旋轉衝擊式鑽井工具的製作方法

2023-05-14 17:40:56 4

本發明涉及石油鑽井設備，特別涉及一種旋轉衝擊式鑽井工具。
背景技術：
：如何提高鑽井速度是目前世界各國正在研究的技術難題，特別是，隨著井深的增加，水力沿程損耗增大，井底鑽頭可用水能急劇下降，水力破巖和清巖能力減弱，造成深井鑽速低、鑽頭磨損快、粘卡嚴重等問題；另外，為了提高採油效率，水平井、分支井、大位移井、從式井等越來越受重視，當前的井眼越來越不規則，摩阻和扭矩大，滑動鑽井困難，井眼延伸範圍小。提高鑽井速度的核心技術內容是如何提高鑽頭的破巖效率，圍繞該技術內容，除了研究鑽頭技術、水力噴射破巖技術以及其它鑽井技術以外，近幾十年又提出了旋衝鑽井技術，並進行了大量的技術研究和現場應用，其原理是在鑽頭上部連接一個液動衝擊器(旋衝接頭)，在鑽進過程中，鑽頭在一定鑽壓下隨鑽柱旋轉，同時還受到來自衝擊器的高頻衝擊應力，並在旋轉和衝擊的聯合作用下破碎巖石。旋轉衝擊是一種有效提高破巖效率和機械鑽速的破巖方式，目前常見的旋轉衝擊鑽井工具主要分為液動式、風動式和電動式等，在巖土鑽鑿工程中得到廣泛應用口。在公告號為CN104033113B的發明專利中公開了一種旋衝螺杆鑽具，泥漿經過旁通閥殼體內部進入螺杆鑽具內部，再經過馬達部分將泥漿的液壓能轉化為轉子轉動的機械能，轉子轉動依次帶動萬向軸和上軸體旋轉，由於上軸體與下軸體之間是花鍵連接，凸輪、凸輪座和下軸體依次相連，下軸體和凸輪也會隨著上軸體而旋轉，由於凸輪和滾輪配合的結構特徵，凸輪旋轉過程中會推動下軸體做上下往復運動，產生一定頻率和大小的穩定的柔和衝擊力。上述專利通過凸輪與滾輪的配合帶動下軸體的軸嚮往復運動產生軸向振動衝擊結合下軸體的轉動實現旋衝鑽井模式，由於下軸體在轉動過程還需要產生軸向的往復運動，使得在鑽井速度及鑽井效率的提高很有限，並且遇到巖石等硬物時鑽頭破巖能力較差。技術實現要素：本發明的目的是提供一種旋轉衝擊式鑽井工具，採用螺杆鑽具與提速裝置相結合，達到旋衝鑽井模式，提速裝置以鑽井液作為動力，產生橫向與縱向的三維振動衝擊，大幅提高鑽井速度以及鑽井效率。本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：一種旋轉衝擊式鑽井工具，包括依次連接的的旁通閥總成、防掉總成、馬達總成、萬向軸總成和傳動軸總成，所述傳動軸總成包括內部具有中空通道的傳動軸，所述傳動軸的一端連接有衝擊裝置，所述衝擊裝置的端部連接有鑽頭；所述衝擊裝置包括上下設置的縱向衝擊機構與橫向衝擊機構，所述橫向衝擊機構包括旋轉衝擊錘座、轉動連接於旋轉衝擊錘座內的旋轉衝擊錘以及設於旋轉衝擊錘內的第一轉向分流器；所述縱向衝擊機構包括縱向衝擊錘座、設於縱向衝擊錘座內的縱向衝擊部以及由第一轉向分流器帶動的聯動部，所述旋轉衝擊錘在第一轉向分流器的驅動下往復旋轉運動，同時所述縱向衝擊部在聯動部的驅動下往復縱向運動。