[0029] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0030] 实施例:如图1-11所示,一种油页岩钻孔水力开采用射流装置,该射流装置包括套壳1、套管2、摆动组件3、旋转组件4,套壳1内从左往右依次安装有套管2、旋转组件4、摆动组件3,套管2的下方安装有旋转组件4,套管2的一端安装有摆动组件3,旋转组件4使套管2进行水平方向上的角度调整,摆动组件3使套管2进行垂直方向上的角度调整。
[0031] Ⅰ号进水口3-35、Ⅱ号进水口3-36、出水口3-37、进水层4-27、出水层4-28以及动力口2-4均外接水管并与外接控制系统连接,Ⅰ号进水口3-35、Ⅱ号进水口3-36、出水口3-37、进水层4-27、出水层4-28以及动力口2-4的进出水量均有外接控制系统控制。
[0032] 摆动组件3包括曲柄摇杆机构3-1、升降支架3-2,曲柄摇杆机构3-1通过螺丝固定在套壳1侧壁上,曲柄摇杆机构3-1使升降支架3-2进行上下移动,升降支架3-2与套管2的一端滑动连接。
[0033] 曲柄摇杆机构3-1包括偏心轮3-3、连杆3-4,升降支架3-2包括支架3-5、升降器3-6,偏心轮3-3通过螺丝固定在套壳1的侧壁上,支架3-5的一端焊接在升降器3-6上,连杆3-4的一端通过卡环固定在偏心轮3-3上,连杆3-4的另一端通过卡环固定在升降器3-6上,支架
3-5与套管2滑动连接。
[0034] 支架3-5为方形支架,套管2位于方形支架内,升降器3-6包括升降壳以及升降块,升降块在升降壳内上下滑动,升降块的两个相互垂直的端面上焊接有连接柱及支架3-5,连接柱与连杆3-4通过卡环转动连接,升降壳上设置有两组滑槽,升降块通过连接柱及连杆3-4获得上下滑动的动力并在升降壳内上下滑动,支架3-5通过升降块的上下滑动带动管套2的一端上下摆动,使管套2的另一端在摆动支架4-1的支撑下进行上下的角度调整。
[0035] 偏心轮3-3包括壳体3-31、转动轴管3-32、转动轴3-34、Ⅰ号进水口3-35、Ⅱ号进水口3-36、出水口3-37,壳体3-31为圆形壳体,转动轴3-34焊接在壳体3-31的中心位置,转动轴管3-32套设在转动轴3-34上,转动轴管3-32的一端伸出偏心轮3-3,并在伸出的一端设置有偏心柱,转动轴管3-32伸出偏心轮3-3的位置设置有密封圈,通过密封圈可以防止转动舱3-38漏水,偏心柱通过卡环与连杆3-4转动连接,转动轴管3-32外壁上焊接有至少三组转动叶片3-33,转动叶片3-33远离转动轴管3-32的一端与壳体3-31的内壁紧凑配合,转动叶片
3-33、转动轴管3-32以及壳体3-31三者配合形成至少三组转动舱3-38,出水口3-37设置在壳体3-31的下端,Ⅰ号进水口3-35设置在壳体3-31的上端,Ⅰ号进水口3-35与出水口3-37之间的位置夹角为140°,Ⅱ号进水口3-36与Ⅰ号进水口3-35的位置相互对称,当套管2的前端(安装有射流头的一端2-1)需要进行上下的角度调整时,通过Ⅰ号进水口3-35往1号转动舱
3-38中注水,通过Ⅱ号进水口3-36往2号转动舱3-38中注入水,1号转动舱3-38中的水多余2号转动舱3-38,转动叶片3-33在水的重力作用下带动转动轴管3-32在壳体3-31中转动,当需要保持套管2前端的上升高度时,加大往2号转动舱3-38内的注水量,使两个转动舱3-38在水的重力作用下保持相对的平衡,使转动叶片3-33停止转动,出水口3-37设置在壳体3-
31的下端,当转动舱3-38在重力的作用下移动到底端时,通过出水口3-37使转动舱3-38中的水流出,转动叶片3-33的厚度小于进水口、出水口3-37的直径。
[0036] 旋转组件4包括摆动支架4-1、旋转台4-2,摆动支架4-1焊接在旋转台4-2的上方,摆动支架4-1与套管2的外壁固定,摆动支架4-1套设在套管2上,旋转台4-2通过螺丝固定在套壳1内壁上。
