申请/专利权人：北京工业大学;中国石油大学(北京)

申请日：2018-05-17

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN108412420B

主分类号：E21B4/16

分类号：E21B4/16

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2018.09.11#实质审查的生效;2018.08.17#公开

摘要：本发明提供一种脉动式复合冲击器，包括钻头座、外壳体和上接头，钻头座包括底座、第一凸台部和第二凸台部，第二凸台部内设有轴向通孔，旋转配流轴的下端位于轴向通孔内，第一凸台部与外壳体之间形成周向间隙；旋转配流轴的表面设有第一配流口和第二配流口，第二凸台部上设有与第一配流口和第二配流口相适配的第一过孔和第二过孔，第一过孔与外壳体之间设有轴向间隙。在钻井液的驱动下第一配流口与第一过孔、第二配流口与第二过孔均可周期性的联通，从而使钻井液周期性的流入周向间隙和轴向间隙中，以对钻头座施加周向冲击力和轴向冲击力。本发明省略了往复式冲击锤结构，由此提高了脉动式复合冲击器的使用寿命。

主权项：1.一种脉动式复合冲击器，其特征在于，包括钻头座、外壳体和上接头，所述外壳体的上端与所述上接头固定连接，所述外壳体的下端与所述钻头座转动相连；所述上接头上设有钻井液流道，钻井液可通过所述钻井液流道进入所述外壳体内；所述外壳体内设有旋转配流轴，所述旋转配流轴与所述外壳体之间设有驱动装置，在钻井液的驱动下所述驱动装置可驱动所述旋转配流轴转动；所述钻头座包括底座和凸台部，所述底座与所述外壳体转动连接，所述凸台部伸入所述外壳体的内部，所述凸台部包括第一凸台部和第二凸台部，所述第一凸台部套设在所述第二凸台部的外侧，所述第二凸台部内设有轴向通孔，所述旋转配流轴的下端位于所述轴向通孔内，所述第一凸台部的上端设有多个第一凸起，所述外壳体内设有多个第二凸起，且相邻的所述第一凸起之间的弧长大于所述第二凸起的弧长，从而使第一凸起和第二凸起之间形成周向间隙；所述旋转配流轴的表面设有第一配流口和第二配流口，所述第一配流口位于所述第二配流口的上方，所述第二凸台部上设有与所述第一配流口和第二配流口相适配的第一过孔和第二过孔，所述第一过孔与所述外壳体之间设有轴向间隙。

全文数据：脉动式复合冲击器技术领域[0001]本发明涉及石油勘探技术领域，尤其涉及一种脉动式复合冲击器。背景技术[0002]随着石油开采逐渐向深井、超深井方向发展，在石油钻井过程中，除开必要的非钻井时间，纯钻进所花的时间占据了整个作业时间的so%以上，因此，钻头机械钻速的提高有利于钻井时间的减少。机械钻速的提高，不仅可以提高钻井经济效率，减少钻井成本，而且在一些特殊情况下，对特殊地层进行快钻并及时封固，更有利于避免井下事故的发生。为此，在深井、超深井的钻井作业中一般通过在钻头上设置冲击器以提高钻速。[0003]现有技术中的冲击器主要有轴向冲击器、扭转冲击器和复合冲击器。轴向冲击器能够对钻头产生轴向冲击载荷，增加切削齿的切削深度，提高钻头破岩效率;但轴向冲击器会加重钻头的粘滑振动。扭转冲击器能够对钻头产生扭转冲击载荷，降低钻头的粘滑振动；但由于缺少轴向方向上的钻压加持，破岩效率低。复合冲击器能够同时对钻头施加轴向力和扭转力，克服了单一方向冲击器的缺陷。现有技术中的复合冲击器主要包括钻头座、外壳体和上接头，钻头座用于连接外部钻头，钻头座与外壳体转动相连，外壳体的上端与上接头固定连接，上接头与外部钻具相连接，在外部钻具的带动下使整个复合冲击器随之转动;外壳体内设有往复式冲击锤，往复式冲击锤的下端具有异型斜面，在钻头座的上端也设有相应的异型斜面，往复式冲击锤在高压钻井液的冲击下可沿外壳体的轴向方向上下运动，通过异型面的接触将冲击锤的轴向冲击力转化成钻头座上的轴向冲击力和扭转冲击力，从而实现对钻头施加复合作用力。