[发明专利]一种高压脉冲动力锤钻具

摘要

本发明公开了一种高压脉冲动力锤钻具，它包括井底高压脉冲动力装置和脉冲动力锤；低压循环钻井液通过钻杆进入井底高压脉冲动力装置，在高强度脉冲电压的作用下产生等离子体，由于等离子体具有高密度存储能和高膨胀效应的性质，使得放电通道迅速向外膨胀，在水介质中形成水中冲击波进入动力锤，动力锤在压力的作用下往复运动破碎岩石。本发明可降低钻进成本，减少了作用于碎岩的能量传输损耗，降低能耗，适用于多种复杂硬地层，提高钻进效率。

主权项

1.一种高压脉冲动力锤钻具，其特征在于：包括井底高压脉冲动力装置(2)和动力锤(29)；所述的井底高压脉冲动力装置(2)包括外壳(28)、上端盖(8)、高压脉冲发生腔、下端盖(25)和空心腔(14)；外壳(28)主体为圆柱形，外壳(28)上端和下端设置上接头(16)和下接头(15)，上接头(16)和下接头(15)分别具有内螺纹和外螺纹，外壳(28)上端两侧设有正极接线柱(17)和负极接线柱(5)，高压正电极电缆(18)和负电极电缆(11)分别从接线柱接出到地面高压脉冲电源，外壳(28)下端设置台阶，用于安置上部结构；所述的上端盖(8)为具有凸台的圆板结构，并设有中心孔(20)和环形通孔(19)，钻进液通过环形通孔(19)从钻杆进入高压脉冲发生腔，凸台上部安装单向阀；所述的单向阀由单向阀体(33)、密封圈(3)和弹簧(4)组成，单向阀体(33)在钻进液压力的作用下向下移动将入口打开，使钻进液流入；所述的下端盖(25)为平板状，在下端盖(25)中心设有与高压正电极(22)和上端盖(8)安装的中心孔(27)，中心孔(27)周围为环状的通孔(13)，作为高压的钻进液流体流出通道，固定于外壳(28)的台阶上；所述的高压脉冲发生腔包括第一绝缘隔环(9)、第二绝缘隔环(12)、第三绝缘隔环(21)、高压正电极(22)、负电极(23)、绝缘隔套(24)，第一绝缘隔环(9)、第二绝缘隔环(12)、第三绝缘隔环(21)的环状结构设有凹槽与中心孔，高压正电极(22)为中空的金属管，绝缘隔套(24)为带有中心孔的圆柱形结构，负电极(23)为薄壁筒结构；下端盖(25)顶表面从下往上依次安置中心轴(7)、第二绝缘隔环(12)、绝缘隔套(24)、高压正电极(22)、负电极(23)、第三绝缘隔环(21)和第一绝缘隔环(9)，高压正电极(22) 通过第二绝缘隔环(12)和第三绝缘隔环(21)的凹槽固定，负电极(23)通过绝缘隔套(24)和第三绝缘隔环(21)固定，第三绝缘隔环(21)和绝缘隔套(24)通过上端盖(8)、下端盖(25)与中心轴(7)压紧，高压正电极(22)和负电极(23)之间留有极间间隙(10)，产生高压等离子体；所述的空心腔(14)为外壳(28)的下端盖(25)下表面到外壳(28)的下接头(15)之间预留的钻进液流动空间；中心轴(7)上端和下端具有螺纹并用螺栓将其与上端盖(8)与下端盖(25)固定。