本發(fā)明屬于鉆采技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種水動(dòng)力石油鉆機(jī)及其工作方法。

背景技術(shù)：

在石油鉆井中，帶動(dòng)鉆具破碎地質(zhì)層，向地下鉆進(jìn)，鉆出規(guī)定深度的井眼，供采油機(jī)或采氣機(jī)獲取石油或天然氣。鉆頭通過(guò)鉆桿給其壓力和轉(zhuǎn)動(dòng)力矩而進(jìn)行鉆采，鉆桿通過(guò)地面上的設(shè)備使鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)，鉆采到一定深度后，這時(shí)，地面上的設(shè)備給鉆桿的力，再通過(guò)鉆桿傳送到鉆頭就非常微弱了，隨著井深度的不停增加，而更加減弱，再加上鉆桿越來(lái)越長(zhǎng)，不能再往上增加較大的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，否則鉆桿會(huì)擰壞。

為了解決這些問(wèn)題，本領(lǐng)域技術(shù)人員，在石油采鉆中常用的八大系統(tǒng)：起升系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、鉆井液循環(huán)系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)顯示儀表、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、鉆機(jī)底座、鉆機(jī)輔助設(shè)備系統(tǒng)上，甚止在鉆桿的質(zhì)量、結(jié)構(gòu)、工藝上、在鉆頭和鉆機(jī)的結(jié)構(gòu)和功能上進(jìn)行創(chuàng)新和改進(jìn)，雖然起到了一些改善作用，但并沒(méi)有根本解決問(wèn)題，而且增加了鉆機(jī)的制造成本和復(fù)雜成度，增加了采鉆工作的復(fù)雜性、故障率。

鉆井液是鉆探過(guò)程中，使用的循環(huán)沖洗介質(zhì)，鉆井液是鉆井的血液，又稱鉆孔沖洗液，鉆井液按組成成分可分為清水、泥漿、無(wú)粘土相沖洗液、乳狀液、泡沫和壓縮空氣等。清水是使用最早的鉆井液，無(wú)需處理，使用方便，獲得容易，成本低。在使用鉆井液的過(guò)程中已經(jīng)人為地造成了水的降落和升起，可以利用這種水的降落和升起做功，一舉兩得，既清除了井下的沙石泥土又帶動(dòng)了鉆頭的旋轉(zhuǎn)。

另外，石油鉆機(jī)在工作過(guò)程中，常常伴隨著水，尤其是海底作業(yè)，更是避不開(kāi)水，而電和使用電的設(shè)備又非常怕水。

所以發(fā)明一種不用電做鉆頭的動(dòng)力、將鉆桿為鉆頭提供轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的功能去掉、利用鉆井過(guò)程中必不可少的鉆井液的下升降落循環(huán)為鉆頭提供轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的水動(dòng)力石油鉆井鉆機(jī)，就顯得非常必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種水動(dòng)力石油鉆機(jī)及其工作方法，減去鉆桿為鉆頭提供轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的功能，順路搭車?yán)勉@井液的升降之能量，使石油鉆機(jī)在井底即可獲得轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的動(dòng)力，避免了電器與鉆桿在深井中所帶來(lái)的諸多不方便，大大增加了鉆井的深度。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。

水動(dòng)力石油鉆機(jī)，其包括，正反轉(zhuǎn)鉆頭1，水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置2，鉆桿3，鉆井液循環(huán)系統(tǒng)4。

所述正反轉(zhuǎn)鉆頭1，其包括，鉆頭本體11，安裝螺栓孔12，噴水孔13，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)鉆齒或鉆刀14，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)鉆齒或鉆刀15，水流通道16。

所述水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置2，其包括，轉(zhuǎn)芯21，水活動(dòng)塞22，上密封蓋23，下密封蓋24，活塞外殼25。

所述轉(zhuǎn)芯21，其包括，轉(zhuǎn)芯體211，轉(zhuǎn)芯上軸212，轉(zhuǎn)芯下軸213，轉(zhuǎn)芯螺紋槽214，轉(zhuǎn)芯中空水道215。

