本發(fā)明涉及石油、天然氣勘探開發(fā)過程中提高油氣井pdc鉆頭鉆井速度和井眼質(zhì)量的井下輔助提速工具，具體地指一種圓周向振動(dòng)工具。

背景技術(shù)：

近年來，在石油、天然氣勘探開發(fā)領(lǐng)域，隨著深井和超深井的比例不斷增加，由于深部地層巖石硬度和塑性增大，導(dǎo)致牙輪鉆頭鉆井速度低、鉆井周期長(zhǎng)。為提高鉆頭行程鉆速，pdc鉆頭得到廣泛使用。但深部地層pdc鉆頭鉆進(jìn)過程中會(huì)出現(xiàn)粘滑振動(dòng)現(xiàn)象，嚴(yán)重制約pdc鉆頭機(jī)械鉆速進(jìn)一步提升，極大影響其使用壽命。理論研究和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐表明，如果在pdc鉆頭上額外施加一個(gè)高頻、低幅圓周向(單向或雙向)振動(dòng)，可以顯著降低或消除pdc鉆頭的這種粘滑振動(dòng)現(xiàn)象，大幅提高鉆井速度和鉆頭壽命。

目前國(guó)內(nèi)外已經(jīng)發(fā)展多種能夠產(chǎn)生高頻、低幅圓周向振動(dòng)工具。這些振動(dòng)工具從動(dòng)力端結(jié)構(gòu)上，可以分為渦輪或螺桿驅(qū)動(dòng)和高壓鉆井液直接驅(qū)動(dòng)兩大類型。

專利us6742609b2給出的渦輪驅(qū)動(dòng)型工具和cn101463709a給出的螺桿驅(qū)動(dòng)型工具等由于渦輪或螺桿的存在導(dǎo)致其整體長(zhǎng)度尺寸大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易損件多，可靠性低；專利cn102454364a、cn203430420u、cn103628819a和cn104963624a等給出的高壓鉆井液直接驅(qū)動(dòng)型工具，其結(jié)構(gòu)中涉及到同軸多個(gè)金屬密封面的同時(shí)配合問題，存在工作元件磨損較快、部分密封面易失效等問題。

上述專利文件給出的工具均缺失pdc鉆頭提鉆制動(dòng)功能。即在pdc鉆頭提離井底后，處于非工作狀態(tài)時(shí)，若保持鉆井液循環(huán)時(shí)，工具仍持續(xù)振動(dòng)，這樣會(huì)大大增加工具由于振動(dòng)導(dǎo)致松扣甚至掉落的風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種圓周向振動(dòng)工具，其用于pdc鉆頭輔助提速，它解決現(xiàn)有技術(shù)缺少提鉆制動(dòng)、存在元件磨損及部分密封面易失效等影響工具使用壽命和提速效果的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的一種圓周向振動(dòng)工具，所述振動(dòng)工具包括振動(dòng)套筒和設(shè)置在振動(dòng)套筒底部插入有鉆頭接頭，所述振動(dòng)套筒包括套筒嘴和筒身，所述筒身內(nèi)從套筒嘴與鉆頭接頭之間依次設(shè)置有復(fù)位控制模塊、換相控制模塊、周向振動(dòng)模塊三大模塊，

所述復(fù)位控制模塊包括上扶正器和設(shè)置在上扶正器頂端的導(dǎo)流環(huán)，所述導(dǎo)流環(huán)上部插入在套筒嘴內(nèi)，所述上扶正器內(nèi)設(shè)置有轉(zhuǎn)換開關(guān)，所述轉(zhuǎn)換開關(guān)由半徑大小不同的圓筒組成，分別為小圓筒和大圓筒，所述小圓筒伸入導(dǎo)流環(huán)內(nèi)，所述小圓筒的下部外依次套有蝶形彈簧和圓形的推力軸承，蝶形彈簧頂著上扶正器，推力軸承安裝在換相上密封蓋上，所述大圓筒中部的筒壁上以中軸線為對(duì)稱軸對(duì)稱設(shè)置有個(gè)豎直槽，所述豎直槽之間的筒壁上水平開設(shè)有弧形槽，所述豎直槽和弧形槽筒壁上設(shè)置有圓形凹槽，

所述大圓筒筒壁的底面對(duì)稱開設(shè)有個(gè)弧形凹槽，且弧形凹槽在弧形槽的正下方，

所述換相控制模塊由內(nèi)至外包括最內(nèi)層的換相閥芯、換相上密封蓋和換相底座上下組成的次內(nèi)層、次外層的換相密封筒、最外層的換相砧座；所述換相閥芯的扇形柱、換相底座固定在換相下密封蓋上表面、換相密封筒和換相砧座的下端固定在換相下密封蓋的側(cè)面；

