CN108533170A - 脉动冲击钻井工具 - Google Patents

Abstract

本发明为一种脉动冲击钻井工具，包括外壳本体，外壳本体内设有沿轴向贯通的外壳中心孔，外壳本体的另一端设有钻头座，钻头座内设置有沿轴向贯通设置的钻头座中心孔，外壳中心孔内套设有能对钻头座产生周向往复冲击的、且轴向固定的周向冲击结构，周向冲击结构内设有沿轴向贯通的第一钻井液通道，钻头座中心孔内靠近周向冲击结构的一端轴向固定地设置有能对钻头座产生轴向脉动冲击的轴向脉动冲击结构，轴向脉动冲击结构内设置有沿轴向贯通的第二钻井液通道，第二钻井液通道与第一钻井液通道能连通地设置。该脉动冲击钻井工具结合脉冲射流工具及扭力冲击器的特点，有效地提高了硬质地层的机械钻速，提高了破岩效率，降低了硬质地层的钻井成本。

Description

脉动冲击钻井工具

技术领域

本发明涉及石油开发技术领域，尤其涉及一种脉动冲击钻井工具。

背景技术

随着钻井技术的发展，钻井逐渐向硬质地层发展，而深井硬质地层的钻井过程中，普遍存在着机械钻速低、PDC钻头(PDC，聚晶金刚石复合片钻头的简称，是地质钻探行业常用的一种钻井工具)失效快等问题。目前对于该种地层普遍采用常规钻井方式或者复合钻井方式。常规钻井方式是通过转盘带动钻杆、钻头转动，实现对岩石的破碎，形成井眼。复合钻井方式是通过转盘转动带动钻杆转动，同时井下动力钻具会将一部分的液动能转换为机械能，直接带动钻头转动，即转盘和井下动力钻具同时驱动钻头转动来实现破岩。

硬质地层的可钻性差，岩石抵抗轴向压力的能力较差，其破碎难度较大，采用常规钻井方式以及复合钻井方式时，PDC钻头切入岩石的方式均采用静压力，钻头切入岩石的深度较浅，钻头转动一圈破碎的岩石量较小，岩石破碎的效率较低。为了提高破岩效率，需要在钻头上端施加静压力的同时，给其施加动载荷，增加PDC钻头切入岩石的深度。

为了实现这种动载荷，一些学者提出了一些冲击钻井工具，大部分采用的机械冲击载荷来直接破岩。但是这种直接破岩所需要的能量较大，即需要大的冲击载荷，而一般情况下，较大的冲击载荷对工具的使用寿命不利，限制了其使用，无法有效提高破岩效率，同时一般的工具设计时，在可应用的能量相等时，较大的冲击载荷的频率相对较低。

同时，在硬质地层的钻井过程中，容易出现PDC钻头的粘滑振动情况，出现该种情况的一个主要原因是PDC钻头钻遇硬质地层时，钻头处的扭矩波动较大。当在常规钻进的过程中采用冲击钻进时，容易出现钻头处的轴向压力的变化，改变钻头处的阻力扭矩，产生PDC钻头转速的波动。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种脉动冲击钻井工具，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种脉动冲击钻井工具，克服现有技术中存在的岩石破碎的效率较低等问题，该脉动冲击钻井工具结合脉冲射流工具及扭力冲击器的特点，有效地提高了硬质地层的机械钻速，提高了破岩效率，降低了硬质地层的钻井成本。

本发明的另一目的在于提供一种脉动冲击钻井工具，有效地抑制PDC钻头的粘滑振动，提高钻井工具的稳定性，延长使用寿命。

本发明的目的是这样实现的，一种脉动冲击钻井工具，包括一端能与钻铤密封连接的外壳本体，所述外壳本体内设有沿轴向贯通的外壳中心孔，所述外壳本体的另一端设有自外向内地同轴固定套设于所述外壳中心孔内的钻头座，所述钻头座内设置有沿轴向贯通设置的钻头座中心孔，所述钻头座中心孔远离所述外壳本体的一端能同轴密封套设钻头；所述外壳中心孔内套设有能对所述钻头座产生周向往复冲击的、且轴向固定的周向冲击结构，所述周向冲击结构内设有沿轴向贯通的第一钻井液通道，所述钻头座中心孔内靠近所述周向冲击结构的一端轴向固定地设置有能对所述钻头座产生轴向脉动冲击的轴向脉动冲击结构，所述轴向脉动冲击结构内设置有沿轴向贯通的第二钻井液通道，所述第二钻井液通道与所述第一钻井液通道能连通地设置。