[0004]但是，由于井下环境较为恶劣，在施工过程中不时会有岩石碎屑进入冲击器内部，使得采用现有技术的复合冲击器其往复式冲击锤较易磨损，从而使得复合冲击器的使用寿命较低。发明内容[0005]为了克服现有技术下的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种脉动式复合冲击器，本发明的脉动式复合冲击器省略了往复式冲击锤结构，由此提高了脉动式复合冲击器的使用寿命。[0006]本发明提供一种脉动式复合冲击器，包括钻头座、外壳体和上接头，所述外壳体的上端与所述上接头固定连接，所述外壳体的下端与所述钻头座转动相连；[0007]所述上接头上设有钻井液流道，钻井液可通过所述钻井液流道进入所述外壳体内；所述外壳体内设有旋转配流轴，所述旋转配流轴与所述外壳体之间设有驱动装置，在钻井液的驱动下所述驱动装置可驱动所述旋转配流轴转动；[0008]所述钻头座包括底座和凸台部，所述底座与所述外壳体转动连接，所述凸台部伸入所述外壳体的内部，所述凸台部包括第一凸台部和第二凸台部，所述第一凸台部套设在所述第二凸台部的外侧，所述第二凸台部内设有轴向通孔，所述旋转配流轴的下端位于所述轴向通孔内，所述第一凸台部的上端设有多个第一凸起，所述外壳体内设有多个第二凸起，且相邻的所述第一凸起之间的弧长大于所述第二凸起的弧长，从而使第一凸起和第二凸起之间形成周向间隙;所述旋转配流轴的表面设有第一配流口和第二配流口，所述第一配流口位于所述第二配流口的上方，所述第二凸台部上设有与所述第一配流口和第二配流口相适配的第一过孔和第二过孔，所述第一过孔与所述外壳体之间设有轴向间隙。[0009]在所述钻井液的驱动下第一配流口与第一过孔、第二配流口与第二过孔均可周期性的联通，从而使钻井液流入周向间隙和轴向间隙中，以对所述钻头座施加周向冲击力和轴向冲击力。[0010]如上所述的脉动式复合冲击器，可选的，所述外壳体包括上短节和下短节，所述上短节的上端与所述上接头固定连接，所述上短节的下端与所述下短节固定连接，所述下短节的下端与所述钻头座的底座转动连接。[0011]如上所述的脉动式复合冲击器，可选的，所述底座的外侧壁上设有多个向上凸起的第三凸起，多个所述第三凸起沿所述底座的周向均匀分布;所述下短节的下端设有多个用于与所述第三凸起相配合的第四凸起，多个所述第四凸起沿所述下短节的周向均匀分布，所述第三凸起和第四凸起之间通过花键连接固定；[0012]所述第一凸台部和所述下短节之间还设有滚珠槽，所述滚珠槽内设有多个滚珠。[0013]如上所述的脉动式复合冲击器，可选的，所述驱动装置设置在所述上短节内，所述驱动装置包括相对设置的涡轮转子和涡轮定子，所述涡轮定子抵顶在所述上短节的内侧壁上，所述涡轮转子与所述旋转配流轴固定相连，所述涡轮定子和涡轮转子之间形成有液体通道。[0014]如上所述的脉动式复合冲击器，可选的，所述旋转配流轴的上端连接有分流端盖，所述分流端盖的中心孔直径小于所述旋转配流轴的中心孔直径;所述旋转配流轴上还设有回流孔，所述回流孔用于连通所述液体通道和所述旋转配流轴，所述回流孔位于所述驱动装置的下方。[0015]如上所述的脉动式复合冲击器，可选的，所述驱动装置的上端设有扶正轴承，所述扶正轴承的上端设有压紧螺母;所述上短节的下端还设有第一台阶面，所述第一台阶面上设有止推轴承。[0016]如上所述的脉动式复合冲击器，可选的，所述第二凸台部的上端抵顶在所述上短节的内壁上，所述第二凸台部的外表面上形成有第二台阶面，所述第二台阶面上设有密封端盖。