[发明专利]复合冲击器

权利要求书

1.一种复合冲击器，其特征在于：所述复合冲击器两端分别与上部钻具和钻头可拆卸螺纹连接；所述复合冲击器包括轴向冲击部分、扭转冲击部分以及辅助部分；

所述轴向冲击部分包括位于上壳体（9）内部，产生冲击的冲锤（6）、对冲锤（6）移动换向的中心管（5）和中间管（7）、插接在中间管（7）上端的固定块（3）、装配在上壳体（9）的调整螺钉（21）以及位于固定块（3）和冲锤（6）之间的弹簧（4）；所述固定块（3）内部与中间管（7）插接，外部为齿轮结构（31），周向由装配在上壳体的调整螺钉（21）限位，轴向由上接头（1）限位；所述弹簧（5）两端分别顶住固定块（3）和冲锤（6），依靠上接头（1）拧紧施加预压力；所述轴向冲击部分的冲锤（6）上下往复冲击上壳体（9）产生轴向冲击力；

所述中心管（5）设计有孔a（51）、孔b（52）和孔c（53）；所述中间管设计有的孔d（71）和孔e（72）；所述中心管（5）与中间管（7）同轴心；

所述孔a（51）和孔b（52）分别对称开两个，孔a（51）和孔b（52）的轴心线平行；所述孔c（53）均布四个；所述孔d（71）和孔e（72）分别对称开两个，孔d（71）与孔e（72）的轴心线具有一定的相位差；

所述扭转冲击部分包括位于下壳体（14）内部，产生冲击的摆锤（15）、对摆锤（15）扭转换向的换向开关（11）、装配在摆锤（15）上下端的上端盖（12）、下端盖（19）；所述扭转冲击部分的摆锤（15）扭转往复冲击下壳体（14）产生扭转冲击力；

所述换向开关（11）与中心管（5）连接处插接在一起，换向开关（11）转动时带动中心管（5）一起转动换向；所述中心管（5）和下端盖（19）内部装配有喷嘴（18），利用中心管（5）和下端盖（19）的台阶以及弹簧挡圈（17）对喷嘴（18）轴向限位；所述下端盖（19）利用端盖螺钉（22）固定在下壳体（14）内部；所述换向开关（11）上设计有对称的流体流道a（112）；在上端盖（12）以上的换向开关（11）上设计有两层孔f（111），每层均布四个；所述摆锤（15）上设计有对称的流体流道e（151），对称的流体流道f（152），对称的流体流道g（153）以及对称的流体流道h（154）；所述下壳体（14）内部开有流体流道b（141）和流道c（142）；所述下端盖（19）开有对称的流体流道j（191）和对称的流体流道k（192）；

所述摆锤（15）内外与换向开关（11）和下壳体（14）间隙配合；所述摆锤（15）与换向开关（11）和下壳体（14）同轴心；所述上端盖（12）堵住流道c（142）的上端，流道c（142）的下端与流道j（191）连通；所述下端盖（19）堵住流道b（141）和流道d（143）的下端；

所述辅助部分包括与上部钻具连接的上接头（1）、与钻头连接的下接头（20）以及产生高低压腔的喷嘴（18）；

所述复合冲击器的扭转冲击过程：复合冲击器的上接头（1）连接钻柱，通过钻柱注入高压钻井液，高压钻井液依次流过换向开关（11）的孔f（111），下壳体（14）的流道b（141），摆锤（15）的流道h（154），进入空腔a（1115a），推动换向开关（11）顺时针转动；同时，空腔b（1115b）的低压钻井液依次通过摆锤（15）的流道g（153），下壳体（14）的流道c（142），下端盖（19）的流道j（191）流回下接头（20）；当换向开关（11）顺时针转动到极限时，换向开关(11)的流道a（112）与摆锤(15)的流道f（152）连通，高压钻井液进入空腔d（1415a），推动摆锤(15)逆时针转动，此过程摆锤(15)带动换向开关(11)一起逆时针转动；同时，空腔e(1415b)的低压钻井液依次通过摆锤（15）的流道e（151），空腔c（1115c），下端盖（19）的流道k（192）流回下接头（20）；当摆锤（15）逆时针冲击下壳体（14）后，流道d（143）的高压钻井液通过流道g（153），进入空腔b（1115b），推动换向开关（11）逆时针转动，直到流道a（112）与流道e（151）连通，高压钻井液进入空腔e（1415b），推动摆锤（15）顺时针转动，此过程摆锤（15）带动换向开关（11），直到摆锤（15）顺时针冲击下壳体（14），如此往复，产生扭转冲击；

所述复合冲击器的轴向冲击过程：复合冲击器的上接头（1）连接钻柱，通过钻柱注入高压钻井液，摆锤（15）带动换向开关（11）一起逆时针转动，换向开关（11）带动中心管（5）逆时针转动，孔a（51）与孔d（71）断开连接，冲锤（6）上端的钻井液，通过孔d（71）连通中心管（5）与中间管（7）之间的环空低压区；孔b（52）与孔e（72）连通，高压钻井液通过孔b（52）和孔e（72）进入冲锤（6）的下端，推动冲锤（6）压缩弹簧（4）沿轴向上行；当摆锤（15）带动换向开关（11）一起顺时针转动，换向开关（11）带动中心管（5）顺时针转动，孔a（51）与孔d（71）连通，高压钻井液通过孔a（51）和孔d（71）进入冲锤（6）的上端，与弹簧（4）一起推动冲锤（6）沿轴向下行，冲击上壳体（9）；孔b（52）与孔e（72）断开连接，冲锤（6）下端的钻井液，通过孔e（72）连通中心管（5）与中间管（7）之间的环空低压区，如此往复，产生轴向冲击。