[实用新型]圆周向振动工具

摘要

本实用新型公开了一种圆周向振动工具，所述振动工具包括振动套筒和设置在振动套筒底部插入有钻头接头，所述振动套筒包括套筒嘴和筒身，所述筒身内从套筒嘴与钻头接头之间依次设置有复位控制模块、换相控制模块、周向振动模块三大模块。本实用新型圆周向振动工具将高压钻井液直接转换成为周向、稳定高频低幅的冲击振动，产生的振动直接作用于PDC钻头，达到有效降低或消除粘滑振动现象；本实用新型圆周向振动工具的整体结构采用模块化思路设计，复位控制、换相控制、周向振动三大模块从结构设计到功能化相对独立并能协同工作，便于工具加工，可显著提高工具工作的可靠性。同时满足现场快速装配要求，有利于后期的维护。

主权项

一种圆周向振动工具，所述振动工具包括振动套筒(1)和设置在振动套筒(1)底部插入有钻头接头(2)，所述振动套筒(1)包括套筒嘴(1.1)和筒身(1.2)，其特征在于：所述筒身(1.2)内从套筒嘴(1.1)与钻头接头(2)之间依次设置有复位控制模块、换相控制模块、周向振动模块三大模块，所述复位控制模块包括上扶正器(3)和设置在上扶正器(3)顶端的导流环(4)，所述导流环(4)上部插入在套筒嘴(1.1)内，所述上扶正器(3)内设置有转换开关(5)，所述转换开关(5)由半径大小不同的圆筒组成，分别为小圆筒(5a)和大圆筒(5b)，所述小圆筒(5a)伸入导流环(4)内，所述小圆筒(5a)的下部外依次套有蝶形弹簧(7)和圆形的推力轴承(6)，蝶形弹簧(7)顶着上扶正器(3)，推力轴承(6)安装在换相上密封盖(9)上，所述大圆筒(5b)中部的筒壁上以中轴线为对称轴对称设置有3个竖直槽(5.2)，所述竖直槽(5.2)之间的筒壁上水平开设有弧形槽(5.3)，所述竖直槽(5.2)和弧形槽(5.3)筒壁上设置有圆形凹槽(5.4)，所述大圆筒(5b)筒壁的底面对称开设有3个弧形凹槽(5.5)，且弧形凹槽(5.5)在弧形槽(5.3)的正下方，所述换相控制模块由内至外包括最内层的换相阀芯(8)、换相上密封盖(9)和换相底座(10)上下组成的次内层、次外层的换相密封筒(11)、最外层的换相砧座(12)；所述换相阀芯(8)的扇形柱(8.2)、换相底座(10)固定在换相下密封盖(13)上表面、换相密封筒(11)和换相砧座(12)的下端固定在换相下密封盖(13)的侧面；所述换相阀芯(8)包括阀芯筒(8.1)，所述阀芯筒(8.1)中部的筒壁上以中轴线为对称轴对称设置有3个竖直的扇形柱(8.2)，所述阀芯筒(8.1)底面对称且间隔设置有3个弧形卡片(8.3)，所述弧形卡片(8.3)间为间隔槽(8.4)；所述换相底座(10)包括底座筒(10.1)，所述底座筒(10.1)的 内壁上间隔对称设置有3个竖直柱(10.2)，所述扇形柱(8.2)在竖直柱(10.2)间周向来回移动，且竖直柱(10.2)侧壁与扇形柱(8.2)侧壁配合重合，所述竖直柱(10.2)两侧的底座筒(10.1)的筒壁上竖直开设有换相底座侧方A通孔(10.3)和换相底座侧方B通孔(10.4)；所述换相上密封盖(9)包括上密封盖筒(9.1)，所述上密封盖筒(9.1)内壁上间隔对称竖直设置有3个滑道(9.2)；所述上密封盖筒(9.1)筒壁上水平开设有扇形通孔(9.3)，所述扇形通孔(9.3)之间的上密封盖筒(9.1)筒壁开设有上密封盖通孔(9.4)，所述上密封盖通孔(9.4)下方的上密封盖筒(9.1)筒壁外表面上开设有凹形流道A(9.5)，所述凹形流道A(9.5)内面和底面两端分别设