本實用新型涉及石油鉆井領(lǐng)域,尤其涉及一種復(fù)合減震工具。
背景技術(shù):
在石油、天然氣和地質(zhì)鉆井過程中經(jīng)常會鉆遇一些硬巖層、礫石巖層和軟硬交錯地層。井底不平、鉆頭牙齒間歇壓入巖石及巖石間歇破碎、鉆柱繞井眼中心的渦動等情況都可能會使鉆柱發(fā)生周向震動或橫向震動。
對于軸向震動,當(dāng)鉆頭的縱向振動頻率與鉆具縱向振動的固有頻率相匹配時,就會產(chǎn)生跳鉆現(xiàn)象即共振現(xiàn)象。鉆柱共振將引起工程事故,使鉆柱過早失效,甚至最終導(dǎo)致油井報廢。
對于周向震動,鉆頭正常鉆進過程中,PDC鉆頭在鉆壓的作用下不斷吃入巖石,依靠鉆柱提供的扭力不斷旋轉(zhuǎn)剪切破碎巖石。當(dāng)?shù)貙訋r石硬度高或鉆頭切入地層過深,鉆頭切削片處的扭矩不足以破巖時,鉆頭會暫時停止轉(zhuǎn)動,而此時地表鉆盤還在持續(xù)轉(zhuǎn)動,此時上、下部鉆桿出現(xiàn)不同轉(zhuǎn)速。由于鉆桿具有剛性,鉆桿開始積聚扭矩能量。當(dāng)鉆桿積聚的扭矩能量大于鉆頭破巖能量時,鉆頭破碎巖石,此時鉆柱上的扭矩能量突然釋放,鉆頭會高速旋轉(zhuǎn)。當(dāng)鉆柱的旋轉(zhuǎn)速度降到靜態(tài)摩阻起作用的臨界值以下時停止旋轉(zhuǎn),上述這種持續(xù)周期約1~40s(秒)的“卡-滑”現(xiàn)象就是粘滑振動現(xiàn)象。由于上述粘滑振動過程也是一個能量積累和釋放的過程,粘滑振動過程中扭矩的波動很大,這不僅會嚴重影響鉆井效率,也威脅著鉆井安全。例如,當(dāng)實際的扭矩過大,甚至超過設(shè)備所能承受的扭矩極限時,會致使鉆井無法進行。
有關(guān)文獻報告每年因井下鉆具震動導(dǎo)致的事故損失達3億美元。鉆柱的震動問題是造成井下工具和其他底部鉆具損害并導(dǎo)致各種井下事故發(fā)生的主要原因之一,嚴重地影響鉆具壽命,導(dǎo)致鉆頭提前失效,嚴重影響鉆頭壽命和鉆井效率。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
針對上述問題,本實用新型的目的在于提供一種復(fù)合減震工具,其能對鉆具在鉆井過程中遇到的軸向振動或橫向振動進行減震。
為了實現(xiàn)上述目的,本實用新型提供了一種復(fù)合減震工具,該復(fù)合減震工具能與鉆具相連接,所述復(fù)合減震工具包括:
振動檢測裝置,所述振動檢測裝置能根據(jù)所述鉆具產(chǎn)生的振動生成振動信號;
軸向減震裝置,所述軸向減震裝置用于對所述鉆具受到軸向的作用力進行補償;
周向減震裝置,所述周向減震裝置用于對所述鉆具受到周向的作用力進行補償;
控制裝置,所述控制裝置分別與所述振動檢測裝置、所述軸向減震裝置以及所述周向減震裝置電性連接;
所述控制裝置用于根據(jù)所述振動信號控制所述軸向減震裝置以及所述周向減震裝置。
優(yōu)選的,所述周向減震裝置包括:
第一外管;
設(shè)置在所述第一外管內(nèi)的往復(fù)轉(zhuǎn)動機構(gòu),其中,所述往復(fù)轉(zhuǎn)動機構(gòu)包括往返沖擊裝置和套設(shè)在所述往返沖擊裝置外的往返運動缸;
所述往返沖擊裝置與所述往返運動缸之間形成有至少兩個相互隔離的壓力腔室,各所述壓力腔室的體積隨所述壓力腔室內(nèi)的液體的體積的改變而改變;
所述往返沖擊裝置上設(shè)置有進液通孔,所述進液通孔能分別與各所述壓力腔室相連通;
所述往返運動缸上設(shè)置有第一排液口,所述第一外管設(shè)置有能與所述第一排液口相連通的第二排液口,各所述壓力腔室能依次與所述第一排液口、第二排液口相連通形成出液流道,以使所述往返沖擊裝置能在所述往返運動缸內(nèi)做周向往返轉(zhuǎn)動。
優(yōu)選的,所述第一排液口的數(shù)量與所述壓力腔室的數(shù)量相適配,以使各所述壓力腔室能分別與所述第一排液口相連通。
優(yōu)選的,所述第一外管為中空的圓柱體,其內(nèi)壁上形成有連通所述第一排液口的環(huán)形排液槽。
優(yōu)選的,所述周向減震裝置還包括:
用于控制所述往返沖擊裝置上設(shè)置有進液通孔啟閉的第一電磁閥;
用于控制所述第一排液口啟閉的第二電磁閥;
所述控制裝置與所述第一電磁閥以及所述第二電磁閥電連接,以使所述第一電磁閥控制部分所述進液通孔開啟以及所述第二電磁閥控制與處于開啟狀態(tài)的所述進液通孔相對應(yīng)的所述第一排液口開啟。
優(yōu)選的,所述往返運動缸包括:
往返運動缸本體,所述往返運動缸本體呈中空圓柱體狀;
所述第一排液口,所述第一排液口設(shè)置在所述往返運動缸本體上;
兩個第一扇形凸起,所述第一扇形凸起相對設(shè)置在所述往返運動缸本體內(nèi)側(cè)壁上;
所述往返沖擊裝置包括:
往返沖擊裝置本體,所述往返沖擊裝置本體為中空的筒體;
所述進液通孔,設(shè)置在所述往返沖擊裝置本體上;
兩個第二扇形凸起,所述第二扇形凸起相背設(shè)置在所述往返沖擊裝置本體的外側(cè)壁上,所述第一扇形凸起和所述第二扇形凸起相適配,以使所述往返沖擊裝置與所述往返沖擊缸之間形成有至少兩個所述壓力腔室。
優(yōu)選的,所述軸向減震裝置包括:
第二外管;
壓力傳導(dǎo)孔,所述壓力傳導(dǎo)孔設(shè)置在所述第二外管的壁上;
減震平衡部,所述減震平衡部滑動套設(shè)在所述第二外管內(nèi),所述減震平衡部在所述第二外管內(nèi)受到鉆井液作用于其上端面的內(nèi)壓力,
其中,所述減震平衡部具有位于所述壓力傳導(dǎo)孔上方的凸起部,所述凸起部的外壁與所述第二外管的內(nèi)壁貼緊,所述凸起部的下端面用于承受自所述壓力傳導(dǎo)孔輸入的外圧力;