所述水活動(dòng)塞22，其包括活塞體221，密封片222，固定槽223，銷224，銷絲扣225，銷孔226，儲(chǔ)油槽227。

所述活塞外殼25，其包括外殼本體251，固定銷252，上油孔253。

正反轉(zhuǎn)鉆頭1安裝在水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置2的轉(zhuǎn)芯下軸213上，正反轉(zhuǎn)鉆頭1的水流通道16與水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置2的轉(zhuǎn)芯21的轉(zhuǎn)芯中空水道215相連相通，鉆桿（3）固定安裝在水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置（2）的活塞外殼（25）上端，鉆井液循環(huán)系統(tǒng)4通過(guò)鉆井液為水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置2提供高勢(shì)能水，或加壓設(shè)備加壓后的高壓水。

所述鉆頭本體11為石油鉆頭常用的各種鉆頭，鉆頭本體11通過(guò)安裝螺栓孔12由螺栓與水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置2的轉(zhuǎn)芯下軸213固定連接，正反轉(zhuǎn)鉆頭1的水流通道16與轉(zhuǎn)芯下軸213的排水通道相通，噴水孔13設(shè)置為三至十九個(gè)，根據(jù)鉆頭的大小、地質(zhì)層的種類、鉆頭轉(zhuǎn)速、高勢(shì)能水的勢(shì)能大小、水的加壓程度確定噴水孔13的數(shù)量，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)鉆齒或鉆刀14和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)鉆齒或鉆刀15左右鏡像對(duì)稱，當(dāng)水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置2帶動(dòng)正反轉(zhuǎn)鉆頭1順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)鉆齒或鉆刀14的鋒刃面鑿咬地質(zhì)層，進(jìn)行工作，當(dāng)水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置2帶動(dòng)正反轉(zhuǎn)鉆頭1逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)鉆齒或鉆刀15的鋒刃面鑿咬地質(zhì)層，進(jìn)行工作。

水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置2的轉(zhuǎn)芯21在水活動(dòng)塞22中，轉(zhuǎn)芯21的轉(zhuǎn)芯上軸212插在上密封蓋23的中心孔中，可順時(shí)針逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)芯21的旋轉(zhuǎn)不帶動(dòng)鉆桿3旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)芯21的轉(zhuǎn)芯下軸213插在下密封蓋4的中心孔中，從下密封蓋4的中心孔中伸出，伸出部分與正反轉(zhuǎn)鉆頭1通過(guò)螺栓固定相連，轉(zhuǎn)芯21與正反轉(zhuǎn)鉆頭1可同步同速旋轉(zhuǎn)。

所述密封片222安裝在活塞體221兩端，盡量阻止活塞內(nèi)一端的水進(jìn)入另一端。

在水活動(dòng)塞22的正中水位置，留有銷孔226，銷孔內(nèi)安裝有銷224，銷224從銷孔226內(nèi)伸出，銷224尖頂頂在轉(zhuǎn)芯螺紋槽214的槽底，通過(guò)銷絲扣225的旋進(jìn)旋出，調(diào)整銷224與轉(zhuǎn)芯螺紋槽214的槽底的緊挨程度，為了增加靈活性，銷224在銷孔226內(nèi)可轉(zhuǎn)動(dòng)，為了減少磨擦力，銷224挨在轉(zhuǎn)芯螺紋槽214的槽底部的部分為尖型，銷絲扣225緊挨銷224的部分也為尖型。

水活動(dòng)塞22上下移動(dòng)時(shí)，銷224在轉(zhuǎn)芯螺紋槽214里，播動(dòng)轉(zhuǎn)芯21順時(shí)針和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。

所述固定銷252與固定槽223形狀相同，插進(jìn)固定槽223內(nèi)，使活塞外殼25與水活動(dòng)塞22不會(huì)互相轉(zhuǎn)動(dòng)，上油孔253與儲(chǔ)油槽227相對(duì)，可向油槽227注入潤(rùn)滑油。上油孔253進(jìn)油后密封，儲(chǔ)油槽227里的油隨著水活動(dòng)塞22的使用而慢慢消耗。

所述的上密封蓋23，其包括，上同活塞部分232，上同轉(zhuǎn)芯部份233，上轉(zhuǎn)芯軸插槽234，上密封圈235。上同活塞部分232與水活動(dòng)塞22的外圈直徑相同，上同轉(zhuǎn)芯部份233與轉(zhuǎn)芯21的外圈直徑相同，上密封圈235套在上同活塞部分232的外圈上，與活塞外殼25的上邊內(nèi)圓邊相挨，并使活塞外殼25與上密封蓋23緊固、密封相連接。

