本發(fā)明涉及鉆井提速工具技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種周向沖擊鉆頭提速器。

背景技術(shù)：

在油田勘探開發(fā)過程中，提高機(jī)械鉆速是石油勘探開發(fā)的一個(gè)永恒主題。隨著當(dāng)前國際油價(jià)斷崖式下跌，鉆井提速已經(jīng)成為各大油田在勘探開發(fā)過程中進(jìn)行降本增效的主要手段之一。pdc鉆頭以其良好的提速使用效果得到業(yè)界的認(rèn)可，并已成為油田勘探開發(fā)最重要和最常用的鉆頭。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前pdc鉆頭的使用已經(jīng)占到世界范圍內(nèi)油田勘探開所用鉆頭量的90％以上。隨著鉆探行業(yè)的不斷發(fā)展，以及業(yè)內(nèi)人士對(duì)于pdc鉆頭在鉆進(jìn)過程中的研究不斷深入，人們逐漸發(fā)現(xiàn)，當(dāng)pdc鉆頭在進(jìn)行剪切地層時(shí)，會(huì)出現(xiàn)切屑齒未能瞬時(shí)將該地層進(jìn)行有效切削，使地面轉(zhuǎn)盤所產(chǎn)生的扭矩能量逐漸聚集在鉆頭刀翼和整個(gè)鉆柱上，當(dāng)能量蓄積到一定程度時(shí)，該地層被瞬間剪切，蓄積到pdc鉆頭刀翼和整個(gè)鉆柱上的能量瞬間釋放，將會(huì)使得pdc鉆頭出現(xiàn)“蹦齒”以及刀翼損壞等后果，縮短了pdc鉆頭的使用壽命，還會(huì)使得整個(gè)鉆柱產(chǎn)生疲勞損壞，這一現(xiàn)象即為pdc鉆頭的“粘滑效應(yīng)”。在早期進(jìn)行提速工具的研究當(dāng)中，人們均集中精力進(jìn)行軸向震擊工具的研制從而進(jìn)行pdc鉆頭的提速。這些工具的作用原理基本相同，即通過不同級(jí)別的液缸，在液壓力的作用下，產(chǎn)生軸向向下的震擊力，從而提高機(jī)械鉆速。這些工具在一定程度上提高了機(jī)械鉆速，但未能從根本上解決上述pdc鉆頭在鉆進(jìn)中出現(xiàn)的粘滑效應(yīng)，因此，推廣效果不佳，同時(shí)，此類工具需要嚴(yán)密的徑向密封，而密封件在振動(dòng)過程中容易老化失效，因此，工具壽命一般較短。

由此，本發(fā)明人憑借多年從事相關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)與實(shí)踐，提出一種周向沖擊鉆頭提速器，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種周向沖擊鉆頭提速器，克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，能夠有效地解決pdc鉆頭在實(shí)際使用過程中存在的粘滑效應(yīng)，有效地提高鉆速。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種周向沖擊鉆頭提速器，包括一端能與鉆鋌密封連接的外筒，所述外筒的另一端同軸穿設(shè)有中空的下接頭，所述下接頭的另一端連接鉆頭，所述下接頭內(nèi)套設(shè)有能對(duì)所述下接頭產(chǎn)生周向沖擊的、且軸向固定的周向沖擊結(jié)構(gòu)，所述周向沖擊結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置有沿軸向貫通的鉆井液過孔，所述周向沖擊結(jié)構(gòu)靠近所述鉆頭的一端連通有節(jié)流噴嘴。

在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，所述周向沖擊結(jié)構(gòu)包括同軸套設(shè)于所述下接頭內(nèi)的、且能繞中心軸周向往復(fù)擺動(dòng)的呈筒狀的軸向固定的沖擊錘，所述沖擊錘的內(nèi)部套設(shè)有能繞中心軸周向往復(fù)擺動(dòng)的軸向固定的轉(zhuǎn)換閥，所述轉(zhuǎn)換閥內(nèi)設(shè)置所述鉆井液過孔，所述轉(zhuǎn)換閥的軸向出口端與所述節(jié)流噴嘴導(dǎo)通連接。

在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，所述沖擊錘包括圓筒本體，所述圓筒本體的外壁上設(shè)有一對(duì)沿軸向設(shè)置的、且徑向?qū)ΨQ設(shè)置的扇形凸臺(tái)，所述下接頭的內(nèi)壁上設(shè)置有下接頭扇形凹槽，所述扇形凸臺(tái)擺動(dòng)地設(shè)置在所述下接頭扇形凹槽內(nèi)，所述下接頭扇形凹槽的扇形角度大于所述扇形凸臺(tái)的扇形角度，所述下接頭扇形凹槽靠近所述節(jié)流噴嘴的一端為封閉端，所述扇形凸臺(tái)的一端軸向抵靠于所述封閉端上；所述圓筒本體的內(nèi)壁上設(shè)有一對(duì)沿軸向設(shè)置的、且徑向?qū)ΨQ設(shè)置的內(nèi)凸臺(tái)，所述內(nèi)凸臺(tái)與所述扇形凸臺(tái)呈十字交叉設(shè)置，所述扇形凸臺(tái)的扇形角度大于所述內(nèi)凸臺(tái)的扇形角度，所述轉(zhuǎn)換閥的側(cè)壁上設(shè)置有轉(zhuǎn)換閥扇形凹槽，所述內(nèi)凸臺(tái)擺動(dòng)地設(shè)置在所述轉(zhuǎn)換閥扇形凹槽內(nèi)，所述轉(zhuǎn)換閥扇形凹槽的扇形角度大于所述內(nèi)凸臺(tái)的扇形角度，所述轉(zhuǎn)換閥扇形凹槽靠近所述節(jié)流噴嘴的一端呈封閉設(shè)置；