變徑機構(gòu),設(shè)置在所述減震平衡部內(nèi),所述變徑機構(gòu)設(shè)有沿所述第二外管長度方向?qū)⑵湄灤┑牡谝涣鞯?,所述控制裝置與所述變徑機構(gòu)電連接,所述控制裝置能控制所述變徑機構(gòu)改變所述第一流道的內(nèi)徑大小,從而控制所述內(nèi)壓力的大小。
優(yōu)選的,所述控制裝置通過改變所述第一流道的內(nèi)徑大小控制所述減震平衡部的移動。
優(yōu)選的,所述變徑機構(gòu)為設(shè)置于所述減震平衡部上的變徑電磁閥;所述變徑電磁閥包括多個沿圓周排布的電磁變徑閥塊;相鄰兩個所述電磁變徑閥塊之間設(shè)有壓簧;所述控制裝置通過控制相鄰兩個所述電磁變徑閥塊遠離或靠近,從而改變所述第一流道的內(nèi)徑大小。
優(yōu)選的,所述變徑電磁閥的數(shù)量為多個;多個所述變徑電磁閥沿所述第二外管的長度方向排布。
優(yōu)選的,所述振動檢測裝置獲取所述鉆具產(chǎn)生的振動生成振動信號;
所述控制裝置對獲取的所述振動信號進行分析,從而由所述振動信號獲取當(dāng)前的振動類型;
當(dāng)所述振動類型為軸向振動時,所述控制裝置將獲取的所述振動信號與預(yù)設(shè)的第一閥值進行比較,當(dāng)所述振動數(shù)據(jù)大于所述第一閥值時啟動軸向減震系統(tǒng);
當(dāng)所述振動類型為周向震動時,所述控制裝置將獲取的所述振動信號與預(yù)設(shè)的第二閥值進行比較,當(dāng)所述振動數(shù)據(jù)大于所述第二閥值時啟動周向減震系統(tǒng);
當(dāng)所述振動類型為復(fù)合震動時,所述控制裝置將獲取的所述振動信號與預(yù)設(shè)的所述第一閥值進行比較,當(dāng)振動信號大于第一閥值時啟動軸向減震系統(tǒng),所述控制裝置將獲取的所述振動數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)的所述第二閥值進行比較,當(dāng)所述振動數(shù)據(jù)大于所述第二閥值時啟動周向減震系統(tǒng)。
復(fù)合減震工具的控制裝置能根據(jù)振動信號的振動類型和振動強度打開和關(guān)閉軸向減震裝置和/或周向減震裝置,從而能對鉆具進行軸向的減震和/或周向的減震,避免了因為震動而對鉆頭的破壞,提高鉆頭破巖效率,又能有效提高工具壽命。
附圖說明
圖1是本申請實施方式中一種復(fù)合減震工具的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是本申請實施方式中一種復(fù)合減震工具的第三殼體截面示意圖;
圖3是本申請實施方式中一種復(fù)合減震工具的周向減震裝置的往返運動缸的截面示意圖;
圖4是本申請實施方式中一種復(fù)合減震工具的周向減震裝置的往返沖擊錘的截面示意圖;
圖5是本申請實施方式中一種復(fù)合減震工具的周向減震裝置的局部結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6是本申請實施方式中一種復(fù)合減震工具的周向減震裝置順時針沖擊運動狀態(tài)示意圖;
圖7是本申請實施方式中一種復(fù)合減震工具的周向減震裝置逆時針沖擊運動狀態(tài)示意圖;
圖8是圖1中減震平衡部與外管的配合示意圖;
圖9A是電磁變徑閥未縮徑狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖;
圖9B是電磁變徑閥縮徑狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖;
圖10A是電磁變徑閥未縮徑狀態(tài)下減震平衡部所受壓強示意圖;
圖10B是圖10A中減震平衡部的受力示意圖;
圖11A是電磁變徑閥縮徑狀態(tài)下減震平衡部所受壓強示意圖;
圖11B是圖11A中減震平衡部的受力示意圖;
圖12A是電磁變徑閥未縮徑狀態(tài)下軸向減震裝置工作狀態(tài)示意圖;
圖12B是電磁變徑閥縮徑狀態(tài)下軸向減震裝置工作狀態(tài)示意圖;
圖13是本申請的復(fù)合減震工具中各部件電連接的示意圖。
具體實施方式
為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請中的技術(shù)方案,下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖,對本申請實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅是本申請一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例,都應(yīng)當(dāng)屬于本實用新型保護的范圍。
本實用新型公開了一種復(fù)合減震工具。參照圖1以及圖13所示,該復(fù)合減震工具能與鉆具相連接,進而對鉆具進行減震。該復(fù)合減震工具包括:振動檢測裝置2,振動檢測裝置2能根據(jù)鉆具產(chǎn)生的振動生成振動信號;軸向減震裝置4,軸向減震裝置4用于對鉆具受到軸向的作用力進行補償;周向減震裝置3,周向減震裝置3用于對鉆具受到周向的作用力進行補償;控制裝置205,控制裝置205分別與振動檢測裝置2、軸向減震裝置4以及周向減震裝置3電性連接;控制裝置用于根據(jù)振動信號控制軸向減震裝置4以及周向減震裝置3。
