[发明专利]一种往复冲击潜孔锤钻井工具

权利要求书

1.一种往复冲击潜孔锤钻井工具，其结构主要包括钻杆接头（1）、上部接头（2）、止回阀（3）、梁（15）、外部小套筒（21）、套筒（24）、锤（4）、锤套筒（17）、钻头键（8）、圆头螺钉（28）、传动卡盘（9）、外壳（18）；其特征是：该工具外部为钻杆接头（1）、上部接头（2）、外壳（18）、传动卡盘（9）和钻头（10）从上至下通过螺纹依次连接；上部接头（2）内安装有套筒（24），止回阀（3）安装在套筒（24）上部，套筒（24）中间安装有梁（15），梁（15）两端贯穿套筒（24）并安置在上部接头（2）中，起到支撑作用；套筒（24）开有周向均布的套筒上部壁孔（13）和套筒下部壁孔（25）,套筒（24）中下部有台阶，台阶下部直径小于台阶上部直径，套筒下部壁孔（25）处用法兰结构；套筒（24）外侧安装有外部小套筒（21），外部小套筒（21）上开有外部小套筒壁孔（12）；外部小套筒（21）下端靠螺纹与锤（4）连接；锤（4）安置在外壳（18）内部，锤（4）的锤下端（5）能够与安置在其下面的锤套筒（17）内的钻头上端（23）及钻头上端凸起（22）形成密封；钻头（10）靠钻头上端（23）卡在钻头卡环（7）上端，起到限位作用，钻头卡环（7）安置在锤套筒（17）和传动卡盘（9）之间；对于实例1，在钻头上端（23）和钻头卡环（7）之间设置碟簧（26），钻头（10）通过圆头螺钉（28）与传动卡盘（9）配合，传动卡盘（9）内壁是扭矩传递导槽（27）；对于实例2，钻头（10）通过钻头键（8）与传动卡盘（9）配合，传动卡盘（9）内壁是与钻头键（8）互补的花键；往复冲击钻井工具工作特征是：钻井液从钻杆接头（1）进入到上部接头（2）中，靠其液压力冲开止回阀（3）进入到上部接头（2）与套筒（24）之间的环空中，然后钻井液一部分从套筒（24）底部的液孔（16）流入锤（4）中心孔，从钻头中心孔（11）流出后用于冲洗岩屑；其余部分通过套筒（24）上的进液孔（14）和套筒上部壁孔（13），以及外部小套筒（21）上的外部小套筒壁孔（12）进入锤上腔（19），通过液压推动锤（4）向下运动，锤（4）向下运动冲击钻头上端（23），锤下端（5）与其下面的锤套筒（17）、钻头上端（23）及钻头上端凸起（22）形成密封，此时一部分钻井液被密封在形成的密闭空间中，形成液垫，能对锤（4）冲击钻头上端（23）时产生一定的缓冲作用，减小冲击对钻头上端（23）造成的损伤；此时对于实例1，锤（4）向下运动冲击钻头（10），钻头（10）向下产生小幅轴向位移，此时传动卡盘（9）内壁的扭矩传递导槽（27）通过与之配合的在钻头（10）外壁上的圆头螺钉（28）向钻头（10）施加额外扭矩，之后锤（4）通过碟簧（26）复位；同时套筒（24）上的套筒下部壁孔（25）与锤（4）中流道连通，钻井液进入锤下腔（20），通过液压推动锤（4）向上运动，而外部小套筒壁孔（12）与套筒（24）和外部小套筒（21）之间的环空连通，锤上腔（19）中的钻井液通过外部小套筒壁孔（12）和环空被排出到锤（4）的中心孔中；当锤（4）运动到其行程上端时，外部小套筒壁孔（12）和套筒上部壁孔（13）再次连通，行程一个工作循环；外部小套筒（21）通过螺纹连接于锤（4）上部，随锤（4）一起上下往复运动。

2.根据权利要求1所述的一种往复冲击潜孔锤钻井工具，其特征是：套筒（24）沿周向分别开有2-6均匀分布的外部小套筒壁孔（12）、套筒上部壁孔（13）、进液孔（14）、套筒下部壁孔（25）；套筒（24）中下部有台阶，台阶下部直径小于台阶上部直径，套筒下部壁孔（25）处用法兰结构；外部小套筒（21）上端与进液孔（14）对应的部分沿轴向有贯穿的槽，使外部小套筒（21）在上下运动时不会堵塞进液孔（14），且贯穿槽在上下运动时始终在上部接头（2）内部，不会使上部接头（2）中的钻井液从槽与上部接头（2）下端之间的间隙漏入锤上腔（19）中；对于实例1，碟簧（26）设置在钻头上端（23）和钻头卡环（7）之间，使钻头（10）在锤（4）冲击下沿轴向方向有小幅的位移，使扭矩传递导槽（27）通过圆头螺钉（28）对钻头（10）施加额外的扭矩；钻头（10）沿周向均匀分布有2-6个圆头螺钉（28），圆头螺钉（28）的圆头始终与扭矩传递导槽（27）相配合，扭矩传递导槽（27）是周向均布于传动卡盘（9）内壁的斜槽。