所述的下密封蓋24，其包括，下密封蓋部分241，下同活塞部分242，下同轉(zhuǎn)芯部份243，下轉(zhuǎn)芯軸插孔244，下密封圈245。下密封蓋部分241與活塞外殼25的外圈直徑相同，下同活塞部分242與水活動(dòng)塞22的外圈直徑相同，下同轉(zhuǎn)芯部份243與轉(zhuǎn)芯21的外圈直徑相同，下密封圈245套在下密封蓋部分241的上端和下同活塞部分242的外圈上，與活塞外殼25的下邊內(nèi)圓邊相挨，并使活塞外殼25與下密封蓋4緊固、密封相連接。

水動(dòng)力石油鉆機(jī)的工作方法：

地面上依然采用本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)員熟知的石油鉆機(jī)設(shè)施，在鉆桿3與正反轉(zhuǎn)鉆頭1之間增加一個(gè)水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置2，鉆桿3與水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置2的活塞外殼25固定連接，正反轉(zhuǎn)鉆頭1與水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置2的轉(zhuǎn)芯21的轉(zhuǎn)芯下軸211固定連接。

水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置2里的轉(zhuǎn)芯21上設(shè)置有轉(zhuǎn)芯螺紋槽214，水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置2里的水活動(dòng)塞22上設(shè)置有銷224，銷224插在轉(zhuǎn)芯螺紋槽214上，當(dāng)水活動(dòng)塞22上下運(yùn)動(dòng)時(shí)可使水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置2的轉(zhuǎn)芯21順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)正反轉(zhuǎn)鉆頭1順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，鉆桿3和水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置2的其它部分不旋轉(zhuǎn)。

鉆井液循環(huán)系統(tǒng)4從地面向水動(dòng)力旋裝置2里的水活動(dòng)塞22上下兩端的空倉(cāng)內(nèi)，交替輸送高勢(shì)能水，或加壓設(shè)備加壓后的高壓水，在不用電的前提下，可用液流開(kāi)關(guān)裝置與水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置2互動(dòng)，來(lái)推水活動(dòng)塞上下運(yùn)動(dòng)，在用電的前提下，可用電磁閥交替向水活動(dòng)塞兩端的空倉(cāng)內(nèi)輸送高勢(shì)能水，或加壓設(shè)備加壓后的高壓水，電磁閥由安裝在水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置2上下兩端密封蓋里的微動(dòng)開(kāi)關(guān)，或者碰撞傳感器，或者光電傳感器控制其開(kāi)關(guān)。

推動(dòng)水活動(dòng)塞22做功后的高勢(shì)能水，或加壓設(shè)備加壓后的高壓水，通過(guò)管道進(jìn)入轉(zhuǎn)芯21中心的轉(zhuǎn)芯中空水道215，管道上安裝有單向閥（止回閥），從轉(zhuǎn)芯21中心的轉(zhuǎn)芯中空水道215里流出的水進(jìn)入正反轉(zhuǎn)鉆頭1的水流通道16中，水從正反轉(zhuǎn)鉆頭3排出，進(jìn)入井底，進(jìn)入井底的水由鉆井液循環(huán)系統(tǒng)4進(jìn)行泥沙清除后變?yōu)槟嗌碀{提升回地面。

當(dāng)水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置2帶動(dòng)正反轉(zhuǎn)鉆頭1順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)鉆齒或鉆刀14的鋒刃面鑿咬地質(zhì)層，進(jìn)行工作，當(dāng)水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置2帶動(dòng)正反轉(zhuǎn)鉆頭1逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)鉆齒或鉆刀15的鋒刃面鑿咬地質(zhì)層，進(jìn)行工作。

本發(fā)明的有益效果。

在石油鉆井過(guò)程中，水或者水的復(fù)合物做為鉆井液循環(huán)系統(tǒng)的鉆井液必不可少，既然必不可少，那我們可以充分利用水或者水的復(fù)合物來(lái)進(jìn)行更多的工作，本發(fā)明利用水和水的復(fù)合物在鉆井中做了以下三件事：第一件事，利用地面相對(duì)于井底的高勢(shì)能，為鉆頭提供鑿咬地質(zhì)層的動(dòng)力；第二件事，去掉鉆桿傳送轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的功能，由地面將動(dòng)能傳給水或水的復(fù)合物，由水或水的復(fù)合物通過(guò)地球的吸引力將水或水的復(fù)合物送達(dá)給鉆頭，根本解決了打井打的太深后，鉆桿傳送轉(zhuǎn)動(dòng)力矩所帶來(lái)的諸多問(wèn)題，從而也解決了現(xiàn)有技術(shù)中打井深度的主要限止因素，使打井深度除了地質(zhì)層本身的因素外可大大提高，而且地面?zhèn)魉徒o水或水的復(fù)合物的能量一點(diǎn)也不會(huì)損耗；第三件事，清潔井底，帶出巖屑，避免鉆頭過(guò)熱和重復(fù)切削。