[0017]如上所述的脉动式复合冲击器，可选的，所述密封端盖包括端盖本体和设置在所述端盖本体上的第五凸起，所述端盖本体设置在所述第二凸台部上，所述第五凸起的下端面抵顶在所述第一凸起的上端面上，所述第五凸起与所述第一凸起共同限定出周向空间，且相邻的所述第五凸起的弧长与所述第二凸起的弧长相等;所述第二凸起位于所述周向空间内，且所述第二凸起的上端卡设在相邻的所述第五凸起之间。[0018]如上所述的脉动式复合冲击器，可选的，所述端盖本体的上方还设有固定环，所述固定环与所述第二凸台部螺纹连接，以限制所述密封端盖的轴向移动，所述固定环与所述上短节的下端共同限定出所述轴向间隙。[0019]如上所述的脉动式复合冲击器，可选的，所述钻头座内还设有节流座，所述节流座包括节流座本体和设置在所述节流座本体上的节流座凸起部，所述节流座凸起部的直径小于所述旋转配流轴的内径，以使所述节流座凸起部伸入所述旋转配流轴中，所述节流座本体上设有多个竖直的泄流孔，多个所述泄流孔沿周向均匀设置。[0020]本发明提供的脉动式复合冲击器，包括钻头座、外壳体和上接头，外壳体的上端与上接头固定连接，外壳体的下端与钻头座转动相连;上接头上设有钻井液流道，钻井液可通过钻井液流道进入外壳体内；外壳体内设有旋转配流轴，旋转配流轴与外壳体之间设有驱动装置，在钻井液的驱动下驱动装置可驱动旋转配流轴转动;钻头座包括底座和凸台部，底座与外壳体转动连接，凸台部伸入外壳体的内部，凸台部包括第一凸台部和第二凸台部，第一凸台部套设在第二凸台部的外侧，第二凸台部内设有轴向通孔，旋转配流轴的下端位于轴向通孔内，第一凸台部的上端设有多个第一凸起，外壳体内设有多个第二凸起，且相邻的第一凸起之间的弧长大于第二凸起的弧长，从而使第一凸起和第二凸起之间形成周向间隙;旋转配流轴的表面设有第一配流口和第二配流口，第一配流口位于第二配流口的上方，第二凸台部上设有与第一配流口和第二配流口相适配的第一过孔和第二过孔，第一过孔与外壳体之间设有轴向间隙。在钻井液的驱动下第一配流口与第一过孔、第二配流口与第二过孔均可周期性的联通，从而使钻井液周期性的流入周向间隙和轴向间隙中，以对钻头座施加周向冲击力和轴向冲击力。本发明的脉动式复合冲击器在保证了对钻头施加复合冲击力的前提下省略了往复式冲击锤结构，由此提高了脉动式复合冲击器的使用寿命。附图说明[0021]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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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。[0022]图1为本发明一实施例提供的脉动式复合冲击器的结构简图；[0023]图2为本发明一实施例提供的钻头座的结构简图；[0024]图3为本发明一实施例提供的旋转配流轴的结构简图；[0025]图4为本发明一实施例提供的下短节的结构简图；[0026]图5为本发明一实施例提供的密封端盖的结构简图；[0027]图6A为第一状态下图1中A-A向的剖视图；[0028]图6B为第一状态下图1中B-B向的剖视图；[0029]图7A为第二状态下图1中A-A向的剖视图；[0030]图7B为第二状态下图1中B-B向的剖视图。