通過採用上述技術方案，利用泥漿泵將泵出的泥漿流經旁通閥總成進入到馬達總成內，在馬達總成的進、出口形成一定的壓力差，推動馬達的轉子旋轉，並將扭矩和轉速通過萬向軸和傳動軸傳遞到衝擊裝置中，帶動衝擊裝置轉動，衝擊裝置同鑽頭一同轉動進行破巖；衝擊裝置以鑽井液作為原動力，將鑽井液的動能轉化為旋轉衝擊錘以及縱向衝擊部的高頻且小幅度的衝擊能量，並將由旋轉衝擊錘以及縱向衝擊機構所產生的三維立體衝擊能量傳遞到鑽頭上避免產生黏一滑的現象，同時提高機械鑽速與鑽井效率，鑽井效率是同井、同層單獨使用PDC鑽頭的2-3倍。作為優選地，所述縱向衝擊部包括縱向衝擊錘以及設於縱向衝擊錘的上下兩端的上衝擊座與下衝擊座，所述上衝擊座與縱向衝擊錘之間形成有第一驅動腔，所述下衝擊座與縱向衝擊錘之間形成有第二驅動腔；所述第一轉向分流器的內部設置有第一低壓液體通道，所述聯動部內設置有與所述第一低壓液體通道連通的高壓液體通道及第二低壓液體通道，當所述第一驅動腔和第二驅動腔中的一個與所述第二低壓液體通道連通時，所述第一驅動腔和所述第二驅動腔中的另一個與所述高壓液體通道連通驅動縱向衝擊錘的軸向運動。通過採用上述技術方案，高壓鑽井液循環通入到第一驅動腔或第二驅動腔內，使得第一驅動腔與第二驅動腔分別交錯的形成高壓腔與低壓腔，致使推動處於第一驅動腔與第二驅動腔之間的縱向衝擊錘縱嚮往復運動，撞擊上衝擊座與下衝擊座產生縱向的高頻振動，在振動強度上要大大高，進一步提高鑽頭的破巖能力。作為優選地，所述聯動部包括設於縱向衝擊錘內的中間管以及設於中間管內的第二轉向分流器，所述第二轉向分流器與第一轉向分流器連接且同步轉動；所述中間管上開設有與第一驅動腔連通的第一進液孔以及與第二驅動腔連通的第二進液孔，所述第一進液孔與第一驅動腔連通，第二進液孔與第二驅動腔連通，所述第二轉向分流器上對應與第一進液孔與第二進液孔的位置分別設置有第一進液管與第二進液管，其中第一進液孔與第二進液孔在中間管的周向錯位開設。通過採用上述技術方案，第二轉向分流器在第一轉向分流器的帶動轉動，設於第二轉向分流器上的第一進液管與第二進液管交替的與開設在中間管上的第一進液孔與第二進液孔連通，而第一進液孔、第二進液孔分別與第一驅動腔、第二驅動腔連通，使得在第二轉向分流器的轉動過程中實現高壓鑽井液循環的進入到第一驅動腔與第二驅動腔內，使得第一驅動腔與第二驅動腔產生一個壓力差，使得縱向衝擊錘能更為流暢的進行軸嚮往復運動。作為優選地，所述第二轉向分流器與中間管之間留有間距形成所述的第二低壓液體通道，所述高壓液體通道形成於第二轉向分流器內部，其中於第二轉向分流器靠近第一轉向分流器的一端開設有第三進液孔，所述第三進液孔分別連通第一低壓液體通道與第二低壓液體通道。通過採用上述技術方案，處於第一低壓液體通道內的鑽井液利用第三進液孔進入到第二低壓液體通道，在第二轉向分流器的轉動下使得處於第二低壓液體通道內的鑽井液會進入到第一驅動腔或者第二驅動腔內使得在第一驅動腔或者第二驅動腔其中一個腔體形成一個低壓腔，相對另一個就為高壓腔，使得第一驅動腔與第二驅動腔形成壓力差，驅動縱向衝擊錘往復運動。作為優選地，所述縱向衝擊錘座內設置有軸座，所述第二轉向分流器與軸座之間形成環形槽，所述環形槽內設置有若干鋼珠。通過採用上述技術方案，鋼珠的設置使得在第一轉向分流器帶動第二轉向分流器旋轉時轉化為滾動摩擦，減少與縱向衝擊錘座之間的摩擦受損，提高使用壽命。