[发明专利]复合冲击钻井工具

权利要求书

1.一种复合冲击钻井工具，其特征在于：该钻井工具包括固定连接的管状上外壳体和下外壳体，在上、下外壳体构成的圆筒内由上向下顺序设有轴向和周向均固定的导向套筒、上端盖、冲击筒和下端盖，上、下端盖上均设有贯通的导流孔；一周向摆锤组件往复摆动地同轴设置在冲击筒内侧，所述冲击筒内壁面沿周向对称设有两个横截面呈扇形的轴向贯通腔体，所述周向摆锤组件包括一圆环体和沿该圆环体外缘周向对称设置的两个横截面呈扇形的摆动柱体，两个扇形的摆动柱体对应摆动地设置在两个扇形贯通腔体内；一圆筒形换向器往复摆动地同轴设置在所述周向摆锤组件内侧；换向器内同轴设有一缸体，所述缸体与冲击筒呈相对固定设置；一轴向冲锤组件上下移动地滑设在上、下外壳体构成的圆筒内，所述轴向冲锤组件包括有滑设于缸体内的活塞及其上、下活塞杆，所述上活塞杆向上穿过缸体顶部和上端盖延伸至导向套筒内，上活塞杆顶端设有一配重体，所述下活塞杆向下穿过缸体底部和下端盖延伸至下外壳体下部，下活塞杆底端设有一冲头体；一管状钻头座周向固定地挂设在下外壳体的底端，由所述移动的冲头体撞击该钻头座的顶部；所述上活塞杆与换向器上端设有驱使换向器沿其转轴朝正向摆动的第一端面凸轮机构，所述下活塞杆与换向器下端设有驱使换向器沿其转轴朝反向摆动的第二端面凸轮机构；所述冲击筒和缸体上设有导通缸体上腔和下腔的液体配流通道，所述换向器的筒壁上设有接通相应配流通道的配流孔，由换向器的正、反向摆动使进入缸体内的液体流向间歇地变化，由此，驱动轴向冲锤组件上下往复移动，同时，由从缸体流出的液体间歇地作用在周向摆锤组件的扇形摆动柱体的两侧，驱动周向摆锤组件正、反向往复摆动。

2.如权利要求1所述的复合冲击钻井工具，其特征在于：所述下端盖底部抵顶在下外壳体内壁上部设置的阶梯孔孔肩上，以实现轴向定位；所述下端盖侧壁设有缺槽，该缺槽与下外壳体内壁设置的凸块卡设，以实现下端盖周向定位；所述导向套筒、上端盖、冲击筒和下端盖各相对接触的连接面之间分别设有定位块和对应的定位槽，由此实现导向套筒、上端盖、冲击筒的周向定位。

3.如权利要求1所述的复合冲击钻井工具，其特征在于：所述缸体、换向器和周向摆锤组件由上、下端盖轴向定位；所述缸体底端向下设有一定位销，该定位销穿过换向器底部的一圆弧形透孔，并插设在下端盖上的对应定位销孔中，由此实现缸体的周向定位。

4.如权利要求1所述的复合冲击钻井工具，其特征在于：所述轴向冲锤组件的配重体，其周向均设有六个平行其轴向的直筋；所述导向套筒内壁周向均布有六个沿轴向上下贯通的导槽；所述六个直筋分别对应滑设于六个导槽内。

5.如权利要求1所述的复合冲击钻井工具，其特征在于：所述第一端面凸轮机构是由设置在上活塞杆外壁面的第一端面凸轮和设置在换向器上端的第一凸轮导轨构成；所述第一端面凸轮为沿上活塞杆轴向设置的第一凸块；第一凸轮导轨为由换向器上端向上延伸且围绕上活塞杆外壁设置的第一圆弧形管壁；所述第一凸块底端与第一圆弧形管壁顶端分别设有形状匹配的导向面。

6.如权利要求1所述的复合冲击钻井工具，其特征在于：所述第二端面凸轮机构由设置在下活塞杆外壁面的第二端面凸轮和设置在换向器下端的第二凸轮导轨构成；所述第二端面凸轮为沿下活塞杆轴向设置的第二凸块；第二凸轮导轨为由换向器下端向下延伸且围绕下活塞杆外壁设置的第二圆弧形管壁；所述第二凸块顶端与第二圆弧形管壁底端分别设有形状匹配的导向面。

7.如权利要求1所述的复合冲击钻井工具，其特征在于：所述液体配流通道包括冲击筒上设置的多个流道和缸体侧壁上设置的配流口；所述冲击筒的两个扇形贯通腔体之间分别设有扇形流道部，所述每个扇形流道部内间隔地设有一轴向长导流槽和一轴向短导流槽，所述长导流槽延伸至冲击筒的下部，短导流槽延伸至冲击筒的上部，所述长导流槽和短导流槽均与冲击筒内壁导通；所述缸体侧壁上设有与长导流槽、短导流槽以及扇形贯通腔体两侧面位置相对设置的多个配流口。

8.如权利要求7所述的复合冲击钻井工具，其特征在于：每个扇形贯通腔体与扇形流道部之间的间隔部设有轴向贯通的通孔。

9.如权利要求8所述的复合冲击钻井工具，其特征在于：所述每个扇形贯通腔体的扇形角度为90°；所述每个扇形流道部的扇形角度为60°。