在本发明的一较佳实施方式中，所述周向冲击结构包括同轴固定套设于所述外壳中心孔内的冲击本体，所述冲击本体内设有沿轴向贯通的本体中心孔，所述本体中心孔内同轴套设有能绕所述本体中心孔的中心轴周向往复摆动且轴向固定的冲击锤，所述冲击锤内设有沿轴向贯通的冲击锤中心孔，所述冲击锤中心孔内套设有能绕所述冲击锤中心孔的中心轴周向往复摆动的轴向固定的导流体，所述导流体内设有沿轴向贯通的导流体中心孔，所述外壳中心孔内固定套设有上盖，所述上盖内设有沿轴向贯通设置的上盖中心孔，所述冲击本体、所述冲击锤和所述导流体远离所述轴向脉动冲击结构的一端的端面均顶抵于所述上盖靠近所述轴向脉动冲击结构的一端的端面上，所述上盖封闭所述冲击本体中心孔和所述冲击锤中心孔远离所述轴向脉动冲击结构的一端；所述冲击本体中心孔内位于所述导流体靠近所述轴向脉动冲击结构的一侧固定套设有节流阀座，所述导流体能转动且轴向固定地密封套设于所述节流阀座外壁远离所述轴向脉动冲击结构的一端，所述节流阀座内设置有沿轴向贯通设置的阀座中心孔，所述阀座中心孔的孔径尺寸小于所述导流体中心孔的孔径尺寸，所述节流阀座的侧壁上设有多个能连通所述冲击锤中心孔和所述阀座中心孔的阀座侧壁透孔，所述上盖中心孔、所述导流体中心孔和所述阀座中心孔连通构成所述第一钻井液通道。

在本发明的一较佳实施方式中，所述冲击锤的外壁上设有两个沿轴向贯通设置的、且径向对称设置的冲击锤扇形外凸柱，所述冲击本体的内壁上设有两个与各所述冲击锤扇形外凸柱分别对应设置的本体扇形凹槽，各所述冲击锤扇形外凸柱摆动地设置在对应的所述本体扇形凹槽内，所述本体扇形凹槽的圆心角大于所述冲击锤扇形外凸柱的圆心角，所述冲击本体的内壁上还设有两个轴向两端封闭的、且径向对称设置的第一本体内凹槽道，两个所述第一本体内凹槽道与所述本体扇形凹槽呈十字交叉设置，所述冲击本体的外壁上位于各所述第一本体内凹槽道的周向两侧分别设有沿轴向设置的第二本体内凹槽道和第三本体内凹槽道，各所述第二本体内凹槽道和各所述第三本体内凹槽道远离所述轴向脉动冲击结构的一端开口，各所述第二本体内凹槽道和各所述第三本体内凹槽道的另一端呈封闭设置，各所述第二本体内凹槽道的槽底上设有能连通所述第二本体内凹槽道和所述本体中心孔的第一本体侧壁透槽，各所述第二本体内凹槽道靠近所述轴向脉动冲击结构的一端设置有能连通所述第二本体内凹槽道和所述冲击锤中心孔的第一本体侧壁通孔，所述第一本体侧壁通孔的横截面积小于所述第二本体内凹槽道的横截面积，各所述第三本体内凹槽道的槽底上设有能连通所述第三本体内凹槽道和所述本体中心孔的第二本体侧壁透槽，各所述第三本体内凹槽道靠近所述轴向脉动冲击结构的一端设置有能连通所述第三本体内凹槽道和所述冲击锤中心孔的第二本体侧壁通孔，所述第二本体侧壁通孔的横截面积小于所述第三本体内凹槽道的横截面积；所述上盖的圆周边缘上与各所述第二本体内凹槽道、各所述第三本体内凹槽道相应的位置上设置有轴向贯通的上盖过流孔；

