专利名称：可变力/可变频率的声波钻头的制作方法
技术领域：
本发明涉及钻头以及配置用于产生振荡的振动力的钻头。
背景技术：
声波头部组件通常用于高频率地振动钻柱以及附加的芯管和钻头，以使得所述钻头和芯管能在所述钻头旋转时穿过地层。因此，某些钻探系统包括钻头组件，所述钻头组件包括提供高频率输入的振荡器和旋转钻柱的发动机驱动变速箱。所述声波头包括多对偏心配重的转子，其旋转以产生振荡或振动力。偏心配重的转子连接至一个轴。所述轴可相应连接至钻杆，因此，旋转所述偏心配重的转子就能将振动力从所述轴传递至所述钻杆。由所述声波头产生的力取决于，至少部分取决于所述转子的偏心配重、所述转子的偏心配重的偏心半径以及所述偏心转子的旋转速度。在大多数的系统中，所述转子的偏心配重和偏心半径是固定的。因此，为了改变由给定的声波头产生的振动力，需要改变所述偏心转子的旋转速度。每个系统都具有固有的谐振频率，在所述频率，所述振动力通过所述系统产生共振从而产生极大的力。由于所述声波头使得所述转子旋转到所需的旋转速度以施加选定的振动力，因此所述系统通常经历一个或多个谐振频率。在这些谐振频率产生的力通常大到足以损坏所述声波头以及所述钻进系统的其他部件。因此，所述振荡器最大力输出可以由旋转速度决定，所述旋转速度可以保持低于对应谐振频率的速度。这里所要求保护的主题并不限于解决一些缺点的或者只在上述提到的环境中操作的实施例。相反，该背景技术只是用来阐述一个示例性的技术领域，其中在这里提到的某些实施例是可以实施的。
发明内容
振荡器组件包括具有第一偏心配重的设置用于绕着轴线旋转的第一偏心配重的转子和具有第二偏心配重的设置用于绕着轴线旋转的第二偏心配重的转子。所述第一偏心配重的转子的旋转与所述第二偏心配重的转子的旋转相连接。一致动器设置用于改变在所述第一偏心配重和所述第二偏心配重之间的夹角。本发明内容以简要的形式介绍本发明概念的选择，其将会在下面的具体实施方式
部分进行更进一步的描述。发明内容并不是要确定要求保护的主题的关键特征或者必要特性，也不是为了帮助确定要求保护的主题的范围。
为了进一步阐述本发明的上述以及其他的优点和特征，本发明的更多详细描述将参考附图中所示的具体实施例进行描述。这些附图仅仅说明本发明的典型实施例，而不是对本发明范围的限制。多个具体实施例将通过附图进行具有更多特征和细节的描述和说明，其中
图IA所示的根据一个实施例的钻探系统；图IB所示的根据一个实施例的钻头，该钻头包括声波钻头和旋转头组件； 图2A所示的是声波钻头实施例的组件视图2B-2C所示的是图2A所示的声波钻头实施例沿着横截面2-2的振荡器组件的实施例的剖视图2D所示的是根据一个实施例的连接轴的透视图； 图2E-2F所示的是图2B-2C的振荡器组件的剖视图3A-3D所示的是在偏心配重的转子内的偏心配重的具有不同夹角的声波钻头；以
及
图4所示的是根据一个实施例的致动组件。附图与以下的描述一起示出了示例性的装置和方法的非限制性的特征。组件的厚度和结构在图中为了清楚可以放大。在不同的附图中的相同的附图标记代表类似(但不是必须一样)的元件。
具体实施例方式本发明提供了包括至少一个可变力/可变频率的振荡器组件的用于声波钻探的装置、系统以及方法。在至少一个实施例中，这样一个振荡器组件包括具有第一偏心配重的第一偏心配重的转子、具有第二偏心配重的第二偏心配重的转子、连接轴、致动器以及发动机。所述发动机可以设置用于旋转所述连接轴。所述连接轴包括与所述第一偏心配重的转子连接的直花键部分以及与所述第二偏心配重的转子连接的螺旋部分。所述致动器可以移动所述连接轴，例如通过轴向位移，以引起所述第一和第二转子之间的在180度范围内的角运动。改变两个转子之间的夹角可以改变由所述振荡器组件在给定的旋转速度或频率下的旋转产生的离心力。