[0031]附图标记：[0032]100-钻头座；110-底座；[0033]m-第三凸起；120-第一凸台部；[0034]121—第一凸起；13〇-第二凸台部；[0035]131-第一过孔；132-第二过孔；[0036]140-滚珠槽；200-外壳体；[0037]210-上短节；220-下短节；[0038]221-第二凸起；300-上接头；[0039]310-钻井液流道；400-旋转配流轴；[0040]410-第一配流口；420-第二配流口；[0041]430-回流孔；510-涡轮转子；[0042]520-祸轮定子；600-分流端盖；[0043]700-扶正轴承；710-压紧螺母；[0044]720-止推轴承；800-密封端盖；[0045]810-端盖本体；820-第五凸起；[0046]830-固定环；910-节流座本体；[0047]920-节流座凸起部。具体实施方式[0048]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。[0049]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。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。[0050]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。[0051]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。[0052]需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于方便描述不同的部件，而不能理解为指示或暗示顺序关系、相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。[0053]随着石油开采逐渐向深井、超深井方向发展，在石油钻井过程中，除开必要的非钻井时间，纯钻进所花的时间占据了整个作业时间的80%以上，因此，钻头机械钻速的提高有利于钻井时间的减少。机械钻速的提高，不仅可以提高钻井经济效率，减少钻井成本，而且在一些特殊情况下，对特殊地层进行快钻并及时封固，更有利于避免井下事故的发生。为此，在深井、超深井的钻井作业中一般通过在钻头上设置冲击器以提高钻速。[0054]现有技术中的冲击器主要有轴向冲击器、扭转冲击器和复合冲击器。轴向冲击器能够对钻头产生轴向冲击载荷，增加切削齿的切削深度，提高钻头破岩效率;但轴向冲击器会加重钻头的粘滑振动。扭转冲击器能够对钻头产生扭转冲击载荷，降低钻头的粘滑振动；但由于缺少轴向方向上的钻压加持，破岩效率低。复合冲击器能够同时对钻头施加轴向力和扭转力，克服了单一方向冲击器的缺陷。现有技术中的复合冲击器主要包括钻头座、外壳体和上接头，钻头座用于连接外部钻头，钻头座与外壳体转动相连，外壳体的上端与上接头固定连接，上接头与外部钻具相连接，在外部钻具的带动下使整个复合冲击器随之转动;夕卜壳体内设有往复式冲击锤，往复式冲击锤的下端具有异型斜面，在钻头座的上端也设有相应的异型斜面，往复式冲击锤在高压钻井液的冲击下可沿外壳体的轴向方向上下运动，通过异型面的接触将冲击锤的轴向冲击力转化成钻头座上的轴向冲击力和扭转冲击力，从而实现对钻头施加复合作用力。[0055]但是，由于井下环境较为恶劣，在施工过程中不时会有岩石碎屑进入冲击器内部，使得采用现有技术的复合冲击器其往复式冲击锤较易磨损，从而使得复合冲击器的使用寿命较低。[0056]为了克服现有技术下的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种脉动式复合冲击器，本发明的脉动式复合冲击器省略了往复式冲击锤结构，由此提高了脉动式复合冲击器的使用寿命。[0057]下面将结合附图详细的对本发明的内容进行描述，以使本领域技术人员能够更加详细的了解本发明的内容。