所述換相閥芯包括閥芯筒，所述閥芯筒中部的筒壁上以中軸線為對(duì)稱軸對(duì)稱設(shè)置有3個(gè)豎直的扇形柱，所述閥芯筒底面對(duì)稱且間隔設(shè)置有3個(gè)弧形卡片，所述弧形卡片間為間隔槽；

所述換相底座包括底座筒，所述底座筒的內(nèi)壁上間隔對(duì)稱設(shè)置有3個(gè)豎直柱，所述扇形柱在豎直柱間周向來回移動(dòng)，且豎直柱側(cè)壁與扇形柱側(cè)壁配合重合，所述豎直柱兩側(cè)的底座筒的筒壁上豎直開設(shè)有換相底座側(cè)方a通孔和換相底座側(cè)方b通孔；

所述換相上密封蓋包括上密封蓋筒，所述上密封蓋筒內(nèi)壁上間隔對(duì)稱豎直設(shè)置有3個(gè)滑道；所述上密封蓋筒筒壁上水平開設(shè)有扇形通孔，所述扇形通孔之間的上密封蓋筒筒壁開設(shè)有上密封蓋通孔，所述上密封蓋通孔下方的上密封蓋筒筒壁外表面上開設(shè)有凹形流道a，所述凹形流道a內(nèi)面和底面兩端分別設(shè)置有通孔a和通孔b；

所述凹形流道a與扇形通孔之間豎直有凹形流道b，且凹形流道b在扇形通孔的下方，所述凹形流道b內(nèi)面和底面兩端分別設(shè)置有通孔c和通孔d；

所述大圓筒伸入上密封蓋筒內(nèi)部，所述圓形凹槽內(nèi)插入銷釘，并且銷釘在滑道內(nèi)滑動(dòng)，使大圓筒在上密封蓋筒內(nèi)上下滑動(dòng)；

所述換相密封筒包括密封筒身和密封底座，所述密封底座外直徑大于密封筒身的外直徑，所述密封筒身中部的筒壁上對(duì)稱設(shè)置有與扇形通孔配合連通的3個(gè)密封筒扇形通孔，所述密封筒扇形通孔之間上方的筒壁上水平開設(shè)有密封孔a，所述密封筒扇形通孔之間下方的筒壁上對(duì)稱設(shè)置有豎直的密封孔b和密封孔c，所述密封孔b和密封孔c分別與換相底座側(cè)方a通孔和換相底座側(cè)方b通孔配合連通，

所述密封底座底部間隔對(duì)稱設(shè)置有3個(gè)凸起，

所述換相砧座包括砧座筒，所述砧座筒上部的外壁上對(duì)稱設(shè)置有3個(gè)豎直的溝槽，所述溝槽下方的外壁上開設(shè)有矩形凹面，所述矩形凹面上開設(shè)有豎直的砧座流道，所述矩形凹面兩側(cè)的砧座筒底面上設(shè)置有砧座凸起；

所述周向振動(dòng)模塊由內(nèi)至外依次為篩管、振動(dòng)閥芯、振動(dòng)底座和振動(dòng)砧座，所述篩管安裝在振動(dòng)閥芯內(nèi)部，振動(dòng)底座的振動(dòng)扇形柱和振動(dòng)砧座的兩端分別固定在振動(dòng)上密封蓋和振動(dòng)下密封蓋的表面；

所述振動(dòng)閥芯包括振動(dòng)閥芯筒，所述振動(dòng)閥芯筒的筒壁中下部以中軸線為對(duì)稱軸對(duì)稱設(shè)置有3個(gè)豎直的泄流槽，所述泄流槽之間的筒壁上間隔設(shè)置有一排多個(gè)振動(dòng)閥芯高壓通孔，所述振動(dòng)閥芯筒上部設(shè)有三個(gè)中心對(duì)稱的振動(dòng)閥芯凸起，所述弧形卡片間的間隔槽與振動(dòng)閥芯凸起相卡配，使換相閥芯能夠帶動(dòng)振動(dòng)閥芯轉(zhuǎn)動(dòng)，

所述振動(dòng)底座包括振動(dòng)底座筒，所述振動(dòng)底座筒中部的筒壁上以中軸線為對(duì)稱軸對(duì)稱設(shè)置有3個(gè)豎直的振動(dòng)扇形柱，所述振動(dòng)底座筒頂面對(duì)稱間隔設(shè)置有3個(gè)振動(dòng)上部弧形卡片，所述振動(dòng)底座筒底面對(duì)稱間隔設(shè)置有3個(gè)振動(dòng)下部弧形卡片，所述振動(dòng)扇形柱兩側(cè)的筒壁上由上至下分別開設(shè)有一排振動(dòng)底座a通孔和一排振動(dòng)底座b通孔，所述振動(dòng)底座a通孔和振動(dòng)底座b通孔均間隔布置，所述振動(dòng)上部弧形卡片安裝在換相下密封蓋中的內(nèi)部凹槽內(nèi)固定不動(dòng)；

