[0001] 本发明涉及油气田开发技术领域，特别涉及钻头技术领域，具体是一种可分离式冲击旋转钻头。

[0002] 钻头是钻井设备的主要组成部分，其主要作用是破碎岩石、形成井眼，其工作性能的好坏将直接影响钻井质量、钻井效率和钻井成本，钻头的破岩机理一般是切削破岩和撞击破岩。PDC钻头作为钻井工程中最常用的一种钻头工具，被广泛应用于地质勘探和油气钻井等领域。

[0003] 随着工业生产的快速发展，可供开发的浅层资源日益枯竭，钻井需向着深井、超深井的方向发展。而大部分的深井、超深井存在地质条件复杂、地层抗压强度高、可钻性差、研磨性强等一系列问题，PDC钻头在这些复杂地质条件下进行破岩钻井工作时，会造成PDC钻头机械钻速降低、钻井周期延长、钻头损伤增大，破岩钻井成本大大增高。所以在进行深井、超深井以及硬地层工作时，仅仅依靠传统PDC钻头的破岩钻井作用，很难达到理想的效果。

[0004] 因此，市面上出现了部分冲击钻头，可以实现切削钻井和冲击钻井都通过钻头进行的效果，同步叠加破岩。目前存在的可以实现对岩石进行冲击旋转破碎的钻头装备，大都需要其它钻井装备进行驱动，例如冲击器。这样增加了运动机构的数量，对于设备的采购安装成本都有较大的增加，且容易因损坏导致保养维护停工，依然存在一定的不足。

[0021] 为更好的理解本发明的技术方案与优点，下面结合本发明液相放电等离子体冲击波破岩系统结构附图对实施例进一步详细说明。需要说明的是，在本文中，诸如“上”、“下”、“前”、“后”等词语，仅用于方便对附图进行描述，并非限制实际使用的方向，且不一定要求或暗示这些实体或操作之间存在这种实际的关系或顺序。

[0022] 如图1‑6所示，一种可分离式冲击旋转钻头，包括第一钻头体1，第一钻头体1作为PDC钻头，所述第一钻头体1侧面设有多个保径4，保径4的上方为多个带有切削齿5的刀翼3，在第一钻头体1的中心设有贯穿的圆形通孔作为安装孔11，安装孔11内安装有尺寸与安装孔11相匹配的第二钻头体6，且第二钻头体6在PDC钻头的安装孔11中能在一定范围内轴向运动，第二钻头体6在第一钻头体1的安装孔11中能周向转动；第二钻头体6的顶面设有冲击齿7。

[0023] 所述第二钻头体6的中部沿着轴线设有钻井液流道12，所述钻井液流道12的一端向靠近冲击齿7的一面延伸，并在靠近冲击齿7之前的区域设有一段分流段，从分流段分出多个支线流道并贯穿到靠近冲击齿7侧的外周面，其中一部分的支线流道设置于靠近第二钻头体6端面处，作为第一喷嘴8，另一部分的支线流道设置于靠近第二钻头体6的周面与端面交界处，作为第二喷嘴9，所述第一喷嘴8在到达端面后沿着端面设有一段凹槽。

[0024] 所述第一喷嘴8朝向井底底部，并沿着喷嘴设有一段凹槽，用于清洗井底的中心区域，并辅助破岩；所述第二喷嘴9朝向井底四周，用于清洁井底的外围区域。

[0025] 在所述钻井液流道12的另一端向远离冲击齿7的方向延伸，并在延伸到一定距离后停止，不贯穿整个第二钻头体6，在钻井液流道12的末端区域设有径向延伸的多个第二泄流孔10，在第一钻头体1的内侧设有多个可联通第二泄流孔10的第一泄流孔17，所述第一泄流孔17的后端连接到设置于第一钻头体1内部的环形凹槽14，环形凹槽14的另一端连接到第一钻头体1的端部并贯穿，所述第二泄流孔10的外部设有一圈高度大于第二泄流孔10高度的泄流槽13，当第二泄流孔10随着第二钻头体6转动和/或轴线运动的时候通过泄流槽13增大适配范围，能在任意角度和高度活动范围内，实现第一泄流孔17和第二泄流孔10的联通；实现钻井液从钻头的根部送入后通过环形凹槽14进入钻井液流道12，并通过第一喷嘴8和第二喷嘴9离开钻头。