[0058]图1为本发明一实施例提供的脉动式复合冲击器的结构简图；图2为本发明一实施例提供的钻头座的结构简图；图3为本发明一实施例提供的旋转配流轴的结构简图；图4为本发明一实施例提供的下短节的结构简图；图5为本发明一实施例提供的密封端盖的结构简图；请参照图1-图5。本实施例提供一种脉动式复合冲击器，包括钻头座1〇〇、外壳体2〇〇和上接头300,外壳体200的上端与上接头300固定连接，外壳体200的下端与钻头座100转动相连；[0059]上接头300上设有钻井液流道310,钻井液可通过钻井液流道310进入外壳体200内；外壳体200内设有旋转配流轴400，旋转配流轴400与外壳体200之间设有驱动装置，在钻井液的驱动下驱动装置可驱动旋转配流轴400转动；[0060]钻头座1〇〇包括底座110和凸台部，底座110与外壳体200转动连接，凸台部伸入外壳体200的内部，凸台部包括第一凸台部120和第二凸台部130,第一凸台部120套设在第二凸台部130的外侧，第二凸台部130内设有轴向通孔，旋转配流轴400的下端位于轴向通孔内，第一凸台部120的上端设有多个第一凸起121，外壳体200内设有多个第二凸起221，且相邻的第一凸起U1之间的弧长大于第二凸起221的弧长，从而使第一凸起121和第二凸起221之间形成周向间隙；旋转配流轴400的表面设有第一配流口410和第二配流口420，第一配流口410位于第二配流口420的上方，第二凸台部130上设有与第一配流口410和第二配流口420相适配的第一过孔131和第二过孔132,第一过孔131与外壳体2〇0之间设有轴向间隙。[0061]在钻井液的驱动下第一配流口410与第一过孔131、第二配流口420与第二过孔132均可周期性的联通，从而使钻井液流入周向间隙和轴向间隙中，以对钻头座100施加周向冲击力和轴向冲击力。[0062]具体的，本实施例中钻头座100用于连接外部钻头，其内设有用于连接钻头的锥形空间，锥形空间内表面上设有螺纹，该螺纹一般选用NC50型螺纹，通过该螺纹结构与钻头的连接，可以达到密封和传递扭矩的作用，带动钻头进行切削岩石的运动;上接头300的外表面呈锥形斜面，用于连接上部钻具，在该锥形斜面的外侧壁上设有外螺纹结构，在外部钻具的带动下冲击器整体沿可某一方向保持转动。外壳体200与上接头300之间通过螺纹连接固定，可以在二者的连接处设置密封圈等密封装置进行密封。上接头300上沿轴向设有钻井液流道310,从外部钻具中排出的钻井液可通过钻井液流道310进入外壳体200内。外壳体200内设有旋转配流轴400,旋转配流轴400与外壳体200之间设有驱动装置，在钻井液的驱动下驱动装置可驱动旋转配流轴400转动。[0063]钻头座100包括底座110和凸台部，底座110与外壳体200转动连接，凸台部伸入外壳体200的内部，凸台部包括第一凸台部120和第二凸台部130，第一凸台部120套设在第二凸台部130的外侧，第二凸台部130内设有轴向通孔，旋转配流轴400的下端位于轴向通孔内，即旋转配流轴400的下端设置在第二凸台130的内部。第一凸台部120的上端设有多个第一凸起121，外壳体200内设有多个第二凸起221，且相邻的第一凸起121之间的弧长大于第二凸起221的弧长，从而使第一凸起121和第二凸起221之间形成周向间隙；旋转配流轴400的表面设有第一配流口410和第二配流口420,第一配流口410位于第二配流口420的上方，第二凸台部130上设有与第一配流口410和第二配流口420相适配的第一过孔131和第二过孔132，第一过孔131与外壳体200之间设有轴向间隙。