CN116927651A - 机械冲击-高压喷射联合破岩方法及发生装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械冲击‑高压喷射联合破岩发生装置，通过一定的方法或装置使钻头在旋转的同时产生冲击振动，高频振动的瞬时应力集中促使岩石内部裂隙产生并迅速的扩展，损伤弱化岩石强度。与此同时通过一定的方式使常规钻井液的部分或全部增压到一定的程度喷射到损伤弱化岩石表面，侵入振动冲击产生的裂隙。裂隙在高压喷射的劈裂作用下扩展、交汇，为后续钻头切削破碎创造条件，提高其破碎效率。本发明还公开了一种机械冲击‑高压喷射联合破岩方法，提高钻井速度，缩短建井周期，实现油气资源的经济高效开采。

Description

机械冲击-高压喷射联合破岩方法及发生装置

技术领域

本发明涉及石油及天然气开采提速增效技术领域，特别涉及机械冲击-高压喷射联合破岩方法及发生装置。

背景技术

随着石油天然气勘探开发的不断深入，钻井深度越来越大。深部地层岩石硬度高及复杂的环境特性对提速增效及高效破岩提出迫切需求。

高压喷射和机械冲击是两种已被实验和现场应用验证的高效破岩技术。高压喷射通过提高井底钻头喷嘴射流压力来大幅度提高钻井速度。国外开发出高压射流辅助钻井系统，在地面将钻井液提压直接作用在井底辅助钻头的机械破岩作用，能够提高机械钻速2-3倍。而井下增压的方式只需要在钻头上方增设增压装置，无需变动现有设备，制造方便。

机械冲击钻井技术通过在近钻头安装冲击器，使钻头在常规旋转钻进的同时产生轴向或者周向的冲击，以瞬时应力集中来提高岩石破碎效率，削弱粘滑效应，弱化钻头无规则振动。

实践证明，高压喷射在软到中硬地层有更好的提速效果，机械冲击在中硬到硬地层效果更好。当面临超深井超硬地层时，包括这两种提速方法在内的各种提速方法均没有很好的提速效果，甚至无效果。因此有必要探寻一种新的适用超硬地层的高效破岩方法及装置。

发明内容

针对现有工程技术存在的上述问题，本发明要解决的问题是：针对深部地层岩石比较硬的问题，发明一种机械冲击-高压喷射联合破岩方法，提高钻井速度，缩短建井周期，实现油气资源的经济高效开采。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

机械冲击-高压喷射联合破岩发生装置，包括：壳体及设置于其内的旋扭机构、传动轴、活塞腔和高压快速接头；

所述壳体的上端用于连接钻柱；所述旋扭机构能够将钻井液的轴向机械能转变为所述传动轴的周向转动；

所述传动轴和所述活塞腔之间设有联动结构，所述联动结构能够在所述传动轴转动时使所述活塞腔上下往复运动；

所述传动轴的下端插入所述活塞腔的内腔最上段，所述壳体的内腔向所述内腔最上段单向连通；所述高压快速接头固定于所述活塞腔的内腔第二段，所述内腔最上段向所述高压快速接头的内腔单向压力连通，所述高压快速接头用于连接钻头水眼；所述活塞腔的内腔第三段与所述壳体的内腔连通；所述活塞腔的内腔最下段用于连接钻头。