所述圓筒本體的側(cè)壁上、緊鄰所述扇形凸臺(tái)的兩側(cè)壁分別設(shè)置有第一配流孔和第二配流孔，所述轉(zhuǎn)換閥的側(cè)壁上設(shè)置有多個(gè)沿軸向設(shè)置的轉(zhuǎn)換閥條形透孔，所述轉(zhuǎn)換閥條形透孔與所述轉(zhuǎn)換閥扇形凹槽沿周向錯(cuò)開設(shè)置，所述轉(zhuǎn)換閥條形透孔能通過所述第一配流孔或所述第二配流孔與所述下接頭扇形凹槽導(dǎo)通；所述圓筒本體的側(cè)壁上、緊鄰所述內(nèi)凸臺(tái)的兩側(cè)壁分別設(shè)置有第三配流孔和第四配流孔，所述下接頭的側(cè)壁上還設(shè)置有多個(gè)沿軸向設(shè)置的下接頭條形透孔，所述下接頭條形透孔與所述下接頭扇形凹槽沿周向錯(cuò)開設(shè)置，所述下接頭條形透孔能通過所述第三配流孔或所述第四配流孔與所述轉(zhuǎn)換閥扇形凹槽導(dǎo)通。

在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，所述外筒內(nèi)固定套設(shè)有與所述周向沖擊結(jié)構(gòu)導(dǎo)通連接、且能使鉆井液沿使所述周向沖擊結(jié)構(gòu)進(jìn)行周向沖擊的方向流動(dòng)的中空的引流件。

在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，所述引流件的一端設(shè)置有引流件凸臺(tái)，所述引流件凸臺(tái)能轉(zhuǎn)動(dòng)地套設(shè)于所述外筒內(nèi)，所述引流件另一端的外壁與所述外筒的內(nèi)壁呈間隔設(shè)置，所述引流件的另一端密封連接一中空的連接件，所述連接件與所述引流件連接的一端的外壁與所述外筒的內(nèi)壁呈間隔設(shè)置，所述外筒的內(nèi)壁、所述引流件的外壁和所述連接件的外壁之間構(gòu)成外分流腔，所述連接件的另一端設(shè)置有連接件凸臺(tái)，所述連接件凸臺(tái)遠(yuǎn)離所述引流件的的一端與所述下接頭、所述周向沖擊結(jié)構(gòu)軸向抵靠、且周向固定連接；所述引流件內(nèi)沿軸向貫通設(shè)置引流直通孔，所述引流件的側(cè)壁上設(shè)置有多個(gè)徑向貫通的、且與所述引流直通孔連通的分流孔，所述連接件凸臺(tái)上設(shè)置有多個(gè)沿軸向貫通設(shè)置的連接件通槽，所述下接頭的外壁上沿軸向設(shè)置有多個(gè)一端與所述連接件通槽連通、且另一端封閉的下接頭凹槽，所述下接頭凹槽的槽底上設(shè)置所述下接頭條形透孔；所述下接頭的內(nèi)壁上設(shè)有一對(duì)沿軸向貫通的、且與所述下接頭扇形凹槽和所述下接頭條形透孔周向錯(cuò)開設(shè)置的徑向?qū)ΨQ的第一泄流槽，所述轉(zhuǎn)換閥扇形凹槽能通過所述第三配流孔或所述第四配流孔與所述第一泄流槽導(dǎo)通，所述第一泄流槽能與鉆頭導(dǎo)通；所述轉(zhuǎn)換閥的外壁上位于各所述轉(zhuǎn)換閥扇形凹槽兩側(cè)分別設(shè)置有軸向貫通的第二泄流槽，所述下接頭扇形凹槽能通過所述第一配流孔或所述第二配流孔與所述第二泄流槽導(dǎo)通，所述第二泄流槽能與所述第一泄流槽導(dǎo)通。

