[发明专利]一种可定向柔性破岩装置及方法

权利要求书

1.一种可定向柔性破岩装置，其特征在于，包括高压注水泵（1）、主高压连接管（2）、连接三通（3）、可膨胀高压胶管（4）、数显压力表（5）、数显压力表连接管（6）、刚性高压连接杆（7）、推进结构（8）、高频振动结构（9）和压力连续记录器（10），所述高压注水泵（1）与连接三通（3）通过主高压连接管（2）连接，所述刚性高压连接杆（7）与连接三通（3）的一端连接，所述数显压力表（5）安装在刚性高压连接杆（7）的一侧，所述数显压力表（5）通过数显压力表连接管（6）与压力连续记录器（10）连接，所述可膨胀高压胶管（4）安装在刚性高压连接杆（7）的顶部，所述推进结构（8）卡接在刚性高压连接杆（7）的外部，所述高频振动结构（9）固定在推进结构（8）的两侧；

所述可膨胀高压胶管（4）包括锥形堵头（41）、滑动密封圈（42）、扣压接头（43）、固定密封圈（44）、连接螺栓（45）、高压出水孔（46）、高承压钢丝（47）、特种橡胶（48）、管体（49），所述扣压接头（43）安装在管体（49）的顶端端部，所述扣压接头（43）上固定有连接螺栓（45），所述锥形堵头（41）通过螺纹配合安装在连接螺栓（45）顶端，所述管体（49）的上下两端管口处分别设置有滑动密封圈（42）和固定密封圈（44），所述特种橡胶（48）安装在管体（49）的空腔内部，所述高承压钢丝（47）与特种橡胶（48）为一体式结构，所述特种橡胶（48）的中心位置竖直开设有高压出水孔（46）。

2.根据权利要求1所述的可定向柔性破岩装置，其特征在于，所述推进结构（8）包括挤压杆（81）、挤压弹簧（82）、套筒（83）、异步马达（84）、弧形滚轮（85），所述挤压杆（81）贯穿安装在套筒（83）的一侧筒壁内部，所述挤压杆（81）的一端安装有滚轮架，所述弧形滚轮（85）通过轮轴配合安装在滚轮架内部，所述异步马达（84）安装滚轮架的外侧，所述异步马达（84）的输出轴与轮轴连接，所述挤压弹簧（82）弹簧套接在挤压杆（81）的另一端外部，所述挤压弹簧（82）的一端通过焊接固定在挤压杆（81）的端部侧表面上，所述挤压弹簧（82）的另一端焊接固定在套筒（83）的外壁一侧。

3.根据权利要求1所述的可定向柔性破岩装置，其特征在于，所述高频振动结构（9）包括振动头（91）、缓冲弹簧（92）、活塞杆（93）、活塞筒（94）、推动杆（95）、振动马达（96）、旋转盘（97）、连动杆（98）和固定板（99），所述固定板（99）安装在套筒（83）的外壁一侧，所述振动马达（96）固定在固定板（99）的底侧，所述旋转盘（97）安装在振动马达（96）的输出端部，所述活塞筒（94）固定在固定板（99）的顶侧，所述活塞杆（93）安装在活塞筒（94）的内部，所述推动杆（95）竖直贯穿安装在活塞筒（94）的一端筒壁内，所述推动杆（95）的顶端与活塞杆（93）的底端连接，所述推动杆（95）的底端通过螺栓与连动杆（98）的一端连接，所述连动杆（98）的另一端通过螺栓配合固定在旋转盘（97）的一侧偏心位置，所述振动头（91）的内部开设有杆槽，所述活塞杆（93）的顶端配合插接在杆槽内部，所述活塞杆（93）的顶端与杆槽的顶侧槽壁之间安装有缓冲弹簧（92）。

4.根据权利要求1所述的可定向柔性破岩装置，其特征在于，所述套筒（83）的内壁对应两侧分别设置有两弧形滚轮（85）。

5.根据权利要求1所述的可定向柔性破岩装置，其特征在于，所述弧形滚轮（85）的侧表面与刚性高压连接杆（7）的圆周面贴合。

6.根据权利要求1所述的可定向柔性破岩装置，其特征在于，所述管体（49）的底端安装有配合螺纹接头。

7.一种可定向柔性破岩方法，其特征在于，操作步骤如下：

1）施工压裂钻孔，可膨胀高压胶管（4）采用连接螺栓（45）连接后依次放入钻孔内，最外端连接刚性高压连接杆（7），再通过连接三通（3）、主高压连接管（2）连接至高压注水泵（1），数显压力表（5）和压力连续记录器（10）通过数显压力表连接管（6）连接至刚性高压连接杆（7）端部；

2）高压注水泵（1）的高压水通过主高压连接管（2）和刚性高压连接杆（7）进入可膨胀高压胶管（4）从高压出水孔（46）出，实现破岩作业；

3）在刚性高压连接杆（7）连接后，将推进结构（8）套接在在挤压弹簧（82）的配合作业下，实现弧形滚轮（85）对刚性高压连接杆（7）的夹持，在异步马达（84）的作用下，能够实现弧形滚轮（85）沿刚性高压连接杆（7）的移动，将推进结构（8）调整好位置；

4）将推进结构（8）的位置调节完毕后，两侧的高频振动结构（9）分别位于裂缝的两侧，通过振动马达（96）作业，带动旋转盘（97）旋转，在连动杆（98）的配合下，实现套筒（83）的高频底震幅的往复作业，在振动头（91）的配合下，能够提高破岩的效率。