优选地，所述联动结构包括：

设置于所述活塞腔的上端面的活塞腔倾斜凸台；

设置于所述传动轴的传动轴倾斜凸台；所述传动轴倾斜凸台用于同所述活塞腔倾斜凸台沿周向咬合。

优选地，多个所述活塞腔倾斜凸台沿周向均布于所述活塞腔的环形侧壁的上端面；

所述传动轴设有中下段台肩，多个所述传动轴倾斜凸台沿周向均布于所述中下段台肩的环形台肩面。

优选地，所述壳体的下端设有第一凹凸台；

所述活塞腔设有中下段台肩，所述中下段台肩设有第二凹凸台；所述第二凹凸台用于同所述第一凹凸台配合传递扭矩。

优选地，所述旋扭机构包括：导流体和叶轮；

所述导流体的外侧设有倾斜流道，所述叶轮位于所述导流体的下方，所述叶轮的外侧设有与所述倾斜流道反向的倾斜叶片；所述叶轮与所述传动轴传动配合。

优选地，还包括：固定于所述壳体内的导流体压环；

所述导流体的下端坐于所述壳体的内腔台肩，所述导流体压环压紧于所述导流体的上端。

优选地，所述传动轴从下向上依次穿过所述叶轮和所述导流体；

所述机械冲击-高压喷射联合破岩发生装置还包括：

设于所述导流体和所述传动轴之间的轴承；

螺接于所述传动轴的压紧螺母，所述压紧螺母的下端面压紧于所述轴承的上端面；

设于所述叶轮和所述传动轴之间，用于传动配合的花键。

优选地，所述传动轴设有上中段台肩，所述叶轮的下端面与所述上中段台肩接触配合，上端面与所述导流体的下端面接触配合。

优选地，还包括：第一单向阀和第二单向阀；

所述第一单向阀设于所述壳体内腔向所述内腔最上段的第一流道，所述第二单向阀设于所述内腔最上段向所述高压快速接头内腔的第二流道。

机械冲击-高压喷射联合破岩方法，采用如上述的机械冲击-高压喷射联合破岩发生装置，包括步骤：

在常规旋转钻进的基础上对目标范围内的岩石(体)进行冲击振动作用，根据目标岩石(体)的硬度、裂隙复杂性等参数调节机械冲击发生装置的频率和功率；

在振动冲击作用岩石的同时，开启高压水射流产生装置，通过高压喷嘴将高压喷射作用于岩体，利用高压水射流对机械冲击弱化的岩石进行深度的弱化甚至破碎，同时高压喷射对井底的岩粉/屑进行排出处理，对钻头起到降温的效果；

在旋转的PDC钻头的刮削作用下持续破碎弱化的岩石，实现钻头向深部地层的持续钻进。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供的机械冲击-高压喷射联合破岩方法及发生装置，其有益效果如下：

(1)机械冲击和高压喷射协同作用，可大幅提高超硬地层破岩效率；

(2)一个近钻头短接利用钻井液残余能量同时实现了机械冲击和高压喷射，对常规钻井系统干扰少；

(3)装置长度较短，对定向工具影响小；

(4)没有弹簧等缓冲复位部件，系统能量利用率高；

(5)系统仅部分钻井液增压，可大大减少钻井液冲蚀损坏，提高工具寿命；

(6)本发明结构简单，易于实现，成本较低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的机械冲击-高压喷射联合破岩发生装置的结构示意图；

图2a为本发明实施例提供的凸起啮合部位冲击状态的结构示意图；

图2b为图2a中S1区域的局部放大图；

图2c为本发明实施例提供的凸起啮合部位回转状态的结构示意图。

其中，1为壳体；2为导流体压环；3为压紧螺母；4为轴承；5为导流体；6为叶轮；7为花键；8为传动轴；9为活塞腔；10为单向阀；11为高压快速接头；901为单向阀入口；902为单向阀出口；903为活塞腔倾斜凸台；801为传动轴倾斜凸台。

具体实施方式

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。

本发明实施例提供的机械冲击-高压喷射联合破岩发生装置，包括：壳体1及设置于其内的旋扭机构、传动轴8、活塞腔9和高压快速接头11，其结构可以参照图1所示；

壳体1的上端用于连接钻柱；旋扭机构能够将钻井液的轴向机械能转变为传动轴8的周向转动；

传动轴8和活塞腔9之间设有联动结构，联动结构能够在传动轴8转动时使活塞腔9上下往复运动；

传动轴8的下端插入活塞腔9的内腔最上段(即第一段)，壳体1的内腔向内腔最上段单向连通；高压快速接头11固定于活塞腔9的内腔第二段，内腔最上段向高压快速接头11的内腔单向压力连通，高压快速接头11用于连接钻头水眼；活塞腔9的内腔第三段与壳体1的内腔连通；活塞腔9的内腔最下段(即第四段)用于连接钻头。