本發(fā)明的有益效果具體可列舉以下幾個(gè)方面。

1、水或水的復(fù)合物在一個(gè)密封的倉(cāng)室內(nèi)通過(guò)，使倉(cāng)室內(nèi)的轉(zhuǎn)芯旋轉(zhuǎn)，讓水的勢(shì)能轉(zhuǎn)變成機(jī)械旋轉(zhuǎn)能，幾乎沒(méi)有什么遺漏地充分利用水的勢(shì)能和地面設(shè)備加給水的能量而鉆頭提供能量。

2、用水或水的復(fù)合物為鉆頭提供動(dòng)力，從而代替電力、代替電機(jī)、鉆桿為鉆頭提供動(dòng)力。

3、去掉鉆桿為鉆頭提供旋轉(zhuǎn)力矩動(dòng)力的功能，從而也去掉了鉆桿對(duì)打井深度的一些限止，使打井深度在現(xiàn)有的技術(shù)條件下能有較大的突破。

4、本發(fā)明順路搭車?yán)昧怂蛩膹?fù)合物，不影響水或水的復(fù)合物做為打井中必不可少的鉆井液循環(huán)系統(tǒng)中的其它各種功能。

5、本發(fā)明的鉆頭順時(shí)針旋轉(zhuǎn)工作和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)工作交替進(jìn)行，可促進(jìn)鉆進(jìn)、防止鉆頭與地質(zhì)層打別、打偏。

6、本發(fā)明的鉆頭順時(shí)針旋轉(zhuǎn)工作和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)工作交替進(jìn)行，又有間隔時(shí)間，再加上水流通道的豐富，根除了鉆頭發(fā)熱而易損的問(wèn)題，減輕鉆頭工作鋒面的磨損，增加了鉆頭的壽命，增加了一個(gè)鉆頭打井的深度，減少了更換鉆頭的次數(shù)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明示意圖。

圖2為本發(fā)明正反轉(zhuǎn)鉆頭示意圖。

圖3為本發(fā)明水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置示意圖。

圖4為本發(fā)明水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)芯示意圖。

圖5為本發(fā)明水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)芯螺紋槽示意圖。

圖6為本發(fā)明水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置的水活動(dòng)塞主視示意圖。

圖7為本發(fā)明水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置的水活動(dòng)塞俯視剖面示意圖。

圖8為本發(fā)明水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置的活塞外殼主視示意圖。

圖9為本發(fā)明水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置的活塞外殼俯視示意圖。

圖10為本發(fā)明水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置的上密封蓋示意圖。

圖11為本發(fā)明水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置的下密封蓋示意圖。

圖12為本發(fā)明用的實(shí)施例電磁閥控制水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置及鉆頭旋轉(zhuǎn)例子的示意圖。

圖13、圖14為本發(fā)明的實(shí)施例液流裝置控制水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置及鉆頭旋轉(zhuǎn)例子的示意圖。