在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，所述外筒的內(nèi)壁上設(shè)置第一臺(tái)階部，所述引流件凸臺(tái)靠近所述下接頭的一端止擋于所述第一臺(tái)階部上；所述下接頭的端面能密封止擋于所述連接件凸臺(tái)的端面上，所述連接件凸臺(tái)的內(nèi)壁上設(shè)置有第二臺(tái)階部，所述圓筒本體靠近所述連接件的一端設(shè)置有第三臺(tái)階部，所述第三臺(tái)階部能軸向抵擋于連接件凸臺(tái)的端面上，所述轉(zhuǎn)換閥靠近所述連接件的一端能密封止擋于所述第二臺(tái)階部上；所述連接件凸臺(tái)的端面上沿周向設(shè)置有軸向凸臺(tái)，所述下接頭的側(cè)壁上設(shè)置有能周向卡設(shè)所述軸向凸臺(tái)的卡止凹槽；所述下接頭的內(nèi)壁上設(shè)置有第四臺(tái)階部，所述轉(zhuǎn)換閥遠(yuǎn)離所述連接件的一端的側(cè)壁上設(shè)置有能止擋于所述第四臺(tái)階部的第五臺(tái)階部。

在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，所述連接件通過錐螺紋與所述引流件密封連接。

在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，所述外筒的另一端與所述下接頭位于所述外筒外部的一端通過牙龕結(jié)構(gòu)龕合連接，所述外筒和所述下接頭的側(cè)壁上設(shè)置有軸向限位結(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，所述下接頭的外壁上設(shè)置有環(huán)形槽，所述外筒的側(cè)壁上設(shè)置有徑向貫通的定位孔，所述定位孔和所述環(huán)形槽中穿設(shè)有所述軸向限位結(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，所述限位結(jié)構(gòu)包括穿設(shè)于所述定位孔和所述環(huán)形槽中的限位塊，所述限位塊與所述環(huán)形槽之間抵靠設(shè)置有彈簧，所述定位孔內(nèi)套設(shè)有能沿所述外筒的徑向頂?shù)炙鱿尬粔K的螺母。

由上所述，本發(fā)明提供的周向沖擊鉆頭提速器具有如下有益效果：

本發(fā)明的周向沖擊鉆頭提速器結(jié)構(gòu)合理緊湊，使用方便，鉆井過程中鉆井液在節(jié)流噴嘴的作用下產(chǎn)生壓差形成高壓流體，周向沖擊結(jié)構(gòu)能通過周向沖擊結(jié)構(gòu)將流體能量轉(zhuǎn)換成周向的、高頻的和均勻穩(wěn)定的機(jī)械沖擊能量，下接頭將周向的沖擊載荷直接傳遞給鉆頭(pdc鉆頭)，使鉆頭(pdc鉆頭)和井底始終保持連續(xù)性，且不會(huì)使鉆桿傳達(dá)的扭矩發(fā)生浪費(fèi)；周向沖擊結(jié)構(gòu)對(duì)下接頭的周向沖擊載荷直接傳遞給鉆頭，驅(qū)動(dòng)鉆頭破巖，能極大提高鉆頭的破巖效率，提高機(jī)械鉆速。

附圖說明

以下附圖僅旨在于對(duì)本發(fā)明做示意性說明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。其中：

圖1：為本發(fā)明的周向沖擊鉆頭提速器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2：為本發(fā)明的外筒結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3：為本發(fā)明的下接頭的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4：為圖3中b向視圖。

圖5：為本發(fā)明的沖擊錘的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6：為圖5中c向視圖。

圖7：為本發(fā)明的轉(zhuǎn)換閥的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8：為圖7中d向視圖。

圖9：為本發(fā)明的連接件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10：為圖9中e向視圖。

圖11：為初始狀態(tài)圖1中a-a剖視圖。

圖12：為下接頭受到第一次周向沖擊時(shí)圖1中a-a剖視圖。

圖13：為下接頭受到第二次周向沖擊時(shí)圖1中a-a剖視圖。

圖14：為下接頭受到第三次周向沖擊時(shí)圖1中a-a剖視圖。

圖中：

100、周向沖擊鉆頭提速器；

1、外筒；

11、第一臺(tái)階部；12、定位孔；13、限位塊；14、彈簧；15、螺母；

2、下接頭；

20、牙龕結(jié)構(gòu)；21、下接頭扇形凹槽；22、下接頭條形透孔；23、下接頭凹槽；24、第四臺(tái)階部；25、卡止凹槽；26、第一泄流槽；27、環(huán)形槽；

3、周向沖擊結(jié)構(gòu)；

31、鉆井液過孔；

32、沖擊錘；

321、圓筒本體；3211、第三臺(tái)階部；322、扇形凸臺(tái)；323、內(nèi)凸臺(tái)；324、第一配流孔；325、第二配流孔；326、第三配流孔；327、第四配流孔；

33、轉(zhuǎn)換閥；

331、轉(zhuǎn)換閥扇形凹槽；332、轉(zhuǎn)換閥條形透孔；333、第五臺(tái)階部；334、第二泄流槽；

4、節(jié)流噴嘴；

5、引流件；

51、引流件凸臺(tái)；52、引流直通孔；53、分流孔；

6、連接件；

61、連接件凸臺(tái)；62、連接件通槽；63、第二臺(tái)階部；64、軸向凸臺(tái)。

具體實(shí)施方式

為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照附圖說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

