CN111864978B - 一种孔用耐压柱状直线振动器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种孔用耐压柱状直线振动器，包括有压力舱体、电机和振动装置，其中电机和振动装置设在压力舱体内，电机与振动装置相连接并驱使振动装置进行振动。压力舱体的顶盖上端面上装配有上法兰，压力舱体的顶盖上螺接有水密接头，水密接头内通过的电缆与电机相连接并为电机提供电力，压力舱体的上端与顶盖底面之间设置有第一径向密封圈进行压力舱体上端的密封，压力舱体的底面装配有下法兰，压力舱体的底端与压力舱体的底盖上端面之间设置有第二径向密封圈进行压力舱体下端的密封。有益效果：性能稳定，不易损坏。本发明能够通过调节转速、配重块来改变振动器的振动频率及激振力，操作方便。可搭载于各种钻具或取样器之上。

Description

一种孔用耐压柱状直线振动器
技术领域
本发明涉及一种直线振动器，特别涉及一种孔用耐压柱状直线振动器。
背景技术
目前，常规油气钻井、地质岩心勘探以及水下沉积物取样领域中，在钻头上方设置振动器能够大大增加钻具、取样器的进尺效率及深度。目前，常规孔底振动器的主要类型有气动式、液动式以及振动电机同步组合式，气动式、液动式孔底振动器需要配备与钻进深度同等长度的高压气压或液压管路，需要庞大的地表空压机、液压泵组来提供动能，设备体积、花销成本巨大；振动电机同步组合式孔底振动器需要高精度控制多个振动电机同步运行，使之整体呈直线振动趋势，且需避免多电机系统产生的自同步现象，需要设计专用的电机同步控制模块，相关技术较为复杂且对现场人员技术水平要求较高，维护不便。如何在确保振动参数的前提下，使孔底振动器的结构简化、成本降低，使之受现场条件及操作人员技术水平限制较小，是目前油气钻井、地质岩心勘探及水下沉积物取样等相关领域面临的技术问题。
发明内容
本发明的目的是为了如何在确保振动参数的前提下，使孔底振动器的结构简化、成本降低，使之受现场条件及操作人员技术水平限制较小而提供的一种孔用耐压柱状直线振动器。
本发明提供的孔用耐压柱状直线振动器包括有压力舱体、电机和振动装置，其中电机和振动装置设在压力舱体内，电机与振动装置相连接并驱使振动装置进行振动。
压力舱体的顶盖上端面上装配有上法兰，压力舱体的顶盖上螺接有水密接头，水密接头内通过的电缆与电机相连接并为电机提供电力，压力舱体的上端与顶盖底面之间设置有第一径向密封圈进行压力舱体上端的密封，压力舱体的底面装配有下法兰，压力舱体的底端与压力舱体的底盖上端面之间设置有第二径向密封圈进行压力舱体下端的密封。
振动装置通过支架被装配在压力舱体的内腔中，支架的顶端设有限位架，支架的下端与压力舱体内腔底面之间设置有环状弹簧，电机通过直角减速器与振动装置相连接，电机带动直角减速器驱使振动装置进行振动。
振动装置包括有传动轴、偏心轴套、摆动块和推杆，其中振动装置的传动轴通过传动带与直角减速器的输出轴相连接，振动装置的传动轴由直角减速器驱使进行转动，振动装置的传动轴通过两端的轴承枢接在固定座上，偏心轴套通过平键与传动轴相连接，摆动块的上端通过轴承和挡圈与偏心轴套相连接，摆动块的下端通过销轴与推杆的上端相连接，销轴通过轴承枢接在摆动块的下端，销轴通过螺母被固定在推杆的上端，推杆的下部穿设在支架的横梁上，推杆与横梁的结合部位设置有直线轴承，推杆与直线轴承之间为间隙配合，推杆的下端设置有配重块，配重块通过防松螺母被固定在推杆的底端。
本发明的工作原理如下：
本发明提供的孔用耐压柱状直线振动器在完成组装后，外部向水密接头输入电力及信号，电机开始旋转；电机输出转动经由直角减速器传递至振动装置的传动轴，传动轴通过平键将转动传递至偏心轴套，偏心轴套通过轴承将偏心转动传递至摆动块；由于摆动块与推杆通过销轴连接，并且销轴枢接在摆动块的下端，并且推杆的下部通过直线轴承穿设在支架的横梁上，因此推杆仅能做轴向单自由度往复运动，推杆产生的往复运动传递至配重块，配重块往复运动过程中产生的惯性反力带动整个振动装置振动。
本发明的有益效果：
本发明提供的孔用耐压柱状直线振动器采用电机驱动纯机械结构往复运动产生振动，性能稳定，不易损坏。本发明能够通过调节转速、配重块来改变振动器的振动频率及激振力，操作方便。本发明采用圆柱状结构适用于钻孔或径向空间受限的工作场合。本发明仅通过电机驱动，可搭载于各种钻具或取样器之上。本发明能够根据使用需求调节外部压力舱体的结构参数，适用于井下、水下等高压环境。本发明结构简单，易于拆装、维护，技术复杂程度低。
附图说明
图1为本发明所述振动器整体结构示意图。
图2为本发明所述振动装置局部结构示意图。
图3为本发明所述振动装置剖视结构示意图。
上图中的标注如下：
1、压力舱体 2、电机 3、振动装置 4、顶盖 5、上法兰 6、水密接头 7、第一径向密封圈 8、下法兰 9、底盖 10、第二径向密封圈 11、支架 12、限位架 13、环状弹簧 14、直角减速器 15、传动轴16、偏心轴套 17、摆动块 18、推杆 19、传动带 20、固定座 21、平键 22、销轴 23、螺母 24、横梁 25、直线轴承 26、配重块 27、防松螺母。
具体实施方式
请参阅图1至图3所示：
本发明提供的孔用耐压柱状直线振动器包括有压力舱体1、电机2和振动装置3，其中电机2和振动装置3设在压力舱体1内，电机2与振动装置3相连接并驱使振动装置3进行振动。
压力舱体1的顶盖4上端面上装配有上法兰5，压力舱体1的顶盖4上螺接有水密接头6，水密接头6内通过的电缆与电机2相连接并为电机2提供电力，压力舱体1的上端与顶盖4底面之间设置有第一径向密封圈7进行压力舱体1上端的密封，压力舱体1的底面装配有下法兰8，压力舱体1的底端与压力舱体1的底盖9上端面之间设置有第二径向密封圈10进行压力舱体1下端的密封。
振动装置3通过支架11被装配在压力舱体1的内腔中，支架11的顶端设有限位架12，支架11的下端与压力舱体1内腔底面之间设置有环状弹簧13，电机2通过直角减速器14与振动装置3相连接，电机2带动直角减速器14驱使振动装置3进行振动。
振动装置3包括有传动轴15、偏心轴套16、摆动块17和推杆18，其中振动装置3的传动轴15通过传动带19与直角减速器14的输出轴相连接，振动装置3的传动轴15由直角减速器14驱使进行转动，振动装置3的传动轴15通过两端的轴承枢接在固定座20上，偏心轴套16通过平键21与传动轴15相连接，摆动块17的上端通过轴承和挡圈与偏心轴套16相连接，摆动块17的下端通过销轴22与推杆18的上端相连接，销轴22通过轴承枢接在摆动块17的下端，销轴22通过螺母23被固定在推杆18的上端，推杆18的下部穿设在支架11的横梁24上，推杆18与横梁24的结合部位设置有直线轴承25，推杆18与直线轴承25之间为间隙配合，推杆18的下端设置有配重块26，配重块26通过防松螺母27被固定在推杆18的底端。
本发明的工作原理如下：
本发明提供的孔用耐压柱状直线振动器在完成组装后，外部向水密接头6输入电力及信号，电机2开始旋转；电机2输出转动经由直角减速器14传递至振动装置3的传动轴15，传动轴15通过平键21将转动传递至偏心轴套16，偏心轴套16通过轴承将偏心转动传递至摆动块17；由于摆动块17与推杆18通过销轴22连接，并且销轴22枢接在摆动块17的下端，并且推杆18的下部通过直线轴承25穿设在支架11的横梁24上，因此推杆18仅能做轴向单自由度往复运动，推杆18产生的往复运动传递至配重块26，配重块26往复运动过程中产生的惯性反力带动整个振动装置3振动。