圖15為本發(fā)明液流裝置的實(shí)施例示液流開(kāi)關(guān)裝置示意圖。

其圖中，1-正反轉(zhuǎn)鉆頭，11-鉆頭本體，12-安裝螺栓孔，13-噴水孔，14-順時(shí)針旋轉(zhuǎn)鉆齒或鉆刀，15-逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)鉆齒或鉆刀，16-水流通道，2-水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置，21-轉(zhuǎn)芯，211-轉(zhuǎn)芯體，212-轉(zhuǎn)芯上軸，213-轉(zhuǎn)芯下軸，214-轉(zhuǎn)芯螺紋槽，215-轉(zhuǎn)芯中空水道，22-水活動(dòng)塞，221-活塞體，222-密封片，223-固定槽，224-銷，225-銷絲扣，226-銷孔，227-儲(chǔ)油槽，23-上密封蓋，231-上密封蓋部分，232-上同活塞部分，233-上同轉(zhuǎn)芯部份，234-上轉(zhuǎn)芯軸插槽，235-上密封圈，24-下密封蓋，241-下密封蓋部分，242-下同活塞部分，243-下同轉(zhuǎn)芯部份，244-下轉(zhuǎn)芯軸插槽，245-下密封圈，25-活塞外殼，251-外殼本體，252-固定銷，253-上油孔，3-鉆桿，4-鉆井液循環(huán)系統(tǒng)，6-液流開(kāi)關(guān)裝置，61-開(kāi)關(guān)外殼，62-開(kāi)關(guān)活塞，63-減震片，64-矯正彈簧穴，65-矯正彈簧，91-下微動(dòng)開(kāi)關(guān)，92-上微動(dòng)開(kāi)關(guān)，93-直流電磁閥，94-上直流電磁閥連接管，95-下直流電磁閥連接管。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1所示，水動(dòng)力石油鉆機(jī)，其包括，正反轉(zhuǎn)鉆頭1，水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置2，鉆桿3，鉆井液循環(huán)系統(tǒng)4。

如圖2所示，所述正反轉(zhuǎn)鉆頭1，其包括，鉆頭本體11，安裝螺栓孔12，噴水孔13，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)鉆齒或鉆刀14，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)鉆齒或鉆刀15，水流通道16。

如圖3所示，所述水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置2，其包括，轉(zhuǎn)芯21，水活動(dòng)塞22，上密封蓋23，下密封蓋24，活塞外殼25。

如圖4、圖5所示，所述轉(zhuǎn)芯21，其包括，轉(zhuǎn)芯體211，轉(zhuǎn)芯上軸212，轉(zhuǎn)芯下軸213，轉(zhuǎn)芯螺紋槽214，轉(zhuǎn)芯中空水道215。

如圖6、圖7所示，所述水活動(dòng)塞22，其包括活塞體221，密封片222，固定槽223，銷224，銷絲扣225，銷孔226，儲(chǔ)油槽227。

如圖8、圖9所示，所述活塞外殼25，其包括外殼本體251，固定銷252，上油孔253。

如圖3、圖10所示，所述的上密封蓋23，其包括，上同活塞部分232，上同轉(zhuǎn)芯部份233，上轉(zhuǎn)芯軸插槽234，上密封圈235。上同活塞部分232與水活動(dòng)塞22的外圈直徑相同，上同轉(zhuǎn)芯部份233與轉(zhuǎn)芯21的外圈直徑相同，上密封圈235套在上同活塞部分232的外圈上，與活塞外殼25的上邊內(nèi)圓邊相挨，并使活塞外殼25與上密封蓋23緊固、密封相連接。

如圖3、圖11所示，所述的下密封蓋24，其包括，下密封蓋部分241，下同活塞部分242，下同轉(zhuǎn)芯部份243，下轉(zhuǎn)芯軸插槽244，下密封圈245。下密封蓋部分241與活塞外殼25的外圈直徑相同，下同活塞部分242與水活動(dòng)塞22的外圈直徑相同，下同轉(zhuǎn)芯部份243與轉(zhuǎn)芯21的外圈直徑相同，下密封圈245套在下密封蓋部分241的上端和下同活塞部分242的外圈上，與活塞外殼25的下邊內(nèi)圓邊相挨，并使活塞外殼25與下密封蓋4緊固、密封相連接。

如圖1、圖2、圖3、圖4所示，正反轉(zhuǎn)鉆頭1安裝在水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置2的轉(zhuǎn)芯下軸213上，正反轉(zhuǎn)鉆頭1的水流通道16與水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置2的轉(zhuǎn)芯21的轉(zhuǎn)芯中空水道215相連相通，鉆桿（3）固定安裝在水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置（2）的活塞外殼（25）上端上，鉆井液循環(huán)系統(tǒng)4通過(guò)鉆井液為水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置2提供高勢(shì)能水，或加壓設(shè)備加壓后的高壓水。

