1.一種三維振動水力振蕩器，包括中心管（1）、上接頭（2）、下接頭（3）、渦輪主軸（4）、轉
子軸（5）和調整接頭（6），其特征在于：中心管（1）的一端螺紋安裝有上接頭（2），中心管（1）
的另一端通過調整接頭（6）安裝有下接頭（3）；調整接頭（6）分別與中心管（1）和下接頭（3）
螺紋連接；中心管（1）內通過對稱設置的扶正軸承A（7）和扶正軸承B（8）安裝有渦輪主軸
（4），渦輪主軸（4）為變徑軸，渦輪主軸（4）的上端面設置有一字型槽（24），渦輪主軸（4）的中
間部位徑向均布有通孔（13）；扶正軸承A（7）和扶正軸承B（8）之間的渦輪主軸（4）上裝有渦
輪組（9），渦輪組（9）的定子和轉子分別與中心管（1）和渦輪主軸（4）過度配合進行連接與固
定；扶正軸承B（8）一側的渦輪主軸（4）上通過對稱設置的隔環A（10）和隔環B（11）裝有推力
軸承（12），推力軸承（12）一側的渦輪主軸（4）上裝有分流套（14）和限流套（15）；限流套（15）
與通孔（13）對應，限流套（15）與渦輪主軸（4）、分流套（14）之間設置有間隙；下接頭（3）內通
過扶正軸承C（16）安裝有轉子軸（5），轉子軸（5）上設置有凸臺（20）和鍵槽；轉子軸（5）與渦
輪主軸（4）螺紋連接；扶正軸承C（16）一側的轉子軸（5）上通過螺母（17）和連接鍵（18）安裝
有偏心轉子（19），扶正軸承A（7）、扶正軸承B（8）、扶正軸承C（16）和推力軸承（12）共同保證
渦輪主軸（4）和轉子軸（5）自由轉動，并且不產生軸向和徑向位移；偏心轉子（19）轉動時可
產生徑向離心力使其產生徑向振動，從而引起管柱產生共震；扶正軸承C（16）另一側的轉子
軸（5）上螺紋安裝有動閥（21），動閥（21）一側的下接頭（3）上螺紋安裝有定閥（22）；動閥
（21）和定閥（22）上分別設置有偏心流道（23）；動閥（21）和定閥（22）的端面之間相互接觸但
是不影響相對滑動；動閥（21）和定閥（22）的偏心流道（23）的偏心距一樣；當動閥（21）轉動
時，動閥（21）的偏心流道（23）與定閥（22）的偏心流道（23）周期性重合與分離，即液體的過
流面積周期性變化，當定閥（22）的偏心流道（23）與動閥（21）的偏心流道（23）相位相差180
度時，過流面積最小，此時轉子軸（5）內流道將產生憋壓，進而產生軸向沖擊力使管柱軸向
振動；
三維振動水力振蕩器的工作過程為：
1）、鉆井液經過上接頭（2）的流道進入渦輪組（9）并驅動其旋轉從而帶動渦輪主軸（4）
旋轉；
2）、流出渦輪組（9）的鉆井液大部分在限流套（15）和通孔（13）的作用下流進渦輪主軸
（4）內部的流道，少部分鉆井液經限流套（15）與分流套（14）之間的間隙流道進入推力軸承
（12），以潤滑軸承；
3）、轉子軸（5）在渦輪主軸（4）的作用下高速轉動從而帶動偏心轉子（19）轉動，
4）、由于偏心轉子（19）組的質量大，轉速高，于是產生較大的徑向離心力；該離心力將
引起高頻的徑向振動，并引起上下管柱或鉆具組合的徑向振動；
5）、與此同時，動閥（21）隨轉子軸（5）轉動，動閥（21）的轉動會使液體的過流面積產生
周期性變化，當過流面積達到最低時，轉子軸（5 ）內部將會產生憋壓引起的較大軸向沖擊
力使管柱產生軸向振動；
6）、在徑向振動和軸向振動的作用下，管柱與井壁的接觸情況發生改變，由靜摩擦轉變
為動摩擦，從而有效減小管柱外壁與井壁的摩擦系數，使得鉆頭處能獲得有效鉆壓，避免了
水平井及大斜度井的加壓中因重力分力、浮力和摩擦力影響而造成的假加壓問題。
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