[發明專利]水力壓裂弱化硬頂板鉆設裝置

有效

• 申請號: 201811246332.2
• 申請日: 2018-10-24
• 公開（公告）號: CN109113570B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 袁安營;張明;焦振華;胡浩
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: E21B7/00
• 分類號: E21B7/00;E21B10/00;E21B10/26;E21B10/42;E21B10/60
• 代理公司: 蘇州拓鴻知識產權代理有限公司 32664
• 代理人: 郭玉靜

1.水力壓裂弱化硬頂板鉆設裝置，其特征在于，其包括外鉆柱、內鉆柱、前鉆頭、擴孔鉆刃、連接座和擺動驅動機構，其中，所述內鉆柱套設在所述外鉆柱內的中空腔內，且所述內鉆柱的外壁與所述外鉆柱的內壁之間設置有腔體，所述內鉆柱的中心軸線設置有冷卻介質孔，所述內鉆柱的前端設置有所述前鉆頭，所述外鉆柱的前端設置有擴孔鉆刃，所述內鉆柱的前端伸出所述外鉆柱的前端，且所述內鉆柱與所述外鉆柱的前端內壁之間設置有彈性鉸支座，所述外鉆柱的后端伸入所述連接座內，且所述外鉆柱的后端與連接座之間采用軸承支撐設置，所述內鉆柱的后端與所述外鉆柱的后端之間設置有所述擺動驅動機構，所述連接座傳動連接至鉆孔設備的輸出端，且所述鉆孔設備能夠驅動所述外鉆柱與所述內鉆柱之間以相反的轉動方向轉動，且所述外鉆柱與所述內鉆柱之間相對轉動時，所述擺動驅動機構能夠使得所述內鉆柱以彈性鉸支座為支點做一定角度的擺動；

所述擺動驅動機構包括偏心孔座、驅動桿、滾動動力軸，其中，所述偏心孔座同軸設置在傳動圈座的圓柱腔內，所述傳動圈座的圓柱腔與所述外鉆柱同軸設置，所述偏心孔座上設置有偏心孔，且所述偏心孔的直徑大于所述內鉆柱的直徑，所述偏心孔座的后端設置有與偏心孔同心的導向驅動槽，所述導向驅動槽內導向設置有滾動動力軸，所述滾動動力軸與所述驅動桿的一端固定連接，所述驅動桿為L型桿，所述驅動桿的另一端固定連接至所述內鉆柱的外圓周壁上，且所述驅動桿的另一端沿著所述內鉆柱的徑向方向延伸，當所述內鉆柱與所述外鉆柱之間相對轉動時，所述驅動桿能夠驅動所述內鉆柱在偏心孔內擺動；

所述內鉆柱與所述外鉆柱的前端內壁之間設置的彈性鉸支座包括萬向鉸接鉸和彈簧，其中，所述彈簧設置在所述內鉆柱的外壁與所述外鉆柱的內壁之間；

所述前鉆頭包括前鉆刃和后鉆刃，其中，所述前鉆刃為圓錐結構，所述后鉆刃為從前往后設置的多組，且處于前部的后鉆刃的外徑小于處于后部的后鉆刃的外徑；

所述前鉆刃和后鉆刃的側壁上均設置有與所述冷卻介質孔連接的冷卻介質噴孔。

2.根據權利要求1所述的水力壓裂弱化硬頂板鉆設裝置，其特征在于：所述內鉆柱的擺動的角度范圍為±β，其中，β為內鉆柱的軸線與所述外鉆柱的軸線之間的夾角，β的大小為2-10°。

3.根據權利要求1所述的水力壓裂弱化硬頂板鉆設裝置，其特征在于：所述外鉆柱的后端一體設置有外徑大于外鉆柱的傳動圈座，所述擺動驅動機構設置在所述傳動圈座內，且所述傳動圈座的遠離所述外鉆柱的一端設置有與鉆孔設備傳動連接的外傳動齒，所述內鉆柱的后端設置有傳動凸座，所述傳動凸座的端部設置有與鉆孔設備傳動連接的內傳動齒。

4.根據權利要求3所述的水力壓裂弱化硬頂板鉆設裝置，其特征在于：所述連接座的后端外圓周設置有連接螺紋，所述連接座依靠連接螺紋與鉆孔設備螺紋固定連接，所述連接座與所述外鉆柱之間的軸承座的內端和外端分別設置有內密封蓋和外密封蓋。

5.根據權利要求1所述的水力壓裂弱化硬頂板鉆設裝置，其特征在于：所述滾動動力軸為耐磨材料制成。

6.根據權利要求1所述的水力壓裂弱化硬頂板鉆設裝置，其特征在于：所述滾動動力軸在所述導向驅動槽內僅可繞導向驅動槽的圓心轉動，且所述滾動動力軸與所述導向驅動槽在所述外鉆柱的軸線方向不可移動設置。