Claims (2)

1.一种孔用耐压柱状直线振动器，包括有压力舱体、电机和振动装置，其中电机和振动装置设在压力舱体内，电机与振动装置相连接并驱使振动装置进行振动，其特征在于：所述的振动装置通过支架被装配在压力舱体的内腔中，支架的顶端设有限位架，支架的下端与压力舱体内腔底面之间设置有环状弹簧，电机通过直角减速器与振动装置相连接，电机带动直角减速器驱使振动装置进行振动，振动装置包括有传动轴、偏心轴套、摆动块和推杆，其中振动装置的传动轴通过传动带与直角减速器的输出轴相连接，振动装置的传动轴由直角减速器驱使进行转动，振动装置的传动轴通过两端的轴承枢接在固定座上，偏心轴套通过平键与传动轴相连接，摆动块的上端通过轴承和挡圈与偏心轴套相连接，摆动块的下端通过销轴与推杆的上端相连接，销轴通过轴承枢接在摆动块的下端，销轴通过螺母被固定在推杆的上端，推杆的下部穿设在支架的横梁上，推杆与横梁的结合部位设置有直线轴承，推杆与直线轴承之间为间隙配合，推杆的下端设置有配重块，配重块通过防松螺母被固定在推杆的底端。
2.根据权利要求1所述的一种孔用耐压柱状直线振动器，其特征在于：所述的压力舱体的顶盖上端面上装配有上法兰，压力舱体的顶盖上螺接有水密接头，水密接头内通过的电缆与电机相连接并为电机提供电力，压力舱体的上端与顶盖底面之间设置有第一径向密封圈进行压力舱体上端的密封，压力舱体的底面装配有下法兰，压力舱体的底端与压力舱体的底盖上端面之间设置有第二径向密封圈进行压力舱体下端的密封。
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