[發明專利]一種粒子式鉆井沖擊設備

有效

• 申請號: 202010015864.6
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN111101864B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 趙凱;竇亮彬;畢剛;姜海龍;曹杰
• 申請（專利權）人: 西安石油大學
• 主分類號: E21B7/18
• 分類號: E21B7/18;E21B7/24
• 代理公司: 蘇州拓云知識產權代理事務所(普通合伙) 32344
• 代理人: 趙艾亮

1.一種粒子式鉆井沖擊設備，包括固定座（4）、彈性套接機構、振動機構、鉆井柱（7）、高壓粒子鉆頭（9）、振蕩錘（10）和鉆頭（11），其特征在于，所述固定座（4）上固定連接設置有所述彈性套接機構，所述固定座的下端面采用所述振動機構（5）連接有振動盤（8），所述振動盤的中心連接有所述鉆井柱（7），所述鉆井柱（7）的下端連接有所述高壓粒子鉆頭（9），所述高壓粒子鉆頭的外周設置有向下傾斜的高壓粒子噴射孔（19），所述高壓粒子鉆頭（9）的底部固定連接有振蕩錘（10），所述振蕩錘的底部連接有鉆頭（11），所述振動盤上還設置有驅動所述鉆井柱轉動的轉動驅動機構，在鉆井時，所述鉆井柱轉動的同時，所述高壓粒子噴射孔（19）噴射高壓粒子進行沖擊鉆井，且所述鉆井柱還能夠由所述振動機構（5）驅動上下振動以便使得所述振蕩錘對井底壁進行沖擊振蕩，其中，所述鉆井柱的頂端與所述彈性套接機構密封的可上下滑動且可相對轉動的設置。

2.根據權利要求1所述的一種粒子式鉆井沖擊設備，其特征在于，所述鉆井柱（7）的中心設置有粒子液流通孔，所述彈性套接機構的內部中心套設有耐高壓連通管（17），所述耐高壓連通管的下端伸入所述鉆井柱的內部，且所述耐高壓連通管的上端與粒子液供應管（1）連通。

3.根據權利要求1所述的一種粒子式鉆井沖擊設備，其特征在于，所述振蕩錘（10）的外截面積小于所述高壓粒子鉆頭（9）的外截面積，所述鉆頭的外截面積小于所述振蕩錘（10）的外截面積。

4.根據權利要求2所述的一種粒子式鉆井沖擊設備，其特征在于，所述彈性套接機構包括上密封套（2）、外套筒（12）、下密封滑動套組件，其中，所述上密封套固定密封套設在所述外套筒上，所述外套筒（12）的下端可上下滑動且可轉動的密封套設有所述下密封滑動套組件，所述耐高壓連通管（17）上下貫穿所述上密封套（2）和下密封滑動套組件設置，且所述耐高壓連通管（17）與所述下密封滑動套組件密封且可轉動與上下移動的設置。

5.根據權利要求4所述的一種粒子式鉆井沖擊設備，其特征在于，所述上密封套（2）與所述外套筒之間設置有密封圈（13），所述上密封套的底端與所述下密封滑動套組件的頂端之間設置有套在所述外套筒內的彈簧（3）。

6.根據權利要求4所述的一種粒子式鉆井沖擊設備，其特征在于，所述下密封滑動套組件包括導向套（16）、內密封墊（15）、密封滑套（14），其中，所述鉆井柱的頂部深入固定套設在所述導向套的下端內，所述導向套（16）與所述外套筒（12）密封可相對轉動且可上下滑動設置，所述導向套（16）的頂部固定套設有密封滑套（14），所述密封滑套（14）內側位于所述導向套與所述耐高壓連通管（17）之間還密封連接有內密封墊（15）。

7.根據權利要求2所述的一種粒子式鉆井沖擊設備，其特征在于，所述高壓粒子鉆頭（9）包括粒子噴射頭本體（20）和下連連接座（21），所述粒子噴射頭本體（20）的上端與所述鉆井柱下端密封連接，且所述粒子噴射頭本體（20）的上端中心設置有錐形粒子液孔（18），所述高壓粒子噴射孔（19）圓周陣列布置在所述粒子噴射頭本體（20）上且均與所述錐形粒子液孔（18）連通，所述粒子噴射頭本體（20）的下端一體連接設置有所述下連連接座（21），所述振蕩錘（10）和鉆頭（11）均連接在所述下連連接座（21）上。

8.根據權利要求7所述的一種粒子式鉆井沖擊設備，其特征在于，所述振蕩錘（10）的中心設置有通孔，所述鉆頭向下穿過所述通孔設置，且與所述通孔之間設置有間隙。

9.根據權利要求7所述的一種粒子式鉆井沖擊設備，其特征在于，所述下連連接座內設置有定位孔（23），所述鉆頭（11）的頂端采用所述定位孔定位且由所述定位孔內的鎖緊柱（22）進行鎖緊。

10.根據權利要求2所述的一種粒子式鉆井沖擊設備，其特征在于，轉動驅動機構至少包括轉動驅動電機和齒輪（6），所述轉動驅動電機驅動所述齒輪轉動，所述齒輪固定套在所述鉆井柱上，且所述鉆井柱為可上下連接的多節。