[0037] 旋转台4-2包括转动体4-21、固定体4-22,转动体4-21与固定体4-22转动连接,转动体4-21的下端面以及固定体4-22的上部侧端面分别加工有滑轨与滑槽,通过滑轨与滑槽的相互配合使转动体4-21在固定体4-22上转动,固定体4-22通过螺丝固定在套壳1内壁上,摆动支架4-1包括至少两组侧板4-11、转动支架4-12,两组侧板4-11焊接在转动体4-21上方,转动支架4-12转动安装在两组侧板4-11之间。
[0038] 转动体4-21的下方中心位置焊接有转轴4-23,转轴4-23的另一端转动安装在固定体4-22上,转轴4-23上焊接有至少三组推力扇叶4-24,转动体4-21、转轴4-23、推力扇叶4-24以及固定体4-22四者相互配合形成至少三组推力舱4-25,推力扇叶4-24的两侧端面上均加工有至少四组水口4-26。
[0039] 固定体4-22上设置有分层,分层包括进水层4-27、出水层4-28,转轴4-23贯穿分层,转轴4-23上加工有进水孔以及出水孔,进水孔位于进水层4-27内,出水孔位于出水层4-28内,两侧端面上水口4-26分别为动力水口4-29、平衡水口4-30,动力水口4-29的开口方向向下倾斜30°,平衡水口4-30的开口处设置有圆角。
[0040] 推力舱4-25通过动力水口4-29将其内部灌满水,进水层4-27为动力水口4-29提供高压水流并从动力水口4-29处喷射出去,动力水口4-29的开口方向倾斜向下,从动力水口4-29喷射处的高压水流冲击固定体4-22的内部,推力扇叶4-24在高压水流的冲力作用下进行旋转,平衡水口4-30为出水口,通过平衡水口4-30使推力舱4-25中的水压保持一个平衡,防止推力扇叶4-24在不平衡的水压的作用下发生形变。
[0041] 套管2内设置有射流管2-2,射流管2-2的前端通过螺纹固定有射流头2-1,射流管2-2的外壁焊接有推动板2-3,射流管2-2通过推动板2-3在套管2内滑动,推动板2-3与套管2的内壁紧凑配合,套管2的两端加工有至少两组动力口2-4,射流管2-2从外接的高压水泵中获得高压水流并通过射流头2-1处将高压水流喷射出去,射流头2-1的内部设计呈往内突出的弧形,使射流头2-1处的水流通道变窄,使射流头2-1处喷射出的水流压力增加,推动板2-
3与套管2的内壁紧凑配合,通过动力口2-4往套管2中注水,使推动板2-3在水的推动下带动射流管2-2进行移动,通过两组不同的动力口2-4使射流管2-2在套管2内伸出或缩回,以满足对不同距离的油页岩的水力冲击。
[0042] 进一步的优化,射流管2-2与射流头2-1之间通过螺纹固定有增压机构,增压机构包括增压壳2-5、至少四组支撑板2-6、至少四组增压板2-7,增压壳2-5位于套壳1的外侧,支撑板2-6焊接在增压壳2-5的内壁上,增压板2-7位于支撑板2-6的中间位置,增压壳2-5、支撑板2-6以及增压板2-7三者配合形成至少四组增压舱,增压壳2-5、支撑板2-6的材质硬度远大于增压板2-7的材质硬度,而且增压板2-7在增压舱的压力作用下会发生形变,并往增压壳2-5的内部突出,四组增压板2-7往内突出时形成一个圆形通道;
[0043] 支撑板2-6上焊接有支撑柱,而且增压板2-7的两端加工有滑槽,增压板2-7通过滑槽与支撑柱安装在支撑板2-6的中间位置,增压壳2-5靠近套管2的一侧端面加工有四个注水孔,套管2内设置有与四个注水孔相对应的供水管,四组增压板2-7在常压状态下与支撑板2-6相互配合形成的通道与射流管2-2的内部通道大小相同;