所述冲击锤的侧壁上位于各所述冲击锤扇形外凸柱的周向两侧分别设有第一冲击锤侧壁透槽和第二冲击锤侧壁透槽，所述冲击锤的内壁上设有两个沿轴向设置的、且径向对称设置的冲击锤扇形内凸柱，所述冲击锤扇形内凸柱与所述冲击锤扇形外凸柱呈十字交叉设置，所述冲击锤的侧壁上位于各所述冲击锤扇形内凸柱的周向两侧分别设有第三冲击锤侧壁透槽和第四冲击锤侧壁透槽；

所述导流体的外壁上设有两个沿轴向设置的、且径向对称设置的第一导流体扇形外凸柱，各所述第一导流体扇形外凸柱上沿周向间隔设置有径向贯通的第一导流体侧壁透槽和第二导流体侧壁透槽，所述导流体的外壁上设有两个沿轴向设置的、且径向对称设置的第二导流体扇形外凸柱，所述第二导流体扇形外凸柱与所述第一导流体扇形外凸柱呈十字交叉设置，各所述第二导流体扇形外凸柱上设置有沿轴向设置的导流体扇形槽，所述导流体扇形槽的周向两侧面上分别设有坡口，所述导流体扇形槽远离所述轴向脉动冲击结构的一端呈封闭设置，各所述第二导流体扇形外凸柱上位于所述导流体扇形槽另一端的位置设置有用于轴向穿设所述冲击锤扇形内凸柱的工艺透槽，各所述冲击锤扇形内凸柱摆动地设置在对应的导流体扇形槽内，所述导流体扇形槽的圆心角大于所述冲击锤扇形内凸柱的圆心角。

在本发明的一较佳实施方式中，所述冲击本体中心孔内设置有直径呈减小设置的第一台阶部，所述冲击锤靠近所述轴向脉动冲击结构的一端的端面轴向顶抵于所述第一台阶部上，所述冲击本体中心孔内位于所述第一台阶部靠近所述轴向脉动冲击结构的一侧设置直径呈减小设置的第二台阶部，所述阀座侧壁透孔位于所述节流阀座外壁上的开口位于所述第二台阶部靠近所述第一台阶部的一侧；所述冲击本体中心孔内位于所述第二台阶部靠近所述轴向脉动冲击结构的一侧设置直径呈减小设置的第三台阶部，所述节流阀座靠近所述轴向脉动冲击结构的一端的端面轴向顶抵于所述第三台阶部上，所述节流阀座位于所述第三台阶部和所述第二台阶部之间的外壁密封固定套设于所述冲击本体中心孔内。

在本发明的一较佳实施方式中，各所述阀座侧壁透孔自内向外地斜向远离所述轴向脉动冲击结构的方向设置。

在本发明的一较佳实施方式中，所述外壳本体中心孔内位于所述冲击本体远离所述轴向脉动冲击结构的一侧设置直径呈减小设置的第四台阶部，所述上盖的外壁上设置第一凸环部，所述第一凸环部远离所述轴向脉动冲击结构的一端的端面轴向抵靠于所述第四台阶部上，所述第一凸环部靠近所述轴向脉动冲击结构的一端的端面轴向抵靠于所述冲击本体远离所述轴向脉动冲击结构的一端的端面上。

在本发明的一较佳实施方式中，所述冲击本体中心孔内位于所述冲击本体靠近所述轴向脉动冲击结构的一端设置有直径呈增大设置的第五台阶部，所述钻头座靠近所述周向冲击结构的一端设置有直径呈减小设置的第一凸柱部，所述第一凸柱部密封套设于所述冲击本体中心孔内，且所述第一凸柱部的自由端与所述第五台阶部轴向顶抵设置。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第一本体侧壁透槽、所述第二本体侧壁透槽、所述第一冲击锤侧壁透槽、所述第二冲击锤侧壁透槽、所述第三冲击锤侧壁透槽、所述第四冲击锤侧壁透槽、所述第一导流体侧壁透槽和所述第二导流体侧壁透槽均包括沿轴向间隔设置的两个长条形透槽。