所述振動(dòng)砧座包括砧座筒，所述砧座筒的內(nèi)壁上間隔對(duì)稱設(shè)置有3個(gè)砧座豎直柱，所述振動(dòng)扇形柱在砧座豎直柱間周向來回移動(dòng)，且砧座豎直柱側(cè)壁與振動(dòng)扇形柱側(cè)壁配合重合，所述砧座豎直柱對(duì)應(yīng)的砧座筒的外壁上設(shè)置有振動(dòng)砧座低壓流道。

進(jìn)一步地，所述導(dǎo)流環(huán)的底部邊沿設(shè)置有環(huán)形帽沿，所述環(huán)形帽沿設(shè)置在上扶正器頂部的環(huán)形槽內(nèi)，

再進(jìn)一步地，所述導(dǎo)流環(huán)的外壁上對(duì)稱設(shè)置有通孔，所述小圓筒上部的外壁上豎直且對(duì)稱設(shè)置有矩形凹槽，所述通孔與矩形凹槽通過銷釘連接，使導(dǎo)流環(huán)通過銷釘帶動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)上下滑動(dòng)，所述弧形槽高于豎直槽，所述圓形凹槽高于弧形槽。

再進(jìn)一步地，所述扇形柱的兩側(cè)壁表面兩端分別設(shè)置有矩形塊；

再進(jìn)一步地，所述換相下密封蓋包括密封盤，所述密封盤上設(shè)置有環(huán)形凸臺(tái)，所述密封盤外壁下部間隔對(duì)稱設(shè)置有弧形臺(tái)，所述弧形臺(tái)間為弧形卡槽，所述弧形臺(tái)的側(cè)壁上部分設(shè)置有弧形擋板，所述密封盤內(nèi)壁頂部間隔設(shè)置有內(nèi)部弧臺(tái)，所述內(nèi)部弧臺(tái)間為內(nèi)部凹槽，所述砧座豎直柱上設(shè)置有螺栓孔，所述凸起插入換相下密封蓋中的弧形卡槽，使密封底座能夠安裝在弧形臺(tái)上；

再進(jìn)一步地，所述振動(dòng)上密封蓋包括上密封盤，所述上密封盤上表面的邊沿對(duì)稱設(shè)置有3個(gè)振動(dòng)上密封蓋卡槽，所述振動(dòng)上密封蓋卡槽間的上密封盤的外壁上開設(shè)有與振動(dòng)砧座低壓流道配合的上密封蓋槽口，所述振動(dòng)上密封蓋卡槽與上密封蓋槽口之間的上密封盤設(shè)置有與螺栓孔配合設(shè)置固定的上密封蓋螺栓孔；所述砧座凸起安裝在弧形擋板的旁邊并伸入振動(dòng)上密封蓋卡槽內(nèi)，使振動(dòng)模塊能夠帶動(dòng)換相砧座轉(zhuǎn)動(dòng)，

再進(jìn)一步地，所述振動(dòng)下密封蓋包括下密封盤，所述下密封盤的外壁上開設(shè)有與振動(dòng)砧座低壓流道配合的下密封蓋槽口，所述下密封盤上設(shè)置有與螺栓孔配合設(shè)置固定的下密封蓋螺栓孔；

再進(jìn)一步地，所述振動(dòng)閥芯筒下部安裝有噴嘴，所述噴嘴底部設(shè)置有用于支撐的噴嘴底座。

再進(jìn)一步地，所述鉆頭接頭由一個(gè)小直徑圓柱體和一個(gè)大直徑圓柱體組成，分別為小圓柱體和大圓柱體，所述大圓柱體外壁中上部對(duì)稱開設(shè)有4個(gè)鉆頭短接底部卡槽，所述小圓柱體中間設(shè)有環(huán)形鋼珠槽

所述小圓柱體頂部對(duì)稱間隔開設(shè)有3個(gè)鉆頭短接上部泄流槽，所述鉆頭短接上部泄流槽之間的內(nèi)部開設(shè)有鉆頭短接內(nèi)部卡槽；

所述筒身底部設(shè)置有與鉆頭短接底部卡槽配合設(shè)置的筒身卡片，所述筒身下部對(duì)稱設(shè)置有兩個(gè)對(duì)稱的外筒圓孔；

所述工具的振動(dòng)套筒上端有標(biāo)準(zhǔn)api螺紋可以與其它鉆井工具聯(lián)接，鉆頭接頭中鉆頭短接底部卡槽與振動(dòng)套筒中筒身卡片嚙合并為之提供支撐，鉆頭接頭與振動(dòng)套筒之間裝有鋼珠，用以限制振動(dòng)套筒相對(duì)于鉆頭接頭的軸向位移，防止二者沿軸向脫離。

本發(fā)明的有益效果在于：

1)本發(fā)明圓周向振動(dòng)工具將高壓鉆井液直接轉(zhuǎn)換成為周向、穩(wěn)定高頻低幅的沖擊振動(dòng)，產(chǎn)生的振動(dòng)直接作用于pdc鉆頭，達(dá)到有效降低或消除粘滑振動(dòng)現(xiàn)象；