如圖1至圖14所示，本發(fā)明提供一種周向沖擊鉆頭提速器100，包括一端能與鉆鋌(或其它上部鉆具，現(xiàn)有技術(shù)，圖中未示出)密封連接的外筒1，在本實(shí)施方式中，外筒1的一端通過鉆桿螺紋與鉆鋌連接；外筒1的另一端同軸穿設(shè)有中空的下接頭2，下接頭2的另一端連接鉆頭，在本實(shí)施方式中，下接頭2的內(nèi)壁上設(shè)置連接螺紋，下接頭2通過連接螺紋與鉆頭密封連接；下接頭2內(nèi)套設(shè)有能對(duì)下接頭2產(chǎn)生周向沖擊的、且軸向固定的周向沖擊結(jié)構(gòu)3，周向沖擊結(jié)構(gòu)3內(nèi)設(shè)置有沿軸向貫通的鉆井液過孔31，周向沖擊結(jié)構(gòu)3靠近鉆頭的一端連通有節(jié)流噴嘴4，節(jié)流噴嘴4能使自鉆井液過孔31流入的鉆井液產(chǎn)生壓降，在鉆井液過孔31內(nèi)構(gòu)成高壓流體。

本發(fā)明的周向沖擊鉆頭提速器100結(jié)構(gòu)合理緊湊，使用方便，鉆井過程中鉆井液在節(jié)流噴嘴4的作用下產(chǎn)生壓差，鉆井液在該壓差的驅(qū)動(dòng)下驅(qū)使周向沖擊結(jié)構(gòu)3繞中心軸周向往復(fù)擺動(dòng)，對(duì)下接頭2產(chǎn)生周向沖擊，周向沖擊載荷直接作用于下接頭2上且其足以直接破巖，由于下接頭2直接與鉆頭連接，因此，周向沖擊載荷將直接作用在鉆頭上，驅(qū)動(dòng)鉆頭破巖，提高破巖效率。本發(fā)明的周向沖擊鉆頭提速器100能通過周向沖擊結(jié)構(gòu)3將流體(高壓流體)能量轉(zhuǎn)換成周向的、高頻的和均勻穩(wěn)定的機(jī)械沖擊能量(周向沖擊結(jié)構(gòu)3繞中心軸周向往復(fù)擺動(dòng)，沖擊下接頭2產(chǎn)生的機(jī)械沖擊能量)，該機(jī)械沖擊作用在下接頭2上，下接頭2將周向的沖擊載荷(該沖擊載荷足以使鉆頭進(jìn)行破巖)直接傳遞給鉆頭(pdc鉆頭)，使鉆頭(pdc鉆頭)和井底始終保持連續(xù)性，這就使得鉆頭(pdc鉆頭)不需要等待扭力積蓄足夠的能量才能切削地層，此時(shí)，有兩個(gè)作用力作用在鉆頭(pdc鉆頭)上切削地層，一個(gè)作用力是地面轉(zhuǎn)盤(現(xiàn)有技術(shù)，圖中未示出)提供給鉆頭的扭力，另一個(gè)是本發(fā)明的周向沖擊鉆頭提速器提供的沖擊載荷，該沖擊載荷直接傳遞到鉆頭上(該沖擊載荷對(duì)鉆桿不產(chǎn)生作用力，對(duì)鉆桿傳達(dá)的扭矩基本沒有影響)，此時(shí)鉆桿的扭矩基本是穩(wěn)定的，鉆桿傳達(dá)的扭矩可以完全用于切削地層，而不會(huì)產(chǎn)生浪費(fèi)；周向沖擊結(jié)構(gòu)3對(duì)下接頭2的周向沖擊載荷直接傳遞給鉆頭，能極大提高鉆頭的破巖效率，提高機(jī)械鉆速。

進(jìn)一步，如圖1所示，周向沖擊結(jié)構(gòu)3包括同軸套設(shè)于下接頭2內(nèi)的、且能繞中心軸周向往復(fù)擺動(dòng)的呈筒狀的軸向固定的沖擊錘32，沖擊錘32的內(nèi)部套設(shè)有能繞中心軸周向往復(fù)擺動(dòng)的軸向固定的轉(zhuǎn)換閥33，轉(zhuǎn)換閥33內(nèi)設(shè)置前述的鉆井液過孔31，轉(zhuǎn)換閥33的軸向出口端與節(jié)流噴嘴4導(dǎo)通連接。