在本发明的一较佳实施方式中，所述轴向脉动冲击结构包括设置于所述钻头座中心孔靠近所述周向冲击结构的一端的引流块，所述引流块的周向一侧设置有沿轴向贯通的引流通道，所述引流通道的横截面面积自靠近所述周向冲击结构的一端向远离所述周向冲击结构的一端渐缩设置，所述引流块远离所述周向冲击结构的一端设置有固定套设于所述钻头座中心孔内的齿轮腔筒结构，所述齿轮腔筒结构内铰接有脉冲齿轮，所述脉冲齿轮的中心轴与所述钻头座中心孔的中心轴位于同一平面内且呈相互垂直设置，所述脉冲齿轮能在自所述引流通道流出的钻井液的驱动下绕脉冲齿轮的中心轴旋转，所述齿轮腔筒结构的下方设置有能将轴向脉动冲击传递给所述钻头座的振荡腔筒结构，所述引流通道、所述齿轮腔筒结构的内腔和所述振荡腔筒结构的内腔连通构成所述第二钻井液通道。

在本发明的一较佳实施方式中，所述振荡腔筒结构的一端设置有直径呈减小设置的第二凸柱部，所述第二凸柱部与所述振荡腔筒结构的外壁之间构成第六台阶部，所述钻头座中心孔内设置有直径呈减小设置的第七台阶部，所述第六台阶部和所述第七台阶部呈轴向顶抵设置，所述第二凸柱部密封穿设于所述钻头座中心孔内；所述振荡腔筒结构的内腔内位于所述第二凸柱部靠近所述周向冲击结构的一侧设置有直径呈减小设置的第八台阶部。

由上所述，本发明提供的脉动冲击钻井工具具有如下有益效果：

本发明的脉动冲击钻井工具结合脉冲射流工具及扭力冲击器的特点，周向冲击结构能对钻头产生扭转冲击载荷，轴向脉动冲击结构能对钻头产生轴向脉动冲击载荷，使得钻头实现立体破岩，提高硬质地层的机械钻速，从而提高了破岩效率，降低了硬质地层的钻井成本；周向冲击结构不断往复摆动产生高频的周向冲击载荷，能够防止PDC钻头在切入深度较深时产生粘滑现象；本发明的脉动冲击钻井工具采用机械结构提升破岩效率，未设置橡胶及电子元件等易损件，耐温性较好，使用寿命长。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1：为本发明的脉动冲击钻井工具的结构示意图。