因此，力的改变可以不依赖于频率，这就可以允许钻探系统在给定的频率施加变化的力以及在变化的频率施加给定的力，同时避免不需要的频率，例如固有或者谐振频率。图IA所示的是包括钻头组件110的钻探系统100。所述钻头组件110可以连接至井架120，之后该井架又连接至钻机130。所述钻头组件110设置成具有连接在其上的钻杆140。所述钻杆140又可以相应地与另外的钻杆连接以形成钻柱150。相应的，所述钻柱 150又可以连接至钻头160，该钻头160设置用于接触待钻探的材料，例如地层170。
在至少一个实施例中，在钻探过程中，钻头组件110设置用于以所需的变化速率旋转所述钻柱150。更进一步的，钻头组件110可以设置成相对于井架120平移，以向钻头组件 110施加轴向力，从而推动钻头160进入地层170中。钻头组件110也可以产生传递至钻杆 140的振荡力。之后这些力将从所述钻杆140通过所述钻柱150传递至所述钻头160。图IB更详细的示出了所述钻头组件110。如图IB所示，所述钻头组件110可以包括安装于滑车180上的旋转部分175。所述钻头组件110还可以包括安装于所述滑车180 上的声波钻头200。图2A更详细的示出了所述声波钻头200单独的正视图。所述声波钻头200包括振荡器210，所述振荡器210具有设置在壳体220内的第一和第二相对的振荡器组件215A 和215B。所述振荡器组件215A、215B设置成绕着轴线225A、225B旋转以产生循环的、振荡的离心力。由所述振荡器组件215A、215B的旋转而产生的离心力可以被分解为平行于驱动轴线230作用的第一分力和垂直于驱动轴线230作用的第二分力。在至少一个实施例中， 平行于所述驱动轴线230作用的力可以被描述成是在所述传递方向上起作用。在至少一个实施例中，所述振荡器组件215A、215B以相同的速度但是在相反的方向上旋转。更进一步的，所述振荡器组件215A、215B可以如下取向，从而当其旋转时，垂直于所述驱动轴线230作用的离心力的第二分力相互抵消，而平行于所述驱动轴线230作用的离心力的第一分力联合，产生轴向的振动力。这些振荡的振动力传递至壳体220。驱动轴205可以以如下一种方式连接至所述振荡器壳体220，即上述的离心力可以从所述振荡器壳体220传递至所述驱动轴205。之后所述驱动轴205将所述力传导至其他组件，例如钻杆。如图2B所示，第一振荡器组件215A包括多个偏心配重的转子250、255，其分别具有偏心配重M1、M2并绕着共同的轴线225A旋转。所述第二偏心配重的转子215B具有相同的结构，从而第一偏心配重的转子215A的说明可以等同地适用于所述第二偏心配重的转子 215B。所述偏心配重M1、M2彼此之间的夹角可以按照需要而改变。改变在所述第一振荡器组件215A内的所述偏心配重Ml、M2之间的夹角可以使得所述声波钻头200 (图2A)改变由所述第一振荡器组件215A在给定的速度进行旋转时产生的力。特别的，在所述偏心配重M1、M2之间的180度的夹角将导致由一个偏心配重的转子250的旋转产生的力与另外一个偏心配重的转子255的旋转产生的力相抵消。同样的，所述偏心配重的转子250、255的角度对准可以导致由偏心配重的转子250、255产生的力的叠加。因此，调整所述偏心配重 M1、M2之间的夹角可以改变由偏心配重的转子250、255的旋转产生的合力。在至少一个实施例中，所述偏心配重的转子250、255可以由单个旋转输出而旋转，而在其他实施例中，所述偏心配重的转子250、255可以由不同的、独立的旋转输出而旋转。为了便于参考，将在下面描述单个旋转输出。图2B-2C和图2E-2F示出了沿图2A的2_2截面的所述振荡器组件215A的剖视图。