進(jìn)一步，如圖1、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖11至圖14所示，沖擊錘32包括圓筒本體321，圓筒本體321的外壁上設(shè)有一對(duì)沿軸向設(shè)置的、且徑向?qū)ΨQ設(shè)置的扇形凸臺(tái)322，下接頭2的內(nèi)壁上設(shè)置有下接頭扇形凹槽21，扇形凸臺(tái)322擺動(dòng)地設(shè)置在下接頭扇形凹槽21內(nèi)，下接頭扇形凹槽21的扇形角度大于扇形凸臺(tái)322的扇形角度，下接頭扇形凹槽21靠近節(jié)流噴嘴4的一端為封閉端，扇形凸臺(tái)322的一端軸向抵靠于封閉端上；圓筒本體321的內(nèi)壁上設(shè)有一對(duì)沿軸向設(shè)置的、且徑向?qū)ΨQ設(shè)置的內(nèi)凸臺(tái)323，內(nèi)凸臺(tái)323與扇形凸臺(tái)322呈十字交叉設(shè)置，扇形凸臺(tái)322的扇形角度大于內(nèi)凸臺(tái)323的扇形角度，轉(zhuǎn)換閥33的側(cè)壁上設(shè)置有轉(zhuǎn)換閥扇形凹槽331，內(nèi)凸臺(tái)323擺動(dòng)地設(shè)置在轉(zhuǎn)換閥扇形凹槽331內(nèi)，轉(zhuǎn)換閥扇形凹槽331的扇形角度大于內(nèi)凸臺(tái)323的扇形角度，轉(zhuǎn)換閥扇形凹槽331靠近節(jié)流噴嘴4的一端呈封閉設(shè)置；

圓筒本體321的側(cè)壁上、緊鄰扇形凸臺(tái)322的兩側(cè)壁分別設(shè)置有第一配流孔324和第二配流孔325，轉(zhuǎn)換閥33的側(cè)壁上設(shè)置有多個(gè)沿軸向設(shè)置的轉(zhuǎn)換閥條形透孔332，轉(zhuǎn)換閥條形透孔332與轉(zhuǎn)換閥扇形凹槽331沿周向錯(cuò)開設(shè)置，轉(zhuǎn)換閥條形透孔332能通過第一配流孔324或第二配流孔325與下接頭扇形凹槽21導(dǎo)通；圓筒本體321的側(cè)壁上、緊鄰內(nèi)凸臺(tái)323的兩側(cè)壁分別設(shè)置有第三配流孔326和第四配流孔327，下接頭2的側(cè)壁上還設(shè)置有多個(gè)沿軸向設(shè)置的下接頭條形透孔22，下接頭條形透孔22與下接頭扇形凹槽21沿周向錯(cuò)開設(shè)置，下接頭條形透孔22能通過第三配流孔326或第四配流孔327與轉(zhuǎn)換閥扇形凹槽331導(dǎo)通；

下接頭2的內(nèi)壁上設(shè)有一對(duì)沿軸向貫通的、且與下接頭扇形凹槽21和下接頭條形透孔22周向錯(cuò)開設(shè)置的徑向?qū)ΨQ的第一泄流槽26，轉(zhuǎn)換閥扇形凹槽331能通過第三配流孔326或第四配流孔327與第一泄流槽26導(dǎo)通，第一泄流槽26能與鉆頭導(dǎo)通；轉(zhuǎn)換閥33的外壁上位于各轉(zhuǎn)換閥扇形凹槽331兩側(cè)分別設(shè)置有軸向貫通的第二泄流槽334，下接頭扇形凹槽21能通過第一配流孔324或第二配流孔325與第二泄流槽334導(dǎo)通，第二泄流槽334能與第一泄流槽26導(dǎo)通。

進(jìn)一步，如圖1所示，外筒1內(nèi)固定套設(shè)有與周向沖擊結(jié)構(gòu)3導(dǎo)通連接、且能使鉆井液沿使周向沖擊結(jié)構(gòu)3進(jìn)行周向沖擊的方向流動(dòng)的中空的引流件5。

進(jìn)一步，如圖1、圖9、圖10所示，引流件5的一端設(shè)置有引流件凸臺(tái)51，引流件凸臺(tái)51能轉(zhuǎn)動(dòng)地套設(shè)于外筒1內(nèi)，引流件5另一端的外壁與外筒1的內(nèi)壁呈間隔設(shè)置，引流件5的另一端密封連接一中空的連接件6，在本實(shí)施方式中，連接件6通過錐螺紋與引流件5密封連接。連接件6與引流件5連接的一端的外壁與外筒的內(nèi)壁呈間隔設(shè)置，外筒1的內(nèi)壁、引流件5的外壁和連接件6的外壁之間構(gòu)成外分流腔，連接件6的另一端設(shè)置有連接件凸臺(tái)61，連接件凸臺(tái)61遠(yuǎn)離引流件5的的一端與下接頭2、周向沖擊結(jié)構(gòu)3軸向抵靠、且周向固定連接；引流件5內(nèi)沿軸向貫通設(shè)置引流直通孔52，引流件5的側(cè)壁上設(shè)置有多個(gè)徑向貫通的、且與引流直通孔52連通的分流孔53，連接件凸臺(tái)61上設(shè)置有多個(gè)沿軸向貫通設(shè)置的連接件通槽62，下接頭2的外壁上沿軸向設(shè)置有多個(gè)一端與連接件通槽62連通、且另一端封閉的下接頭凹槽23，下接頭凹槽23的槽底上設(shè)置前述的下接頭條形透孔22。