2)本發(fā)明圓周向振動(dòng)工具的整體結(jié)構(gòu)采用模塊化思路設(shè)計(jì)，復(fù)位控制、換相控制、周向振動(dòng)三大模塊從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到功能化相對(duì)獨(dú)立并能協(xié)同工作，便于工具加工，可顯著提高工具工作的可靠性。同時(shí)滿足現(xiàn)場(chǎng)快速裝配要求，有利于后期的維護(hù)；

3)本發(fā)明圓周向振動(dòng)工具具備pdc鉆頭非鉆進(jìn)狀態(tài)下的制動(dòng)功能，可顯著延長(zhǎng)工具的使用壽命，大大降低了由于振動(dòng)引起的工具松扣、甚至掉落的風(fēng)險(xiǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明圓周向振動(dòng)工具整體立體圖；

圖2為振動(dòng)套筒的立體圖；

圖3為鉆頭接頭的立體圖；

圖4為本發(fā)明圓周向振動(dòng)工具的剖面圖；

圖5為圖4的a-a剖面圖；

圖6為圖4的b-b剖面圖；

圖7為圖4的c-c剖面圖；

圖8為去振動(dòng)套筒裝配圖；

圖9為復(fù)位模塊裝配圖；

圖10為復(fù)位模塊爆炸視圖；

圖11為上扶正器的立體圖；

圖12為導(dǎo)流環(huán)的立體圖；

圖13為轉(zhuǎn)換開關(guān)的立體圖；

圖14為推力軸承的立體圖；

圖15為蝶形彈簧的立體圖；

圖16為換相模塊裝配圖；

圖17為換相模塊爆炸視圖；

圖18的換相閥芯立體圖；

圖19為換相上密封蓋的俯視圖；

圖20為換相上密封蓋仰視圖；

圖21為換相底座的立體圖；

圖22為換相密封筒的立體圖；

圖23為換相砧座的立體圖；

圖24為換相下密封蓋的俯視圖；

圖25為換相下密封蓋的仰視圖；

圖26為振動(dòng)模塊裝配圖；

圖27為振動(dòng)模塊爆炸視圖；

圖28為篩管的立體圖；

圖29為閥芯的立體圖；

圖30為振動(dòng)底座的立體圖；

圖31為振動(dòng)砧座的立體圖；

圖32為振動(dòng)上密封蓋的立體圖；

圖33為振動(dòng)下密封蓋的立體圖；

圖34為噴嘴的立體圖；

圖35為噴嘴底座的立體圖。

圖中，振動(dòng)套筒1、套筒嘴1.1、筒身1.2、筒身卡片1.21、外筒圓孔1.22、鉆頭接頭2、小圓柱體2.1、鉆頭短接上部泄流槽2.11、鉆頭短接內(nèi)部卡槽2.12、大圓柱體2.2、鉆頭短接底部卡槽2.21、環(huán)形鋼珠槽2.3、上扶正器3、環(huán)形槽3.1、導(dǎo)流環(huán)4、環(huán)形帽沿4.1、通孔4.2、轉(zhuǎn)換開關(guān)5、小圓筒5a、大圓筒5b、矩形凹槽5.1、豎直槽5.2、弧形槽5.3、圓形凹槽5.4、弧形凹槽5.5、推力軸承6、蝶形彈簧7、換相閥芯8、閥芯筒8.1、扇形柱8.2、矩形塊8.21、弧形卡片8.3、間隔槽8.4、換相上密封蓋9、上密封蓋筒9.1、滑道9.2、扇形通孔9.3、上密封蓋通孔9.4、凹形流道a9.5、通孔a9.51、通孔b9.52、凹形流道b9.6、通孔c9.61、通孔d9.62、換相底座10、底座筒10.1、豎直柱10.2、換相底座側(cè)方a通孔10.3、換相底座側(cè)方b通孔10.4、換相密封筒11、密封筒身11.1、密封底座11.2、密封筒扇形通孔11.3、密封孔a11.4、密封孔b11.5、密封孔c11.6、凸起11.7、換相砧座12、砧座筒12.1、溝槽12.2、矩形凹面12.3、砧座流道12.4、砧座凸起12.5、換相下密封蓋13、密封盤13.1、環(huán)形凸臺(tái)13.2、弧形臺(tái)13.3、弧形卡槽13.4、內(nèi)部弧臺(tái)13.5、內(nèi)部凹槽13.6、弧形擋板13.7、篩管14、振動(dòng)閥芯15、振動(dòng)閥芯筒15.1、泄流槽15.2、振動(dòng)閥芯高壓通孔15.3、振動(dòng)閥芯凸起15.4、振動(dòng)底座16、振動(dòng)底座筒16.1、振動(dòng)扇形柱16.2、振動(dòng)上部弧形卡片16.3、振動(dòng)下部弧形卡片16.4、振動(dòng)底座a通孔16.5、振動(dòng)底座b通孔16.6、振動(dòng)砧座17、砧座筒17.1、砧座豎直柱17.2、螺栓孔17.21、振動(dòng)砧座低壓流道17.3、振動(dòng)上密封蓋18、上密封盤18.1、振動(dòng)上密封蓋卡槽18.2、上密封蓋槽口18.3，上密封蓋螺栓孔18.4、振動(dòng)下密封蓋19、下密封盤19.1、下密封蓋槽口19.2、下密封蓋螺栓孔19.3、噴嘴20、噴嘴底座21、換相砧座高壓腔22、換相模塊流體a工作腔23、換相模塊流體b工作腔24、振動(dòng)模塊流體a工作腔25、振動(dòng)模塊流體b工作腔26。