从上述的技术方案可以看出，本发明实施例提供的机械冲击-高压喷射联合破岩发生装置，通过一定的方法或装置使钻头在旋转的同时产生冲击振动，高频振动的瞬时应力集中促使岩石内部裂隙产生并迅速的扩展，损伤弱化岩石强度。与此同时通过一定的方式使常规钻井液的部分或全部增压到一定的程度喷射到损伤弱化岩石表面，侵入振动冲击产生的裂隙。裂隙在高压喷射的劈裂作用下扩展、交汇，为后续钻头切削破碎创造条件，提高其破碎效率。

作为优选，联动结构包括：

设置于活塞腔9的上端面的活塞腔倾斜凸台903，其结构可以参照图2a、图2b和图2c所示；

设置于传动轴8的传动轴倾斜凸台801；传动轴倾斜凸台801用于同活塞腔倾斜凸台903沿周向咬合。在传动轴8旋转过程中，由于传动轴倾斜凸台801和活塞腔倾斜凸台903的相互咬合，会推动活塞腔9向下产生一定的位移到达冲击回转部位。传动轴8持续的转动，传动轴倾斜凸台801和活塞腔倾斜凸台903相互错开，上部钻柱在重力的作用下冲击作用活塞腔9到达冲击部位，进而传递到钻头。动力机构持续转动，传动轴倾斜凸台801和活塞腔倾斜凸台903之间的啮合结构便持续的在回转和冲击状态间循环往复，如此便实现了活塞腔9带动钻头的持续的机械冲击作用。本方案没有弹簧等缓冲复位部件，系统能量利用率高。

进一步的，多个活塞腔倾斜凸台903沿周向均布于活塞腔9的环形侧壁的上端面，使作用力更好沿周向传递；

传动轴8设有中下段台肩，多个传动轴倾斜凸台801沿周向均布于中下段台肩的环形台肩面，与多个活塞腔倾斜凸台903一一对应。

具体的，壳体1的下端设有第一凹凸台；

活塞腔9设有中下段台肩，中下段台肩设有第二凹凸台；第二凹凸台用于同第一凹凸台配合传递扭矩。其结构可以参照图1所示，壳体1下端设计有第一凹凸台，以与活塞腔9外侧的二凹凸体配合方便将上部钻柱的扭矩传递下去给与活塞腔连接的钻头。

作为优选，旋扭机构包括：导流体5和叶轮6；

导流体5的外侧设有倾斜流道，叶轮6位于导流体5的下方，叶轮6的外侧设有与倾斜流道反向的倾斜叶片，其主要作用是使轴向流动的钻井液产生周向速度以垂直作用于下部叶轮6叶面，产生更大的扭矩；叶轮6与传动轴8传动配合。需要说明的是，导流体5和叶轮6只是动力部分的一个具例，所有产生旋转扭矩的动力机构都在本发明保护范围内。

本发明实施例提供的机械冲击-高压喷射联合破岩发生装置，还包括：固定于壳体1内的导流体压环2；

导流体5的下端坐于壳体1的内腔台肩，导流体压环2压紧于导流体5的上端。其结构可以参照图1所示，壳体1内腔分为上下两段，内腔上大下小，形成一台肩。导流体5与上部内腔配合，坐于内腔台肩上。在上部内腔的上端车有内螺纹，与导流体压环2配合将导流体5固定于上内腔，防止其上下运动及转动。

进一步的，传动轴8从下向上依次穿过叶轮6和导流体5，其结构可以参照图1所示；

本发明实施例提供的机械冲击-高压喷射联合破岩发生装置，还包括：

设于导流体5和传动轴8之间的轴承4，作用是减小转动部分固定的导流体5之间的摩擦；

螺接于传动轴8的压紧螺母3，压紧螺母3的下端面压紧于轴承4的上端面；锁紧螺母8将叶轮6和传动轴8悬挂并固定于导流体5上；

设于叶轮6和传动轴8之间，用于传动配合的花键7。

具体的，传动轴8设有上中段台肩，叶轮6的下端面与上中段台肩接触配合，上端面与导流体5的下端面接触配合。其结构可以参照图1所示，导流体5和叶轮6由上而下依次配合传动轴8上段较细柱体，座于传动轴8上中段形成的台肩上。