進(jìn)一步，如圖1、圖3、圖5、圖7、圖9所示，所示，外筒1的內(nèi)壁上設(shè)置第一臺(tái)階部，引流件凸臺(tái)51靠近下接頭2的一端止擋于第一臺(tái)階部11上，本發(fā)明的周向沖擊鉆頭提速器100使用過程中呈豎直狀態(tài)，第一臺(tái)階部11能止擋引流件5向下運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)引流件5的軸向向下的限位；下接頭2的端面能密封止擋于連接件凸臺(tái)61的端面上，實(shí)現(xiàn)下接頭扇形凹槽21和第一泄流槽26的端部密封，連接件凸臺(tái)61的內(nèi)壁上設(shè)置有第二臺(tái)階部63，圓筒本體321靠近連接件6的一端設(shè)置有第三臺(tái)階部3211，第三臺(tái)階部3211能軸向抵擋于連接件凸臺(tái)61的端面上，轉(zhuǎn)換閥33靠近連接件6的一端能密封止擋于第二臺(tái)階部63上，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換閥扇形凹槽331和第二泄流槽334的端部密封，引流件5通過連接件6實(shí)現(xiàn)與周向沖擊結(jié)構(gòu)3端面的止擋；連接件凸臺(tái)61的端面上沿周向設(shè)置有軸向凸臺(tái)64，下接頭2的側(cè)壁上設(shè)置有能周向卡設(shè)軸向凸臺(tái)64的卡止凹槽25，在本實(shí)施方式中，軸向凸臺(tái)64的數(shù)量為兩個(gè)，兩個(gè)軸向凸臺(tái)64徑向?qū)ΨQ設(shè)置，卡止凹槽25與軸向凸臺(tái)64對(duì)應(yīng)設(shè)置。軸向凸臺(tái)64卡止于卡止凹槽25內(nèi)實(shí)現(xiàn)連接件6與下接頭2之間周向固定；下接頭2的內(nèi)壁上設(shè)置有第四臺(tái)階部24，轉(zhuǎn)換閥33遠(yuǎn)離連接件6的一端的側(cè)壁上設(shè)置有能止擋于第四臺(tái)階部24的第五臺(tái)階部333，使用過程中，第四臺(tái)階部24能止擋轉(zhuǎn)換閥33向下運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換閥33的軸向向下的限位。

進(jìn)一步，如圖1、圖2、圖3所示，在本實(shí)施方式中，外筒1的另一端與下接頭2位于外筒1外部的一端通過牙龕結(jié)構(gòu)20龕合連接，外筒1和下接頭2的側(cè)壁上設(shè)置有軸向限位結(jié)構(gòu)。

在本實(shí)施方式中，如圖1、圖2、圖3所示，下接頭2的外壁上設(shè)置有環(huán)形槽27，外筒1的側(cè)壁上設(shè)置有徑向貫通的定位孔12，定位孔12和環(huán)形槽27中穿設(shè)有軸向限位結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施方式中，限位結(jié)構(gòu)包括穿設(shè)于定位孔12和環(huán)形槽27中的限位塊13，限位塊13與環(huán)形槽27之間抵靠設(shè)置有彈簧14，定位孔12內(nèi)套設(shè)有能沿外筒1的徑向頂?shù)窒尬粔K13的螺母15。限位塊13實(shí)現(xiàn)了外筒1和下接頭2之間的軸向定位。彈簧14的作用是保證限位塊13拆卸方便。

本發(fā)明的周向沖擊鉆頭提速器100在工作時(shí)，其外筒1的上端連接鉆鋌，下接頭2的下端連接鉆頭；鉆井液由外筒1的上端開口進(jìn)入周向沖擊鉆頭提速器100內(nèi)部，在周向沖擊鉆頭提速器100內(nèi)部，鉆井液能分流成三部分，第一部分鉆井液通過引流直通孔52、鉆井液過孔31和節(jié)流噴嘴4直接進(jìn)入鉆頭水眼(現(xiàn)有技術(shù)，圖中未示出)，第二部分鉆井液順序通過引流直通孔52、分流孔53、連接件通槽62、下接頭凹槽23、下接頭條形透孔22，經(jīng)第三配流孔326或第四配流孔327進(jìn)入轉(zhuǎn)換閥扇形凹槽331，此時(shí)鉆井液壓力升高，高壓的鉆井液推動(dòng)轉(zhuǎn)換閥33周向擺動(dòng)，轉(zhuǎn)換閥扇形凹槽331的側(cè)壁與內(nèi)凸臺(tái)323發(fā)生周向碰撞沖擊，鉆井液再自轉(zhuǎn)換閥扇形凹槽331經(jīng)第三配流孔326或第四配流孔327通過第一泄流槽26流向鉆頭；第三部分鉆井液為第一部分鉆井液在鉆井液過孔31中的一部分，是一部分第一部分鉆井液由節(jié)流噴嘴4憋壓構(gòu)成的高壓鉆井液，該高壓鉆井液通過轉(zhuǎn)換閥條形透孔332經(jīng)第一配流孔324或第二配流孔325進(jìn)入下接頭扇形凹槽21，推動(dòng)沖擊錘32周向擺動(dòng)，扇形凸臺(tái)322與下接頭扇形凹槽21的側(cè)壁發(fā)生周向碰撞沖擊，鉆井液再自下接頭扇形凹槽21經(jīng)第一配流孔324或第二配流孔325通過第二泄流槽334、第一泄流槽26流向鉆頭。

