CN108179982A - 基于电磁效应的便携式物探钻机振动器 - Google Patents
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Abstract
基于电磁效应的便携式物探钻机振动器，外壳体内设置有线圈壳体，在线圈上壳体和线圈下壳体的凹槽内缠绕有线圈，在线圈壳体内设置有磁铁组卡爪，磁铁组卡爪中设置有磁铁组，磁铁组卡爪与磁铁组端盖连接保证磁铁组固定在垂直方向上；当通过外界的动力装置给上下线圈通入高频的交流电时，上下线圈就会产生快速变化的交变磁场，上下线圈产生的变化的磁场对中间的磁铁组将会产生双倍力的作用，使内部的磁铁组带动卡爪和端盖整体进行高频的上下往复运动，从而产生所需的高频振动力，本发明激振力通过通入交流电的大小来调整，使其稳定可靠地工作，即轻便又经济、可靠性和适应性高。
Description
技术领域
本发明涉及物探机械技术领域，具体地说是一种利用电磁效应产生激振力、高振动频率的便携式物探钻机振动器。
背景技术
在石油勘探中，随着我国石油天然气地球物理勘探工作量的不断增加，作业区块也向外围和偏远地区扩散，对钻机的便携性、经济性以及可靠性要求越来越高。声频钻进是一种新型钻探技术方法,又称为振动钻进，它把高频振动力、压力结合在一起,使钻头钻入土层或软岩进行钻探或其它钻孔工程。而振动器是声频振动钻进的核心设备，其能够产生可以调节的高频振动频率和振动力。当振动器的高频振动频率与钻杆的自然谐振频率叠合时，两者就会产生共振，使钻头获得极大的能量，从而实现钻头的钻进。目前，国内外声频振动钻进振动器只有机械式、液压式、压电式3种类型。广泛采用的是技术较为成熟的机械式振动器，但这类振动器存在着明显的缺陷与不足：
(1)结构特别复杂，可靠性低；
(2)振动摩擦和疲劳磨损严重，使用寿命短；
(3)系统中结构的稳定性受附加质量和附加刚度的影响较大；
(4)起振和停振时压力不平稳、机械负荷大等问题。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于电磁效应的便携式物探钻机振动器，激振力通过通入交流电的大小来调整，使其稳定可靠地工作，即轻便又经济、可靠性和适应性高。
为了达到上述目的，本发明采用的技术解决方案是：
基于电磁效应的便携式物探钻机振动器，包括外壳体2，外壳体2通过螺纹与上端盖1连接，构成一个整体的外壳；外壳体2内设置有线圈上壳体3，线圈上壳体3通过螺纹与线圈下壳体8连接，组成一个线圈壳体整体，在线圈上壳体3和线圈下壳体8的凹槽内缠绕有线圈9，在线圈壳体内设置有磁铁组卡爪6，磁铁组卡爪6中设置有磁铁组7，磁铁组卡爪6通过螺栓5与磁铁组端盖4连接保证磁铁组7固定在垂直方向上。
所述的磁铁组7是由NS极交替放置的永磁铁组成。
缠绕在线圈上壳体3和下壳体8的凹槽内的线圈9圈数相同，但反向缠绕。
本发明的优点：
1.该便携式物探钻机振动器的能量转化是将电磁能转化成机械能，利用磁场产生振动力。
2.该便携式物探钻机振动器质量轻便，无机械磨损，因此无需润滑，起振和停振时压力较平稳，提高了系统的整体可靠性。
3.不会产生任何附加的质量与附加刚度的影响，提高了结构的稳定性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细叙述。
参照图1，基于电磁效应的便携式物探钻机振动器，包括外壳体2，外壳体2通过螺纹与上端盖1连接，构成一个整体的外壳；外壳体2内设置有线圈上壳体3，线圈上壳体3通过螺纹与线圈下壳体8连接，组成一个线圈壳体整体，在线圈上壳体3和线圈下壳体8的凹槽内缠绕有线圈9，在线圈壳体内设置有磁铁组卡爪6，磁铁组卡爪6中设置有磁铁组7，磁铁组卡爪6通过螺栓5与磁铁组端盖4连接保证磁铁组7固定在垂直方向上。
所述的磁铁组7是由NS极交替放置的永磁铁组成。
缠绕在线圈上壳体3和下壳体8的凹槽内的线圈9圈数相同，但反向缠绕。
本发明中的主要部件都是采用防腐合金钢加工而成。
工作原理：
上下线圈9圈数相同，反向缠绕在线圈上壳体3和下壳体8的凹槽内，当通过外界的动力装置给上下线圈9通入高频的交流电时，上下线圈9就会产生快速变化的交变磁场。磁铁组7是由NS极交替放置的永磁铁组成，将其置入磁铁组卡爪6中，上部的磁铁组端盖4通过螺栓5与磁铁组卡爪6连接，将磁铁组7固定在垂直方向上。根据电磁效应，上下线圈9产生的变化的磁场对中间的磁铁组7将会产生双倍力的作用，使内部的磁铁组7带动卡爪6和端盖4整体进行高频的上下往复运动，从而产生所需的高频振动力。
将钻杆看作均质弹性体，则钻杆本身具有自振频率，当该电磁式的物探钻机振动器的振动频率接近钻杆的自振频率时，两者就会产生共振，共振能最大限度地增加钻杆的弹性变形量，此时钻杆的作用就像飞轮或弹簧一样，把极大的能量直接传递给钻头，从而使钻头能轻易贯入土层中。
Claims (3)
1.基于电磁效应的便携式物探钻机振动器，其特征在于，包括外壳体(2)，外壳体(2)通过螺纹与上端盖(1)连接，构成一个整体的外壳；外壳体(2)内设置有线圈上壳体(3)，线圈上壳体(3)通过螺纹与线圈下壳体(8)连接，组成一个线圈壳体整体，在线圈上壳体(3)和线圈下壳体(8)的凹槽内缠绕有线圈(9)，在线圈壳体内设置有磁铁组卡爪(6)，磁铁组卡爪(6)中设置有磁铁组(7)，磁铁组卡爪(6)通过螺栓(5)与磁铁组端盖(4)连接保证磁铁组(7)固定在垂直方向上。
2.根据权利要求1所述的基于电磁效应的便携式物探钻机振动器，其特征在于，所述的磁铁组(7)是由NS极交替放置的永磁铁组成。
3.根据权利要求1所述的基于电磁效应的便携式物探钻机振动器，其特征在于，缠绕在线圈上壳体(3)和下壳体(8)的凹槽内的线圈(9)圈数相同，但反向缠绕。
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2018
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