振動檢測裝置2首先以預(yù)設(shè)的采樣頻率采集鉆具的振動數(shù)據(jù),然后對振動數(shù)據(jù)進行處理,并以振動信號的方式發(fā)出。其中,振動信號包括振動類型和振動強度??刂蒲b置205能接收振動檢測裝置2發(fā)出的振動信號,并將振動信號進行分析和對比??刂蒲b置205首先判定該振動信號為軸向震動還是周向震動。當(dāng)該振動為軸向震動時,控制裝置205將該振動信號與第一預(yù)設(shè)閥值進行對比。當(dāng)大于第一閥值時,控制裝置205啟動軸向減震裝置4。當(dāng)該振動為周向震動時,控制裝置205將該振動信號與第二閥值進行對比。當(dāng)大于第二閥值時,控制裝置205啟動周向減震裝置3。當(dāng)該振動同時為軸向震動和周向震動時,控制裝置205將該震動信號同時與第一閥值與第二閥值進行對比。當(dāng)大于第一閥值和/或第二閥值時,控制裝置205同時啟動軸向減震裝置4和/或周向減震裝置3,從而既對鉆具進行的軸向的減震又能對鉆具進行周向的減震,避免了因為震動而對鉆頭的破壞,提高鉆頭破巖效率,又能有效提高工具壽命。
在本實施方式中,供電裝置1用于為復(fù)合減震工具提供電源,保證工具井下用電。對于井下工具用電,其電壓常用規(guī)格包括:12V、36V。供電裝置1可使用電池供電,也可采用渦輪發(fā)電機供電,當(dāng)然還可以通過其他形式進行供電,本申請在此并不作具體的限定。
參照圖1所示,供電裝置1可以包括:第三外管101、電源腔密封蓋102、電源腔103、電源105、帶密封的電源出口106、供電電纜107,其中,供電裝置1還設(shè)置有用于流通鉆井液的過流孔104。其中,第三外管101可以呈中空的圓柱形,中空部分為貫通孔。具體的,第三外管101的上端內(nèi)側(cè)可以設(shè)置有用于和上部鉆具連接的內(nèi)螺紋,下端外側(cè)可以設(shè)置有用于和振動監(jiān)控系統(tǒng)連接的外螺紋,其內(nèi)部設(shè)置有用于對電源腔103限位的限位臺階。
過流孔104用于流通鉆井液。具體的,該過流孔104可以設(shè)置在電源腔103上,或者設(shè)置在第三外管101上,或者由電源腔103與第三外管101之間的間隙形成,或者還可以為其他設(shè)置方式,本申請在此并不作具體的限定。此外,過流孔104的個數(shù)可以為一個也可以為多個,本申請在此并不作具體的限定,當(dāng)過流孔104的個數(shù)為多個時,其可以沿著第三外管101的周向均勻布置。
進一步的,電源腔103上、下兩端可以設(shè)有扶正、定位用的法蘭環(huán)。過流孔104設(shè)置在法蘭環(huán)上。法蘭環(huán)抵靠在限位臺階上,且法蘭環(huán)與第三外管101為間隙配合。當(dāng)井內(nèi)鉆井液在鉆具內(nèi)流通時,流經(jīng)該供電裝置1時,可以經(jīng)過過流孔104和法蘭環(huán)與第三外管101之間的間隙進行流通。
電源腔103和電源腔密封蓋102相配合用于設(shè)置電源105,以將電源105與鉆井液相隔離。電源腔103的形狀和尺寸可以根據(jù)電源105的形狀、大小進行確定,本申請在此并不作具體的限定。此外,電源腔103與電源腔密封蓋102的配合方式可以為可拆卸連接,以便于電源105的拆裝。例如,電源腔密封蓋102可以為具有一定彈性的塞子,其通過過盈配合的方式設(shè)置在電源腔103的開口端。此外,在電源腔103的下部可以設(shè)置有帶密封的電源出口106,供電電纜107通過該帶密封的電源出口106將電輸送各裝置上。
在本實施方式中,振動檢測裝置2用于實時監(jiān)測、處理井下鉆具振動。振動檢測裝置2能將檢測鉆具產(chǎn)生的振動并以振動信號發(fā)出,其中,振動信號包括振動類型和振動強度。控制裝置205能接收振動系統(tǒng)發(fā)出的振動信號,并根據(jù)振動信號的類型和強度發(fā)出第一執(zhí)行信號或第二執(zhí)行信號。軸向減震裝置4能接收判斷系統(tǒng)發(fā)出的第一執(zhí)行信號并啟動。周向減震裝置3能接收判斷系統(tǒng)發(fā)出的第二執(zhí)行信號并啟動。
在本實施方式中,振動檢測裝置2可以包括:第四外管201、設(shè)置在第四外管201上的振動檢測傳感器202。其中,振動檢測傳感器202可以為傳感器單元。該傳感器單元可以實時檢測鉆具的振動數(shù)據(jù)。振動檢測傳感器202由供電裝置1供電。
在本實施方式中,控制裝置205也可以設(shè)置在第四外管201內(nèi)??刂蒲b置205與振動檢測裝置2電連接。振動檢測裝置2能將檢測鉆具產(chǎn)生的振動并以振動信號發(fā)出。控制裝置205能接收振動系統(tǒng)發(fā)出的振動信號,并根據(jù)振動信號的類型和強度發(fā)出第一執(zhí)行信號或第二執(zhí)行信號。其中,第一執(zhí)行信號和第二執(zhí)行信號可以分別開啟周向減震裝置3以及軸向減震裝置4。
其中,第四外管201可以中空的呈圓柱狀,中空部分為貫通孔,其上下兩端可以設(shè)置有接頭,分別為上接頭、下接頭。該上接頭的內(nèi)側(cè)可以設(shè)置有內(nèi)螺紋,用于和第三外管101相連接;該下接頭的外側(cè)可以設(shè)置有外螺紋,用于和軸向減震裝置4或者周向減震裝置3相連。當(dāng)然,第三外管101與第四外管201可以為一個殼體;另外,當(dāng)為兩個殼體時也可以通過其他連接方式進行連接,本申請在此并不作具體的限定。第四外管201中設(shè)置有振動檢測傳感器202、控制裝置205和供電電纜107。
具體的,第四外管201的外壁上可以設(shè)置有第一凹槽以及與第一凹槽相匹配的檢測裝置密封壓蓋203。第二凹槽和與第二凹槽相匹配的控制裝置密封壓蓋204。振動檢測傳感器202設(shè)置在第一凹槽內(nèi),并通過檢測裝置密封壓蓋203密封;控制裝置205設(shè)置在第二凹槽內(nèi),并通過控制裝置密封壓蓋204密封。
其中,振動檢測傳感器202用于獲取鉆具的振動信號,其具體形式以及安裝方式等本申請在此并不作具體的限定。例如,振動檢測傳感器202可以通過螺紋安裝在第四外管201上。進一步的,檢測裝置密封壓蓋203將振動檢測傳感器202密封,以防止井內(nèi)鉆井液進入振動檢測傳感器202內(nèi),影響其正常工作。當(dāng)然,如果振動檢測傳感器202具有防水功能,該檢測裝置密封壓蓋203可以省略。