图2：为本发明的冲击本体的结构示意图。

图3：为本发明的冲击本体的外部示意图。

图4：为本发明的冲击锤的结构示意图。

图5：为本发明的导流体的结构示意图。

图6：为本发明的上盖的俯视结构示意图。

图7：为本发明的上盖的仰视结构示意图。

图8：为本发明的钻头座的外部示意图。

图9：为本发明的钻头座的剖视图。

图10：为本发明的脉动冲击钻井工具位于第一状态时的图1中A-A处剖视图。

图11：为本发明的脉动冲击钻井工具位于第二状态时的图1中A-A处剖视图。

图12：为本发明的脉动冲击钻井工具位于第三状态时的图1中A-A处剖视图。

图13：为本发明的脉动冲击钻井工具位于第四状态时的图1中A-A处剖视图。

图中：

100、脉动冲击钻井工具；

1、外壳本体；

2、钻头座；

21、第一凸柱部；22、第七台阶部；

3、周向冲击结构；

31、冲击本体；

311、本体扇形凹槽；

3121、第一本体内凹槽道；

3122、第二本体内凹槽道；31221、第一本体侧壁通孔；

3123、第三本体内凹槽道；31231、第二本体侧壁通孔；

3131、第一本体侧壁透槽；3132、第二本体侧壁透槽；

3141、第一台阶部；3142、第二台阶部；3143、第三台阶部；3144、第四台阶部；3145、第五台阶部；

32、冲击锤；

321、冲击锤扇形外凸柱；

3221、第一冲击锤侧壁透槽；3222、第二冲击锤侧壁透槽；3223、第三冲击锤侧壁透槽；3224、第四冲击锤侧壁透槽；

323、冲击锤扇形内凸柱；

33、导流体；

331、第一导流体扇形外凸柱；3311、第一导流体侧壁透槽；3312、第二导流体侧壁透槽；

332、第二导流体扇形外凸柱；3321、导流体扇形槽；3322、工艺透槽；

34、上盖；341、第一凸环部；342、上盖过流孔；

35、节流阀座；351、阀座侧壁透孔；352、阀座台阶部；

4、轴向脉动冲击结构；

41、引流块；411、引流通道；

42、齿轮腔筒结构；

43、脉冲齿轮；

44、振荡腔筒结构；441、第二凸柱部；442、第六台阶部；443、第八台阶部。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

如图1至图13所示，本发明提供一种脉动冲击钻井工具100，包括一端能与钻铤(现有技术)密封连接的外壳本体1(图1为脉动冲击钻井工具100正常工作状态的示意图，图1中外壳本体1的顶端连接钻铤)，外壳本体1内设有沿轴向贯通的外壳中心孔，外壳本体1的另一端设有自外向内地同轴固定套设于外壳中心孔内的钻头座2，如图8、图9所示，在本实施方式中，钻头座2与外壳本体1的另一端之间通过牙龛结构龛合连接，实现钻头座2与外壳本体1之间的周向定位，钻头座2与外壳中心孔的侧壁之间设置有定位滚珠(现有技术)，钻头座2通过定位滚珠轴向固定在外壳本体1内。钻头座2内设置有沿轴向贯通设置的钻头座中心孔，钻头座中心孔远离外壳本体1的一端能同轴密封套设钻头(现有技术，钻头内设置有沿轴向贯通设置的钻头中心孔，钻头中心孔与钻头座中心孔连通设置，钻头的自由端设置喷嘴)，为了更好实现与钻铤、钻头的密封连接，外壳本体1连接钻铤的一端设置外锥螺纹，钻头座中心孔远离外壳本体1的一端设置有用于连接钻头的内锥螺纹；外壳中心孔内套设有能对钻头座2产生周向往复冲击的、且轴向固定的周向冲击结构3，周向冲击结构3内设有沿轴向贯通的第一钻井液通道，钻头座中心孔内靠近周向冲击结构3的一端轴向固定地设置有能对钻头座2产生轴向脉动冲击的轴向脉动冲击结构4，轴向脉动冲击结构4内设置有沿轴向贯通的第二钻井液通道，第二钻井液通道与第一钻井液通道能连通地设置。本发明的脉动冲击钻井工具100结合脉冲射流工具及扭力冲击器的特点，周向冲击结构3能对钻头产生扭转冲击载荷，轴向脉动冲击结构4能对钻头产生轴向脉动冲击载荷，使得钻头实现立体破岩，提高硬质地层的机械钻速，从而提高了破岩效率，降低了硬质地层的钻井成本；周向冲击结构3不断往复摆动产生高频的周向冲击载荷，能够防止PDC钻头在切入深度较深时产生粘滑现象；本发明的脉动冲击钻井工具100采用机械结构提升破岩效率，未设置橡胶及电子元件等易损件，耐温性较好，使用寿命长。