作為優選地，所述橫向衝擊機構還包括固定於旋轉衝擊錘座內的上壓蓋與下壓蓋，所述旋轉衝擊錘設於上壓蓋與下壓蓋之間，所述第一轉向分流器的一端抵接於下壓蓋上，另一端穿過上壓蓋伸出，所述上、下壓蓋的外壁與旋轉衝擊錘、第一轉向分流器之間的配合面處均設置有鋼珠。通過採用上述技術方案，上下壓蓋的設置首先將轉向衝擊錘與第一轉向分流器軸向限位，而鋼珠的設置減少旋轉衝擊錘以及第一轉向分流器的旋轉過程中摩擦力，提高旋轉衝擊錘以及第一轉向分流器的使用壽命。作為優選地，所述旋轉衝擊錘座上還開設有兩組對稱分布進、出液通道，每組進、出液通道均包括兩個進液通道和位於兩進液通道之間的出液通道，所述上壓蓋設置有與進液通道連通的上孔，下壓蓋設置有與出液通道連通的下孔；所述旋轉衝擊錘內對稱的設置有兩個弧形凸塊，所述弧形凸塊與衝擊塊呈十字交叉分布，且於弧形凸塊的兩側均開設有第一排液口，所述衝擊塊的兩側均開設有第二排液口，所述第一轉向分流器的外壁上對稱設置有兩個分壓腔，所述弧形凸塊置於分壓腔內並於分壓腔的側壁相抵接，每個分壓腔的兩側均設置有排液槽，於第一轉向分流器的徑向對稱開設有兩個進液道，所述進液道與第一轉向分流器的內部連通，所述下壓蓋上對稱設置有兩個弧形排液通道，每個弧形排液通道與排液槽在第一轉向分流器的轉動過程中循環導通。通過採用上述技術方案，鑽井液從開設於旋轉衝擊錘座上的進液通道進入到通過上壓蓋的上孔進入到第一轉向分流器的分壓腔內，推動第一轉向分流器順時針或者逆時針轉動，當第一轉向分流器的分壓腔內壁與弧形凸塊相抵接時，帶動旋轉衝擊錘轉動實現旋轉衝擊錘與旋轉衝擊錘座之間的撞擊，當完成一次衝擊後，第一轉向分流器上的進液道與旋轉衝擊錘上的第二排液口以及與衝擊腔連通，鑽井液進入到衝擊塊與衝擊腔內壁相抵接的位置，推動旋轉衝擊錘反向運動，實現往復衝擊。作為優選地，所述傳動軸的連接端開設有與中空通道連通的固定槽，所述固定槽內設置有由馬氏體不鏽鋼製成的保護套，所述保護套的內壁上開設有多個以螺旋排布的第一安裝孔，所述第一安裝孔內設置有滾珠，其中第一安裝孔的孔口直徑要小於滾珠的直徑使滾珠部分能置於第一安裝孔的外部，且在第一安裝孔內設置有迫使滾珠始終具有脫離第一安裝孔運動趨勢的彈性件；所述衝擊裝置包括設置於端部的連接頭，所述連接頭的側壁上對應於第一安裝孔的位置開設有多個第二安裝孔，連接頭與保護套通過螺紋連接，且兩者固定後部分置於安裝腔外的滾珠嵌入於第三安裝孔內。通過採用上述技術方案，傳動軸利用安裝在固定槽內的保護套與衝擊裝置的連接頭螺紋連接固定，保護套由馬氏體不鏽鋼製成具有極高的耐磨抗腐蝕性能，能夠提高傳動軸與連接頭連接處的連接強度，更好通過傳動軸傳遞扭矩；其次在保護套在於連接頭配合後，保護套內壁上以螺旋排布設置的滾珠能嵌設到連接頭的第二安裝孔內，起到對傳動軸與衝擊裝置的周向限位，能抵消一部分在鑽井時井壁對衝擊裝置所產生的反向扭矩，進一步提高傳動軸扭矩的傳遞效率。作為優選地，所述保護套的內壁上開設有多個容置槽，所述容置槽內安裝有熱膨脹包，所述熱膨脹包內安裝有石蠟。