控制裝置205可以與振動檢測傳感器202電性連接,其可以接收振動檢測傳感器202發(fā)出的振動信號,并將該振動信號進行處理后與其預(yù)設(shè)的振動閾值進行對比,當(dāng)檢測到的值大于預(yù)設(shè)的閥值時,可以根據(jù)振動的類型啟動軸向減震裝置4或者周向減震裝置3??刂蒲b置205的形式以及安裝方式等本申請在此并不作具體的限定。例如,控制裝置205可以安裝在第四外管201上。進一步的,控制裝置密封壓蓋204將控制裝置205密封,以防止井內(nèi)鉆井液進入控制裝置205。當(dāng)然,如果控制裝置205具有防水功能,該控制裝置密封壓蓋204可以省略。
在第四外管201上,還可以設(shè)置有供電密封孔,與電源105連接的供電電纜107通過該第四外管201上的供電密封孔將電分別輸送到振動傳感器202和控制裝置205。
在本實施方式中,周向減震裝置3包括:第一外管301;設(shè)置在第一外管301內(nèi)的往復(fù)轉(zhuǎn)動機構(gòu),其中,往復(fù)轉(zhuǎn)動機構(gòu)包括往返沖擊裝置3011和套設(shè)在往返沖擊裝置外3011的往返運動缸305。往返沖擊裝置305與往返運動缸3011之間形成有至少兩個相互隔離的壓力腔室30502。其中,各壓力腔室30502的體積隨壓力腔室30502內(nèi)的液體的體積改變。通過一壓力腔室30502增大,另一壓力腔室30502的體積減小,進而實現(xiàn)往返沖擊裝置305能在往返運動缸305內(nèi)運動。
往返沖擊裝置3011上可以設(shè)置有進液通孔307。進液通孔307能分別與各壓力腔室30502相連通。往返運動缸3011上設(shè)置有至少兩個第一排液口309。第一外管301設(shè)置有能與任意一第一排液口309相連通的第二排液口3010。各壓力腔室30502能依次與第一排液口309、第二排液口3010相連通形成出液流道,以使往返沖擊裝置3011能在往返運動缸305內(nèi)做周向往返轉(zhuǎn)動。進一步的,周向減震裝置3還可以包括護套302、縱向壓簧303、密封壓蓋304、第一電磁閥306、第二電磁閥308。
第一外管301具有相對的上端和下端,其下端可以通過傳力機構(gòu)連接有鉆頭接頭3012。鉆頭接頭3012用于連接鉆頭,以將周向往返轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的扭矩傳遞給鉆頭。當(dāng)然,第一外管301的下端還可以連接軸向減震裝置4或者供電裝置1。例如,第一外管301可以與第二外管401相連接。操作人員可以根據(jù)實際的作業(yè)需求調(diào)整各裝置的安裝順序。整體上,第一外管301可以呈中空的圓柱形,其中空部分為貫通孔。進一步的,第一外管301的貫通孔為變內(nèi)徑的臺階通孔。
當(dāng)?shù)谝煌夤?01的下端可以通過傳力機構(gòu)連接有鉆頭接頭3012時,第一外管301的上部可以設(shè)置有內(nèi)螺紋,用于和第四外管201的下端相連接;其下部可以設(shè)置有用于傳遞扭矩的傳力件,具體的,該傳力件可以為花鍵。相應(yīng)的,鉆頭接頭3012上可以設(shè)置有與花鍵配合的鍵槽,花鍵和鍵槽配合形成傳力機構(gòu)。當(dāng)然,傳力機構(gòu)的形式并不限于上述花鍵和鍵槽的形式,還可以為其他能夠傳遞扭矩的形式,所屬領(lǐng)域技術(shù)人員在本申請的技術(shù)精髓啟示下,還可能做出其他的變更,但只要其實現(xiàn)的功能和效果與本申請相同或相似,均應(yīng)涵蓋于本申請保護范圍內(nèi)。
在第一外管301的側(cè)壁上可設(shè)置有第二排液口3010,用于排出往返運動缸305中的鉆井液。具體的,第二排液口3010的個數(shù)可以為偶數(shù),例如,可以為兩個,四個,六個等,本申請在此并不作具體的限定。第二排液口3010可以沿著軸向?qū)ΨQ布置。進一步的,第一外管301上還設(shè)置有用于連通第二排液口3010的環(huán)形排液槽30101。當(dāng)往返運動缸305在往返沖擊運動過程中,多個第一排液口309可以在同一個圓周上轉(zhuǎn)動,在本實施方式中,通過采用環(huán)形排液槽30101的方式將它們連接在一起后,能用于傳遞高、低壓力。
往返運動缸305可以為中空的圓柱體。往返運動缸305可以包括往返運動缸本體,往返運動缸本體呈中空圓柱體狀;第一排液口309,第一排液口設(shè)置在往返運動缸本體上;兩個第一扇形凸起,第一扇形凸起相對設(shè)置在往返運動缸本體內(nèi)側(cè)壁上。具體的,往返運動缸305可以呈“T”形圓柱體,整體上,上端直徑大、下端直徑小。具體的,往返運動缸305上端內(nèi)孔為四段圓弧和四個直線段組成的形狀,四段圓弧是兩個直徑大小不等的圓弧,兩個大直徑圓弧段與四個直線段形成兩個對稱的第一扇形凸起。往返運動缸305下部內(nèi)孔為通孔,且通孔直徑等于或小于上部小直徑圓弧的直徑。往返運動缸305上部大直徑段設(shè)置有第一排液口309,用于排出往返運動缸305中的鉆井液。第一排液口309的個數(shù)可以為偶數(shù)個。