本发明实施例提供的机械冲击-高压喷射联合破岩发生装置，还包括：第一单向阀10和第二单向阀，其结构可以参照图1所示；

第一单向阀10设于壳体1内腔向内腔最上段的第一流道，如图中的单向阀入口901；第二单向阀设于内腔最上段向高压快速接头11内腔的第二流道，如图中的单向阀出口902。

下面结合完整实施例对本方案作进一步介绍：

本发明之综合机械冲击和高压喷射联合高效破岩方法，主要包括以下步骤：

第一步，根据井深结构和超硬目标地层井深，设计高压喷射和机械冲击实现方法和设备；

第二步，对常规旋转钻进的基础上对目标范围内的岩石(体)进行冲击振动作用，根据目标岩石(体)的硬度、裂隙复杂性等参数调节机械冲击发生装置的频率和功率；

第三步，在振动冲击作用岩石的同时，开启高压水射流产生装置，通过高压喷嘴将高压喷射作用于岩体。利用高压水射流对机械冲击弱化的岩石进行深度的弱化甚至破碎。同时高压喷射对井底的岩粉/屑进行排出处理，同时对钻头起到降温的效果；

第四步，弱化的岩石在旋转的PDC钻头的刮削作用下持续破碎，实现了钻头向深部地层的持续钻进。

提供一种实现上述高压喷射和机械冲击联合破岩的井下装置，该装置包括壳体，导流体压环，导流体，叶轮，传动轴，花键，轴承、活塞腔、高压快速接头和入口单向阀等。导流体从壳体上侧座入壳体内凸台上，并通过导流体压环固定不动。导流体压环和壳体通过螺纹连接固定。叶轮通过传动轴悬挂固定于导流体下侧。传动轴从下向上依次穿过叶轮和导流体并通过螺母与导流体固定。活塞腔从下侧插入壳体内腔。活塞腔外侧与壳体配合，内侧顶部与传动轴配合。高压快速接头从下部插入活塞腔，通过螺纹与活塞腔连接。壳体上部车有母接头与上部钻柱连接，活塞腔下部留有母接头以连接钻头。

上述装置中壳体上端留有母接头以与上部钻柱连接。壳体内腔分为上下两段，内腔上大下小，形成一台肩。导流体与上部内腔配合，坐于内腔台肩上。在上部内腔的上端车有内螺纹，与导流体压环配合将导流体固定于上内腔，防止其上下运动及转动。壳体下端设计有凹凸台，以与活塞腔外侧的凹凸体配合将上部钻柱的扭矩传递给与活塞腔连接的钻头。

上述装置中导流体外侧车有统一方向的倾斜流道，其主要作用是使轴向流动的钻井液产生周向速度以垂直作用于下部叶轮叶面，产生更大的扭矩。导流体座于壳体台肩，外侧面与壳体上部内腔配合。导流体有一二阶内腔。下部内腔与传动轴配合，上部内腔放置轴承。

上述装置中叶轮有一中空腔体，外侧车有同一方向倾斜叶片。叶轮产生的流道方向与导流体流道方向正好相反，利用流体的动能产生扭矩。叶轮中空内腔含有花键槽，通过花键与传动轴配合以将扭矩传递给传动轴。叶轮下端面座于叶轮轴台肩，上端面与导流体下端面配合。需要说明的是导流体和叶轮只是动力部分的一个具例，所有有产生旋转扭矩的动力机构都在本发明保护范围内。

上述装置中传动轴主体为一三段柱体，上下细，中间粗。锁紧螺母，轴承，导流体和叶轮由上而下依次配合传动轴上段较细柱体，座于传动轴上中段形成的台肩上。锁紧螺母将叶轮和传动轴悬挂并固定于导流体上，轴承的作用是减小转动部分固定的导流体之间的摩擦。传动轴上段下部侧面车有键槽，通过花键与叶轮配合以获得叶轮的旋转扭矩。传动轴中下段台肩上设置有一定数量的倾斜凸起。该凸起与活塞腔顶部的凸起配合可在叶轮轴转动过程中使活塞腔产生向下的位移。结合钻压作用使活塞腔进而使外头产生上下振动。传动轴的下部插入活塞腔的内腔。当活塞腔上下振动时，在内腔产生抽吸作用，进而产生高压喷射。