[0026] 在第一钻头体1的侧面设有从外周面贯穿到安装孔11的限位孔18，在对应限位孔18的第二钻头体6外周面上设有一圈限位槽19，限位槽19的高度大于限位孔18的高度，限位孔18内用于安装紧固件，所述紧固件20为紧固螺栓或紧固销钉。

[0027] 关于紧固件20，一种实施方式是，当采用紧固件20为紧固螺栓的时候，所述紧固件20带有外螺纹，限位孔18带有内螺纹，实现匹配固定；优选的，在此结构中，可以让紧固螺栓靠近限位槽19的一侧的侧面设置为光面，紧固螺栓的外螺纹部分仅设置于靠近螺栓头一侧。如此设计，可以避免因限位槽19对紧固螺栓的冲击导致外螺纹受损而影响拆卸。

[0028] 另一种实施方式是，当采用紧固件20为紧固销钉的时候，所述紧固件20的销钉头部开有一字槽，当安装到位的时候，一字槽的位置为水平状态，并在多个紧固销钉的一字槽内用来安装固定套圈21，所述固定套圈21起到锁紧紧固销钉的作用，防止钻头工作时紧固销钉从侧面脱落；所述固定套圈（21）可采用橡胶圈、金属圈等结构；固定销钉与限位孔18优选过盈配合。

[0029] 当匹配的紧固件20的末端伸入到限位槽19内时，不抵紧限位槽19的底面，从而避免对第二钻头体6正常的上下运动造成干涉，并在接触到限位槽19侧面的时候实现对第二钻头体6的轴向限位。

[0030] 所述第二钻头体6的末端设有一段外螺纹段，该外螺纹段作为第二传动螺纹16，在第一钻头体1内侧的安装孔11上设有对应第二钻头体6的第二传动螺纹16的内螺纹段，该内螺纹段作为第一传动螺纹15，所述第二传动螺纹16和所述第一传动螺纹15的长度均小于半圈；当第二钻头体6在第一钻头体1内轴向运动并旋转的时候，第二传动螺纹16沿着第一传动螺纹15旋转并轴向运动，运动到脱扣的位置时在重力和水压作用下，向下冲击运动破岩。

[0031] 所述第一钻头体1和第二钻头体6都有多租相互匹配的型号，不同型号的第一钻头体1的第一传动螺纹15及第二钻头体6的第二传动螺纹16螺距不同，不同的螺距可以让第二钻头体6上移的高度发生变化，如此设计，可以根据井下岩层的需求，调节冲击高度。

[0032] 优选的，所述第一传动螺纹15和所述第二传动螺纹16的螺纹传动圈数为0.4圈，为了保证冲击钻头在PDC钻头内部轴向运动的流畅性，保证螺纹能够顺利脱扣以及运动的稳定性，将螺纹圈数设置为0.4圈。

[0033] 本发明的工作流程如下：本发明的一种可分离式冲击旋转钻头，在第一钻头体1在钻柱的带动下旋转，并通过切削齿5进行钻井，同时，从井口下来的钻井液通过钻柱送到钻头，从钻头的根部送入后通过环形凹槽14送入到第一泄流孔17并进入泄流槽13，此时不管第二钻头体6处于何种周向运动和轴向运动的位置，泄流槽13都能将钻井液送到第二泄流孔10内，然后进入钻井液流道12，并通过第一喷嘴8和第二喷嘴9离开钻头，分别对井壁进行冲洗和井底进行冲击，同时对钻头进行润滑降温等，然后携带岩屑从外部环空离开。

[0034] 在使用过程中，第一钻头体1在钻柱的带动下转动切削破岩，而由于内部的第二钻头体6没有周向固定，当其底部与井底接触的时候，在摩擦力作用下，第二钻头体6相比于第一钻头体1转动更慢，并随着第二传动螺纹16和第一传动螺纹15的结构而向上运动，当运动到最高位置脱扣后，在液压和重力的作用下向下冲击井底的岩层进行冲击破岩，然后再重复前述步骤。

[0035] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。