往返沖擊裝置3011內(nèi)部為圓筒形。往返沖擊裝置3011包括:往返沖擊裝置本體,往返沖擊裝置本體為中空的筒體;進液通孔307,設(shè)置在往返沖擊裝置本體上;兩個第二扇形凸起,第二扇形凸起相背設(shè)置在往返沖擊裝置本體的外側(cè)壁上,第一扇形凸起和第二扇形凸起相適配,以使往返沖擊裝置與往返沖擊缸之間形成有至少兩個壓力腔室。第二扇形凸起為四段圓弧和四個直線段組成。兩個大直徑段圓弧和四段直線形成兩個對稱的第二扇形凸起。往返沖擊裝置3011安裝在往返運動缸305內(nèi),往返沖擊裝置3011的扇形凸起與往返運動缸305的扇形空間中。往返沖擊裝置3011扇形凸起對應(yīng)的圓弧角度小于往返運動缸305的扇形空間對應(yīng)的圓弧角度。以使往返沖擊裝置305與往返運動缸3011之間可以形成有至少兩個相互隔離的壓力腔室30502。往返沖擊裝置3011下部大直徑段圓弧直徑與往返沖擊缸305上部內(nèi)孔大直徑圓弧直徑相同,往返沖擊裝置3011下部小直徑段圓弧直徑與往返沖擊缸305上部內(nèi)孔小直徑圓弧直徑相同。
往返沖擊裝置3011還可以包括縱向壓簧303,其可以用于為與其抵接的第一電磁閥306、第二電磁閥308提供回復(fù)力。具體的,縱向壓簧303可以包括第一縱向壓簧和第二縱向壓簧。其中第一縱向壓簧用于與第一電磁閥306相配合;第二縱向壓簧用于與第二電磁閥308相配合的第二縱向壓簧。
往返沖擊裝置3011上設(shè)置有進液通孔307,用于流通鉆井液。當(dāng)進液通孔307與環(huán)形空間相連通時,形成進液通道。具體的,進液通孔307的個數(shù)可以為偶數(shù)個。
第一電磁閥306可以為圓弧條形,與縱向壓簧303配合使用,通電時第一電磁閥306向上推動,打開進液通孔307。護套302可為圓筒狀,安裝在往返沖擊裝置3011內(nèi)孔上端,用于縱向壓簧303和第一電磁閥306定位。
密封壓蓋304用于與往返運動缸305、往返沖擊裝置3011形成密封腔,在鉆井液壓力的作用下驅(qū)動往返沖擊裝置3011做周向沖擊運動。具體的,密封壓蓋304可為圓環(huán)形,外徑與往返運動缸305上部外徑相同,內(nèi)徑與往返沖擊裝置3011上端圓柱段外徑相同。往返沖擊缸305安裝在第一外管301的內(nèi)孔臺階處,第一外管301內(nèi)孔臺階為往返沖運動缸305提供支撐。
在往返運動缸305與第一外管301間設(shè)置有第二縱向壓簧和第二電磁閥308。第二電磁閥308通電后,第二電磁閥308向下運動,打開連通第二排液口3010和第一排液口309,排出往返運動缸305內(nèi)的鉆井液。往返沖擊缸305下部通過螺紋與鉆頭接頭3012相連,兩種連接后周向減震系統(tǒng)外殼體301下部花鍵與鉆頭接頭3012上部大直徑段花鍵相配合,用于傳遞鉆柱扭矩和往返運動缸305產(chǎn)生的額外往返沖擊扭矩。
周向減震裝置3未啟動時,第一外管301通過下部花鍵與鉆頭接頭312配合,將上部鉆具扭矩傳遞到鉆頭破巖。周向減震裝置3啟動后,配合花鍵一方面要傳遞上部鉆具的扭矩用于鉆頭破巖,同時還傳遞往返運動缸305的周期性沖擊扭矩,用于減輕鉆具的周向黏滑振動,提高鉆頭破巖效率,保護鉆頭。
周向減震裝置3啟動工作時,進液通孔307對應(yīng)的第一電磁閥306向上運動,打開進液通孔307,鉆具內(nèi)的高壓鉆井液可以通過該進液通孔307進入往返運動缸305與往返沖擊裝置3011之間形成的壓力腔室30502中。具體的,當(dāng)壓力腔室30502的數(shù)量為兩個時,高壓鉆井液可以進入某一壓力腔室30502內(nèi)。當(dāng)壓力腔室30502為四個時,高壓鉆井液可以進入相對的兩個腔室內(nèi)。同時,往返運動缸305的第二電磁閥308向下運動,打開第一排液口309,使得第一排液口309與第二排液口3010相連通。
當(dāng)高壓鉆井液進入往返運動缸305與往返沖擊裝置3011和密封壓蓋形成扇形密封空間(壓力腔室30502)時,高壓鉆井液推動往返沖擊裝置3011運動,當(dāng)往返沖擊裝置3011運動到一個方向死點時,往返沖擊裝置3011沖擊往返運動缸305,在沖擊力的作用下,往返運動缸305運動,并通過下部鉆頭接頭3012傳遞到鉆頭,此時通過第一電磁閥306和第二電磁閥308關(guān)閉現(xiàn)已打開的進液通孔307和第一排液口309,打開另外的進液通孔307和第一排液口309。高壓鉆井液進入未進入的壓力腔室30502內(nèi)且不進入已經(jīng)進入的壓力腔室30502內(nèi)。高壓鉆井液進而反向推動往返沖擊裝置3011運動,當(dāng)往返沖擊裝置3011運動到反向死點時,關(guān)閉已打開的進液通孔307和第一排液口309,打開另外進液通孔307和第一排液口309。往返沖擊裝置3011做往返沖擊運動,往返運動液缸305在往返沖擊裝置3011的沖擊作用下作往返運動,并通過下部花鍵傳遞到鉆頭。鉆頭的往返運動能有效地減輕鉆具鉆頭周向黏滑振動,提高鉆頭破巖效率,保護鉆頭。
在一具體的實施方式中,周向減震裝置3包括:第一外管301、護套302、縱向壓簧303、密封壓蓋304、往返運動缸305、第一電磁閥306、第二電磁閥308、往返沖擊裝置3011、鉆頭接頭3012。其中,第一外管301為中空的圓柱形,中空部分為臺階通孔,其上部設(shè)置有連接螺紋,用于與第四外管201下部螺紋相連,下部設(shè)置有花鍵,用于傳遞扭矩。如圖2所示,第一外管301上有2個對稱的第二排液口3010,用于將返運動缸305中鉆井液排至環(huán)空。兩個排液口間通過環(huán)形排液槽30101相連通。
往返運動缸305為中空的“T”形狀圓柱體,上端直徑大、下端直徑小。如圖3所示,往返運動缸305上端內(nèi)孔為四段圓弧和四個直線段組成的形狀。四段圓弧包括兩個大直徑的圓弧和兩個小直徑的圓弧。兩個大直徑圓弧段與四個直線段形成兩個對稱的扇形空間,扇形空間對應(yīng)圓弧角度為30°-175°。往返運動缸305下部內(nèi)孔為通孔,且通孔直徑等于或小于上部小直徑圓弧的直徑,用于形成鉆井液流通通道。往返運動缸305上部大直徑段有四個第一排液口309,用于排出往返運動缸中鉆井液。圖3中分別標(biāo)記為309A和309B,相同標(biāo)記的第一排液口在周向減震裝置3工作時具有一樣的開關(guān)步驟。在往返運動缸305的側(cè)壁上形成有第二電磁閥卡槽30501,其用于定位安裝第二電磁閥308和縱向壓簧303。具體的,第二電磁閥卡槽30501在周向上的位置可以與第一排液口309相對。具體的,第二電磁閥卡槽30501的個數(shù)可以與第二電磁閥308以及第一排液口309相同,位置相匹配。當(dāng)?shù)谝慌乓嚎?09為共軛的四個時,如圖3所示,第二電磁閥卡槽30501為組內(nèi)相軸向?qū)ΨQ的30501A和30501B。通電時,第二電磁閥308向下運動,以打開第一排液口309。
