[发明专利]水力压裂弱化硬顶板钻设装置

权利要求书

1.水力压裂弱化硬顶板钻设装置，其特征在于，其包括外钻柱、内钻柱、前钻头、扩孔钻刃、连接座和摆动驱动机构，其中，所述内钻柱套设在所述外钻柱内的中空腔内，且所述内钻柱的外壁与所述外钻柱的内壁之间设置有腔体，所述内钻柱的中心轴线设置有冷却介质孔，所述内钻柱的前端设置有所述前钻头，所述外钻柱的前端设置有扩孔钻刃，所述内钻柱的前端伸出所述外钻柱的前端，且所述内钻柱与所述外钻柱的前端内壁之间设置有弹性铰支座，所述外钻柱的后端伸入所述连接座内，且所述外钻柱的后端与连接座之间采用轴承支撑设置，所述内钻柱的后端与所述外钻柱的后端之间设置有所述摆动驱动机构，所述连接座传动连接至钻孔设备的输出端，且所述钻孔设备能够驱动所述外钻柱与所述内钻柱之间以相反的转动方向转动，且所述外钻柱与所述内钻柱之间相对转动时，所述摆动驱动机构能够使得所述内钻柱以弹性铰支座为支点做一定角度的摆动；

所述摆动驱动机构包括偏心孔座、驱动杆、滚动动力轴，其中，所述偏心孔座同轴设置在传动圈座的圆柱腔内，所述传动圈座的圆柱腔与所述外钻柱同轴设置，所述偏心孔座上设置有偏心孔，且所述偏心孔的直径大于所述内钻柱的直径，所述偏心孔座的后端设置有与偏心孔同心的导向驱动槽，所述导向驱动槽内导向设置有滚动动力轴，所述滚动动力轴与所述驱动杆的一端固定连接，所述驱动杆为L型杆，所述驱动杆的另一端固定连接至所述内钻柱的外圆周壁上，且所述驱动杆的另一端沿着所述内钻柱的径向方向延伸，当所述内钻柱与所述外钻柱之间相对转动时，所述驱动杆能够驱动所述内钻柱在偏心孔内摆动；

所述内钻柱与所述外钻柱的前端内壁之间设置的弹性铰支座包括万向铰接铰和弹簧，其中，所述弹簧设置在所述内钻柱的外壁与所述外钻柱的内壁之间；

所述前钻头包括前钻刃和后钻刃，其中，所述前钻刃为圆锥结构，所述后钻刃为从前往后设置的多组，且处于前部的后钻刃的外径小于处于后部的后钻刃的外径；

所述前钻刃和后钻刃的侧壁上均设置有与所述冷却介质孔连接的冷却介质喷孔。

2.根据权利要求1所述的水力压裂弱化硬顶板钻设装置，其特征在于：所述内钻柱的摆动的角度范围为±β，其中，β为内钻柱的轴线与所述外钻柱的轴线之间的夹角，β的大小为2-10°。

3.根据权利要求1所述的水力压裂弱化硬顶板钻设装置，其特征在于：所述外钻柱的后端一体设置有外径大于外钻柱的传动圈座，所述摆动驱动机构设置在所述传动圈座内，且所述传动圈座的远离所述外钻柱的一端设置有与钻孔设备传动连接的外传动齿，所述内钻柱的后端设置有传动凸座，所述传动凸座的端部设置有与钻孔设备传动连接的内传动齿。

4.根据权利要求3所述的水力压裂弱化硬顶板钻设装置，其特征在于：所述连接座的后端外圆周设置有连接螺纹，所述连接座依靠连接螺纹与钻孔设备螺纹固定连接，所述连接座与所述外钻柱之间的轴承座的内端和外端分别设置有内密封盖和外密封盖。

5.根据权利要求1所述的水力压裂弱化硬顶板钻设装置，其特征在于：所述滚动动力轴为耐磨材料制成。

6.根据权利要求1所述的水力压裂弱化硬顶板钻设装置，其特征在于：所述滚动动力轴在所述导向驱动槽内仅可绕导向驱动槽的圆心转动，且所述滚动动力轴与所述导向驱动槽在所述外钻柱的轴线方向不可移动设置。