当振荡器组件215A示出时，可以理解的是所述振荡器组件215A的讨论可以适用于反向旋转的另一个振荡器组件215B。更进一步的，图2A示出了两个相对的振荡器组件215A、 215B，可以理解的是任何数量的偏心配重的转子都可以设置在每个振荡器组件内并且任意数量的振荡器组件可以按照需要组合。现将对所述第一振荡器组件215A的实例结构进行更详细的描述。图2B所示的是根据一个实施例的第一振荡器组件215A的剖视图。为了更清楚地说明，各种部件的位置和大小可以被放大。如图2B中所示，连接轴260连接绕着共同轴线 225A旋转的第一偏心配重的转子250和第二偏心配重的转子255。在如图2B-2D所示的实施例中，所述连接轴260包括直花键部分^K)A，该直花键部分设置用于接收来自所述第一偏心配重的转子250的旋转输入以及通过螺旋花键部分^OB将所述旋转输入传递至所述第二偏心配重的转子255。连接轴260平行于轴线225A的平移将改变在所述偏心配重Ml、 M2之间的夹角，这将在下文中进行更详细的讨论。驱动发动机265可以连接至所述第一偏心配重转子250以提供旋转。所述连接轴沈0以这样的方式连接至所述第一偏心配重转子250，使得所述连接轴260沿着所述轴线225A相对于所述第一偏心配重转子250平移。更进一步的，所述连接轴260可以设置成以这样的方式仍然与所述第一偏心配重的转子250相接合，从而允许所述连接轴260驱动所述第一偏心配重的转子250。因此，所述直花键部分^OA可以包括与形成在所述第一偏心配重的转子250内的类似形状的凹槽接合的直花键沈9。这样的配置可以使所述连接轴 260在接受来自所述第一偏心转子250的旋转输入时能相对于所述第一偏心配重的转子平移。如上所述，所述连接轴260设置成将旋转输入传递至所述第二偏心配重的转子 255。在至少一个实施例中，所述连接轴260可以设置成接合所述第二偏心配重的转子255 的不同部分。更具体的，所述螺旋形部分260B (图2B)包括螺旋围绕所述连接轴沈5的单独的花键沈7。在所述螺旋形部分^OB的每个轴向位置，所述螺旋形的花键267被定位在不同的角度位置。为了便于参考，这些角度位置可以被设定成相对于平行于所述轴线 225A的所述直花键269进行改变。因此，当所述螺旋形花键267进一步远离所述直花键部分^OA时，在所述螺旋形花键267和所述相应的直花键269之间的夹角也增大。图2C所示的是在所述螺旋形部分^OB和所述第二偏心配重M2之间的接合，在其中为了清楚移除了其他组件。更具体的，图2C所示的是所述螺旋形花键267与所述第二偏心配重M2在所述螺旋形部分^OB上的轴向位置上接合，其中所述第二偏心配重M2相对于所述第一偏心配重Ml对齐。在这个轴向位置，所述螺旋形花键267也相对于相应的直花键 269位于第一角度位置。为了便于参考，如图2C中所示的位于轴向位置的所述螺旋形花键 267将被描述成与所述直花键269对齐。
因此，如所示的，螺旋形花键267与直花键269对齐，这样直花键269被与所述第二偏心配重的转子255接触的所述螺旋形花键267隐藏，并且其中所述第一偏心配重Ml也与第二偏心配重M2对齐，因此被所述第二偏心配重M2盖住。如图2B所示，所述连接轴260可以沿着所述轴线225A平移以改变所述螺旋形花键267相对于所述直花键269的角度位置，因此改变所述第一偏心配重Ml相对于所述第二偏心配重M2的角度位置。举个例子来说，偏置元件275施加力以将所述螺旋形部分^OB移动并使其远离所述第一偏心配重的转子250。所述致动器270与所述偏置元件275起相反作用，因此所述致动器270的伸展可以克服所述偏置元件275的力，使所述螺旋形部分^OB 向所述第一偏心配重的转子250移动。