下面結(jié)合圖11至圖14對(duì)本發(fā)明的周向沖擊鉆頭提速器100的使用過程作出相應(yīng)描述：

設(shè)定扇形凸臺(tái)322和內(nèi)凸臺(tái)323都位于逆時(shí)針擺動(dòng)極限位置(圖中，扇形凸臺(tái)322逆時(shí)針一側(cè)的側(cè)壁與下接頭扇形凹槽21逆時(shí)針一側(cè)的側(cè)壁頂?shù)?，同時(shí)內(nèi)凸臺(tái)323逆時(shí)針一側(cè)的側(cè)壁與轉(zhuǎn)換閥扇形凹槽331逆時(shí)針一側(cè)的側(cè)壁頂?shù)?時(shí)的狀態(tài)為安裝初始狀態(tài)，如圖11所示，此時(shí)，下接頭條形透孔22、第三配流孔326呈導(dǎo)通狀態(tài)，第三部分鉆井液(高壓鉆井液)尚未形成，第二部分鉆井液通過引流直通孔52、分流孔53、連接件通槽62、下接頭凹槽23、下接頭條形透孔22流通至第三配流孔326處，此時(shí)內(nèi)凸臺(tái)323逆時(shí)針一側(cè)的側(cè)壁(位于第三配流孔326一側(cè)的側(cè)壁)與轉(zhuǎn)換閥扇形凹槽331逆時(shí)針一側(cè)的側(cè)壁之間構(gòu)成第一高壓區(qū)(圖中g(shù)區(qū))，內(nèi)凸臺(tái)323的另一側(cè)壁與轉(zhuǎn)換閥扇形凹槽331的另一側(cè)壁之間構(gòu)成第一低壓區(qū)(圖中f區(qū))，第二部分鉆井液經(jīng)第三配流孔326進(jìn)入第一高壓區(qū)(圖中g(shù)區(qū))，轉(zhuǎn)換閥33沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，直至轉(zhuǎn)換閥扇形凹槽331的另一側(cè)壁與內(nèi)凸臺(tái)323的另一側(cè)壁發(fā)生周向逆時(shí)針碰撞沖擊時(shí)停止，該沖擊載荷通過沖擊錘32傳遞給下接頭2，進(jìn)而傳遞至鉆頭，第一高壓區(qū)(圖中g(shù)區(qū))內(nèi)充滿液體，第二部分鉆井液停止流入；

轉(zhuǎn)換閥33沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)至轉(zhuǎn)換閥扇形凹槽331的另一側(cè)壁與內(nèi)凸臺(tái)323的另一側(cè)壁頂?shù)趾?，如圖12所示，轉(zhuǎn)換閥條形透孔332與第一配流孔324連通，第三部分鉆井液(高壓鉆井液)經(jīng)轉(zhuǎn)換閥條形透孔332流通至第一配流孔324處，扇形凸臺(tái)322逆時(shí)針一側(cè)的側(cè)壁(位于第一配流孔324一側(cè)的側(cè)壁)與下接頭扇形凹槽21逆時(shí)針一側(cè)的側(cè)壁之間構(gòu)成第二高壓區(qū)(圖中h區(qū))，扇形凸臺(tái)322另一側(cè)壁與下接頭扇形凹槽21另一側(cè)壁之間構(gòu)成第二低壓區(qū)(圖中i區(qū))，第三部分鉆井液經(jīng)第一配流孔324進(jìn)入第二高壓區(qū)(圖中h區(qū))，沖擊錘32順時(shí)針擺動(dòng)，由于轉(zhuǎn)換閥扇形凹槽331的另一側(cè)壁與內(nèi)凸臺(tái)323的另一側(cè)壁頂?shù)?，轉(zhuǎn)換閥33隨沖擊錘32同步轉(zhuǎn)動(dòng)，直至扇形凸臺(tái)322另一側(cè)壁與下接頭扇形凹槽21另一側(cè)壁之間發(fā)生周向順時(shí)針碰撞沖擊時(shí)停止，該沖擊載荷通過下接頭2傳遞至鉆頭，第二高壓區(qū)(圖中h區(qū))內(nèi)充滿液體，第三部分鉆井液停止流入；

