其中一个偏心配重的轴通过传动带(传动带壳体54内)被电动马达22驱动。各个模块中的另一个偏心配重的轴被轴驱动装置的位于两个管26中的一个管内的驱动轴驱动。模块48、50相同，因而能够安装至篮1的两侧2、4。

模块48、50的壳体内的该对偏心配重的轴之间的高度H和水平间隔S之间的所期望的差异由平台32的斜面和主壳体52内的轴的位置之间的间隔决定，如侧视图5b所示。

一系列钢片的加强肋56、56a也在图5a和5b中被示出。肋被隔开并大致平行。肋56a支撑平台32，肋56支撑凸缘58，该凸缘58位于侧部2、4的顶边缘，并接近篮的供给端36。

肋沿着朝向篮的后部(供给接收端36)的方向从篮的侧部的顶边缘朝向底边缘向下倾斜。朝向篮的后端36的向下倾斜的角度接近将施加至篮的振动运动的典型角度。因此，肋56、56a对篮的侧部提供加强。

图5c示出了模块的主壳体52的示意横截面，以示意一个偏心配重的轴12的安装。轴12被安装在位于两侧的轴承16中。轴承16均被安装在主壳体52的壳体60中，并被密封件61保护。轴12包括位于轴承16之间的径向延伸的臂62，该臂62安装有重物64，以提供偏心配重。重物64远离轴12，并从臂62轴向地延伸(沿着轴方向)。各个重物64向着相应的径向地对置的轴承16延伸。

轴承16接近径向延伸的臂62的两侧，提供了紧凑且耐用的装置。

重物64能够从臂62拆卸，因而被不同的重物替换，以适合运行要求。对轴12的驱动经由传动带而到达安装在一端的滑轮66。电动马达(该图中未显示)能够提供对滑轮的驱动。轴12的对置端68在使用时例如通过万向接头而连接至轴驱动装置。

图5d示出了图5c的主壳体52的侧视横截面，该侧视横截面示出了壳体52内的两个偏心配重的轴12。在该视图中，轴12上的径向延伸的臂62能够呈部分圆形，如重物64一样。螺栓70将重物64固定至臂62上。两个臂62以不同的角度从相应的轴12径向地延伸，以在使用时提供期望的振动行为。