因此，撤回所述致动器270，从而由所述偏置元件275施加的力会使所述螺旋形部分^OB远离所述第一偏心配重的转子250而移动。当所述连接轴260旋转时，所述致动器 270和所述偏置元件275保持第二偏心配重的转子255相对于所述轴线225A位于选定的轴向位置。因此，所述致动器270和所述偏置元件275可以配合以改变所述螺旋形部分^OB 与所述第二偏心配重的转子255接合的部分。图2E所示的是所述致动器270与所述偏置元件275配合移动所述螺旋形部分 260B使其远离所述第一偏心配重的转子250。当所述螺旋形部分^OB前进至如图2E所示的位置时，与所述第二偏心配重的转子255相接触的所述螺旋形花键267的部分相对于所述相应的直花键269具有一夹角。所示在所述直花键269和所述螺旋形花键267的接合部分之间的所示夹角将导致如图2F所示的在所述第一偏心配重Ml和所述第二偏心配重M2 之间的夹角。所述螺旋形部分^OB进一步远离所述第一偏心配重的转子250的移动可以进一步增大夹角，而所述螺旋形部分260B向着所述第一偏心配重的转子250的移动可以减小夹角。因此，在所述第一偏心配重Ml和所述第二偏心配重M2之间的夹角可以通过控制接合所述第二偏心配重的转子的所述螺旋形部分260B的轴向部分而改变。在至少一个实施例中，在所述第一偏心配重Ml和所述第二偏心配重M2之间的夹角可以在0度或对齐位置至 180度的范围内改变。在图示的实施例中，标示出了所述连接轴260相对于所述第一偏心配重的转子的移动以改变夹角。同样的，不同的角度和方向也已经被示出。可以理解的是，可以选择任何附图标记用于描述包括连接轴的系统，所述连接轴相对于两个偏心配重的转子轴向地平移以控制在与所述偏心配重的转子关联的所述偏心配重之间的夹角。更进一步的，任何旋转速率、旋转组合或者其他接合形状可以设置在所述连接轴上，以使得所述连接轴通过改变所述轴与一个或多个偏心配重的转子接触的部分而改变在偏心配重之间的夹角。在至少一个实施例中，致动器270可以包括液压缸，并且也可以包括集成LVDT类型的变频器或者其他与所述连接轴260对齐、连接或者接触的线致动器。更进一步的，轴承，例如推力轴承观0，可以设置在所述连接轴260和所述致动器270之间，以使所述致动器270不受所述连接轴沈0的旋转影响，但仍然允许所述致动器270使所述连接轴260绕着所述轴线225A移动。下面将参考图3A和3D进行更详细的说明，总体上来说，在所述第一偏心配重Ml 和所述第二偏心配重M2之间的夹角可以变化，因此可以改变由所述振荡器组件215A的旋转产生的力。正如上述提到的，所述第一和第二偏心配重的转子250、255都绕着共同轴线 225A旋转。因此，所述第一偏心配重Ml和所述第二偏心配重M2的角度位置都可以参照所述共同轴线进行说明，其在图3A-3D中用单点显示。沿着所述轴线225A相对于所述第二偏心配重的转子255 (其在或者不在图3A-3D内)的所述螺旋形部分^OB (图2D)的轴向位置决定如上所述的在第一和第二偏心配重Ml和M2之间的夹角。如图3A-3D所示，所述第二偏心配重的转子组件215B包括偏心配重M3和M4。当第二转子组件215B绕着轴线225B旋转时，所述第一转子组件215A绕着轴线225A旋转。 由所述第一和第二偏心配重的转子组件215A、215B的旋转产生的振荡力全部由箭头300表示，其平行于与所述驱动轴205关联的驱动轴线230，同时横向力垂直于所述驱动轴线230 作用。在所示的实施例中，所述驱动轴线230设置在轴线225A、225B之间。可以理解的是， 在其他实施例中，所述轴线225A、225B可以设置在任何所需的相对于所述驱动轴线230的位置和/或方向。如上所述的，可以确立不同的夹角以改变由声波头产生的振荡力。