[实用新型]一种扭转冲击式轴向振动器

说明书

技术领域

 本实用新型涉及钻井工具领域，具体地说，涉及一种井下钻具使用的扭转冲击式轴向振动器。

背景技术

在石油天然气钻井作业时，钻具不但要竖直方向作业，而且还需要进行水平或其他方向作业。当钻具进行竖直方向作业时，钻头与上部钻柱位于同一轴线，钻头连接在钻柱下端向下钻进，钻头能够接收足够的钻压进行钻井作业；当钻具需要水平方向作业或偏离竖直方向的其它方向作业时，上部钻柱底端需要弯曲相应的角度，例如水平方向钻井作业，底部钻柱处于水平状态，而钻头位于底部钻柱的最前方。由于水平段钻柱的摩阻作用，导致垂直井段的上部钻柱无法有效地施加钻压给钻头，形成托压，也就是说，钻头不能接收到足够的钻压，将直接影响到钻头的钻速。而且，存在不安全隐患，增加井下作业的风险。

因此，需要借助一种振动提速装置，在钻柱底端的轴向上产生振动，可以缓解托压效应，有效地传递钻压，以达到提高钻头钻进速度的作用和目的。

发明内容

 本实用新型所要解决的技术问题是提供一种扭转冲击式轴向振动器，既能产生轴向振动，又能产生扭转冲击振动，两种振动方式结合能够提高钻速，而且具有体积小，使用方便，成本低的特点。

为实现上述目的，本实用新型提供一种扭转冲击式轴向振动器，其包括：上接头、内筒和下接头，所述上接头与所述下接头螺纹连接，所述内筒与所述上接头由锁销周向固定，偏心套筒位于所述内筒的内部，所述偏心套筒的内壁和外壁之间具有对称的渐变的壁厚，所述偏心套筒的内壁用于泥浆通过，所述偏心套筒的底端设有至少一个向下弧线突起；螺旋叶片与所述偏心套筒的内壁固定，所述螺旋叶片从所述偏心套筒的顶端延伸到底端；所述下接头内部设有流动通道，所述流动通道的进口端位于所述偏心套筒内壁下方，所述进口端的轴线偏离所述内筒的轴线，所述进口端的过流面积等于所述偏心套筒的内壁的截面面积，所述进口端的端面设有与所述向下弧线突起嵌合的向上弧线突起，所述流动通道的出口端与所述下接头的出口连接。

优选地，所述向下弧线突起的凸部与所述向上弧线突起的凹部相对，所述向下弧线突起的凹部与所述向上弧线突起的凸部相对。

优选地，所述偏心套筒的底端设有多个对称分布的所述向下弧线突起，所述下接头的流动通道的进口端的端面设有与所述向下弧线突起数量相同的对称分布的所述向上弧线突起。 

另外，优选地，所述偏心套筒底端设有两个对称分布的所述向下弧线突起，所述下接头的流动通道的进口端的外围设有两个对称分布的所述向上弧线突起。

从上述的描述和实践可知，本实用新型提供的扭转冲击式轴向振动器，其一，偏心套筒内设有螺旋叶片，当泥浆通过偏心套筒的螺旋叶片时，偏心套筒产生周向旋转，泥浆的过流面积在偏心套筒和下接头的接触端面处发生变化，导致该端面处的泥浆流动压降的变化，使钻头可以产生轴向振动，过流面积的重复改变，使得轴向振动重复发生，所以能够减轻钻具的托压，有助于提高钻速；其二，偏心套筒底端设有向下弧线突起，下接头设有与向下弧线突起嵌合的向上弧线突起，偏心套筒在旋转过程中，向下弧线突起和向上弧线突起重复离分和嵌入，把偏心套筒的扭转动能不断传递给下接头，下接头带动钻头形成了对地层的扭转切削冲击，有助于提高钻速；其三，轴向振动和扭转冲击振动的同时发生，向下弧线突起和向上弧线突起的离分和嵌合产生的扭转冲击作用，可以加强轴向振动，双重振动的叠加作用可以有效提高钻速，降低钻井成本；其四，扭转冲击式轴向振动器具有体积小，使用方便灵活，而且制造成本低等优点。

附图说明

通过下面结合附图对实施例的描述，本实用新型的上述特征和技术优点将会变得更加清楚和容易理解。在附图中，

图1是本使用新型所述的扭转冲击式轴向振动器的流动通道使用面积最大时示意图；

图2是在图1所示状态下A部的向下弧线突起与向上弧线突起的配合局部放大示意图；

图3是图1所示的扭转冲击式轴向振动器的流动通道使用面积最小时示意图；

图4是在图3所示状态下B部的向下弧线突起与向上弧线突起的配合局部放大示意图。

扭转冲击式轴向振动器100

1：上接头；2：锁销；3：内筒；4：密封圈；5：下接头；

51：出口；52：流动通道；521：进口端；522：出口端；

53：向上弧线突起；6：偏心套筒；61：向下弧线突起；7：螺旋叶片。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。