[0064]随着旋转配流轴400的转动，位于旋转配流轴400内的高压钻井液会周期性的通过第一配流口410和第一过孔131流入该轴向间隙中，从而为钻头座100提供轴向冲击力；同时高压钻井液会周期性的通过第二配流口420和第二过孔132流入该周向间隙中，从而为钻头座100提供周向冲击力。[0065]轴向冲击力能对钻头产生脉动式轴向冲击载荷，增加钻头切削齿吃入岩石的深度，降低岩石抵抗破碎的能力;周向冲击力能对钻头产生脉动式扭转冲击载荷，增大钻头对岩石的切削载荷，改善钻头的切削状态，抑制钻头的扭转振动，轴向冲击和扭转冲击实现了钻头立体破岩，提高了破岩效率，从而提高硬质地层的机械钻速，降低硬质地层的钻井成本。[0066]通过上述描述可以发现，本实施例的脉动式复合冲击器在保证了对钻头施加复合冲击的前提下省略了往复式冲击锤结构，结构相对简单，由此提高了脉动式复合冲击器的使用寿命。[0067]进一步的，外壳体200包括上短节210和下短节220,上短节210的上端与上接头300固定连接，上短节210的下端与下短节220固定连接，下短节220的下端与钻头座100的底座110转动连接。[0068]具体的，底座110的外侧壁上设有多个向上凸起的第三凸起111，多个第三凸起111沿底座110的周向均匀分布;下短节220的下端设有多个用于与第三凸起111相配合的第四凸起，多个第四凸起沿下短节220的周向均匀分布，第三凸起111和第四凸起之间通过花键连接固定，从而带动钻头座100转动。[0069]在第一凸台部120和下短节220之间还设有滚珠槽140,滚珠槽140内设有多个滚珠，通过设置多个滚珠以悬挂钻头座100。[0070]进一步的，本实施例的驱动装置设置在上短节210内，驱动装置包括相对设置的涡轮转子510和涡轮定子520，涡轮定子520抵顶在上短节210的内侧壁上，涡轮转子510与旋转配流轴400固定相连，涡轮定子520和涡轮转子510之间形成有液体通道。[0071]旋转配流轴的上端连接有分流端盖600，分流端盖600的中心孔直径小于旋转配流轴400的中心孔直径;旋转配流轴400上还设有回流孔430，回流孔430用于连通液体通道和旋转配流轴400,回流孔430位于驱动装置的下方。[0072]驱动装置的上端设有扶正轴承700,以防止旋转配流轴400的倾斜;扶正轴承700的上端设有压紧螺母710,压紧螺母710用于压紧涡轮转子510;上短节210的下端还设有第一台阶面，第一台阶面上设有止推轴承720。[0073]本实施例的脉动式复合冲击器在使用时，钻井液从钻井液流道310进入外壳体200内部，一部分钻井液通过分流端盖600流入旋转配流轴中，由于分流端盖600的中心孔直径小于旋转配流轴400的中心孔直径，因此，未流入旋转配流轴400内的钻井液经扶正轴承700的缝隙流入涡轮定子520和涡轮转子510之间的液体通道内，并带动涡轮转子510转动，从而带动整个旋转配流轴400的转动，使得第一配流口410与第一过孔131、第二配流口420与第二过孔132周期性的联通。[0074]驱动涡轮转子510转动的钻井液经回流孔430流回旋转配流轴400中，回流孔430整体朝向下方倾斜设置，以便于引流。[0075]进一步的，本实施例中第二凸台部130的上端抵顶在上短节210的内壁上，上短节210下端的外侧壁与下短节220上端的内侧壁螺纹连接，第二凸台部130的外表面上形成有第二台阶面，第二台阶面上设有密封端盖800,密封端盖800用于实现轴向间隙和周向间隙的密封。[0076]具体的，密封端盖800包括端盖本体810和设置在端盖本体上的第五凸起820,端盖本体810设置在第二凸台部130上，第五凸起820的下端面抵顶在第一凸起121的上端面上，第五凸起820与第一凸起121共同限定出周向空间，且相邻的第五凸起820的弧长与第二凸起221的弧长相等。