具體實(shí)施方式

為了更好地解釋本發(fā)明，以下結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的主要內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于以下實(shí)施例。

如圖1～35所示：一種圓周向振動(dòng)工具，振動(dòng)工具包括振動(dòng)套筒1和設(shè)置在振動(dòng)套筒1底部插入有鉆頭接頭2，鉆頭接頭2由一個(gè)小直徑圓柱體和一個(gè)大直徑圓柱體組成，分別為小圓柱體2.1和大圓柱體2.2，大圓柱體2.2外壁中上部對(duì)稱開設(shè)有4個(gè)鉆頭短接底部卡槽2.21，小圓柱體2.1中間設(shè)有環(huán)形鋼珠槽2.3

小圓柱體2.1頂部對(duì)稱間隔開設(shè)有3個(gè)鉆頭短接上部泄流槽2.11，鉆頭短接上部泄流槽2.11之間的內(nèi)部開設(shè)有鉆頭短接內(nèi)部卡槽2.12；

筒身1.2底部設(shè)置有與鉆頭短接底部卡槽2.21配合設(shè)置的筒身卡片1.21，筒身1.2下部對(duì)稱設(shè)置有兩個(gè)對(duì)稱的外筒圓孔1.22；

振動(dòng)套筒1上端有標(biāo)準(zhǔn)api螺紋可以與其它鉆井工具聯(lián)接，鉆頭接頭2中鉆頭短接底部卡槽2.21與振動(dòng)套筒1中筒身卡片1.21嚙合并為之提供支撐，鉆頭接頭2與振動(dòng)套筒1之間裝有鋼珠，用以限制振動(dòng)套筒1相對(duì)于鉆頭接頭2的軸向位移，防止二者沿軸向脫離。

振動(dòng)套筒1包括套筒嘴1.1和筒身1.2，筒身1.2內(nèi)從套筒嘴1.1與鉆頭接頭2之間依次設(shè)置有復(fù)位控制模塊、換相控制模塊、周向振動(dòng)模塊三大模塊，

復(fù)位控制模塊包括上扶正器3和設(shè)置在上扶正器3頂端的導(dǎo)流環(huán)4，導(dǎo)流環(huán)4上部插入在套筒嘴1.1內(nèi)，上扶正器3內(nèi)設(shè)置有轉(zhuǎn)換開關(guān)5，轉(zhuǎn)換開關(guān)5由半徑大小不同的圓筒組成，分別為小圓筒5a和大圓筒5b，小圓筒5a伸入導(dǎo)流環(huán)4內(nèi)，小圓筒5a的下部外依次套有蝶形彈簧7和圓形的推力軸承6，蝶形彈簧7頂著上扶正器3，推力軸承6安裝在換相上密封蓋9上，大圓筒5b中部的筒壁上以中軸線為對(duì)稱軸對(duì)稱設(shè)置有3個(gè)豎直槽5.2，豎直槽5.2之間的筒壁上水平開設(shè)有弧形槽5.3，豎直槽5.2和弧形槽5.3筒壁上設(shè)置有圓形凹槽5.4，導(dǎo)流環(huán)4的底部邊沿設(shè)置有環(huán)形帽沿4.1，環(huán)形帽沿4.1設(shè)置在上扶正器3頂部的環(huán)形槽3.1內(nèi)，

導(dǎo)流環(huán)4的外壁上對(duì)稱設(shè)置有通孔4.2，小圓筒5a上部的外壁上豎直且對(duì)稱設(shè)置有矩形凹槽5.1，通孔4.2與矩形凹槽5.1通過銷釘連接，使導(dǎo)流環(huán)4通過銷釘帶動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)5上下滑動(dòng)，弧形槽5.3高于豎直槽5.2，圓形凹槽5.4高于弧形槽5.3。

大圓筒5b筒壁的底面對(duì)稱開設(shè)有3個(gè)弧形凹槽5.5，且弧形凹槽5.5在弧形槽5.3的正下方，

換相控制模塊由內(nèi)至外包括最內(nèi)層的換相閥芯8、換相上密封蓋9和換相底座10上下組成的次內(nèi)層、次外層的換相密封筒11、最外層的換相砧座12；換相閥芯8的扇形柱8.2、換相底座10固定在換相下密封蓋13上表面、換相密封筒11和換相砧座12的下端固定在換相下密封蓋13的側(cè)面；

