[发明专利]复合冲击钻井工具

摘要

本发明为一种复合冲击钻井工具，该钻井工具包括固定连接的上短节和中部外壳体，该中部外壳体底部挂设有钻头座；上短节内侧下端设有一分流器，分流器侧壁设有分流通道；分流器下端依次固定连接有上喷嘴、上腔体和下腔体，钻头座上部固定套设有下喷嘴，下喷嘴滑动地设置在下腔体内；在中部外壳体内侧且位于上短节下方由上向下顺序设有轴向和周向均固定的套筒、端盖和冲击筒，冲击筒内部同轴设有摆锤和换向筒；该钻井工具通过上喷嘴、上腔体、下腔体和下喷嘴产生的高频轴向冲击载荷作用在岩石上，使钻头容易切入岩石内部，提高破岩效率，同时通过摆锤不断往复摆动产生高频的周向冲击载荷，防止钻头在切入深度较深时产生粘滑现象。

主权项

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上短节和中部外壳体，该中部外壳体底部挂设有钻头座；所述上短节设有中心孔，该中心孔内侧下端设有一圆筒形分流器，分流器侧壁设有分流通道；所述分流器下端依次固定连接有上喷嘴、上腔体和下腔体，所述钻头座上部固定套设有下喷嘴，下喷嘴滑动地设置在下腔体内；在中部外壳体内侧且位于上短节下方由上向下顺序设有轴向和周向均固定的套筒、端盖和冲击筒，套筒的顶部顶靠在上短节底部，冲击筒底部顶靠在中部外壳体内侧的一台阶部；所述端盖上设有中心孔，分流器和上喷嘴穿设于该中心孔中并与该中心孔孔壁具有第一间隙，在端盖上方与上短节底部之间的套筒内侧形成有与分流通道导通的环形空间；在端盖下方且位于上喷嘴、上腔体和下腔体的外侧套设有一筛管，筛管底端抵靠在下腔体外侧的一台阶部，所述筛管内壁与上喷嘴、上腔体和下腔体的外壁之间具有第二间隙，所述第二间隙与第一间隙连通；在筛管外侧同轴设有换向筒，换向筒由筛管下部外侧一台阶部轴向定位，换向筒外侧同轴设有圆筒形摆锤，圆筒形摆锤由冲击筒下部内侧轴向定位；所述冲击筒底部构成与钻头座连接的底座，所述冲击筒内壁上呈十字交叉地对称设有一对轴向延伸并接近底座的第一扇形槽和一对轴向延伸至底座的第二扇形槽，所述第一扇形槽的扇形角度大于第二扇形槽的扇形角度；位于第一扇形槽与第二扇形槽之间的冲击筒外壁上分别设有一导流槽，四个导流槽轴向向下延伸接近冲击体底部，各导流槽中设有贯通冲击筒筒壁的导流孔；四个导流槽中其中一对对称分布的导流槽为第一导流槽，另一对对称分布的导流槽为第二导流槽；所述冲击筒的底座上设有与钻头座连接的多边形通孔，该多边形通孔的各侧壁分别设有与底座上表面连通的第一射流孔；所述钻头座的外壁上分别设有与第一射流孔导通的第二射流孔；所述端盖的侧壁上周向设有四个与所述导流槽对应的连通槽，所述套筒底部周向也设有四个与连通槽相对的缺槽；由此，顺序由环形空间、缺槽、连通槽、导流槽和导流孔构成一路高压液体进入流道；顺序由环形空间、第一间隙、第二间隙以及筛管上的筛孔构成另一路高压液体进入流道；所述圆筒形摆锤的外筒壁对称设有一对轴向设置的第一扇形凸柱，紧邻第一扇形凸柱两侧的筒壁上分别设有第一配流孔和第二配流孔；摆锤内筒壁对称设有一对轴向设置的第二扇形凸柱，紧邻第二扇形凸柱两侧的筒壁上分别设有第三配流孔和第四配流孔；所述第一扇形凸柱与第二扇形凸柱呈十字交叉设置，且第一扇形凸柱的扇形角度大于第二扇形凸柱的扇形角度；所述第一扇形凸柱摆动地设置在冲击筒的第一扇形槽内；所述换向筒的外筒壁呈十字交叉式对称设有一对轴向设置的第三扇形凸柱和一对轴向设置的第四扇形凸柱；在各第三扇形凸柱上且邻近第三扇形凸柱两侧分别设有第一换向孔和第二换向孔；在各第四扇形凸柱的外壁上分别设有一轴向延伸并接近其底部的第三扇形槽；所述摆锤上的第二扇形凸柱摆动地设置在换向筒的第三扇形槽中。