特别的，图3A 示出了在相反方向旋转的第一和第二偏心配重的转子组件215A、215B，其中偏心配重Ml和 M2由大约180度的夹角310隔开。同样的，偏心配重M3和M4被大约180度的第二夹角320 隔开。第一和第二偏心配重的转子组件215A、215B的旋转产生了离心力F1-F4，其由于所述偏心配重M1-M4的旋转起作用。每个力F1-F4都可以分解成平行于所述驱动轴线230 作用的振荡力(相应地标记为Fly-F4y)以及垂直于所述驱动轴线230作用的横向力(标记为 F1X-F4X)。在至少一个实施例中，偏心配重Ml的旋转可以与M2相配合，这样横向力Flx和卩4与横向力F!3X和F4X相互抵消，而振荡力Fly-F4y—起作用。正如将在下文中更详细描述的，可以选择夹角310、320以改变在最小到最大范围内的振荡力，最小可以接近0。示例位置将在下文进行更详细的说明。在图3A所示的实施例中，由所述偏心配重M1-M4的旋转而产生的离心力F1-F4被相反的偏心配重抵消，导致没有力的传递。更特别的，在所有实施例中，Flx抵消F!3X而F2X 抵消F4X。随着所示的夹角310、320的确定，Fly的大小等于F2y，但是Fly起作用的方向与
相反。同样的，F!3y抵消F4y。因此，在图3A所示的实施例中，没有力传递至轴205。在图;3B所示的实施例中，在第一偏心配重Ml和第二偏心配重M2之间的夹角310 已被设定为小于180度，但是大于90度。因此，在所述第一偏心配重的转子组件215A的内部，由所述第一偏心配重Ml的旋转产生的所述离心力Fl的一部分被由所述第二偏心配重 M2的旋转产生的离心力F2抵消。更具体的，Fly的一部分被F2y抵消。如图;3B所示，在第三偏心配重M3和第四偏心配重M4之间的第二夹角320可以与第一夹角310相同。因此，F!3y的一部分被？~抵消。如先前所述，在所有的实施例中，所述第二偏心配重的转子组件215B的旋转可以与所述第一偏心配重的转子组件215A同步，这样Flx被F3X抵消而F2X被F4X抵消。可以理解的是同步旋转和所述偏心配重M1-M4的夹角方向以最小化垂直于所述驱动轴线230的力可以适用于任何夹角或者用于第一和第二偏心配重组件215A、215B的其他状况。因此，为了便于参考，将在下文介绍在所述第一偏心配重的组件215A内的第一夹角310，但是可以理解的是所述第二偏心配重的组件215B可以具有设定在那里的类似的夹角，并且可以如上所述同步。
如图3A-;3B所示，如果第一夹角310大于90度，那么Fly的一部分被F2y抵消并且F3y 的一部分被F4y抵消。如果夹角小于90度，那么离心力Fl的某些部分将与离心力F2共同作用。在图3C所示的情况中，其中在第一偏心配重Ml和第二偏心配重M2之间的第一夹角310小于90度。因此，？\与Fly共同作用。类似的，？怎与？；^共同作用。因此，减少所述第一夹角310就增大了由所述第一偏心配重的转子组件215A的旋转产生的振荡力。如图3D所示，当所述两个偏心配重Ml、M2对齐时，所述振荡力可以达到最大值，从而所述夹角310大约为0。因此，由所述声波头200在给定的速度产生的力可以被改变，并且通过改变位于偏心配重的转子上的两个偏心配重之间的夹角而进行调节。相应地，如图 2B和2E所示，所述夹角可以通过相对于所述第二偏心配重的转子255平移所述连接轴260 而被改变。任何合适的控制设备都可以用于控制所述连接轴的移动。现在参照图3A-3D，第一和第二偏心配重的组件215A、215B的旋转速度也可以通过改变产生的振荡力而进行控制。通常，旋转速度的增大就会导致所述振荡力的频率成比例的增大，也导致这些力的大小的增大。然而，当所述振荡力的频率接近所述钻探系统100 (图1)的固有谐振时，将会产生不成比例的大力，这将导致所述声波钻头200的损坏。通过控制所述旋转速度以及所述夹角、钻探系统可以产生大范围的振荡力，同时在钻探系统内避免固有谐振的不需要的效应。在至少一个实施例中，控制设备可以牢固地附着于花键轴沈0，而在其他实施例中，控制设备可以不牢固地附着于所述花键轴沈0。更进一步的，按照需要，可以在控制设备和所述花键轴260之间设置连接，从而使控制设备不受振动能量影响。