換相閥芯8包括閥芯筒8.1，閥芯筒8.1中部的筒壁上以中軸線為對(duì)稱軸對(duì)稱設(shè)置有3個(gè)豎直的扇形柱8.2，閥芯筒8.1底面對(duì)稱且間隔設(shè)置有3個(gè)弧形卡片8.3，弧形卡片8.3間為間隔槽8.4；

換相底座10包括底座筒10.1，底座筒10.1的內(nèi)壁上間隔對(duì)稱設(shè)置有3個(gè)豎直柱10.2，扇形柱8.2在豎直柱10.2間周向來回移動(dòng)，且豎直柱10.2側(cè)壁與扇形柱8.2側(cè)壁配合重合，豎直柱10.2兩側(cè)的底座筒10.1的筒壁上豎直開設(shè)有換相底座側(cè)方a通孔10.3和換相底座側(cè)方b通孔10.4；扇形柱8.2的兩側(cè)壁表面兩端分別設(shè)置有矩形塊8.21；

換相上密封蓋9包括上密封蓋筒9.1，上密封蓋筒9.1內(nèi)壁上間隔對(duì)稱豎直設(shè)置有3個(gè)滑道9.2；上密封蓋筒9.1筒壁上水平開設(shè)有扇形通孔9.3，扇形通孔9.3之間的上密封蓋筒9.1筒壁開設(shè)有上密封蓋通孔9.4，上密封蓋通孔9.4下方上密封蓋筒9.1筒壁外表面上開設(shè)有凹形流道a9.5，凹形流道a9.5內(nèi)面和底面兩端分別設(shè)置有通孔a9.51和通孔b9.52；

凹形流道a9.5與扇形通孔9.3之間豎直有凹形流道b9.6，且凹形流道b9.6在扇形通孔9.3的下方，凹形流道b9.6內(nèi)面和底面兩端分別設(shè)置有通孔c9.61和通孔d9.62；

大圓筒5b伸入上密封蓋筒9.1內(nèi)部，圓形凹槽5.4內(nèi)插入銷釘，并且銷釘在滑道9.2內(nèi)滑動(dòng)，使大圓筒5b在上密封蓋筒9.1內(nèi)上下滑動(dòng)；

換相密封筒11包括密封筒身11.1和密封底座11.2，密封底座11.2外直徑大于密封筒身11.1的外直徑，密封筒身11.1中部的筒壁上對(duì)稱設(shè)置有與扇形通孔9.3配合連通的3個(gè)密封筒扇形通孔11.3，密封筒扇形通孔11.3之間上方的筒壁上水平開設(shè)有密封孔a11.4，密封筒扇形通孔11.3之間下方的筒壁上對(duì)稱設(shè)置有豎直的密封孔b11.5和密封孔c11.6，密封孔b11.5和密封孔c11.6分別與換相底座側(cè)方a通孔10.3和換相底座側(cè)方b通孔10.4配合連通，

密封底座11.2底部間隔對(duì)稱設(shè)置有3個(gè)凸起11.7，

換相砧座12包括砧座筒12.1，砧座筒12.1上部的外壁上對(duì)稱設(shè)置有3個(gè)豎直的溝槽12.2，溝槽12.2下方的外壁上開設(shè)有矩形凹面12.3，矩形凹面12.3上開設(shè)有豎直的砧座流道12.4，矩形凹面12.3兩側(cè)的砧座筒12.1底面上設(shè)置有砧座凸起12.5；

換相下密封蓋13包括密封盤13.1，密封盤13.1上設(shè)置有環(huán)形凸臺(tái)13.2，密封盤13.1外壁下部間隔對(duì)稱設(shè)置有弧形臺(tái)13.3，弧形臺(tái)13.3間為弧形卡槽13.4，弧形臺(tái)13.3的側(cè)壁上部分設(shè)置有弧形擋板13.7，密封盤13.1內(nèi)壁頂部間隔設(shè)置有內(nèi)部弧臺(tái)13.5，內(nèi)部弧臺(tái)13.5間為內(nèi)部凹槽13.6，砧座豎直柱17.2上設(shè)置有螺栓孔17.21，凸起11.7插入換相下密封蓋13中的弧形卡槽13.4，使密封底座11.2能夠安裝在弧形臺(tái)13.3上；

周向振動(dòng)模塊由內(nèi)至外依次為篩管14、振動(dòng)閥芯15、振動(dòng)底座16和振動(dòng)砧座17，篩管14安裝在振動(dòng)閥芯15內(nèi)部，振動(dòng)底座16的振動(dòng)扇形柱16.2和振動(dòng)砧座17的兩端分別固定在振動(dòng)上密封蓋18和振動(dòng)下密封蓋19的表面；

