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。為提高鉆頭行程鉆速，pdc鉆頭得到廣泛使用。但深部地層pdc鉆頭鉆進過程中會出現(xiàn)粘滑振動現(xiàn)象，嚴(yán)重制約pdc鉆頭機械鉆速進一步提升，極大影響其使用壽命。理論研究和現(xiàn)場實踐表明，如果在pdc鉆頭上額外施加一個高頻、低幅圓周向(單向或雙向)振動，可以顯著降低或消除pdc鉆頭的這種粘滑振動現(xiàn)象，大幅提高鉆井速度和鉆頭壽命。

目前國內(nèi)外已經(jīng)發(fā)展多種能夠產(chǎn)生高頻、低幅圓周向振動工具。這些振動工具從動力端結(jié)構(gòu)上，可以分為渦輪或螺桿驅(qū)動和高壓鉆井液直接驅(qū)動兩大類型。

專利us6742609b2給出的渦輪驅(qū)動型工具和cn101463709a給出的螺桿驅(qū)動型工具等由于渦輪或螺桿的存在導(dǎo)致其整體長度尺寸大、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)動型工具，其結(jié)構(gòu)中涉及到同軸多個金屬密封面的同時配合問題，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鉆頭提鉆制動功能。即在pdc鉆頭提離井底后，處于非工作狀態(tài)時，若保持鉆井液循環(huán)時，工具仍持續(xù)振動，這樣會大大增加工具由于振動導(dǎo)致松扣甚至掉落的風(fēng)險。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種圓周向振動工具，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、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工具，所述振動工具包括振動套筒和設(shè)置在振動套筒底部插入有鉆頭接頭，所述振動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稱軸對稱設(shè)置有個豎直槽，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稱開設(shè)有個弧形凹槽，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稱軸對稱設(shè)置有3個豎直的扇形柱，所述閥芯筒底面對稱且間隔設(shè)置有3個弧形卡片，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)壁上間隔對稱設(shè)置有3個豎直柱，所述扇形柱在豎直柱間周向來回移動，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)壁上間隔對稱豎直設(shè)置有3個滑道；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，使大圓筒在上密封蓋筒內(nèi)上下滑動；

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稱設(shè)置有與扇形通孔配合連通的3個密封筒扇形通孔，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稱設(shè)置有3個凸起，

所述換相砧座包括砧座筒，所述砧座筒上部的外壁上對稱設(shè)置有3個豎直的溝槽，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；

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

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

所述振動底座包括振動底座筒，所述振動底座筒中部的筒壁上以中軸線為對稱軸對稱設(shè)置有3個豎直的振動扇形柱，所述振動底座筒頂面對稱間隔設(shè)置有3個振動上部弧形卡片，所述振動底座筒底面對稱間隔設(shè)置有3個振動下部弧形卡片，所述振動扇形柱兩側(cè)的筒壁上由上至下分別開設(shè)有一排振動底座a通孔和一排振動底座b通孔，所述振動底座a通孔和振動底座b通孔均間隔布置，所述振動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；

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

進一步地，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)，

再進一步地，所述導(dǎo)流環(huán)的外壁上對稱設(shè)置有通孔，所述小圓筒上部的外壁上豎直且對稱設(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)通過銷釘帶動轉(zhuǎn)換開關(guān)上下滑動，所述弧形槽高于豎直槽，所述圓形凹槽高于弧形槽。

再進一步地，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，所述密封盤外壁下部間隔對稱設(shè)置有弧形臺，所述弧形臺間為弧形卡槽，所述弧形臺的側(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，所述內(nèi)部弧臺間為內(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上；

再進一步地，所述振動上密封蓋包括上密封盤，所述上密封盤上表面的邊沿對稱設(shè)置有3個振動上密封蓋卡槽，所述振動上密封蓋卡槽間的上密封盤的外壁上開設(shè)有與振動砧座低壓流道配合的上密封蓋槽口，所述振動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上密封蓋卡槽內(nèi)，使振動模塊能夠帶動換相砧座轉(zhuǎn)動，

再進一步地，所述振動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；

再進一步地，所述振動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。

再進一步地，所述鉆頭接頭由一個小直徑圓柱體和一個大直徑圓柱體組成，分別為小圓柱體和大圓柱體，所述大圓柱體外壁中上部對稱開設(shè)有4個鉆頭短接底部卡槽，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稱間隔開設(shè)有3個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，所述筒身下部對稱設(shè)置有兩個對稱的外筒圓孔；