[0044] 常压状态下,增压舱内部的压力大小与射流管2-2内的水压大小相同,当需要提高射流头2-1处射出的水压时,通过不断往增压舱内部注水,使得增压舱内部的水压大于射流管2-2内部的水压以及增压板2-7的反弹性形变力,使得增压板2-7在高压水的压迫下发生形变,并往增压壳2-5的内部突出,使得四组增压板2-7相互紧凑接触并形成一个新的高压水流通道,且新的水流通道的内径小于射流管2-2的内径,通过变窄的水流通道使得射流头2-1处的水压增压,而且提高对油页岩的效率。
[0045] 本发明的工作原理:
[0046] 套壳1内从左往右依次安装有套管2、旋转组件4、摆动组件3,套管2的下方安装有旋转组件4,套管2的一端安装有摆动组件3,旋转组件4使套管2进行水平方向上的角度调整,摆动组件3使套管2进行垂直方向上的角度调整。
[0047] 曲柄摇杆机构3-1通过螺丝固定在套壳1侧壁上,曲柄摇杆机构3-1使升降支架3-2进行上下移动,升降支架3-2与套管2的一端滑动连接。
[0048] 偏心轮3-3固定在套壳1的侧壁上,支架3-5的一端焊接在升降器3-6上,连杆3-4的一端通过卡环固定在偏心轮3-3上,连杆3-4的另一端通过卡环固定在升降器3-6上,支架3-5与套管2滑动连接。
[0049] 支架3-5为方形支架,套管2位于方形支架内,升降器3-6包括升降壳以及升降块,升降块在升降壳内上下滑动,升降块的两个相互垂直的端面上焊接有连接柱及支架3-5,连接柱与连杆3-4通过卡环转动连接,升降壳上设置有两组滑槽,升降块通过连接柱及连杆3-4获得上下滑动的动力并在升降壳内上下滑动,支架3-5通过升降块的上下滑动带动管套2的一端上下摆动,使管套2的另一端在摆动支架4-1的支撑下进行上下的角度调整。
[0050] 壳体3-31为圆形壳体,转动轴3-34焊接在壳体3-31的中心位置,转动轴管3-32套设在转动轴3-34上,转动轴管3-32的一端伸出偏心轮3-3,并在伸出的一端设置有偏心柱,转动轴管3-32伸出偏心轮3-3的位置设置有密封圈,通过密封圈可以防止转动舱3-38漏水,偏心柱通过卡环与连杆3-4转动连接,转动轴管3-32外壁上焊接有至少三组转动叶片3-33,转动叶片3-33远离转动轴管3-32的一端与壳体3-31的内壁紧凑配合,转动叶片3-33、转动轴管3-32以及壳体3-31三者配合形成至少三组转动舱3-38,出水口3-37设置在壳体3-31的下端,Ⅰ号进水口3-35设置在壳体3-31的上端,Ⅰ号进水口3-35与出水口3-37之间的位置夹角为140°,Ⅱ号进水口3-36与Ⅰ号进水口3-35的位置相互对称,当套管2的前端(安装有射流头的一端2-1)需要进行上下的角度调整时,通过Ⅰ号进水口3-35往1号转动舱3-38中注水,通过Ⅱ号进水口3-36往2号转动舱3-38中注入水,1号转动舱3-38中的水多余2号转动舱3-38,转动叶片3-33在水的重力作用下带动转动轴管3-32在壳体3-31中转动,当需要保持套管2前端的上升高度时,加大往2号转动舱3-38内的注水量,使两个转动舱3-38在水的重力作用下保持相对的平衡,使转动叶片3-33停止转动,出水口3-37设置在壳体3-31的下端,当转动舱3-38在重力的作用下移动到底端时,通过出水口3-37使转动舱3-38中的水流出,转动叶片3-33的厚度小于进水口、出水口3-37的直径。
[0051] 旋转组件4包括摆动支架4-1、旋转台4-2,摆动支架4-1焊接在旋转台4-2的上方,摆动支架4-1与套管2的外壁固定,摆动支架4-1套设在套管2上,旋转台4-2通过螺丝固定在套壳1内壁上。
[0052] 转动体4-21与固定体4-22转动连接,转动体4-21的下端面以及固定体4-22的上部侧端面分别加工有滑轨与滑槽,通过滑轨与滑槽的相互配合使转动体4-21在固定体4-22上转动,固定体4-22通过螺丝固定在套壳1内壁上,摆动支架4-1包括至少两组侧板4-11、转动支架4-12,两组侧板4-11焊接在转动体4-21上方,转动支架4-12转动安装在两组侧板4-11之间。