振動(dòng)閥芯15包括振動(dòng)閥芯筒15.1，振動(dòng)閥芯筒15.1的筒壁中下部以中軸線為對(duì)稱軸對(duì)稱設(shè)置有3個(gè)豎直的泄流槽15.2，泄流槽15.2之間的筒壁上間隔設(shè)置有一排多個(gè)振動(dòng)閥芯高壓通孔15.3，振動(dòng)閥芯筒15.1上部設(shè)有三個(gè)中心對(duì)稱的振動(dòng)閥芯凸起15.4，弧形卡片8.3間的間隔槽8.4與振動(dòng)閥芯凸起15.4相卡配，使換相閥芯8能夠帶動(dòng)振動(dòng)閥芯15轉(zhuǎn)動(dòng)，振動(dòng)閥芯筒15.1下部安裝有噴嘴20，噴嘴底部設(shè)置有用于支撐的噴嘴底座21。

振動(dòng)底座16包括振動(dòng)底座筒16.1，振動(dòng)底座筒16.1中部的筒壁上以中軸線為對(duì)稱軸對(duì)稱設(shè)置有3個(gè)豎直的振動(dòng)扇形柱16.2，振動(dòng)底座筒16.1頂面對(duì)稱間隔設(shè)置有3個(gè)振動(dòng)上部弧形卡片16.3，振動(dòng)底座筒16.1底面對(duì)稱間隔設(shè)置有3個(gè)振動(dòng)下部弧形卡片16.4，振動(dòng)扇形柱16.2兩側(cè)的筒壁上由上至下分別開設(shè)有一排振動(dòng)底座a通孔16.5和一排振動(dòng)底座b通孔16.6，振動(dòng)底座a通孔16.5和振動(dòng)底座b通孔16.6均間隔布置，振動(dòng)上部弧形卡片16.3安裝在換相下密封蓋13中的內(nèi)部凹槽13.6內(nèi)固定不動(dòng)；

振動(dòng)砧座17包括砧座筒17.1，砧座筒17.1的內(nèi)壁上間隔對(duì)稱設(shè)置有3個(gè)砧座豎直柱17.2，振動(dòng)扇形柱16.2在砧座豎直柱17.2間周向來回移動(dòng)，且砧座豎直柱17.2側(cè)壁與振動(dòng)扇形柱16.2側(cè)壁配合重合，砧座豎直柱17.2對(duì)應(yīng)的砧座筒17.1的外壁上設(shè)置有振動(dòng)砧座低壓流道17.3。

振動(dòng)上密封蓋18包括上密封盤18.1，上密封盤18.1上表面的邊沿對(duì)稱設(shè)置有3個(gè)振動(dòng)上密封蓋卡槽18.2，振動(dòng)上密封蓋卡槽18.2間的上密封盤18.1的外壁上開設(shè)有與振動(dòng)砧座低壓流道17.3配合的上密封蓋槽口18.3，振動(dòng)上密封蓋卡槽18.2與上密封蓋槽口18.3之間的上密封盤18.1設(shè)置有與螺栓孔17.21配合設(shè)置固定的上密封蓋螺栓孔18.4；砧座凸起12.5安裝在弧形擋板13.7的旁邊并伸入振動(dòng)上密封蓋卡槽18.2內(nèi)，使振動(dòng)模塊能夠帶動(dòng)換相砧座12轉(zhuǎn)動(dòng)，

振動(dòng)下密封蓋19包括下密封盤19.1，下密封盤19.1的外壁上開設(shè)有與振動(dòng)砧座低壓流道17.3配合的下密封蓋槽口19.2，下密封盤19.1上設(shè)置有與螺栓孔17.21配合設(shè)置固定的下密封蓋螺栓孔19.3；