通過採用上述技術方案，衝擊裝置在由傳動軸被帶動轉動時，由機械能所轉化成的部分熱能迫使在保護套內的熱膨脹包受熱膨脹緊密貼合在連接頭的外壁上提高傳動軸與連接頭之間的連接強度；其次當石蠟膨脹到一定程度後，能撐破整個熱膨脹包使得石塗覆保護套與連接頭的連接處，起到防水作用，減少鑽井液在連接處的腐蝕，提高裝置的使用壽命，並更好的通過傳動軸將扭矩傳遞到衝擊裝置中。作為優選地，所述容置槽處於以螺旋排布的多個第一安裝孔的螺旋線上，且每個容置槽均位於相鄰兩第一安裝孔之間。通過採用上述技術方案，容置槽與第一安裝孔間隔螺旋排布，使得衝擊裝置上的連接頭受到收攏式的壓力，並利用熱膨脹包結合滾珠對連接頭起到徑向與周向的雙重限位，連接頭與固定槽之間的螺紋連接起到軸向限位，使得傳動軸與連接頭兩者以三維的固定方式互相連接，傳動軸能以最高的傳遞效率將扭矩傳遞到衝擊裝置上，提高轉速。綜上所述，本發明具有以下有益效果：1、橫向衝擊機構與縱向衝擊機構均由高壓鑽井液驅動工作，橫向衝擊機構通過旋轉衝擊錘的撞擊產生一定頻率的橫向扭轉衝擊力，縱向衝擊機構通過縱向衝擊錘的撞擊產生一定頻率的縱向衝擊力，兩者結合使得整個衝擊裝置在帶動鑽頭轉動過程中行程一種三維動作衝擊效果，衝擊裝置並由傳動軸帶動旋轉，形成三維式振動式的旋衝模式，輔助鑽頭破巖，提高鑽井速度以及效率；2、衝擊裝置與傳動軸的連接利用多個滾珠結合熱膨脹包在軸向、周向以及兩者之間螺紋連接的軸向限位，大幅提高傳動軸對衝擊裝置的扭矩傳遞效率，使得衝擊裝置的旋轉速度更高，進一步提高提高鑽井速度以及效率。附圖說明圖1為實施例一中旋轉衝擊式鑽井工具各部分的連接示意圖；圖2為實施例一中傳動軸與連接頭連接處的結構示意圖；圖3為實施例一中傳動軸與連接頭固定後連接處的結構示意圖；圖4為實施例一中熱膨脹包的結構示意圖；圖5為實施例一中鑽井提速衝擊裝置整體的剖視圖；圖6為實施例一中旋轉衝擊錘座的結構示意圖；圖7為實施例一中旋轉衝擊錘的結構示意圖；圖8為實施例一中第一轉向分流器的結構示意圖；圖9為實施例一中旋轉衝擊錘座、旋轉衝擊錘與第一轉向分流器三者配合後的示意圖；圖10為實施例一中中間管與第二轉向分流器在第一配合位置時的狀態圖；圖11為實施例一中中間管與第二轉向分流器在第二配合位置時的狀態圖；圖12為實施例一中橫向衝擊機構處於第一工作位置時的示意圖；圖13為實施例一中橫向衝擊機構處於第二工作位置時的示意圖；圖14為實施例一中橫向衝擊機構處於第三工作位置時的示意圖；圖15為實施例一中橫向衝擊機構處於第四工作位置時的示意圖；圖16為實施例一中橫向衝擊機構處於第五工作位置時的示意圖。圖中：1a、旁通閥總成；2a、防掉總成；3a、馬達總成；4a、萬向軸總成；5a、傳動軸總成；51a、傳動軸；511a、中空通道；51b、保護套；511b、第一安裝孔；512b、滾珠；513b、彈性件；514b、熱膨脹包；1b、衝擊裝置；11b、連接頭；111b、第二安裝孔；1c、鑽頭；1、鑽頭安裝座；2、橫向衝擊機構；21、旋轉衝擊錘座；211、進液通道；212、出液通道；213、衝擊腔；2131、滑道；22、旋轉衝擊錘；221、衝擊塊；2211、第二排液口；2212、衝擊槽；222、弧形凸塊；2221、第一排液口；23、