[发明专利]一种扭簧式水力振荡器

权利要求书

1.一种扭簧式水力振荡器，其特征在于由振动短节和动力短节通过螺纹相互连接构成，其中振荡短节包括花键芯轴、振荡壳体、压力弹簧；花键芯轴上套装有振荡壳体，振荡壳体和花键芯轴之间滑动连接；振荡壳体与花键芯轴之间安装有压力弹簧；动力短节包括上接头、壳体、上分流头、上推力轴承、上分流头端盖、扭转弹簧、回转叶片、芯轴、轴承、下部分流套、回转惯性配重、下分流套端盖、动阀盘、定阀盘、下推力轴承和下接头；壳体上端螺纹装有上接头，下端螺纹装有下接头；壳体内设置有芯轴，芯轴的上接头与上分流头通过上推力轴承连接，上分流头的下方焊接有上分流头端盖，上分流头端盖固定安装在主机壳体内壁上，上分流头下端的芯轴圆周上自上而下依次装有扭转弹簧、回转叶片、回转惯性配重和动阀盘；扭转弹簧的上端与上分流头端盖固定连接，下端与芯轴固定连接，芯轴上设有的回转惯性配重部位圆周上装有下部分流套，回转惯性配重顶部安装有轴承，下分流套端盖设置在下部分流套下方，下分流套端盖与下部分流套通过螺栓连接并与壳体固定连接，定阀盘安装在动阀盘下方，动阀盘与定阀盘之间开有通孔，动阀盘与定阀盘之间安装有下推力轴承；动阀盘通过销键与芯轴固定连接；定阀盘固定安装在主机壳体内壁上。

2.根据权利要求1所述扭簧式水力振荡器，其特征在于所述上分流头、上分流头端盖、下部分流套和下分流套 端盖的圆周上均开有流道。

3.根据权利要求2所述扭簧式水力振荡器，其特征在于所述扭簧式水力振荡器工作时，先将动阀盘和定阀盘之间的通孔保持流通，钻井液依次流经振动短节、上分流头、上分流头端盖、回转叶片、下部分流套、下分流套 端盖以及动阀盘与定阀盘间的通孔，具体过程为：流动的钻井液带动芯轴上的回转叶片旋转，从而带动动阀盘转动，动阀盘的转动将逐渐减小与定阀间的过流面积即动阀盘与定阀盘之间通孔面积，当动阀盘转动到通孔面积最小位置处，扭转弹簧使芯轴带动动阀盘回转，从而产生周期性变化的压力；动阀盘与定阀盘产生的压力波动向上传递给压力弹簧，压力弹簧带动振荡壳体做持续的简谐振动，该简谐振动沿轴向传递给相邻钻杆，将管柱与井壁之间的静摩擦转变为动摩擦，实现降摩减阻，提高机械钻速。

4.根据权利要求3所述扭簧式水力振荡器，其特征在于所述扭转弹簧使芯轴带动动阀盘回转产生周期性变化压力的具体过程为：扭转弹簧由于芯轴与上分流头端盖圆周上的相对运动而产生扭转储能；动阀盘逐渐封堵其与定阀盘间过流面积，回转叶片逐渐远离主流道，受到的扭转冲击力逐渐减小，扭转弹簧扭转角度逐渐增加，回转叶片冲击能量与芯轴配重惯性能量转变为扭转弹簧弹性能；当回转叶片避开主流道时，扭转弹簧释放弹性能，带动芯轴旋转逐渐增加动阀盘与定阀盘间的过流面积，过流面积的周期性变化使该扭簧式水力振荡器内钻井液压力呈周期性变化从而产生压力脉冲，通过这种周期性回转方式，避免振动频率过高影响井下高精密仪器现象的发生。