如圖1、圖2、圖3、圖4所示，所述鉆頭本體11可選用石油鉆頭常用的各種鉆頭中適合本發(fā)明的鉆頭，鉆頭本體11通過(guò)安裝螺栓孔12由螺栓與水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置2的轉(zhuǎn)芯下軸213固定連接，正反轉(zhuǎn)鉆頭1的水流通道16與轉(zhuǎn)芯下軸213的轉(zhuǎn)芯中空水道215相通，正反轉(zhuǎn)鉆頭1的噴水孔13設(shè)置為三至十九個(gè)，根據(jù)鉆頭的大小、地質(zhì)層的種類、鉆頭轉(zhuǎn)速和高勢(shì)能水，或加壓設(shè)備加壓后的高壓水的勢(shì)能大小確定噴水孔13的數(shù)量，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)鉆齒或鉆刀14和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)鉆齒或鉆刀15左右鏡像對(duì)稱，當(dāng)水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置2帶動(dòng)正反轉(zhuǎn)鉆頭1順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)鉆齒或鉆刀14的鋒刃面鑿咬地質(zhì)層，進(jìn)行工作，當(dāng)水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置2帶動(dòng)正反轉(zhuǎn)鉆頭1逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)鉆齒或鉆刀15的鋒刃面鑿咬地質(zhì)層，進(jìn)行工作。

如圖1、圖3、圖4、圖10、圖11所示，水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置2的轉(zhuǎn)芯21在水活動(dòng)塞22中，轉(zhuǎn)芯21的轉(zhuǎn)芯上軸212插在上密封蓋23的上轉(zhuǎn)芯軸插槽234中，可順時(shí)針逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)芯21的旋轉(zhuǎn)不帶動(dòng)鉆桿3旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)芯21的轉(zhuǎn)芯下軸213插在下密封蓋4的下轉(zhuǎn)芯軸插槽244中，從下密封蓋4的下轉(zhuǎn)芯軸插槽244中伸出，可順時(shí)針逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，伸出部分與正反轉(zhuǎn)鉆頭1通過(guò)螺栓固定相連，轉(zhuǎn)芯21與正反轉(zhuǎn)鉆頭1可同步同速旋轉(zhuǎn)。

如圖1、圖3、圖6所示，所述密封片222安裝在活塞體221兩端，盡量阻止活塞內(nèi)一端的水進(jìn)入另一端。

如圖6所示，在水活動(dòng)塞22的正中水位置，留有銷孔226，銷孔內(nèi)安裝有銷224，銷224從銷孔226內(nèi)伸出，銷224尖頂頂在轉(zhuǎn)芯螺紋槽214的槽底，通過(guò)銷絲扣225的旋進(jìn)旋出，調(diào)整銷224與轉(zhuǎn)芯螺紋槽214的槽底的緊挨程度，為了增加靈活性，銷224在銷孔226內(nèi)可轉(zhuǎn)動(dòng)，為了減少磨擦力，銷224挨在轉(zhuǎn)芯螺紋槽214的槽底部的部分為尖型，銷絲扣225緊挨銷224的部分也為尖型。

如圖1、圖3、圖4、圖5所示，水活動(dòng)塞22上下移動(dòng)時(shí)，銷224在轉(zhuǎn)芯螺紋槽214里，播動(dòng)轉(zhuǎn)芯21順時(shí)針和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。

如圖6、圖7、圖8、圖9所示，所述固定銷252與固定槽223形狀相同，插進(jìn)固定槽223內(nèi)，使活塞外殼25與水活動(dòng)塞22不會(huì)互相轉(zhuǎn)動(dòng)，上油孔253與儲(chǔ)油槽227相對(duì)，可向油槽227注入潤(rùn)滑油。上油孔253進(jìn)油后密封，儲(chǔ)油槽227里的油隨著水活動(dòng)塞22的使用而慢慢消耗。

如圖13、圖14所示（附圖中液流開(kāi)關(guān)相對(duì)于其它部件要小很多，為了示意在圖中畫得較大），井下因水和泥沙漿的原因，不適合用電機(jī)和電池，可以采用液流開(kāi)關(guān)與水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置互動(dòng)的方式，用高勢(shì)能水，或加壓設(shè)備加壓后的高壓水讓水活動(dòng)塞上下移動(dòng)，帶動(dòng)正反轉(zhuǎn)鉆頭旋轉(zhuǎn)打井。

如圖15所示，所述液流開(kāi)關(guān)裝置6，其包括，開(kāi)關(guān)外殼61，開(kāi)關(guān)活塞62，減震片63，矯正彈簧穴64，矯正彈簧65，開(kāi)關(guān)活塞62在開(kāi)關(guān)外殼61內(nèi)可左右滑動(dòng)，減震片3安裝在開(kāi)關(guān)外殼61內(nèi)的右壁上，防止開(kāi)關(guān)活塞62強(qiáng)烈震動(dòng)而產(chǎn)生誤差，開(kāi)關(guān)外殼61內(nèi)的左壁上設(shè)置有矯正彈簧穴64，里面安裝著矯正彈簧65。