第二凸起221位于该周向空间内，且第二凸起221的上端卡设在相邻的第五凸起820之间；在钻井液的冲击下第一凸起121转动，从而与第二凸起221之间形成周向间隙。[0077]端盖本体810的上方还设有固定环830,固定环830与第二凸台部130螺纹连接，以限制密封端盖800的轴向移动，固定环830与上短节210的下端共同限定出轴向间隙。[0078]进一步的，本实施例的钻头座100内还设有节流座，节流座包括节流座本体910和设置在节流座本体910上的节流座凸起部920,节流座凸起部920的直径小于旋转配流轴400的内径，以使节流座凸起部920伸入旋转配流轴400中，节流座本体910上设有多个竖直的泄流孔，多个泄流孔沿周向均匀设置。[0079]下面结合附图对本实施例的脉动式复合冲击器的使用过程进行进一步的描述。图6A为第一状态下图1中A-A向的剖视图；图6B为第一状态下图1中B-B向的剖视图；图7A为第二状态下图1中A-A向的剖视图；图7B为第二状态下图1中B-B向的剖视图，请参照图6A-图7B〇[0080]本实施例的脉动式复合冲击器在外部钻具的带动下，自身也在时刻转动。如图6A-图6B所示，开始钻井时，钻井液通过上接头300上的钻井液流道310流入外壳体200内，一部分钻井液通过旋转配流轴400上端分流端盖600中心孔直接流入旋转配流轴400内，一部分钻井液流入轮定子520和涡轮转子510之间的液体通道，驱动涡轮转子51〇旋转，以带动旋转配流轴沿某一方向旋转。旋转配流轴400内的一部分钻井液经第一配流口410与第一过孔1：31流入轴向间隙，流入轴向间隙的钻井液对密封端盖800产生冲击，并推动钻头座100沿轴向向下运动。旋转配流轴400内的另一部分钻井液经第二配流口420与第二过孔132流入周向间隙，流入周向间隙的钻井液对钻头座100的第一凸起121侧端面产生冲击，并推动第一凸起121和密封端盖800转动，以推动钻头座100沿周向转动。此时，第三凸起111和第四凸起位于图6B所示的第一状态。[0081]如图7A-图7B所示，旋转配流轴400继续转动，第一配流口410与第一过孔131、第二配流口420与第二过孔132将错开。在上部结构自重作用下，外壳体200向下运动，推动轴向间隙内钻井液经第一过孔131流出，同时外壳体200上的第四凸起冲击钻头座1〇〇上的第三凸起111，产生轴向冲击。在脉动式复合冲击器自身旋转作用下，外壳体200将推动周向间隙内的钻井液经第二过孔132流出，外壳体200上的第四凸起的侧面冲击钻头座1〇〇上的第三凸起111的侧面产生扭转冲击，此时，第三凸起111和第四凸起位于图7B所示的第二状态。[0082]随着旋转配流轴400的连续转动，第一配流口410与第一过孔131、第二配流口420与第二过孔I32均可周期性的联通，从而使钻井液流入周向间隙和轴向间隙中，以对钻头座1〇〇施加周向冲击力和轴向冲击力。通过上述描述可以发现，本实施例的脉动式复合冲击器的冲击频率可以根据调节涡轮转子510的转速实现控制，进一步的只需要控制流入的钻井液的流量和流速即可，控制方式简单，破岩效率高。[0083]最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