在至少一个实施例中，所述第一和第二振荡器组件215A、215B可以以所需的第一和第二夹角310、320进行旋转，比如180度的夹角。之后，所述第一和第二偏心配重的组件215A、215B的旋转速度可以被增加到高于相应于固有谐振频率的速度。之后，所述夹角 310、320可以按照所需的减小以产生增大的振荡力。因此，可以改变所述夹角310、320以及旋转速度以允许更高的频率和/或更高的振荡力，同时避免可能引起破坏的固有谐振频率。如先前所述的，所述夹角31、320可以以任何合适的方式而改变。参照图4，其示出并详细描述了一个示例性的控制设备400。所述控制设备400可以设置成用于定位所述连接轴260'。在至少一个实施例中，所述控制设备400包括步进发动机408、编码器410以及致动器412。如果合适或者需要的话，也可以使用变速箱(未示出)。所述步进发动机的输出轴通过球头螺钉414和螺母416连接至连接轴沈0'。更进一步的，可以使用任何能将旋转运动转换成平移运动的设备。本发明可以以其他特定的形式实施而不脱离本发明的精神或者本质特征。所述的实施例在任何方面都应被认为示例性的而非限制性的。因此，本发明的范围由附加的权利要求表明，而不是通过之前的说明书的内容。所有在权利要求的相同范围和意义内的改变将被认为被包含在其范围内。
权利要求
1.一种振荡器组件，其包括第一偏心配重的转子，其具有第一偏心配重，并且设置用于绕着轴线旋转；第二偏心配重的转子，其具有第二偏心配重，并且设置用于绕着轴线旋转，其中所述第二偏心配重的转子的旋转与所述第一偏心配重的转子的旋转相连接；以及致动器，其与第二偏心配重的转子可操作地相关联，并且设置用于改变所述第一偏心配重和所述第二偏心配重之间的夹角。
2.如权利要求1所述的振荡器组件，其特征在于，连接轴连接所述第一偏心配重的转子和所述第二偏心配重的转子，其中，所述连接轴将所述第一偏心配重的转子的旋转连接至所述第二偏心配重的转子。
3.如权利要求2所述的组件，其特征在于，所述连接轴包括直花键部分和螺旋形花键部分。
4.如权利要求3所述的组件，其特征在于，所述直花键部分设置用于接合所述第一偏心配重的转子，所述螺旋形花键部分设置用于接合所述第二偏心配重的转子，其中所述连接轴平行于轴线的平移改变所述第一偏心配重和所述第二偏心配重之间的夹角。
5.如权利要求4所述的组件，其特征在于，所述连接轴平行于轴线远离所述第一偏心配重的转子的移动增大了在所述第一偏心配重和第二偏心配重之间的夹角。
6.如权利要求5所述的组件，其还包括设置在所述连接轴和所述第一偏心配重的转子之间的偏置元件，其中所述偏置元件设置用于使所述连接轴向着所述第二偏心配重的转子移动。
7.如权利要求6所述的组件，其特征在于，致动器设置用于使所述连接轴朝向所述第一偏心配重的转子延伸。
8.如权利要求1所述的组件，其特征在于，所述第一偏心配重的转子设置成具有连接在其上的旋转轴。
9.如权利要求1所述的组件，其特征在于，所述致动器设置用于使所述第一偏心配重和第二偏心配重之间的夹角在0度和180度的范围内改变。
10.如权利要求1所述的组件，其特征在于，所述致动器包括液压缸。
11.如权利要求1所述的组件，其特征在于，所述致动器包括集成的LVDT类型变频ο