請結(jié)合參閱圖4,往返沖擊裝置3011內(nèi)部可呈圓筒形,外部可由四段圓弧和四個直線段組成。往返沖擊裝置3011與往返運動缸305之間可以形成有至少兩個壓力腔室30502。當(dāng)往返沖擊裝置3011相對往返運動缸305運動時,壓力腔室30502可以為兩個或者四個。
其中,兩個大直徑段圓弧和四段直線形成兩個對稱的扇形凸出塊,扇形對應(yīng)圓弧角度可為30°~150°,且往返沖擊裝置3011扇形凸起對應(yīng)的圓弧角度小于往返運動缸305的扇形空間對應(yīng)的圓弧角度。
往返沖擊裝置3011上有四個進液通孔307為鉆井液提供流進通道,如圖4所示,分別標(biāo)記為307A和307B,相同標(biāo)記的往返沖擊裝置進液通孔307在周向減震裝置3工作時具有一樣的開關(guān)步驟。
第一電磁閥306可以為圓弧條形,與縱向壓簧303配合使用,安裝在第一電磁閥卡槽301101內(nèi),該第一電磁閥卡槽301101的個數(shù)與第一電磁閥306以及進液通孔307的個數(shù)相同,位置相匹配。當(dāng)進液通孔307為共軛的四個時,如圖4所示,第一電磁閥卡槽301101為組內(nèi)軸向?qū)ΨQ的301101A和301101B。通電時,第一電磁閥306向上推動,打開進液通孔307。
護套302可以為圓筒狀,安裝在往返沖擊裝置3011內(nèi)孔上端,用于為縱向壓簧303和第一電磁閥306定位。
密封壓蓋304可為圓環(huán)形,外徑與往返運動缸305上部外徑相同,內(nèi)徑與往返沖擊裝置3011上端圓柱段外徑相同。
往返沖擊缸305下部通過螺紋與鉆頭接頭312相連,兩者連接后周向減震系統(tǒng)外殼體301下部花鍵與鉆頭接頭312上部大直徑段花鍵相配合,用于傳遞鉆柱扭矩和往返運動缸305產(chǎn)生的額外往返沖擊扭矩。
往返運動缸305安裝在第一外管301內(nèi)孔臺階處,第一外管301內(nèi)孔臺階為往返沖運動缸305提供支撐(圖1所示)。如圖5所示,往返沖擊裝置3011安裝在往返運動缸305內(nèi),往返沖擊裝置3011的扇形凸起位于往返運動缸305的扇形空間中,往返沖擊裝置3011下部大直徑段圓弧直徑與往返沖擊缸305上部內(nèi)孔大直徑圓弧直徑相同,往返沖擊裝置3011下部小直徑段圓弧直徑與往返沖擊缸305上部內(nèi)孔小直徑圓弧直徑相同。
密封壓蓋304的作用是使得往返運動缸305與往返沖擊裝置3011形成壓力腔室30502。具體的,密封壓蓋304可以設(shè)置在往返沖擊缸305上端并套設(shè)在往返沖擊裝置3011外。
如圖6所示,周向減震裝置3順時針轉(zhuǎn)動沖擊時,周向減震裝置3啟動工作時,2個進液通孔307B對應(yīng)第一電磁閥卡槽301101B中的第一電磁閥306向上運動,打開2個進液通孔307B,同時2個往返運動缸的低壓排液口309B對應(yīng)的第二電磁閥卡槽30501B中的第二電磁閥308向下運動,打開2個往返運動缸的低壓排液口309B。鉆具內(nèi)高壓鉆井液通過2個進液通孔307B進入往返運動缸305與往返沖擊裝置3011和密封壓蓋304形成扇形密封空間,此時壓力腔室30502已通過環(huán)形排液槽30101和第二排液口3010與低壓環(huán)空鉆井液相連。由于鉆具內(nèi)鉆井液壓力高于環(huán)空鉆井液壓力,往返沖擊裝置3011兩面存在壓差,因此在高壓鉆井液推動下,往返沖擊裝置3011順時針轉(zhuǎn)動運動。當(dāng)往返沖擊裝置3011運動到一個方向死點時,往返沖擊裝置3011沖擊往返運動缸305,在沖擊力的作用下,使往返運動缸305運動,并通過下部鉆頭接頭3012螺紋傳遞到鉆頭。另外,當(dāng)返沖擊錘311運動到一個方向死點時,通過第一電磁閥306、第二電磁閥308運動關(guān)閉現(xiàn)已打開的2個進液通孔307B和2個第一排液口309B。如圖7以及圖8所示,打開另外2個進液通孔307A和2個第一排液口309A。高壓鉆井液反向推動往返沖擊裝置3011做逆時針運動,當(dāng)往返沖擊裝置3011運動到反向死點時,關(guān)閉已打開的2個進液通孔307A和2個第一排液口309A,打開另外2個進液通孔307B和2個第一排液口309B。往返沖擊裝置3011在往返運動缸305做著往返沖擊運動(圖6、圖7所示)。往返運動液缸305在往返沖擊裝置3011的沖擊作用下作往返運動,并通過下部花鍵傳遞到鉆頭。鉆頭的往返運動能有效地減輕鉆具鉆頭周向黏滑振動,提高鉆頭破巖效率,保護鉆頭。
在本實施方式中,供電裝置1為復(fù)合減震工具提供電源,保證工具井下用電。供電裝置1包括:第三外管101、電源腔密封蓋102、電源腔103、過流孔104、電源105、帶密封的電源出口106、供電電纜107。其中,第三外管101為中空圓柱形,中空部分為臺階通孔。第三外管101上部與鉆具通過螺紋連接的方式相連接,其下部也可以與第四外管201通過螺紋連接的方式相連接。電源腔103上、下兩端帶有具有扶正、定位的法蘭環(huán),法蘭環(huán)上設(shè)置有過流孔104。電源腔103對應(yīng)的下法蘭端面安放在第三外管101內(nèi)臺階孔上,法蘭環(huán)外徑與第三外管101內(nèi)孔間隙配合。電源105安放在電源腔103內(nèi),上部有電源腔密封蓋102密封。電源腔103下部有帶密封的電源出口106,供電電纜107通過下部帶密封的電源出口106將電輸送到控制裝置205、振動檢測裝置2、軸向減震裝置4以及周向減震裝置3上。