第一轉向分流器；231、分壓腔；232、排液槽；233、進液道；234、第一低壓液體通道；24、上壓蓋；25、下壓蓋；251、弧形排液通道；3、縱向衝擊機構；31、縱向衝擊錘座；32、縱向衝擊部；321、上衝擊座；322、下衝擊座；323、縱向衝擊錘；324、第一驅動腔；325、第二驅動腔；33、聯動部；331、中間管；3311、第一進液孔；3312、第二進液孔；332、第二轉向分流器；3321、第一進液管；3322、第二進液管；3323、高壓液體通道；3324、第二低壓液體通道；3325、第三進液孔；4、噴嘴；5、鋼珠；6、軸座。具體實施方式以下結合附圖對本發明作進一步詳細說明。實施例一參見圖1，一種旋轉衝擊式鑽井工具，包括依次通過螺紋連接的旁通閥總成1a、防掉總成2a、馬達總成3a、萬向軸總成4a以及傳動軸總成5a，上述的結構與現有技術相同不做詳述。傳動軸總成5a包括了一根具有中空通道的傳動軸51a，傳動軸51a的一端通過螺紋連接有衝擊裝置1b，衝擊裝置1b遠離與傳動軸51a連接的一端又通過螺紋連接有鑽頭1c，該鑽頭1c為PDC鑽頭。參見圖2與圖3，傳動軸51a的一端開設有固定槽，固定槽呈圓臺形並與中空通道511a連通，且朝向槽口的一端為大端。在固定槽內安裝有保護套51b，保護套51b的外輪廓形狀與固定槽的槽壁相吻合，保護套51b由馬氏體不鏽鋼製成，並通過焊接方式與固定槽連接。在保護套51b的內壁上以螺旋方式開設有多個第一安裝孔511b，每個第一安裝孔511b內均嵌設有滾珠512b，其中第一安裝孔511b的孔口直徑要小於滾珠512b的直徑，使得滾珠512b在安裝進入到第一安裝孔511b後不會脫離；在第一安裝孔511b內還安裝有彈性件513b，彈性件513b為壓縮彈簧，彈性件513b的一端抵接在第一安裝孔511b的孔底處，另一端與滾珠512b抵接，在安裝滾珠512b前，第一安裝孔511b的孔口直徑要略大於滾珠512b的直徑，並首先將彈性件513b放置進入到第一安裝孔511b內，再將放入到第一安裝孔511b內，最後對第一安裝孔511b的孔口進行縮孔處理，使得孔口直徑縮到小於滾珠512b的直徑。保護套51b的內壁上還開設有多個容置槽，多個容置槽開設於螺旋排布的多個第一安裝孔511b的螺旋線上，在容置槽內安裝有熱膨脹包514b，可參見圖4，熱膨脹包514b的內部填充有石蠟，石蠟將整個包體撐起。衝擊裝置1b的端部具有與保護套51b配合的連接頭11b，連接頭11b呈圓臺形與保護套51b的內壁形狀相吻合，保護套51b的內壁攻有內螺紋，連接頭11b的外壁設置有外螺紋，連接頭11b與保護套51b兩者通過螺紋連接固定；在連接頭11b的外壁上開設有多個第二安裝孔111b，多個第二安裝孔111b的同樣以螺旋方式開設，並與保護套51b上的多個第一安裝孔511b位置對應，當連接頭11b與保護套51b連接後，第一安裝孔511b與第二安裝孔111b形成一安裝腔，並使得滾珠512b通過彈性件513b的作用將置於第一安裝孔511b外的部分滾珠512b嵌入到第二安裝孔111b內。