實(shí)現(xiàn)功能1：克服粘滑振動(dòng)現(xiàn)象

所述工具工作時(shí)換相模塊和振動(dòng)模塊相互配合，高壓流體從導(dǎo)流環(huán)4進(jìn)入轉(zhuǎn)換開關(guān)5內(nèi)，流經(jīng)弧形槽5.3、扇形通孔9.3、密封筒扇形通孔11.3進(jìn)入換相砧座高壓腔22內(nèi)；對(duì)于控制模塊，當(dāng)換相砧座高壓腔22內(nèi)高壓流體由密封孔b11.5流經(jīng)換相底座側(cè)方a通孔10.3進(jìn)入換相模塊流體a工作腔23后，推動(dòng)換相閥芯8逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),換相閥芯8同時(shí)帶動(dòng)振動(dòng)閥芯15逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)換相模塊流體b工作腔24內(nèi)的流體由換相底座側(cè)方b通孔10.4、密封孔c11.6、砧座流道12.4進(jìn)入矩形凹面12.3，然后通過振動(dòng)砧座低壓流道17.3進(jìn)入鉆頭短接上部泄流槽2.11進(jìn)而流出扭力沖擊器；當(dāng)換相閥芯8轉(zhuǎn)動(dòng)到極限位置時(shí)，振動(dòng)閥芯高壓通孔15.3與振動(dòng)底座b通孔16.6聯(lián)通，此時(shí)振動(dòng)閥芯15內(nèi)的高壓流體由振動(dòng)閥芯高壓通孔15.3、振動(dòng)底座b通孔16.6進(jìn)入振動(dòng)模塊流體b工作腔26，高壓流體推動(dòng)振動(dòng)砧座17逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)，振動(dòng)模塊流體a工作腔25內(nèi)的液體從振動(dòng)底座a通孔16.5流出進(jìn)入泄流槽15.2，從而流出扭力沖擊器；振動(dòng)砧座17同時(shí)帶動(dòng)換相砧座12逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)振動(dòng)砧座17轉(zhuǎn)動(dòng)到極限位置時(shí)，換相砧座高壓腔22內(nèi)的高壓流體通過密封孔c11.6、換相底座側(cè)方b通孔10.4流入換相模塊流體b工作腔24，高壓流體推動(dòng)換相閥芯8順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，換相閥芯8同時(shí)帶動(dòng)振動(dòng)閥芯15順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)換相閥芯8轉(zhuǎn)到極限位置時(shí)，振動(dòng)閥芯高壓通孔15.3與振動(dòng)底座a通孔16.5聯(lián)通，高壓流體由振動(dòng)閥芯高壓通孔15.3、振動(dòng)底座a通孔16.5進(jìn)入振動(dòng)模塊流體a工作腔25，推動(dòng)振動(dòng)砧座17作順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。上述過程即為換相模塊和振動(dòng)模塊相互配合，振動(dòng)砧座17完成逆時(shí)針和順時(shí)針各一次的周期振動(dòng)；上述過程往復(fù)循環(huán)，依靠振動(dòng)砧座17往返擺動(dòng)產(chǎn)生周向的高頻、低幅沖擊，并作用在鉆頭上。

功能2：提鉆制動(dòng)功能

所述工具控制模塊換相上密封蓋9中通孔b9.52與換相模塊流體b工作腔24聯(lián)通、換相上密封蓋9中通孔d9.62與換相模塊流體a工作腔23聯(lián)通；正常鉆進(jìn)時(shí)，蝶形彈簧7處于壓縮狀態(tài)，轉(zhuǎn)換開關(guān)5中大圓筒5b與換相上密封蓋9內(nèi)部接觸，上密封蓋通孔9.4與凹形流道a9.5之間因?yàn)檗D(zhuǎn)換開關(guān)5中豎直槽5.2向下移動(dòng)而使其相互不連通，即凹形流道a9.5與凹形流道b9.6處于關(guān)閉狀態(tài)，即控制模塊處于關(guān)閉待命狀態(tài)，不影響工具正常工作。當(dāng)起鉆時(shí)，鉆壓消失，所述工具在蝶形彈簧7彈力作用下推動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)5相對(duì)換相上密封蓋9向上移動(dòng)，此時(shí)上密封蓋通孔9.4與凹形流道a9.5之間因?yàn)檗D(zhuǎn)換開關(guān)5中豎直槽5.2向上移動(dòng)而連通,并通過換相密封筒11中密封孔a11.4與矩形凹面12.3聯(lián)通；此時(shí)高壓流體由轉(zhuǎn)換開關(guān)5中弧形凹槽5.5進(jìn)入，再?gòu)膿Q相上密封蓋9中通孔c9.61進(jìn)入凹形流道b9.6，再?gòu)耐譫9.62流入換相模塊流體a工作腔23推動(dòng)換相閥芯8逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)振動(dòng)閥芯15轉(zhuǎn)動(dòng)，換相模塊流體b工作腔24內(nèi)的流體則由換相上密封蓋9中通孔b9.52進(jìn)入凹形流道a9.5，再?gòu)耐譨9.51流入轉(zhuǎn)換開關(guān)5中豎直槽5.2中，再?gòu)纳厦芊馍w通孔9.4流出，進(jìn)入密封孔a11.4，再進(jìn)入矩形凹面12.3完成控制模塊對(duì)換相模塊和振動(dòng)模塊的復(fù)位功能，使工具復(fù)位并停止工作。所述工具正常工作過程任意位置提鉆，通過正常循環(huán)高壓鉆井液，能使工具復(fù)位到工作狀態(tài)，不會(huì)發(fā)生由于結(jié)構(gòu)原因而停止工作的現(xiàn)象。

其它未詳細(xì)說明的部分均為現(xiàn)有技術(shù)。盡管上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做出了詳盡的描述，但它僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例，人們還可以根據(jù)本實(shí)施例在不經(jīng)創(chuàng)造性前提下獲得其他實(shí)施例，這些實(shí)施例都屬于本發(fā)明保護(hù)范圍。