12.. —种钻探方法，其包括旋转第一振荡器组件以产生平行于传递方向的振荡力，所述振荡器组件包括具有第一偏心配重的设置用于绕着第一轴线在第一方向旋转的第一偏心配重的转子，以及具有第二偏心配重的设置用于绕着所述第一轴线旋转的第二偏心配重的转子；以及通过改变在第一偏心配重和第二偏心配重之间的夹角而改变振荡力。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述第一振荡组件包括连接所述第一偏心配重的转子和所述第二偏心配重的转子的连接轴，其中，改变夹角包括平行于第一轴线移动连接轴。
14.如权利要求12所述的方法，其还包括在第二方向上旋转第二振荡器组件，该第二方向与第一方向相反。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，旋转第二振荡器组件包括绕着第二轴线旋转第三偏心配重的转子，并且第二振荡器组件还包括具有第四偏心配重的第四偏心配重的转子，其设置用于绕着第二轴线旋转。
16.如权利要求14所述的方法，其还包括改变第三偏心配重和第四偏心配重之间的第二夹角。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，改变第一夹角和第二夹角包括使第一夹角和第二夹角的大小保持相同。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，在第一方向上旋转第一振荡器组件产生垂直于传递方向的第一横向力，而其中在第二方向上旋转第二振荡器组件导致第二振荡器产生垂直于传递方向作用的第二横向力，其中所述第一横向力抵消所述第二横向力。
19.如权利要求12所述的方法，其特征在于，该方法还包括在一夹角以一旋转速度旋转所述第一振荡器组件，所述旋转速度比对应于谐振频率的旋转速度大，并且当所述第一振荡器在所述旋转速度旋转之后减少所述夹角。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述夹角大约为180度。
21.一种钻头，包括振荡器；第一振荡器组件，其包括第一偏心配重的转子，其具有第一偏心配重，并且设置用于绕着第一轴线在第一方向旋转；第二偏心配重的转子，其具有第二偏心配重，并且设置用于绕着轴线旋转；第一连接轴，其连接所述第一偏心配重的转子组件和所述第二偏心配重的转子；以及第一致动器，其与所述第一连接轴可操作地相关联，该致动器设置用于改变在所述第一偏心配重和所述第二偏心配重之间的夹角；第二振荡器组件，其包括第三偏心配重的转子，其具有第三偏心配重，并且设置用于绕着第二轴线在第二方向旋转，所述第二方向与所述第一方向相反；第四偏心配重的转子， 其具有第四偏心配重，并且设置用于绕着所述第二轴线旋转；第二连接轴，其连接所述第一偏心配重的转子组件和所述第二偏心配重的转子；以及第二致动器，其与所述轴可操作地相关联，并且该致动器设置用于改变在所述第三偏心配重和所述第四偏心配重之间的第二夹角；以及驱动轴，其与所述振荡器可操作地相关联，其中第一振荡器组件和第二振荡器组件的旋转将振荡力传递至所述驱动轴。
22.如权利要求21所述的钻头，其特征在于，所述第一振荡器组件和所述第二振荡器组件设置在所述驱动轴的相对侧。
全文摘要
一种振荡器组件，包括具有第一偏心配重的第一偏心配重的转子，其设置用于绕着轴线旋转；具有第二偏心配重的第二偏心配重的转子，其设置用于绕着所述轴线旋转。所述第一偏心配重的转子的旋转与所述第二偏心配重的转子的旋转相连接。一致动器设置用于改变在所述第一偏心配重和所述第二偏心配重之间的夹角。
文档编号E21B7/24GK102414392SQ201080018684
公开日2012年4月11日 申请日期2010年4月28日 优先权日2009年4月29日
发明者特雷弗·林登·莱特 申请人:长年Tm公司