參見圖5，上述的衝擊裝置，包括鑽頭安裝座1、橫向衝擊機構2以及縱向衝擊機構3，鑽頭安裝座1固定於橫向衝擊機構2的一端，縱向衝擊機構3固定於橫向衝擊機構2遠離鑽頭安裝座1的一端。橫向衝擊機構2包括旋轉衝擊錘座21、設於旋轉衝擊錘座21內的旋轉衝擊錘22以及設於旋轉衝擊錘22內的第一轉向分流器23，在旋轉衝擊錘座21內通過螺釘固定有上壓蓋24與下壓蓋25，旋轉衝擊錘22置於上壓蓋24與下壓蓋25之間，並通過上壓蓋24與下壓蓋25限位旋轉衝擊錘22的軸向位移，第一轉向分流器23靠近鑽頭安裝座1的一端設置有噴嘴4，另一端伸出上壓蓋24；旋轉衝擊錘22與上、下壓蓋24、25之間的配合面處以及第一轉向分流器23與上、下壓蓋24、25的配合面處均設置有多個鋼珠5，以減少旋轉衝擊錘22與第一轉向分流器23轉動時在上、下壓蓋24、25之間的摩擦力。參見圖6至圖8，分別示出了旋轉衝擊錘座21、旋轉衝擊錘22以及第一轉向分流器23的結構示意圖，旋轉衝擊錘座21為一圓柱，在其內部對稱的開設有兩個扇形的衝擊腔213，處於兩衝擊腔213的之間還開設有兩組對稱設置的進、出液通道211、212，每組進、出液通道211、212均包括兩個進液通道211和位於兩進液通道211之間的出液通道212。旋轉衝擊錘22的外壁對稱設置有兩個扇形的衝擊塊221，在旋轉衝擊錘22的內壁處對稱設置有兩個弧形凸塊222，兩個弧形凸塊222剛好與兩個衝擊塊221呈十字交叉分布，每塊弧形凸塊222的兩側均開設有第一排液口2221，而在衝擊塊221的兩側開設有第二排液口2211，第一排液口2221與第二排液口2211均與旋轉衝擊錘22的內部連通。第一轉向分流器23中部開設有貫通的第一低壓液體通道234，在其外壁對稱的開設有兩個分壓腔231，每個分壓腔231的兩側均開設有排液槽232；在第一轉向分流器23的徑向方向上開設有兩個進液道233，該進液道233與中部的第一低壓液體通道234連通。參見圖9，旋轉衝擊錘座21、旋轉衝擊錘22以及第一轉向分流器23三者配合後，旋轉衝擊錘22上衝擊塊221置於旋轉衝擊錘座21的衝擊腔213內，並且衝擊塊221的扇形面貼合於衝擊腔213的側壁；旋轉衝擊錘22上弧形凸塊222置於第一轉向分流器23的分壓腔231內，同樣弧形凸塊222的扇形面貼合於分壓腔231的側壁；其次三者配合後旋轉衝擊錘座21上的進液通道211可與旋轉衝擊錘22上的第二排液口2211以及第一轉向分流器23的分壓腔231互相導通，旋轉衝擊錘座21上的衝擊腔213可與旋轉衝擊錘22上的第一排液口2221以及第一轉向分流器23上的進液道233互相導通。重新回到圖5，縱向衝擊機構3包括縱向衝擊錘座31、設於縱向衝擊錘座31內的縱向衝擊部32以及聯動部33，其中連接頭11b設置在縱向衝擊錘座31的端部，縱向衝擊錘座31遠離連接頭11b的一端與旋轉衝擊錘座21的一端連接固定，縱向衝擊部32包括了固定於縱向衝擊錘座31內的上衝擊座321以及下衝擊座322，在上、下衝擊座321、322之間設置有縱向衝擊錘323，上衝擊座321與縱向衝擊錘323之間形成第一驅動腔324，下衝擊座322與縱向衝擊錘323之間形成第二驅動腔325。