振動監(jiān)控系統(tǒng)包括:第四外管201、振動檢測傳感器202、檢測裝置密封壓蓋203、控制裝置密封壓蓋204、控制裝置205、信號傳輸電纜206。
第四外管201呈中空的圓柱狀,上下兩端設(shè)置有螺紋,帶螺紋的上端與第三外管101相連,帶螺紋的下端能與第一外管301相連。振動檢測傳感器202通過螺紋安裝在振動監(jiān)控外殼體201上,檢測裝置密封壓蓋203將振動檢測傳感器202密封??刂蒲b置205安裝在第四外管201上,控制裝置密封壓蓋204將控制裝置205密封。供電電纜107通過振動監(jiān)控外殼體201內(nèi)孔上的供電密封孔將電分別輸送到振動傳感器202和控制裝置205。振動檢測傳感器202通過信號傳輸電纜206將測量的數(shù)據(jù)信號傳輸至控制裝置205。
控制裝置205可以包括振動數(shù)據(jù)采集器和分析處理振動數(shù)據(jù)模塊,首先振動數(shù)據(jù)采集器根據(jù)程序設(shè)定的采樣頻率采集振動測量傳感器數(shù)據(jù),然后利用分析處理振動數(shù)據(jù)模塊對振動數(shù)據(jù)進行處理分析,并與程序中設(shè)定的數(shù)據(jù)進行對比,判斷周向振動強度是否大于設(shè)定值。若井下振動數(shù)據(jù)大于設(shè)定閾值,啟動周向減震裝置3,以減輕鉆具振動。當(dāng)井下振動數(shù)據(jù)小于設(shè)定閾值,控制裝置205將控制周向減震裝置3停止工作,從而達到能消除井下鉆具周向振動對鉆具、鉆頭的破壞,提高鉆頭破巖效率,又能有效提高工具壽命的目的。
在本實施方式中,軸向減震裝置4通過接收控制裝置205的信號(第二執(zhí)行信號)啟動或停止減震的工作。軸向減震裝置4包括第二外管401;壓力傳導(dǎo)孔406,壓力傳導(dǎo)孔406設(shè)置在第二外管401的壁上;減震平衡部402,減震平衡部402滑動套設(shè)在第二外管401內(nèi),減震平衡部402在第二外管401內(nèi)受到鉆井液作用于其上端面的內(nèi)壓力,其中,減震平衡部402具有位于壓力傳導(dǎo)孔406上方的凸起部,凸起部的外壁與第二外管401的內(nèi)壁貼緊,凸起部的下端面用于承受自壓力傳導(dǎo)孔406輸入的外圧力;變徑機構(gòu),設(shè)置在減震平衡部402內(nèi),變徑機構(gòu)設(shè)有沿第二外管長度方向?qū)⑵湄灤┑牡谝涣鞯?,控制裝置205與變徑機構(gòu)電連接,控制裝置205能控制變徑機構(gòu)改變第一流道的內(nèi)徑大小,從而控制內(nèi)壓力的大小。
減震平衡部402為有一內(nèi)通孔(即第一流道)的T形圓柱體。減震平衡部402包括凸起部,凸起部設(shè)置在減震平衡部402的外壁上且凸起部的外壁與第二外管的內(nèi)壁貼緊上部圓柱與第二外管401內(nèi)圓孔配合。下部底端設(shè)有螺紋與下接頭408相連。如圖1所示,中間段為花鍵段與第二外管401的下端花鍵相連。減震平衡部通過與第一流道的壁花鍵配合,可以在傳遞扭矩同時又能上下運動。
如圖1所示,減震平衡部402的下端伸出第二外管401并連接有下接頭408。該下接頭408可以連接位于鉆具減震工具下方的工具,在減震平衡部402移動過程中,第二外管401及其上部的工具與下接頭408及下方的工具的距離也會發(fā)生相對變化。
減震平衡部402上端圓柱外圓設(shè)有密封組合403(比如密封圈、密封副),密封組合403用于密封減震平衡部402的上部圓柱段與軸向減震裝置4的第二外管401的內(nèi)壁之間。
在本實施方式中,內(nèi)壓力與外壓力之一向下,另一向上。為便于實施,減震平衡部402的上端面面積大于其下端面面積,從而使得內(nèi)壓力的方向向下。進一步的,減震平衡部402的外壁沿由上至下方向經(jīng)變徑臺階外徑縮小。壓力傳導(dǎo)孔406所通入的鉆井液(位于復(fù)合減震工具與井壁之間)作用于變徑臺階上。
壓力傳導(dǎo)孔406設(shè)于第二外管401下部且位于凸起部的下方,其上可以設(shè)置有過濾器407。通常,過濾器407可以設(shè)置于壓力傳導(dǎo)孔406的內(nèi)部。在本實施方式中,壓力傳導(dǎo)孔406用于傳遞環(huán)空鉆井液壓力,過濾器407對流入的液體進行過濾,從而避免巖屑將軸向減震裝置4壓力傳導(dǎo)孔406封堵。
減震平衡部402可以設(shè)有變徑機構(gòu);控制裝置205連接變徑機構(gòu);控制裝置205能夠控制變徑機構(gòu)改變第一流道的內(nèi)徑大小。其中,控制裝置205可以控制向變徑機構(gòu)輸入的電流大小、或電壓大小、抑或磁場的大小,從而控制變徑機構(gòu)的大小,當(dāng)然,控制裝置也可以通過傳輸信息指令來控制變徑機構(gòu)的內(nèi)徑大小??紤]到變徑機構(gòu)實現(xiàn)變徑的方式無論從結(jié)構(gòu)抑或結(jié)構(gòu)結(jié)合軟件的形式均存在多種,本實施方式在此不作任何限制。
具體的,變徑機構(gòu)可以為設(shè)置于第一流道的壁上的變徑電磁閥404。供電電纜107和信號傳輸電纜206連接電磁變徑閥404。
其中,變徑電磁閥404包括多個沿圓周排布的電磁變徑閥塊4041,比如電磁變徑閥塊4041可為2-10塊。相鄰兩個電磁變徑閥塊之間設(shè)有壓簧405??刂蒲b置205通過控制相鄰兩個電磁變徑閥塊4041遠離或靠近,從而改變多個電磁變徑閥塊4041所圍成圓周的大小。