进一步，如图1至图7所示，周向冲击结构3包括同轴固定套设于外壳中心孔内的冲击本体31，冲击本体31内设有沿轴向贯通的本体中心孔，本体中心孔内同轴套设有能绕本体中心孔的中心轴周向往复摆动且轴向固定的冲击锤32，冲击锤32内设有沿轴向贯通的冲击锤中心孔，冲击锤中心孔内套设有能绕冲击锤中心孔的中心轴周向往复摆动的轴向固定的导流体33，导流体33内设有沿轴向贯通的导流体中心孔，外壳中心孔内固定套设有上盖34，上盖34内设有沿轴向贯通设置的上盖中心孔，冲击本体31、冲击锤32和导流体33远离轴向脉动冲击结构的一端的端面均顶抵于上盖34靠近轴向脉动冲击结构4的一端的端面上，上盖34完成冲击锤32和导流体33远离轴向脉动冲击结构的一端的轴向定位，上盖34封闭冲击本体中心孔和冲击锤中心孔远离轴向脉动冲击结构4的一端；在钻井液的压力作用下，冲击锤32能绕本体中心孔的中心轴周向往复摆动，冲击锤32摆动到周向两端的位置时，对冲击本体31产生扭转冲击载荷；导流体33能在钻井液的压力作用下周向摆动，当导流体33摆动到周向两端的位置时，对冲击锤32产生扭转冲击载荷，并传递给冲击本体31，通过外壳本体1、钻头座2传递给钻头。冲击本体中心孔内位于导流体33靠近轴向脉动冲击结构4的一侧固定套设有节流阀座35，导流体33能转动且轴向固定地密封套设于节流阀座35外壁远离轴向脉动冲击结构4的一端，节流阀座35外壁上设置阀座台阶部352，导流体33靠近轴向脉动冲击结构4的一端的端面轴向顶抵于阀座台阶部352上，实现导流体33靠近轴向脉动冲击结构4的一端的轴向定位。节流阀座35内设置有沿轴向贯通设置的阀座中心孔，阀座中心孔的孔径尺寸小于导流体中心孔的孔径尺寸，实现钻井液的轴向节流，使得导流体中心孔内的钻井液压力升高，从而使得钻井液能实现周向流动，使得周向冲击结构3产生扭转冲击载荷，通过调整阀座中心孔的孔径尺寸，能够实现灵活调节脉动冲击钻井工具100周向冲击载荷等技术参数；节流阀座35的侧壁上设有多个能连通冲击锤中心孔和阀座中心孔的阀座侧壁透孔351，上盖中心孔、导流体中心孔和阀座中心孔连通构成第一钻井液通道。

进一步，如图1、图2、图3、图4所示，冲击锤32的外壁上设有两个沿轴向贯通设置的、且径向对称设置的冲击锤扇形外凸柱321，冲击本体31的内壁上设有两个与各冲击锤扇形外凸柱321分别对应设置的本体扇形凹槽311，各冲击锤扇形外凸柱321摆动地设置在对应的本体扇形凹槽311内，本体扇形凹槽311的圆心角大于冲击锤扇形外凸柱321的圆心角，冲击锤32绕本体中心孔的中心轴周向往复摆动时，冲击锤扇形外凸柱321的侧壁能撞击本体扇形凹槽311的侧壁产生周向的扭转冲击载荷；冲击本体31的内壁上还设有两个轴向两端封闭的、且径向对称设置的第一本体内凹槽道3121，两个第一本体内凹槽道3121与本体扇形凹槽311呈十字交叉设置，冲击本体31的外壁上位于各第一本体内凹槽道3121的周向两侧分别设有沿轴向设置的第二本体内凹槽道3122和第三本体内凹槽道3123，各第二本体内凹槽道3122和各第三本体内凹槽道3123远离轴向脉动冲击结构4的一端开口，各第二本体内凹槽道3122和各第三本体内凹槽道3123的另一端呈封闭设置，各第二本体内凹槽道3122的槽底上设有能连通第二本体内凹槽道3122和本体中心孔的第一本体侧壁透槽3131，各第二本体内凹槽道3122靠近轴向脉动冲击结构4的一端设置有能连通第二本体内凹槽道3122和冲击锤中心孔的第一本体侧壁通孔31221，第一本体侧壁通孔31221的横截面积小于第二本体内凹槽道3122的横截面积，能够起到憋压升压作用，各第三本体内凹槽道3123的槽底上设有能连通第三本体内凹槽道3123和本体中心孔的第二本体侧壁透槽3132，各第三本体内凹槽道3123靠近轴向脉动冲击结构4的一端设置有能连通第三本体内凹槽道3123和冲击锤中心孔的第二本体侧壁通孔31231，第二本体侧壁通孔31231的横截面积小于第三本体内凹槽道3123的横截面积，能够起到憋压升压作用；上盖34的圆周边缘上与各第二本体内凹槽道3122、各第三本体内凹槽道3123相应的位置上设置有轴向贯通的上盖过流孔342；