权利要求：1.一种脉动式复合冲击器，其特征在于，包括钻头座、外壳体和上接头，所述外壳体的上端与所述上接头固定连接，所述外壳体的下端与所述钻头座转动相连；所述上接头上设有钻井液流道，钻井液可通过所述钻井液流道进入所述外壳体内；所述外壳体内设有旋转配流轴，所述旋转配流轴与所述外壳体之间设有驱动装置，在钻井液的驱动下所述驱动装置可驱动所述旋转配流轴转动；所述钻头座包括底座和凸台部，所述底座与所述外壳体转动连接，所述凸台部伸入所述外壳体的内部，所述凸台部包括第一凸台部和第二凸台部，所述第一凸台部套设在所述第二凸台部的外侧，所述第二凸台部内设有轴向通孔，所述旋转配流轴的下端位于所述轴向通孔内，所述第一凸台部的上端设有多个第一凸起，所述外壳体内设有多个第二凸起，且相邻的所述第一凸起之间的弧长大于所述第二凸起的弧长，从而使第一凸起和第二凸起之间形成周向间隙；所述旋转配流轴的表面设有第一配流口和第二配流口，所述第一配流口位于所述第二配流口的上方，所述第二凸台部上设有与所述第一配流口和第二配流口相适配的第一过孔和第二过孔，所述第一过孔与所述外壳体之间设有轴向间隙。2.根据权利要求1所述的脉动式复合冲击器，其特征在于，所述外壳体包括上短节和下短节，所述上短节的上端与所述上接头固定连接，所述上短节的下端与所述下短节固定连接，所述下短节的下端与所述钻头座的底座转动连接。3.根据权利要求2所述的脉动式复合冲击器，其特征在于，所述底座的外侧壁上设有多个向上凸起的第三凸起，多个所述第三凸起沿所述底座的周向均匀分布;所述下短节的下端设有多个用于与所述第三凸起相配合的第四凸起，多个所述第四凸起沿所述下短节的周向均匀分布，所述第三凸起和第四凸起之间通过花键连接固定；所述第一凸台部和所述下短节之间还设有滚珠槽，所述滚珠槽内设有多个滚珠。4.根据权利要求3所述的脉动式复合冲击器，其特征在于，所述驱动装置设置在所述上短节内，所述驱动装置包括相对设置的涡轮转子和涡轮定子，所述涡轮定子抵顶在所述上短节的内侧壁上，所述涡轮转子与所述旋转配流轴固定相连，所述涡轮定子和涡轮转子之间形成有液体通道。5.根据权利要求4所述的脉动式复合冲击器，其特征在于，所述旋转配流轴的上端连接有分流端盖，所述分流端盖的中心孔直径小于所述旋转配流轴的中心孔直径;所述旋转配流轴上还设有回流孔，所述回流孔用于连通所述液体通道和所述旋转配流轴，所述回流孔位于所述驱动装置的下方。6.根据权利要求5所述的脉动式复合冲击器，其特征在于，所述驱动装置的上端设有扶正轴承，所述扶正轴承的上端设有压紧螺母;所述上短节的下端还设有第一台阶面，所述第一台阶面上设有止推轴承。7.根据权利要求6所述的脉动式复合冲击器，其特征在于，所述第二凸台部的上端抵顶在所述上短节的内壁上，所述第二凸台部的外表面上形成有第二台阶面，所述第二台阶面上设有密封端盖。8.根据权利要求7所述的脉动式复合冲击器，其特征在于，所述密封端盖包括端盖本体和设置在所述端盖本体上的第五凸起，所述端盖本体设置在所述第二凸台部上，所述第五凸起的下端面抵顶在所述第一凸起的上端面上，所述第五凸起与所述第一凸起共同限定出周向空间，且相邻的所述第五凸起的弧长与所述第二凸起的弧长相等;所述第二凸起位于所述周向空间内，且所述第二凸起的上端卡设在相邻的所述第五凸起之间。9.根据权利要求8所述的脉动式复合冲击器，其特征在于，所述端盖本体的上方还设有固定环，所述固定环与所述第二凸台部螺纹连接，以限制所述密封端盖的轴向移动，所述固定环与所述上短节的下端共同限定出所述轴向间隙。10.根据权利要求9所述的脉动式复合冲击器，其特征在于，所述钻头座内还设有节流座，所述节流座包括节流座本体和设置在所述节流座本体上的节流座凸起部，所述节流座凸起部的直径小于所述旋转配流轴的内径，以使所述节流座凸起部伸入所述旋转配流轴中，所述节流座本体上设有多个竖直的泄流孔，多个所述泄流孔沿周向均匀设置。

百度查询： 北京工业大学;中国石油大学(北京) 脉动式复合冲击器

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