上述装置中活塞腔内腔分为四段。最下部第四段为母接头，以与钻头连接。高压快速接头插入第二段内腔并通过螺纹与其连接，配合弹簧、金属球与活塞腔形成了单向阀。该阀允许第一段内腔内的液体向外流出到转换接头。第一段内腔的侧面钻有单向孔，通过与单向阀配合允许外侧液体进入，却不允许活塞腔上段内腔的流体流出到外侧。传动轴下段插入活塞腔内腔第一段，通过抽插作用，结合侧面和底面单向阀门，产生高压流体。活塞腔外侧从上到下分为三段，依次变粗形成两个台肩。在上段的顶端面设置有一定数目的凸起。该凸起与传动轴下端面的凸起配合，推动活塞腔向下产生一定的位移。上中两段产生的台肩为一倾斜面，倾斜面上有倾斜孔，形成低压钻井液向下流通通道。中下段台肩设置有凹凸台，与外壳下端凹凸台配合方便将上部钻柱扭矩传递下去。

快速转换接头内腔分两段，上段与其他部件配合形成单向阀门，下段形成高压流体的通道。快速接头下端可通过一定的方式连接到钻头水眼，进而作用于岩石产生高压破岩。

如图1所示，本装置的装配方式：

导流体5从壳体1上侧座入壳体内凸台上，并通过导流体压环2锁紧固定不动。导流体压环2和壳体1通过螺纹连接固定。叶轮6通过传动轴8悬挂固定于导流体5下侧。传动轴8从下向上以此穿过叶轮6和导流体5并通过螺母3与导流体5固定连接。活塞腔9从下侧插入壳体1内腔。活塞腔9外侧与壳体1配合，内侧顶部与传动轴8配合。高压快速接头11从下部插入活塞腔9，通过螺纹与活塞腔9连接。壳体1上部车有母接头与上部钻柱连接，活塞腔9下部留有母接头以连接钻头。

装置工作时，钻井液经过导流体5由原来的仅有轴向流速产生一定的周向速度，直接作用于叶轮6叶片上，钻井液的机械能转变为叶轮6转动的动能。叶轮6通过花键7带动传动轴8一起旋转。在传动轴8旋转过程中，由于传动轴倾斜凸台801和活塞腔倾斜凸台903的相互咬合，会推动活塞腔9向下产生一定的位移到达冲击回转部位。传动轴8持续的转动，传动轴倾斜凸台801和活塞腔倾斜凸台903相互错开，上部钻柱在重力的作用下冲击作用活塞腔9到达冲击部位，进而传递到钻头。动力机构持续转动，传动轴倾斜凸台801和活塞腔倾斜凸台903之间的啮合结构便持续的在回转和冲击状态间循环往复，如此便实现了活塞腔9带动钻头的持续的机械冲击作用。同时，由于活塞腔9和传动轴8之间的相对运动，也产生了传动轴8下段在活塞腔9内腔的抽插作用。当传动轴8和活塞腔9相背运动时，由传动轴8下段、活塞腔9内腔、单向阀入口901和单向阀出口902组成的密闭腔室产生低压，常压钻井液由单向阀入口901进入该密闭腔室。当传动轴8和活塞腔9相向运动时，密闭腔室流体产生高压喷射并由单向阀出口902流出到快速接头11进而流入钻头水眼。随着传动轴8的持续转动，周期性的产生轴向机械冲击和高压喷射，实现了机械冲击和高压喷射的联合破岩。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.机械冲击-高压喷射联合破岩发生装置，其特征在于，包括：壳体(1)及设置于其内的旋扭机构、传动轴(8)、活塞腔(9)和高压快速接头(11)；

所述壳体(1)的上端用于连接钻柱；所述旋扭机构能够将钻井液的轴向机械能转变为所述传动轴(8)的周向转动；

所述传动轴(8)和所述活塞腔(9)之间设有联动结构，所述联动结构能够在所述传动轴(8)转动时使所述活塞腔(9)上下往复运动；

所述传动轴(8)的下端插入所述活塞腔(9)的内腔最上段，所述壳体(1)的内腔向所述内腔最上段单向连通；所述高压快速接头(11)固定于所述活塞腔(9)的内腔第二段，所述内腔最上段向所述高压快速接头(11)的内腔单向压力连通，所述高压快速接头(11)用于连接钻头水眼；所述活塞腔(9)的内腔第三段与所述壳体(1)的内腔连通；所述活塞腔(9)的内腔最下段用于连接钻头。