上述的聯動部33包括中間管331以及設於中間管331內的第二轉向分流器332，中間管331的兩端分別與上、下衝擊座321、322固定，第二轉向分流器332的一端與橫向衝擊機構2中的第一轉向分流器23連接固定，兩者實現同步轉動，在中間管331上開設有第一進液孔3311與第二進液孔3312，其中第一進液孔3311與第一驅動腔324連通，第二進液孔3312與第二驅動腔325連通，並且第一進液孔3311與第二進液孔3312在周向上錯位排布；在第二轉向分流器332上對應於第一進液孔3311與第二進液孔3312的位置處分別開設有第一進液管3321與第二進液管3322，並且第一進液管3321與第二進液管3322均與中間管331的內壁相貼合。第二轉向分流器332的內部貫通形成高壓液體通道3323，該高壓液體通道3323與第一轉向分流器23的第一低壓液體通道234連通，在第二轉向分流器332靠近第一轉向分流器23的一端設置有節流裝置(圖中未示出)，利用該節流裝置將高壓液節流轉化成低壓液。此外第二轉向分流器332與中間管331的內壁之間留有間距形成第二低壓液體通道3324，在第二轉向分流器332的靠近第一轉向分流器23的一端開設有第三進液孔3325，該第三進液孔3325分別連通第一低壓液體通道234與第二低壓液體通道3324。同時在第二轉向分流器332靠近第一轉向分流器23的一端還設置有一軸座6，該軸座6固定於縱向衝擊錘座31內，第二轉向分流器332與軸座6之間形成環形槽，於環形槽內設置有多個鋼珠5，這樣減少了第二轉向分流器332轉動時的摩擦力。該旋轉衝擊式鑽井工具的工作過程為：泥漿泵將鑽井液從旁通閥總成1a打入，當達到一定壓力後旁通閥總成1a內的閥體向下運動時的鑽井液經過放掉總成2a進入到馬達總成3a內，帶動轉子在定子內做行星運動，轉子通過萬向軸總成4a將該行星運動轉變為傳動軸51a的定軸運動，傳動軸51a最終帶動衝擊裝置1b以及鑽頭1c轉動破巖。具體結合圖5以及圖10、圖11，部分高壓鑽井液進入到第二轉向分流器332內的高壓液體通道3323中，經過節流裝置的節流分壓變為低壓液體，並通過第二轉向分流器332上的第三進液孔3325進入到第二低壓液體通道3324內。第二轉向分流器332在第一轉向分流器23的帶動下轉動，從而通過第二轉向分流器332和中間管331的配合循環導通，使第一驅動腔324和第二驅動腔325中的一個與第二低壓液體通道3324連通時，第一驅動腔324和第二驅動腔325中的另一個與高壓液體通道3323連通。當第二轉向分流器332轉動一定角度時，第二進液孔3312與第二進液管3322連通，從而使高壓液體通道3323與第二驅動腔325連通，高壓鑽井液經過高壓液體通道3323、第二進液孔3312和第二進液管3322進入到第二驅動腔325內。此時，第二驅動腔325內為高壓液體，第一驅動腔324內為低壓液體，因此，可以推動縱向衝擊錘323向遠離鑽頭連接頭1的一側運動。當第二轉向分流器332再轉動一定角度時，第一進液孔3311與第一進液管3321連通，從而使高壓液體通道3323與第一驅動腔324連通，高壓液體經過高壓液體通道3323、第一進液孔3311和第一進液管3321進入到第一驅動腔324內。