扇形凸臺(tái)322另一側(cè)壁與下接頭扇形凹槽21另一側(cè)壁頂?shù)趾?，如圖13所示，第三配流孔326與第一泄流槽26連通，轉(zhuǎn)換閥扇形凹槽331內(nèi)的鉆井液通過第一泄流槽26流向鉆頭，同時(shí)第四配流孔327與下接頭條形透孔22連通，內(nèi)凸臺(tái)323的另一側(cè)壁與轉(zhuǎn)換閥扇形凹槽331的另一側(cè)壁之間構(gòu)成第三高壓區(qū)(圖中j區(qū))，內(nèi)凸臺(tái)323逆時(shí)針一側(cè)的側(cè)壁與轉(zhuǎn)換閥扇形凹槽331逆時(shí)針一側(cè)的側(cè)壁之間構(gòu)成第三低壓區(qū)(圖中k區(qū))，第二部分鉆井液經(jīng)第四配流孔327進(jìn)入第三高壓區(qū)(圖中j區(qū))，轉(zhuǎn)換閥33沿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，直至內(nèi)凸臺(tái)323逆時(shí)針一側(cè)的側(cè)壁與轉(zhuǎn)換閥扇形凹槽331逆時(shí)針一側(cè)的側(cè)壁發(fā)生周向順時(shí)針碰撞沖擊時(shí)停止，該沖擊載荷通過沖擊錘32傳遞給下接頭2，進(jìn)而傳遞至鉆頭，第三高壓區(qū)(圖中j區(qū))內(nèi)充滿液體，第二部分鉆井液停止流入；

轉(zhuǎn)換閥33沿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)至內(nèi)凸臺(tái)323逆時(shí)針一側(cè)的側(cè)壁與轉(zhuǎn)換閥扇形凹槽331逆時(shí)針一側(cè)的側(cè)壁頂?shù)趾?，如圖14所示，第一配流孔324與第二泄流槽334連通，下接頭扇形凹槽21內(nèi)的鉆井液經(jīng)第二泄流槽334、第一泄流槽26流向鉆頭，同時(shí)轉(zhuǎn)換閥條形透孔332與第二配流孔325連通，第三部分鉆井液(高壓鉆井液)經(jīng)轉(zhuǎn)換閥條形透孔332流通至第二配流孔325處，扇形凸臺(tái)322另一側(cè)壁與下接頭扇形凹槽21另一側(cè)壁之間構(gòu)成第四高壓區(qū)(圖中l(wèi)區(qū))，扇形凸臺(tái)322逆時(shí)針一側(cè)的側(cè)壁與下接頭扇形凹槽21逆時(shí)針一側(cè)的側(cè)壁之間構(gòu)成第四低壓區(qū)(圖中m區(qū))，第三部分鉆井液經(jīng)第二配流孔325進(jìn)入第四高壓區(qū)(圖中l(wèi)區(qū))，沖擊錘32逆時(shí)針擺動(dòng)，由于內(nèi)凸臺(tái)323逆時(shí)針一側(cè)的側(cè)壁與轉(zhuǎn)換閥扇形凹槽331逆時(shí)針一側(cè)的側(cè)壁頂?shù)?，轉(zhuǎn)換閥33隨沖擊錘32同步轉(zhuǎn)動(dòng)，直至扇形凸臺(tái)322逆時(shí)針一側(cè)的側(cè)壁與下接頭扇形凹槽21逆時(shí)針一側(cè)的側(cè)壁之間發(fā)生周向逆時(shí)針碰撞沖擊時(shí)停止，該沖擊載荷通過下接頭2傳遞至鉆頭，第四高壓區(qū)(圖中l(wèi)區(qū))內(nèi)充滿液體，第三部分鉆井液停止流入；

此時(shí)扇形凸臺(tái)322和內(nèi)凸臺(tái)323都位于逆時(shí)針擺動(dòng)極限位置，如圖11所示，周向沖擊鉆頭提速器100完成一個(gè)周向沖擊周期，之后周向沖擊鉆頭提速器100重復(fù)以上周向沖擊周期，直至完成鉆削。

本發(fā)明的周向沖擊鉆頭提速器結(jié)構(gòu)合理緊湊，使用方便，鉆井過程中鉆井液在節(jié)流噴嘴的作用下產(chǎn)生壓差形成高壓流體，周向沖擊結(jié)構(gòu)能通過周向沖擊結(jié)構(gòu)將流體能量轉(zhuǎn)換成周向的、高頻的和均勻穩(wěn)定的機(jī)械沖擊能量，下接頭將周向的沖擊載荷直接傳遞給鉆頭(pdc鉆頭)，使鉆頭(pdc鉆頭)和井底始終保持連續(xù)性，且不會(huì)使鉆桿傳達(dá)的扭矩發(fā)生浪費(fèi)；周向沖擊結(jié)構(gòu)對(duì)下接頭的周向沖擊載荷直接傳遞給鉆頭，能極大提高鉆頭的破巖效率，提高機(jī)械鉆速。

以上所述僅為本發(fā)明示意性的具體實(shí)施方式，并非用以限定本發(fā)明的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。