本發(fā)明涉及一種扭擺振蕩器，屬石油、天然氣開采鉆井工具技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
在鉆井過程中，摩阻是影響鉆速的重要因素。常規(guī)鉆井時，鉆具組合與井壁之間處于靜摩擦狀態(tài)。無論是直井、定向井還是水平井，鉆進(jìn)過程中鉆柱與井壁之間的摩阻都是影響鉆速的重要因素，由鉆具組合與井壁摩擦所造成的額外扭矩與摩阻會導(dǎo)致機械鉆速低，工具面控制困難，單趟鉆進(jìn)尺很少，異常嚴(yán)重的鉆柱和鉆頭磨損等。當(dāng)累積摩擦力超過所施加鉆壓時，就會出現(xiàn)托壓現(xiàn)象，迫使管柱發(fā)生正旋彎曲或螺旋屈曲。對于定向井和水平井而言，高摩阻還會形成彎曲井眼，從而造成鉆機鉆達(dá)最大深度的能力降低，甚至?xí)绊懙接途a(chǎn)量。在水平井鉆井過程中，尤其鉆具在井眼曲率較大的井段，或在過長水平段同樣會產(chǎn)生較大摩阻、托壓現(xiàn)象，無法有效施加鉆壓。摩阻大、托壓問題不僅嚴(yán)重影響水平井的機械鉆速，同時也容易引起粘卡等井下復(fù)雜事故的發(fā)生。實踐表明，利用國內(nèi)外專家研制了產(chǎn)生軸向振動的水力振蕩器用于降低摩阻。水力振蕩器通過壓力脈沖使鉆具在井下受到的靜摩擦變成動摩擦。通過水力振蕩器的高頻振動，改變了只靠鉆具自身重力的加壓方式。水力振蕩器在井下帶動鉆具振動時，將鉆具與井壁間的靜摩擦力轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽Σ亮Α?br/>
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于：提供一種在鉆井過程中可實現(xiàn)扭擺、徑向以及軸向振動，將鉆進(jìn)過程中的靜摩擦變?yōu)閯幽Σ粒捎行Ы档湍ψ?，提高機械鉆進(jìn)的扭擺振蕩器。本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種扭擺振蕩器；包括主軸、外套管、止推軸承A、止推軸承B和限流環(huán)，其特征在于：主軸上套裝有外套管，外套管圓周外表面間隔狀對稱設(shè)置有外凸塊。外套管的圓周內(nèi)壁上均布有內(nèi)凸塊，內(nèi)凸塊一側(cè)的主軸上裝有止推軸承A，止推軸承A一側(cè)的主軸上通過調(diào)整套A和調(diào)整套B裝有限流環(huán)，止推軸承A另一側(cè)的主軸上通過滑動密封底座A和擋圈A裝有密封圈A；內(nèi)凸塊另一側(cè)的主軸上裝有調(diào)整套C，調(diào)整套C一側(cè)的主軸上對稱狀安裝有扶正軸承，扶正軸承之間設(shè)置有渦輪轉(zhuǎn)子和渦輪定子，調(diào)整套C另一側(cè)的主軸上裝有止推軸承B，止推軸承B一側(cè)的主軸上通過滑動密封底座B和擋圈B裝有密封圈B；所述的內(nèi)凸塊和調(diào)整套C對應(yīng)的主軸上分別設(shè)置有流道口。所述的外套管圓周外表面間隔狀對稱設(shè)置有外凸塊。所述的外套管一端端口通過固緊螺栓固裝有端蓋，外套管另一端端口螺紋安裝有外管連接頭。所述的外管連接頭與主軸之間設(shè)置有間隙。所述的滑動密封底座B一側(cè)的主軸上通過固緊螺栓和壓緊套裝有壓緊環(huán)。所述的主軸一端設(shè)置有外螺紋，主軸另一端設(shè)置有內(nèi)螺紋。本發(fā)明的有益效果是：該扭擺振蕩器，結(jié)構(gòu)簡單緊湊；在鉆進(jìn)過程中，通過流道口與外殼內(nèi)凸塊的相對運動產(chǎn)生動閥與定閥效果，從而產(chǎn)生壓力脈沖實現(xiàn)徑向振動、扭擺運動以及軸向振動，進(jìn)而可有效提高機械鉆速。解決了現(xiàn)有鉆井過程中會產(chǎn)生較大摩阻、托壓現(xiàn)象，不僅嚴(yán)重影響水平井的機械鉆速，同時也容易引起粘卡等井下復(fù)雜事故發(fā)生的問題，特別適用于油井鉆井使用。附圖說明圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1A處的放大結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖1B處的放大結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖1A-A向截面示意圖。