2.根据权利要求1所述的机械冲击-高压喷射联合破岩发生装置，其特征在于，所述联动结构包括：

设置于所述活塞腔(9)的上端面的活塞腔倾斜凸台(903)；

设置于所述传动轴(8)的传动轴倾斜凸台(801)；所述传动轴倾斜凸台(801)用于同所述活塞腔倾斜凸台(903)沿周向咬合。

3.根据权利要求2所述的机械冲击-高压喷射联合破岩发生装置，其特征在于，多个所述活塞腔倾斜凸台(903)沿周向均布于所述活塞腔(9)的环形侧壁的上端面；

所述传动轴(8)设有中下段台肩，多个所述传动轴倾斜凸台(801)沿周向均布于所述中下段台肩的环形台肩面。

4.根据权利要求1所述的机械冲击-高压喷射联合破岩发生装置，其特征在于，所述壳体(1)的下端设有第一凹凸台；

所述活塞腔(9)设有中下段台肩，所述中下段台肩设有第二凹凸台；所述第二凹凸台用于同所述第一凹凸台配合传递扭矩。

5.根据权利要求1所述的机械冲击-高压喷射联合破岩发生装置，其特征在于，所述旋扭机构包括：导流体(5)和叶轮(6)；

所述导流体(5)的外侧设有倾斜流道，所述叶轮(6)位于所述导流体(5)的下方，所述叶轮(6)的外侧设有与所述倾斜流道反向的倾斜叶片；所述叶轮(6)与所述传动轴(8)传动配合。

6.根据权利要求5所述的机械冲击-高压喷射联合破岩发生装置，其特征在于，还包括：固定于所述壳体(1)内的导流体压环(2)；

所述导流体(5)的下端坐于所述壳体(1)的内腔台肩，所述导流体压环(2)压紧于所述导流体(5)的上端。

7.根据权利要求6所述的机械冲击-高压喷射联合破岩发生装置，其特征在于，所述传动轴(8)从下向上依次穿过所述叶轮(6)和所述导流体(5)；

所述机械冲击-高压喷射联合破岩发生装置还包括：

设于所述导流体(5)和所述传动轴(8)之间的轴承(4)；

螺接于所述传动轴(8)的压紧螺母(3)，所述压紧螺母(3)的下端面压紧于所述轴承(4)的上端面；

设于所述叶轮(6)和所述传动轴(8)之间，用于传动配合的花键(7)。

8.根据权利要求7所述的机械冲击-高压喷射联合破岩发生装置，其特征在于，所述传动轴(8)设有上中段台肩，所述叶轮(6)的下端面与所述上中段台肩接触配合，上端面与所述导流体(5)的下端面接触配合。

9.根据权利要求1所述的机械冲击-高压喷射联合破岩发生装置，其特征在于，还包括：第一单向阀(10)和第二单向阀；

所述第一单向阀(10)设于所述壳体(1)内腔向所述内腔最上段的第一流道，所述第二单向阀设于所述内腔最上段向所述高压快速接头(11)内腔的第二流道。

10.机械冲击-高压喷射联合破岩方法，其特征在于，采用如权利要求1-9任意一项所述的机械冲击-高压喷射联合破岩发生装置，包括步骤：

在常规旋转钻进的基础上对目标范围内的岩石(体)进行冲击振动作用，根据目标岩石(体)的硬度、裂隙复杂性等参数调节机械冲击发生装置的频率和功率；

在振动冲击作用岩石的同时，开启高压水射流产生装置，通过高压喷嘴将高压喷射作用于岩体，利用高压水射流对机械冲击弱化的岩石进行深度的弱化甚至破碎，同时高压喷射对井底的岩粉/屑进行排出处理，对钻头起到降温的效果；

在旋转的PDC钻头的刮削作用下持续破碎弱化的岩石，实现钻头向深部地层的持续钻进。