[发明专利]水力脉冲振动冲击装置及其钻井装置

权利要求书

1.一种水力脉冲振动冲击装置，其特征在于，包括：

脉冲发生单元；所述脉冲发生单元能够周期性地改变过流面积以将流过的液体调制为脉冲射流；

轴向振动冲击单元；所述轴向振动冲击单元能被所述脉冲射流所推动做轴向往复运动。

2.如权利要求1所述的水力脉冲振动冲击装置，其特征在于，所述脉冲发生单元包括：动力机构、以及脉冲机构；所述动力机构包括涡轮定子以及涡轮转子；所述脉冲机构包括动盘阀以及固定不动的定盘阀；所述涡轮转子通过中心轴连接所述动盘阀；所述动盘阀相对于所述定盘阀转动时将过流面积改变。

3.如权利要求2所述的水力脉冲振动冲击装置，其特征在于，所述水力脉冲振动冲击装置包括外管；所述脉冲发生单元安装在所述外管内；其中，

所述动盘阀固定在所述中心轴的下端；所述动力机构固定套设于所述中心轴外；所述外管内固定有盘阀座；所述定盘阀固定在所述盘阀座中；所述动盘阀可转动地位于所述定盘阀的上方。

4.如权利要求3所述的水力脉冲振动冲击装置，其特征在于，所述中心轴外在所述动力机构的上方还套设有第一扶正轴承以及在所述动力机构的下方还套设有第二扶正轴承；所述涡轮转子和所述中心轴通过涡轮转子卡环锁紧；所述涡轮转子卡环的上方通过卡簧限位；所述涡轮定子通过涡轮定子卡环锁紧固定在所述外管内；所述涡轮定子卡环与所述外管通过螺纹连接；所述涡轮转子卡环与所述中心轴通过螺纹连接；所述中心轴的上端和所述外管之间设有悬挂转动单元。

5.如权利要求4所述的水力脉冲振动冲击装置，其特征在于，所述悬挂转动单元包括轴承座、转动轴承、轴承密封盖；所述轴承密封盖上方通过锁紧螺母固定；所述转动轴承安装在所述轴承座中并套设于所述中心轴的上端外；所述轴承密封盖配合所述轴承座下方内侧与所述中心轴之间的密封环形成U形密封。

6.如权利要求4所述的水力脉冲振动冲击装置，其特征在于，所述中心轴包括上连接段、第一直径段、锥体部、第二直径段；所述上连接段位于所述第一直径段的上方，所述悬挂转动单元套设于所述上连接段外；所述锥体部位于所述第一直径段的下方，且位于所述第二直径段的上方；所述第一直径段的直径大于所述第二直径段的直径；所述锥体部位于第一直径段形成限位台阶；所述动力机构套设于所述第一直径段外并被所述限位台阶限位；所述动盘阀连接在所述第二直径段的下端。

7.如权利要求3所述的水力脉冲振动冲击装置，其特征在于，所述动盘阀包括沿周向分布的多个第一扇形遮挡部分；沿周向相邻两个所述第一扇形遮挡部分之间具有第一扇形间隔间隙；所述第一扇形遮挡部分沿周向的至少一侧的侧壁设有连通槽；

所述动盘阀包括沿周向分布的多个第二扇形遮挡部分；沿周向相邻两个所述第二扇形遮挡部分之间具有第二扇形间隔间隙；所述第二扇形遮挡部分的形状与所述第一扇形间隔间隙的形状相匹配；所述第二扇形间隔间隙的形状与所述第一扇形遮挡部分的形状相匹配。

8.如权利要求3所述的水力脉冲振动冲击装置，其特征在于，所述轴向振动冲击单元包括冲击杆、限位套、活塞和密封环；其中，所述限位套套于所述冲击杆上，所述限位套下端与所述冲击杆转动限位配合；所述活塞与所述冲击杆连接；所述限位套与所述外管的下端通过螺纹连接；所述冲击杆的下端用于连接钻头。

9.如权利要求8所述的水力脉冲振动冲击装置，其特征在于，所述限位套和所述冲击杆的横截面为多边形结构，以形成转动限位。

10.一种水力脉冲振动冲击钻井装置，其特征在于，包括：钻头；如权利要求1至9任意一项所述的水力脉冲振动冲击装置；所述水力脉冲振动冲击装置连接在所述钻头的上方。