具體的,相鄰兩個電磁變徑閥塊4041可以通過電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的磁場進行吸引或排斥,相應(yīng)的,控制裝置205可以控制向電磁變徑閥塊4041輸入的電流大小,從而控制各個電磁變徑閥塊4041所產(chǎn)生磁場的大小。
在本實施方式中,電磁變徑閥404的結(jié)構(gòu)如圖9A、圖9B所示,電磁變徑閥404包括壓簧405和電磁變徑閥塊4041。圖9A是電磁變徑閥404初始狀態(tài)(也可以理解為未縮徑狀態(tài),在此狀態(tài)下電磁變徑閥404可以未通電,即,控制裝置205將電力供應(yīng)機構(gòu)與電磁變徑閥404之間截斷),電磁變徑閥塊4041在壓簧405的作用力下處于張開狀態(tài),此時,電磁變徑閥快4041組成一個圓孔的過流孔,此過流孔可以與減震平衡部402的內(nèi)通孔直徑一致或相同。
具體地如圖10A至圖11B,第一流道的壁上設(shè)有容納變徑電磁閥404的圓周凹槽;變徑電磁閥404未變徑時第一流道的內(nèi)徑沿長度方向不變。在本實施方式中,變徑電磁閥404的數(shù)量可以為多個(兩個及以上)。多個變徑電磁閥404沿外管的延伸方向排布。其中,圓周凹槽的數(shù)量與變徑電磁閥404的數(shù)量相同且一一對應(yīng)。相鄰兩個變徑電磁閥404之間可以間隔一定的距離,從而起到較佳地減震效果。
在本實施方式中,圖9B是電磁變徑閥404啟動后的狀態(tài),電磁變徑閥塊4041圍構(gòu)成一個圓形閉合通道,閉合通道直徑小于減震平衡部402的第一流道內(nèi)徑。由于第一流道的內(nèi)徑變小,因此,減震平衡部402的上端面積增大,為此鉆井液作用在減震平衡部402產(chǎn)生一個更大的向下作用力。
在本實施方式中,圖10A及圖10B所示是減震平衡部402的電磁變徑閥404未啟動受力圖。如圖10A所示,減震平衡部402上端面受鉆具內(nèi)壓力為Pp,上端面面積為Auo,變徑臺階面受環(huán)空壓力Pa,變徑臺階面面積為Ado。
圖10B是減震平衡部402受力情況,受向下的作用力Fo,向上作用力Fa,為實現(xiàn)精確控制,一并考慮軸向減震裝置4內(nèi)的鉆井液對減震平衡部402下端面的作用力WOB。從而,這些力之間關(guān)系如下:
此時,減震平衡部402所受合力向上,因此,如圖12A所示,減震平衡部402處于上死點位置(在上死點位置外管的內(nèi)壁設(shè)有起限位作用的變徑處)。
圖11A及圖11B所示是減震平衡部電磁變徑閥啟動后受力圖。圖11A所示,減震平衡部402上端面受鉆具內(nèi)壓力為Pp,上端面面積為Aso,變徑臺階面受環(huán)空壓力Pa,下端面面積為Ado。
對比圖10A和圖11A,減震平衡部402上端面由于電磁變徑閥404啟動而面積變大。圖11B是減震平衡部402受力情況,受上下的作用Fs,向上作用力Fa,一并考慮軸向減震裝置4內(nèi)的鉆井液對減震平衡部402下端面的作用力WOB。這些力之間關(guān)系如下:
此時,減震平衡部402所受合力向下,因此,如圖12B所示,減震平衡部402處于下死點位置。通常情況下,此時減震平衡部402向下的合力大于向上的合力20-40KN。
在這種情況下,當(dāng)鉆頭出現(xiàn)跳動時,鉆頭通過下接頭408帶動減震平活塞402向上運動,隨后在液力推力作用下,減震平衡部402再次向下運動到下死點(圖12B)。在液力推動下,鉆具、鉆頭的軸向震動被這種液力平衡作用大大減輕,從而保護了鉆具、鉆頭,提高了鉆頭破巖效率,延長了鉆具壽命。
不同的電磁變徑閥404啟動后減震平衡部402的上端面不同,因此提供減震強度范圍也不相同,通常情況下,減震執(zhí)行系統(tǒng)中電磁變徑閥404數(shù)量為1-10個。
振動檢測裝置2首先以預(yù)設(shè)的采樣頻率采集鉆具的振動數(shù)據(jù),然后對振動數(shù)據(jù)進行處理,并以振動信號的方式發(fā)出。其中,振動信號包括振動類型和振動強度??刂蒲b置205能接收振動檢測裝置2發(fā)出的振動信號,并將振動信號進行分析和對比??刂蒲b置205首先判定該振動信號為軸向震動還是周向震動。當(dāng)該振動為軸向震動時,控制裝置205將該振動信號與第一閥值進行對比。當(dāng)大于第一閥值時,控制裝置205啟動軸向減震裝置4。當(dāng)該振動為周向震動時,控制裝置205將該振動信號與第二閥值進行對比。當(dāng)大于第二閥值時,控制裝置205啟動周向減震裝置3。當(dāng)該振動同時為軸向震動和周向震動時,控制裝置205將該震動信號同時與第一閥值與第二閥值進行對比。當(dāng)大于第一閥值和/或第二閥值時,控制裝置205啟動軸向減震裝置4和/或周向減震裝置,從而既對鉆具進行的軸向的減震又能對鉆具進行周向的減震,避免了因為震動而對鉆頭的破壞,提高鉆頭破巖效率,又能有效提高工具壽命。
應(yīng)該理解,以上描述是為了進行圖示說明而不是為了進行限制。通過閱讀上述描述,在所提供的示例之外的許多實施方式和許多應(yīng)用對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說都將是顯而易見的。因此,本教導(dǎo)的范圍不應(yīng)該參照上述描述來確定,而是應(yīng)該參照所附權(quán)利要求以及這些權(quán)利要求所擁有的等價物的全部范圍來確定。出于全面之目的,所有文章和參考包括專利申請和公告的公開都通過參考結(jié)合在本文中。在前述權(quán)利要求中省略這里公開的主題的任何方面并不是為了放棄該主體內(nèi)容,也不應(yīng)該認為發(fā)明人沒有將該主題考慮為所公開的實用新型主題的一部分。