圖中：1、主軸，2、外套管，3、止推軸承A，4、止推軸承B，5、限流環(huán)，6、內(nèi)凸塊，7、調(diào)整套A，8、調(diào)整套B，9、滑動密封底座A，10、擋圈A，11、密封圈A，12、調(diào)整套C，13、扶正軸承，14、渦輪轉(zhuǎn)子，15、渦輪定子，16、止推軸承B，17、滑動密封底座B，18、擋圈B，19、密封圈B，20、壓緊套，21、壓緊環(huán)，22、端蓋，23、外管連接頭，24、外凸塊，25、流道口。具體實施方式該扭擺振蕩器包括主軸1、外套管2、止推軸承A3、止推軸承B4和限流環(huán)5。主軸1上套裝有外套管2，外套管2圓周外表面間隔狀設(shè)置有外凸塊24，外凸塊24在外套管2圓周外表面呈180度設(shè)置；外套管2的圓周內(nèi)壁上均布有3個內(nèi)凸塊6，內(nèi)凸塊6一側(cè)的主軸1上裝有止推軸承A3，止推軸承A3一側(cè)的主軸1上通過調(diào)整套A7和調(diào)整套B8裝有限流環(huán)5，限流環(huán)5允許有少量泥漿液進(jìn)入止推軸承A3部分，以起到潤滑作用。止推軸承A3另一側(cè)的主軸1上通過滑動密封底座A9和擋圈A10裝有密封圈A11，以實現(xiàn)密封。內(nèi)凸塊6另一側(cè)的主軸1上裝有調(diào)整套C12，內(nèi)凸塊6和調(diào)整套C12對應(yīng)的主軸1上分別設(shè)置有3個流道口25。調(diào)整套C12一側(cè)的主軸1上對稱狀安裝有扶正軸承13，扶正軸承13之間的主軸1上設(shè)置有渦輪轉(zhuǎn)子14和渦輪定子15；扶正軸承13用于調(diào)整渦輪定轉(zhuǎn)子14之間的徑向串動；渦輪轉(zhuǎn)子14與外套管2之間相對固定。調(diào)整套C12另一側(cè)的主軸1上裝有止推軸承B16，止推軸承B16一側(cè)的主軸1上通過滑動密封底座B17和擋圈B18裝有密封圈B19；滑動密封底座B19一側(cè)的主軸1上通過固緊螺栓和壓緊套20裝有壓緊環(huán)21；用于前段（內(nèi)凸塊6另一側(cè)的）各部件的軸向定位。該扭擺振蕩器的主軸1一端設(shè)置有外螺紋，主軸1另一端設(shè)置有內(nèi)螺紋。工作時用于與鉆桿連接。外套管2一端端口通過固緊螺栓固裝有端蓋22，外套管2另一端端口螺紋安裝有外管連接頭23。外管連接頭23與主軸1之間設(shè)置有間隙。該扭擺振蕩器防止外套管2軸向串動，調(diào)整套A7與內(nèi)凸塊6相接觸，產(chǎn)生的軸向力可通過限流環(huán)5傳遞到止推軸承A3。另一側(cè)，調(diào)整套C12與外套管2內(nèi)肩相接觸，將軸向力傳遞給止推軸承B16。該扭擺振蕩器工作時，鉆井液進(jìn)入主軸1后從流道口25進(jìn)入渦輪部分，從而帶動渦輪轉(zhuǎn)子14旋轉(zhuǎn)，由于渦輪轉(zhuǎn)子14相對固定外套管2，從而帶動外套管2一起旋轉(zhuǎn)。由于外套管2圓周外表面間隔狀對稱設(shè)置有外凸塊24，且外凸塊24在外套管2圓周外表面呈180度設(shè)置；外套管2旋轉(zhuǎn)過程中，當(dāng)外凸塊24與井壁接觸時，外套管2其他部分脫離井壁；外套管2周期旋轉(zhuǎn)，即可實現(xiàn)該扭擺振蕩器的徑向振動，同時由于外凸塊24與井壁的作用亦可實現(xiàn)振蕩器的扭擺運動。工作過程中止推軸承A3用于承受軸向力；止推軸承B16用于承受另一側(cè)軸向力。該扭擺振蕩器的3個內(nèi)凸塊6分別對應(yīng)3個流道口25，內(nèi)凸塊6寬度略小于流道口25寬度。當(dāng)鉆井液帶動渦輪轉(zhuǎn)子14與外套管2一起旋轉(zhuǎn)時，內(nèi)凸塊6與流道口25之間實現(xiàn)周期性的開合，即可產(chǎn)生周期性的壓力脈沖，從而產(chǎn)生軸向振動，由此在進(jìn)行鉆進(jìn)過程中可有效降低摩阻，提高機械轉(zhuǎn)速。該扭擺振蕩器相比現(xiàn)有用的水力振蕩器，省略了傳統(tǒng)水力振蕩器的震蕩短節(jié)與動力短節(jié)，整體結(jié)構(gòu)更為簡單緊湊。在鉆進(jìn)過程中可實現(xiàn)徑向振動、扭擺運動以及軸向振動的三維層次的降磨減阻，從而效提高機械鉆速。并且該扭擺振蕩器沒有傳統(tǒng)意義上的定閥與動閥閥片，而是通過流道口25與內(nèi)凸塊6的相對運動產(chǎn)生動閥與定閥效果，從而產(chǎn)生壓力脈沖實現(xiàn)軸向振動，并降低磨損效果；解決了現(xiàn)有鉆井過程中會產(chǎn)生較大摩阻、托壓現(xiàn)象，不僅嚴(yán)重影響水平井的機械鉆速，同時也容易引起粘卡等井下復(fù)雜事故發(fā)生的問題，特別適用于油井鉆井使用。