如圖12所示，在使用電池方便的地方，可以采用微動(dòng)開(kāi)關(guān)和直流電磁閥對(duì)水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置進(jìn)行控制：在上密封蓋23的下端面里安裝有上微動(dòng)開(kāi)關(guān)92，在下密封蓋24的上端面里安裝有下微動(dòng)開(kāi)關(guān)91，在鉆井液循環(huán)系統(tǒng)4泵出的高勢(shì)能水，或加壓設(shè)備加壓后的高壓水與水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置2之間的水管上安裝一個(gè)直流電磁閥93；當(dāng)水活動(dòng)塞22移動(dòng)至上端，觸動(dòng)上密封蓋23的上微動(dòng)開(kāi)關(guān)92，直流電磁閥93關(guān)閉下直流電磁閥連接管95，開(kāi)通上直流電磁閥連接管94，水活動(dòng)塞22向下運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)至下端，觸動(dòng)下密封蓋23的下微動(dòng)開(kāi)關(guān)91，直流電磁閥關(guān)閉上直流電磁閥連接管94，開(kāi)通下直流電磁閥連接管95，水活動(dòng)塞22向上運(yùn)動(dòng)。

水動(dòng)力石油鉆機(jī)的工作方法：

地面上依然采用本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)員熟知的石油鉆機(jī)設(shè)施，在鉆桿3與正反轉(zhuǎn)鉆頭1之間增加一個(gè)水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置2，鉆桿3與水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置2的活塞外殼25固定連接，正反轉(zhuǎn)鉆頭1與水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置2的轉(zhuǎn)芯21的轉(zhuǎn)芯下軸211固定連接。

水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置2里的轉(zhuǎn)芯21上設(shè)置有轉(zhuǎn)芯螺紋槽214，水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置2里的水活動(dòng)塞22上設(shè)置有銷224，銷224插在轉(zhuǎn)芯螺紋槽214上，當(dāng)水活動(dòng)塞22上下運(yùn)動(dòng)時(shí)可使水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置2的轉(zhuǎn)芯21順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)正反轉(zhuǎn)鉆頭1順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，鉆桿3和水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置2的其它部分不旋轉(zhuǎn)。

鉆井液循環(huán)系統(tǒng)4從地面向水動(dòng)力旋裝置2里的水活動(dòng)塞22上下兩端的空倉(cāng)內(nèi)，交替輸送高勢(shì)能水，或加壓設(shè)備加壓后的高壓水，在不用電的前提下，可用液流開(kāi)關(guān)裝置與水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置2互動(dòng)，來(lái)推水活動(dòng)塞上下運(yùn)動(dòng)，在用電的前提下，可用電磁閥交替向水活動(dòng)塞兩端的空倉(cāng)內(nèi)輸送高勢(shì)能水，或加壓設(shè)備加壓后的高壓水，電磁閥由安裝在水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置2上下兩端密封蓋里的微動(dòng)開(kāi)關(guān)，或者碰撞傳感器，或者光電傳感器控制其開(kāi)關(guān)。

推動(dòng)水活動(dòng)塞22做功后的高勢(shì)能水，或加壓設(shè)備加壓后的高壓水，通過(guò)管道進(jìn)入轉(zhuǎn)芯21中心的轉(zhuǎn)芯中空水道215，管道上安裝有單向閥（止回閥），從轉(zhuǎn)芯21中心的轉(zhuǎn)芯中空水道215里流出的水進(jìn)入正反轉(zhuǎn)鉆頭1的水流通道16中，水從正反轉(zhuǎn)鉆頭3排出，進(jìn)入井底，進(jìn)入井底的水由鉆井液循環(huán)系統(tǒng)4進(jìn)行泥沙清除后變?yōu)槟嗌碀{提升回地面。

當(dāng)水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置2帶動(dòng)正反轉(zhuǎn)鉆頭1順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)鉆齒或鉆刀14的鋒刃面鑿咬地質(zhì)層，進(jìn)行工作，當(dāng)水動(dòng)力旋轉(zhuǎn)裝置2帶動(dòng)正反轉(zhuǎn)鉆頭1逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)鉆齒或鉆刀15的鋒刃面鑿咬地質(zhì)層，進(jìn)行工作。