[0053] 转动体4-21的下方中心位置焊接有转轴4-23,转轴4-23的另一端转动安装在固定体4-22上,转轴4-23上焊接有至少三组推力扇叶4-24,转动体4-21、转轴4-23、推力扇叶4-24以及固定体4-22四者相互配合形成至少三组推力舱4-25,推力扇叶4-24的两侧端面上均加工有至少四组水口4-26。
[0054] 固定体4-22上设置有分层,分层包括进水层4-27、出水层4-28,转轴4-23贯穿分层,转轴4-23上加工有进水孔以及出水孔,进水孔位于进水层4-27内,出水孔位于出水层4-28内,两侧端面上水口4-26分别为动力水口4-29、平衡水口4-30,动力水口4-29的开口方向向下倾斜30°,平衡水口4-30的开口处设置有圆角。
[0055] 推力舱4-25通过动力水口4-29将其内部灌满水,进水层4-27为动力水口4-29提供高压水流并从动力水口4-29处喷射出去,动力水口4-29的开口方向倾斜向下,从动力水口4-29喷射处的高压水流冲击固定体4-22的内部,推力扇叶4-24在高压水流的冲力作用下进行旋转,平衡水口4-30为出水口,通过平衡水口4-30使推力舱4-25中的水压保持一个平衡,防止推力扇叶4-24在不平衡的水压的作用下发生形变。
[0056] 套管2内设置有射流管2-2,射流管2-2的前端通过螺纹固定有射流头2-1,射流管2-2的外壁焊接有推动板2-3,射流管2-2通过推动板2-3在套管2内滑动,推动板2-3与套管2的内壁紧凑配合,套管2的两端加工有至少两组动力口2-4,射流管2-2从外接的高压水泵中获得高压水流并通过射流头2-1处将高压水流喷射出去,射流头2-1的内部设计呈往内突出的弧形,使射流头2-1处的水流通道变窄,使射流头2-1处喷射出的水流压力增加,推动板2-
3与套管2的内壁紧凑配合,通过动力口2-4往套管2中注水,使推动板2-3在水的推动下带动射流管2-2进行移动,通过两组不同的动力口2-4使射流管2-2在套管2内伸出或缩回,以满足对不同距离的油页岩的水力冲击。
[0057] 射流管2-2在套管2以及支架3-5的带动下进行上下的角度调整,射流管2-2在旋转台4-2的带动下进行水平方向上的角度调整,射流管2-2在推动板2-3以及动力口2-4的作用下进行伸缩长度的调整。
[0058] 进一步的优化,射流管2-2与射流头2-1之间通过螺纹固定有增压机构,增压机构包括增压壳2-5、至少四组支撑板2-6、至少四组增压板2-7,增压壳2-5位于套壳1的外侧,增压壳2-5、支撑板2-6以及增压板2-7三者配合形成至少四组增压舱,增压壳2-5、支撑板2-6的材质硬度远大于增压板2-7的材质硬度,而且增压板2-7在增压舱的压力作用下会发生形变,并往增压壳2-5的内部突出,四组增压板2-7往内突出时形成一个圆形通道;
[0059] 支撑板2-6上焊接有支撑柱,而且增压板2-7的两端加工有滑槽,增压壳2-5靠近套管2的一侧端面加工有四个注水孔,套管2内设置有与四个注水孔相对应的供水管,四组增压板2-7在常压状态下与支撑板2-6相互配合形成的通道与射流管2-2的内部通道大小相同;
[0060] 常压状态下,增压舱内部的压力大小与射流管2-2内的水压大小相同,当需要提高射流头2-1处射出的水压时,通过不断往增压舱内部注水,使得增压舱内部的水压大于射流管2-2内部的水压以及增压板2-7的反弹性形变力,使得增压板2-7在高压水的压迫下发生形变,并往增压壳2-5的内部突出,使得四组增压板2-7相互紧凑接触并形成一个新的高压水流通道,且新的水流通道的内径小于射流管2-2的内径,通过变窄的水流通道使得射流头2-1处的水压增压,而且提高对油页岩的效率。
[0061] 对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。