置有通孔A(9.51)和通孔B(9.52)；所述凹形流道A(9.5)与扇形通孔(9.3)之间竖直有凹形流道B(9.6)，且凹形流道B(9.6)在扇形通孔(9.3)的下方，所述凹形流道B(9.6)内面和底面两端分别设置有通孔C(9.61)和通孔D(9.62)；所述大圆筒(5b)伸入上密封盖筒(9.1)内部，所述圆形凹槽(5.4)内插入销钉，并且销钉在滑道(9.2)内滑动，使大圆筒(5b)在上密封盖筒(9.1)内上下滑动；所述换相密封筒(11)包括密封筒身(11.1)和密封底座(11.2)，所述密封底座(11.2)外直径大于密封筒身(11.1)的外直径，所述密封筒身(11.1)中部的筒壁上对称设置有与扇形通孔(9.3)配合连通的3个密封筒扇形通孔(11.3)，所述密封筒扇形通孔(11.3)之间上方的筒壁上水平开设有密封孔A(11.4)，所述密封筒扇形通孔(11.3)之间下方的筒壁上对称设置有竖直的密封孔B(11.5)和密封孔C(11.6)，所述密封孔B(11.5)和密封孔C(11.6)分别与换相底座侧方A通孔(10.3)和换相底座侧方B通孔(10.4)配合连通，所述密封底座(11.2)底部间隔对称设置有3个凸起(11.7)，所述换相砧座(12)包括砧座筒(12.1)，所述砧座筒(12.1)上 部的外壁上对称设置有3个竖直的沟槽(12.2)，所述沟槽(12.2)下方的外壁上开设有矩形凹面(12.3)，所述矩形凹面(12.3)上开设有竖直的砧座流道(12.4)，所述矩形凹面(12.3)两侧的砧座筒(12.1)底面上设置有砧座凸起(12.5)；所述周向振动模块由内至外依次为筛管(14)、振动阀芯(15)、振动底座(16)和振动砧座(17)，所述筛管(14)安装在振动阀芯(15)内部，振动底座(16)的振动扇形柱(16.2)和振动砧座(17)的两端分别固定在振动上密封盖(18)和振动下密封盖(19)的表面；所述振动阀芯(15)包括振动阀芯筒(15.1)，所述振动阀芯筒(15.1)的筒壁中下部以中轴线为对称轴对称设置有3个竖直的泄流槽(15.2)，所述泄流槽(15.2)之间的筒壁上间隔设置有一排多个振动阀芯高压通孔(15.3)，所述振动阀芯筒(15.1)上部设有三个中心对称的振动阀芯凸起(15.4)，所述弧形卡片(8.3)间的间隔槽(8.4)与振动阀芯凸起(15.4)相卡配，使换相阀芯(8)能够带动振动阀芯(15)转动，所述振动底座(16)包括振动底座筒(16.1)，所述振动底座筒(16.1)中部的筒壁上以中轴线为对称轴对称设置有3个竖直的振动扇形柱(16.2)，所述振动底座筒(16.1)顶面对称间隔设置有3个振动上部弧形卡片(16.3)，所述振动底座筒(16.1)底面对称间隔设置有3个振动下部弧形卡片(16.4)，所述振动扇形柱(16.2)两侧的筒壁上由上至下分别开设有一排振动底座A通孔(16.5)和一排振动底座B通孔(16.6)，所述振动底座A通孔(16.5)和振动底座B通孔(16.6)均间隔布置，所述振动上部弧形卡片(16.3)安装在换相下密封盖(13)中的内部凹槽(13.6)内固定不动；所述振动砧座(17)包括砧座筒(17.1)，所述砧座筒(17.1)的内壁上间隔对称设置有3个砧座竖直柱(17.2)，所述振动扇形柱(16.2)在砧座竖直柱(17.2)间周向来回移动，且砧座竖直柱(17.2)侧壁与振动扇形柱(16.2)侧壁配合重合，所述砧座竖直柱(17.2)对应的砧座筒(17.1)的外壁上设置有振动砧座低压流道(17.3)。