[发明专利]利用涡轮和齿轮实现轴向冲击功能的钻头

权利要求书

1.利用涡轮和齿轮实现轴向冲击功能的钻头，其特征在于：所述的利用涡轮和齿轮实现轴向冲击功能的钻头从后端到前端依次为上接头(1)、涡轮总成、齿轮减速器、冲击总成、抗冲击钻头总成，上接头通过螺纹链接在抗冲击钻头总成上端；所述涡轮总成包括上支撑架(2)、轴承a(3)、密封圈a(4)、开口销(5)、涡轮(6)、转轴(7)、圆头平键(8)、上导流套(9)、密封圈b(10)、轴承b(11)，所述齿轮减速器包括主动齿轮(12)、从动齿轮(13)、齿圈(14)、轮系保持架(15)、外筒体(17)，所述冲击总成包括弹簧(16)、冲击筒(18)、销钉(19)、下导流套(21)、冲击接头(22)，所述抗冲击钻头总成包括钻头体(23)、圆锥复合片(24)；转轴(7)从上到下依次安装上支撑架(2)、轴承a(3)、密封圈a(4)、开口销(5)、涡轮(6)、上导流套(9)、密封圈b(10)、轴承b(11)，上支撑架(2)与上接头(1)内壁采用阶梯与型面配合；齿轮减速器从内到外依次是主动齿轮(12)、从动齿轮(13)、轮系保持架(15)、齿圈(14)、外筒体(17)，主动齿轮(12)安装在转轴(7)的末端，齿圈(14)固定在外筒体(17)的内壁；弹簧(16)安装在轮系保持架(15)的转轴上，从上往下依次安装冲击筒(18)、销钉(19)、密封圈c(20)、下导流套(21)、冲击接头(22)、钻头体(23)，冲击接头(22)下端有四个沿周向均布的凸台，嵌入钻头体(23)内壁底部的4个沿周向均布的凹槽。

2.根据权利要求1所述的利用涡轮和齿轮实现轴向冲击功能的钻头，其特征在于：所述的利用涡轮和齿轮实现轴向冲击功能的钻头的涡轮总成与齿轮减速器为组合式，在工作时，泥浆进入上接头内部，驱动涡轮(6)带动转轴(7)与齿轮减速器转动，经齿轮减速器减速后，轮系保持架(15)转动，使销钉(19)与冲击筒(18)内壁的滑道配合运动，销钉(19)从滑道底部运动至滑道上极限位置，弹簧(16)被压缩，随后销钉滑至滑道底部，弹簧(16)释放压力，冲击筒(18)冲击下导流套(21)与冲击接头(22)，实现钻头周期性的轴向振动与冲击，调节钻井液压力，可改变涡轮(6)的转速，进而可调节轴向冲击的频率。

3.根据权利要求1所述的利用涡轮和齿轮实现轴向冲击功能的钻头，其特征在于：上支撑架(2)设有4个环形流道，密封圈a(4)、密封圈b(10)和密封圈c(20)均采用O型密封圈，涡轮(6)周向均布12个叶片，上导流套(9)和下导流套(21)周向均布6个导流片，冲击接头(22)内部设有环形流道与6个导流孔。

4.根据权利要求1所述的利用涡轮和齿轮实现轴向冲击功能的钻头，其特征在于：冲击筒(18)与下导流套(21)通过滑键配合实现周向定位，外筒体(17)与上导流套(9)和下导流套(21)通过螺纹连接，钻头体(23)的每片刀翼上镶有2个圆锥复合片(24)。