[发明专利]一种冲击-刮削复合PDC钻头

权利要求书

1.一种冲击-刮削复合PDC钻头，其特征在于，包括钻头体（1）、外壳（5）、固定切削结构、冲击结构、钻头连接段（16）；所述外壳（5）为中空结构的筒体，其筒体顶部为椭圆面结构，其筒体底部连接到钻头连接段（16）；所述固定切削结构设置于椭圆面结构上，固定切削结构包括多个设置在钻头体（1）上的刀翼（3），刀翼（3）设置在外壳（5）顶部并呈现周向阵列排布，且刀翼（3）在外壳（5）顶部中心处留出空白，所述外壳（5）顶部中心处的空白设有连接到外壳（5）内侧的通孔，在外壳（5）内安装冲击结构，冲击结构的一部分延伸出外壳（5）顶部的通孔；

钻头连接段（16）内径小于外壳（5）的筒体内径，钻头连接段（16）和外壳（5）连接后，形成一个台阶；在外壳（5）的筒体两端分别设有上圆盘（14）和限流盘（10），上圆盘（14）与钻头连接段的台阶抵紧，在上圆盘（14）和限流盘（10）之间安装有内腔体（13），所述内腔体（13）为中空筒体，在内腔体（13）内侧设有多级台阶，并将整个内腔体内侧分为上中下三段，上段（13-1）安装有上活阀（12），上活阀（12）可沿着上段（13-1）内部轴向运动，下段（13-3）安装有冲锤（11），冲锤（11）可沿着下段内部轴向运动，中段为上活阀（12）和冲锤（11）的过渡段，上活阀（12）和冲锤（11）在沿着上段（13-1）和下段（13-3）做轴向运动时，各自的一部分会进入中段（13-2）并在中段内发生接触；上活阀（12）和冲锤（11）均设有贯穿的流道结构，并在相互接触面设有一块接触板（12-1），使上活阀（12）和冲锤（11）接触的时候封闭两者的贯穿的流道结构；

上活阀（12）为中空筒体结构，其侧面设有一段凸缘，使其在上段内侧活动的时候通过凸缘限位，且其运动过程中与上段的台阶周向密封；上活阀（12）下端连接接触板（12-1），接触板（12-1）为锥形结构，接触板（12-1）与上活阀（12）的筒体边缘连接，并在连接处设有多个通孔，作为分流口，使其形成贯穿的流道结构，分流口的倾斜角度为25°；

冲锤（11）为中空筒体结构，并在其侧面设有一段凸缘，使其在下段内侧活动的时候通过凸缘限位，在冲锤（11）内部对应凸缘段的位置设有一实体段（11-1），在实体段（11-1）上设有多个通孔或通槽，使其形成贯穿的流道结构，所述实体段为锥形结构；在实体段下侧固定有冲头（9），冲头（9）另一端设有冲击齿（8）；

接触板（12-1）与冲锤（11）的中空筒体端部相配合，可盖住并封堵住冲锤（11），使冲锤（11）和上活阀（12）之间贯穿的流道被封堵；

上活阀（12）在上段的轴向运动空间长度小于冲锤（11）在下段的轴向运动空间长度。

2.根据权利要求1所述的一种冲击-刮削复合PDC钻头，其特征在于，在中段（13-2）的腔体侧面设有直线的通孔，在外壳（5）对应中段侧面通孔的位置也设有通孔，且外壳（5）的通孔为斜线结构，两个通孔联通；

在下段（13-3）的腔体侧面设有直线的通孔，在外壳（5）对应下段（13-3）侧面通孔的位置也设有直线的通孔，两个通孔联通；

上述两组通孔作为呼吸孔，呼吸孔与外界相通，使装置能的吸排气或吸排液，从而完成往复运动。

3.根据权利要求2所述的一种冲击-刮削复合PDC钻头，其特征在于，在上段（13-1）的腔体侧面设有直线的通孔，在外壳（5）对应上段（13-1）侧面通孔的位置也设有直线的通孔，两个通孔联通；该孔作为携流排屑侧孔，通过上活阀（12）和冲锤在内腔体中周期性的运动来带动腔体内流体周期性脉动，并且排出到钻头外部，起到侧孔携流，加快岩屑排出的速度，提高排屑效率的优化作用。

4.根据权利要求3所述的一种冲击-刮削复合PDC钻头，其特征在于，在内腔体（13）的两端与限流盘（10）和上圆盘（14）的接触面设有密封槽，密封槽内设有密封圈（15）。

5.根据权利要求4所述的一种冲击-刮削复合PDC钻头，其特征在于，在限流盘（10）上对应冲锤（11）的通孔或通槽的位置设有贯穿孔，在壳体顶部的椭圆面结构上设有水眼（4）。