所述工具的振動套筒上端有標(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套筒中筒身卡片嚙合并為之提供支撐，鉆頭接頭與振動套筒之間裝有鋼珠，用以限制振動套筒相對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，產(chǎn)生的振動直接作用于pdc鉆頭，達(dá)到有效降低或消除粘滑振動現(xiàn)象；

2)本發(fā)明圓周向振動工具的整體結(jié)構(gòu)采用模塊化思路設(shè)計，復(fù)位控制、換相控制、周向振動三大模塊從結(jié)構(gòu)設(shè)計到功能化相對獨立并能協(xié)同工作，便于工具加工，可顯著提高工具工作的可靠性。同時滿足現(xiàn)場快速裝配要求，有利于后期的維護；

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

附圖說明

圖1為本發(fā)明圓周向振動工具整體立體圖；

圖2為振動套筒的立體圖；

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為振動模塊裝配圖；

圖27為振動模塊爆炸視圖；

圖28為篩管的立體圖；

圖29為閥芯的立體圖；

圖30為振動底座的立體圖；

圖31為振動砧座的立體圖；

圖32為振動上密封蓋的立體圖；

圖33為振動下密封蓋的立體圖；

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13.2、弧形臺13.3、弧形卡槽13.4、內(nèi)部弧臺13.5、內(nèi)部凹槽13.6、弧形擋板13.7、篩管14、振動閥芯15、振動閥芯筒15.1、泄流槽15.2、振動閥芯高壓通孔15.3、振動閥芯凸起15.4、振動底座16、振動底座筒16.1、振動扇形柱16.2、振動上部弧形卡片16.3、振動下部弧形卡片16.4、振動底座a通孔16.5、振動底座b通孔16.6、振動砧座17、砧座筒17.1、砧座豎直柱17.2、螺栓孔17.21、振動砧座低壓流道17.3、振動上密封蓋18、上密封盤18.1、振動上密封蓋卡槽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、振動模塊流體a工作腔25、振動模塊流體b工作腔26。

具體實施方式

為了更好地解釋本發(fā)明，以下結(jié)合具體實施例進一步闡明本發(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施例。

如圖1～35所示：一種圓周向振動工具，振動工具包括振動套筒1和設(shè)置在振動套筒1底部插入有鉆頭接頭2，鉆頭接頭2由一個小直徑圓柱體和一個大直徑圓柱體組成，分別為小圓柱體2.1和大圓柱體2.2，大圓柱體2.2外壁中上部對稱開設(shè)有4個鉆頭短接底部卡槽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頂部對稱間隔開設(shè)有3個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下部對稱設(shè)置有兩個對稱的外筒圓孔1.22；

振動套筒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與振動套筒1之間裝有鋼珠，用以限制振動套筒1相對于鉆頭接頭2的軸向位移，防止二者沿軸向脫離。

振動套筒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稱軸對稱設(shè)置有3個豎直槽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的外壁上對稱設(shè)置有通孔4.2，小圓筒5a上部的外壁上豎直且對稱設(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通過銷釘帶動轉(zhuǎn)換開關(guān)5上下滑動，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筒壁的底面對稱開設(shè)有3個弧形凹槽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稱軸對稱設(shè)置有3個豎直的扇形柱8.2，閥芯筒8.1底面對稱且間隔設(shè)置有3個弧形卡片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)壁上間隔對稱設(shè)置有3個豎直柱10.2，扇形柱8.2在豎直柱10.2間周向來回移動，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)壁上間隔對稱豎直設(shè)置有3個滑道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，使大圓筒5b在上密封蓋筒9.1內(nèi)上下滑動；

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中部的筒壁上對稱設(shè)置有與扇形通孔9.3配合連通的3個密封筒扇形通孔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底部間隔對稱設(shè)置有3個凸起11.7，

換相砧座12包括砧座筒12.1，砧座筒12.1上部的外壁上對稱設(shè)置有3個豎直的溝槽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13.2，密封盤13.1外壁下部間隔對稱設(shè)置有弧形臺13.3，弧形臺13.3間為弧形卡槽13.4，弧形臺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13.5，內(nèi)部弧臺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13.3上；

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

振動閥芯15包括振動閥芯筒15.1，振動閥芯筒15.1的筒壁中下部以中軸線為對稱軸對稱設(shè)置有3個豎直的泄流槽15.2，泄流槽15.2之間的筒壁上間隔設(shè)置有一排多個振動閥芯高壓通孔15.3，振動閥芯筒15.1上部設(shè)有三個中心對稱的振動閥芯凸起15.4，弧形卡片8.3間的間隔槽8.4與振動閥芯凸起15.4相卡配，使換相閥芯8能夠帶動振動閥芯15轉(zhuǎn)動，振動閥芯筒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。