此時，第一驅動腔324內為高壓液體，第二驅動腔325內為低壓液體，因此，可以縱向衝擊錘323向靠近鑽頭連接頭1的一側運動。如此往復動作，產生一定頻率的縱向衝擊力。結合圖5以及圖12至圖15，一部分鑽井液會通過第一轉向分流器23上通孔溢流出來進入從上壓蓋24的上孔進入到旋轉衝擊錘座21的進液通道211內，弧形凸塊222兩側設置的第一排液口2221分別連通進液通道211與出液通道212，高壓鑽井液進入到分壓腔231內並推動第一轉向分流器23順時針轉動。具體參見圖13，當旋轉衝擊錘22的弧形凸塊222碰到分壓腔231的內壁時，第一轉向分流器23的進液道233和旋轉衝擊錘22上的第二排液口2211相對應，衝擊腔213與進液道233連通，衝擊腔213的另一半與排液槽232、弧形排液通道251連通，鑽井液會經第一轉向分流器23的第一低壓液體通道234、進液道233、第二排液口2211進入到衝擊腔213內，使旋轉衝擊錘22在鑽井液的推動下逆時針轉動，並帶動第一轉向分流器23逆時針轉動。參見圖14，當旋轉衝擊錘22的衝擊塊221碰到衝擊腔213的內壁後停止轉動時，進液通道211通過第一排液口2221與分壓腔231連通進液，並且分壓腔231的另一部分與出液通道212連通排液，第一轉向分流器23逆時針轉動。參見圖15，當旋轉衝擊錘22的弧形凸塊222碰到分壓腔231內壁時，第一轉向分流器23的進液道233和旋轉衝擊錘22上的第二排液口2211相對應，此時衝擊腔213與進液道233連通，衝擊腔213的另一部分與排液槽232、弧形排液通道251連通排液，推動旋轉衝擊錘22順時針轉動，並帶動第一轉向分流器23順時針轉動。最後參見圖16，當旋轉衝擊錘22的衝擊塊221撞擊衝擊腔213的內壁後停止轉動。如此往復動作，產生一定頻率的橫向衝擊力。應用實施例採用本旋轉衝擊式鑽井工具的現場試驗情況分析，試驗時間2016年4月1日。表1：試驗層段表層位頂深(米)底深(米)組一210485組二485685組三685966組四9661236表2：不同鑽具的鑽速對比表由表2得知，採用了實施例一中的鑽具大幅的提高了鑽井速度，相比現有的鑽具速度大約提升60％左右。通過對鑽頭產生一定頻率的橫向扭轉衝擊力和軸向衝擊力，形成一種三維動作衝擊的功效，並提高傳動軸51a與衝擊裝置1b之間的連接強度，從而可以輔助鑽頭破巖，提高鑽頭破巖能力，提高在中、硬地層的鑽井速度及鑽井效率，同時能夠解決PDC鑽頭的粘、滑、卡鑽問題，減緩井下鑽具的扭震，延長鑽頭使用壽命，通過在實際工作過程中對上述鑽井衝擊裝置的測試可知，使用該鑽井衝擊裝置的鑽井效率是同井、同層單獨使用PDC鑽頭的2-3倍，鑽井效率得到了明顯提升。本具體實施例僅僅是對本發明的解釋，其並不是對本發明的限制，本領域技術人員在閱讀完本說明書後可以根據需要對本實施例做出沒有創造性貢獻的修改，但只要在本發明的權利要求範圍內都受到專利法的保護。當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp