本实用新型涉及一种脉冲发生装置，尤其是笔筒式交变脉冲发生装置，属于钻井技术领域。
背景技术：
在石油钻井中，为了提高机械钻速，往往在钻头容腔内或者钻头以上安装脉冲发生装置，使钻头水孔的射流由稳定流变成流量不断变化的脉冲流，以此来提高机械钻速。目前已有的脉冲发生装置有许多种，有齿轮式、叶轮式、螺杆式等等，尽管其结构迥异，但其最终目的相同。比较起来，几种装置各有优点，但也存在不足：如结构复杂、加工难度大、无功压耗大，耐冲蚀能力差。钻进过程中，无论入井的钻井液再好，都存在一部分微细颗粒，钻井液从环空上返时，携带了大量的钻头破碎的岩屑，具有极强的冲蚀破坏能力，使装置先于钻头失效，有时不得不提前起钻，增加了钻井成本。
技术实现要素：
本实用新型的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种笔筒式交变脉冲发生装置。
本实用新型的技术方案如下：笔筒式交变脉冲发生装置，其特征是，包括置于钻头水孔上端面的搓板式旋转盘、置于搓板式旋转盘上方的笔筒旋流板，所述笔筒旋流板为顶部封口、底部敞口的中空圆柱状结构，该笔筒旋流板的顶部设有若干斜孔，所述斜孔沿圆周方向均匀分布，每一斜孔的中心线均为向内倾斜的三维空间直线；
所述搓板式旋转盘设有若干通孔，搓板式旋转盘的底部为平面结构，且底部圆周边缘设有一圈沟槽，该沟槽内设有若干滚珠；所述搓板式旋转盘的顶部均匀设有若干凸起的搓板条，该搓板条在搓板式旋转盘顶部沿径向布置；所述搓板式旋转盘顶部圆周边缘为平面结构，笔筒旋流板的空腔壁底部置于搓板式旋转盘顶部的圆周边缘处，所述搓板条置于笔筒旋流板的空腔内。
进一步地，以笔筒旋流板顶部中心为原点，以水平方向为X轴方向，以过原点垂直X轴作为Y轴，以笔筒旋流板的中轴线作为Z轴；所述斜孔的中心线分别与XY平面、XZ平面、YZ平面相交，且每个斜孔的中心线与X轴的夹角均相等，每个斜孔的中心线与Y轴的夹角均相等，每个斜孔的中心线与Z轴的夹角均相等。
进一步地，所述搓板条自搓板式旋转盘顶部中心向外呈内窄外宽放射状结构。
进一步地，所述搓板条的横截面由两条直角边和一条圆弧构成，其中一条直角边与搓板式旋转盘顶部连接，另一条直角边朝向射流方向（即所有搓板条的直角边朝向笔筒旋流板斜孔的射流方向）。
进一步地，所述搓板式旋转盘顶部的圆周边缘宽度大于或等于笔筒旋流板的空腔壁厚度。
进一步地，所述笔筒旋流板的顶部还设有若干直孔，该直孔置于斜孔所围成的圆圈内。
进一步地，所述搓板条由长搓板条、短搓板条组成，长搓板条、短搓板条间隔布置。
进一步地，所述笔筒旋流板的空腔壁设有用于与钻具内壁安装的销钉孔，该销钉孔为若干个，分别置于笔筒旋流板空腔壁的不同高度处。
本实用新型中，笔筒旋流板类似一笔筒，上面开有若干斜孔和直孔，斜孔的中心线与X轴、Y轴、Z轴的夹角依钻头的大小、内腔的大小不同而不同，其作用是改变液流方向，为搓板式旋转盘旋转提供动力，直孔可起到泄流作用，减少笔筒旋流板顶部所受到的液流冲击力。
本实用新型中，搓板式旋转盘是一具有一定厚度的圆盘，下表面是一平面，上表面带有内小外大呈放射状的搓板条，搓板条的截面由两条直角边和一条圆弧组成柱面，直角边的方向朝向射流方向，在搓板式旋转盘上表面的边缘是一圈光滑的平面，宽度大于或等于笔筒旋流板筒壁的厚度。
本实用新型安装时，在搓板式旋转盘下表面的沟槽内放入滚珠，笔筒旋流板开口端贴近搓板式旋转盘，用销钉将笔筒旋流板悬挂在钻头内壁上。当钻井液到达笔筒旋流板时，少部分液体从旋流板中间的直孔流出，大部分液体则从旋流板边缘的斜孔流出，冲击搓板式旋转盘的搓板条，产生扭矩，使旋转盘在钻头水孔的上端面做圆周运动，由于旋转盘上的通孔与钻头水孔的重合面积不断变化，于是在钻头水孔的出口处形成了脉冲射流，旋转盘旋转一周为一个周期。在旋转盘旋转过程中，射流产生的反作用力使旋转盘的向上运动被笔筒旋流板筒壁限制，周边的滚珠减轻了旋转盘在水压作用下旋转产生的摩擦阻力，从而保证了旋转盘周而复始的正常运转。
本实用新型结构简单合理，除悬挂销钉外，其余均使用陶瓷材料，生产制造容易，耐冲蚀能力好，无功压耗低、延长了钻头的使用寿命，可大幅提高机械钻速，降低了钻井成本，具有广阔的市场空间。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2-1为本实用新型中笔筒旋流板的俯视图；
图2-2为本实用新型中笔筒旋流板斜孔的结构示意图；
图2-3为图2-1中A-A向剖视图；
图3-1为本实用新型中搓板式旋转盘的俯视图；
图3-2为本实用新型中搓板式旋转盘沿圆周面的展开图；
图中：1搓板式旋转盘、2笔筒旋流板、3斜孔、4通孔、5沟槽、6搓板条、7搓板式旋转盘顶部的圆周边缘、8直孔、9销钉孔、10悬挂销钉、11滚珠。
具体实施方式
笔筒式交变脉冲发生装置，包括置于钻头水孔上端面的搓板式旋转盘1、悬挂在钻具内壁的笔筒旋流板2，笔筒旋流板的空腔壁设有用于与钻头内壁安装的销钉孔9，用悬挂销钉10将笔筒旋流板悬挂在钻头内壁上。该销钉孔为若干个，分别置于笔筒旋流板空腔壁的不同高度处，以降低因开孔减少管壁截面积对其抗扭能力的影响。
笔筒旋流板为顶部封口、底部敞口的中空圆柱状结构，该笔筒旋流板的顶部设有若干斜孔3以及若干直孔8，所有斜孔沿圆周方向均匀分布，直孔置于斜孔所围成的圆圈内。每一斜孔的中心线均为向内倾斜的三维空间直线，以笔筒旋流板顶部中心为原点，以水平方向为X轴方向，以过原点垂直X轴作为Y轴，以笔筒旋流板的中轴线作为Z轴；斜孔的中心线分别与XY平面、XZ平面、YZ平面相交，每个斜孔的中心线与X轴的夹角均相等，每个斜孔的中心线与Y轴的夹角均相等，每个斜孔的中心线与Z轴的夹角均相等。
搓板式旋转盘设有若干通孔4，搓板式旋转盘的底部为平面结构，且底部圆周边缘设有一圈沟槽5，该沟槽内设有若干滚珠11，便于旋转盘周向旋转。搓板式旋转盘的顶部均匀设有若干凸起的搓板条6，该搓板条在搓板式旋转盘顶部沿径向布置，搓板条自搓板式旋转盘顶部中心向外呈内窄外宽放射状结构。搓板条的横截面由两条直角边和一条圆弧构成，其中一条直角边与搓板式旋转盘顶部连接，另一条直角边朝向射流方向，搓板条的圆弧面结构可提高其耐冲蚀强度。
搓板式旋转盘顶部圆周边缘7为平面结构，搓板式旋转盘顶部的圆周边缘宽度大于或等于笔筒旋流板的空腔壁厚度。笔筒旋流板的空腔壁底部置于搓板式旋转盘顶部的圆周边缘处，搓板条置于笔筒式旋流板的空腔内。钻井液从笔筒旋流板的斜孔流出，冲击旋转盘搓板条的直角边，产生扭矩，使旋转盘在钻头水孔的上端面做圆周运动，由于旋转盘底部边缘安装有滚珠，从而降低了旋转盘转动时的摩擦阻力。由于旋转盘上的通孔与钻头水孔的重合面积不断变化，于是在钻头水孔的出口处形成了脉冲射流。在旋转盘旋转过程中，流经旋转盘水孔（通孔）射流产生的反作用力使水孔有向上运动的趋势，这种趋势被笔筒式旋流板筒壁所限制。