振動底座16包括振動底座筒16.1，振動底座筒16.1中部的筒壁上以中軸線為對稱軸對稱設(shè)置有3個豎直的振動扇形柱16.2，振動底座筒16.1頂面對稱間隔設(shè)置有3個振動上部弧形卡片16.3，振動底座筒16.1底面對稱間隔設(shè)置有3個振動下部弧形卡片16.4，振動扇形柱16.2兩側(cè)的筒壁上由上至下分別開設(shè)有一排振動底座a通孔16.5和一排振動底座b通孔16.6，振動底座a通孔16.5和振動底座b通孔16.6均間隔布置，振動上部弧形卡片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；

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

振動上密封蓋18包括上密封盤18.1，上密封盤18.1上表面的邊沿對稱設(shè)置有3個振動上密封蓋卡槽18.2，振動上密封蓋卡槽18.2間的上密封盤18.1的外壁上開設(shè)有與振動砧座低壓流道17.3配合的上密封蓋槽口18.3，振動上密封蓋卡槽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的旁邊并伸入振動上密封蓋卡槽18.2內(nèi)，使振動模塊能夠帶動換相砧座12轉(zhuǎn)動，

振動下密封蓋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；

實現(xiàn)功能1：克服粘滑振動現(xiàn)象

所述工具工作時換相模塊和振動模塊相互配合，高壓流體從導(dǎo)流環(huán)4進入轉(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進入換相砧座高壓腔22內(nèi)；對于控制模塊，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進入換相模塊流體a工作腔23后，推動換相閥芯8逆時針轉(zhuǎn)動,換相閥芯8同時帶動振動閥芯15逆時針轉(zhuǎn)動，此時換相模塊流體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進入矩形凹面12.3，然后通過振動砧座低壓流道17.3進入鉆頭短接上部泄流槽2.11進而流出扭力沖擊器；當(dāng)換相閥芯8轉(zhuǎn)動到極限位置時，振動閥芯高壓通孔15.3與振動底座b通孔16.6聯(lián)通，此時振動閥芯15內(nèi)的高壓流體由振動閥芯高壓通孔15.3、振動底座b通孔16.6進入振動模塊流體b工作腔26，高壓流體推動振動砧座17逆時針轉(zhuǎn)動，此時，振動模塊流體a工作腔25內(nèi)的液體從振動底座a通孔16.5流出進入泄流槽15.2，從而流出扭力沖擊器；振動砧座17同時帶動換相砧座12逆時針轉(zhuǎn)動；當(dāng)振動砧座17轉(zhuǎn)動到極限位置時，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，高壓流體推動換相閥芯8順時針轉(zhuǎn)動，換相閥芯8同時帶動振動閥芯15順時針轉(zhuǎn)動；當(dāng)換相閥芯8轉(zhuǎn)到極限位置時，振動閥芯高壓通孔15.3與振動底座a通孔16.5聯(lián)通，高壓流體由振動閥芯高壓通孔15.3、振動底座a通孔16.5進入振動模塊流體a工作腔25，推動振動砧座17作順時針轉(zhuǎn)動。上述過程即為換相模塊和振動模塊相互配合，振動砧座17完成逆時針和順時針各一次的周期振動；上述過程往復(fù)循環(huán)，依靠振動砧座17往返擺動產(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；正常鉆進時，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之間因為轉(zhuǎn)換開關(guān)5中豎直槽5.2向下移動而使其相互不連通，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，鉆壓消失，所述工具在蝶形彈簧7彈力作用下推動轉(zhuǎn)換開關(guān)5相對換相上密封蓋9向上移動，此時上密封蓋通孔9.4與凹形流道a9.5之間因為轉(zhuǎn)換開關(guān)5中豎直槽5.2向上移動而連通,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；此時高壓流體由轉(zhuǎn)換開關(guān)5中弧形凹槽5.5進入，再從換相上密封蓋9中通孔c9.61進入凹形流道b9.6，再從通孔d9.62流入換相模塊流體a工作腔23推動換相閥芯8逆時針轉(zhuǎn)動，從而帶動振動閥芯15轉(zhuǎn)動，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進入凹形流道a9.5，再從通孔a9.51流入轉(zhuǎn)換開關(guān)5中豎直槽5.2中，再從上密封蓋通孔9.4流出，進入密封孔a11.4，再進入矩形凹面12.3完成控制模塊對換相模塊和振動模塊的復(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)。盡管上述實施例對本發(fā)明做出了詳盡的描述，但它僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部實施例，人們還可以根據(jù)本實施例在不經(jīng)創(chuàng)造性前提下獲得其他實施例，這些實施例都屬于本發(fā)明保護范圍。