如图4所示，冲击锤32的侧壁上位于各冲击锤扇形外凸柱321的周向两侧分别设有第一冲击锤侧壁透槽3221和第二冲击锤侧壁透槽3222，冲击锤32的内壁上设有两个沿轴向设置的、且径向对称设置的冲击锤扇形内凸柱323，冲击锤扇形内凸柱323与冲击锤扇形外凸柱321呈十字交叉设置，冲击锤32的侧壁上位于各冲击锤扇形内凸柱323的周向两侧分别设有第三冲击锤侧壁透槽3223和第四冲击锤侧壁透槽3224；

如图5所示，导流体33的外壁上设有两个沿轴向设置的、且径向对称设置的第一导流体扇形外凸柱331，各第一导流体扇形外凸柱331上沿周向间隔设置有径向贯通的第一导流体侧壁透槽3311和第二导流体侧壁透槽3312，导流体33的外壁上设有两个沿轴向设置的、且径向对称设置的第二导流体扇形外凸柱332，第二导流体扇形外凸柱332与第一导流体扇形外凸柱331呈十字交叉设置，各第二导流体扇形外凸柱332上设置有沿轴向设置的导流体扇形槽3321，导流体扇形槽3321的周向两侧面上分别设有坡口，导流体扇形槽3321远离轴向脉动冲击结构4的一端呈封闭设置，各第二导流体扇形外凸柱332上位于导流体扇形槽3321另一端的位置设置有用于轴向穿设冲击锤扇形内凸柱323的工艺透槽3322，各冲击锤扇形内凸柱323摆动地设置在对应的导流体扇形槽3321内，导流体扇形槽3321的圆心角大于冲击锤扇形内凸柱323的圆心角，导流体33绕冲击锤中心孔的中心轴周向往复摆动时，导流体扇形槽3321的侧壁与冲击锤扇形内凸柱323的侧壁碰撞产生周向的扭转冲击载荷。

进一步，如图1、图2所示，冲击本体中心孔内设置有直径呈减小设置的第一台阶部3141，冲击锤32靠近轴向脉动冲击结构4的一端的端面轴向顶抵于第一台阶部3141上，第一台阶部3141实现了冲击锤32靠近轴向脉动冲击结构4的一端的轴向定位；冲击本体中心孔内位于第一台阶部3141靠近轴向脉动冲击结构4的一侧设置直径呈减小设置的第二台阶部3142，阀座侧壁透孔351位于节流阀座35外壁上的开口位于第二台阶部3142靠近第一台阶部3141的一侧，在本实施方式中，各阀座侧壁透孔351自内向外地斜向远离轴向脉动冲击结构4的方向设置，各阀座侧壁透孔351倾斜设置更有利于钻井液自冲击锤中心孔流向阀座中心孔，各阀座侧壁透孔351也可以垂直于阀座中心孔的中心轴设置；冲击本体中心孔内位于第二台阶部3142靠近轴向脉动冲击结构4的一侧设置直径呈减小设置的第三台阶部3143，节流阀座35靠近轴向脉动冲击结构4的一端的端面轴向顶抵于第三台阶部3143上，节流阀座35位于第三台阶部3143和第二台阶部3142之间的外壁密封固定套设于冲击本体中心孔内。

进一步，如图1、图6、图7所示，外壳本体中心孔内位于冲击本体31远离轴向脉动冲击结构4的一侧设置直径呈减小设置的第四台阶部3144，上盖34的外壁上设置第一凸环部341，第一凸环部341远离轴向脉动冲击结构4的一端的端面轴向抵靠于第四台阶部3144上，第一凸环部341靠近轴向脉动冲击结构4的一端的端面轴向抵靠于冲击本体31远离轴向脉动冲击结构4的一端的端面上。

进一步，如图1、图2、图8、图9所示，冲击本体中心孔内位于冲击本体31靠近轴向脉动冲击结构4的一端设置有直径呈增大设置的第五台阶部3145，钻头座2靠近周向冲击结构3的一端设置有直径呈减小设置的第一凸柱部21，第一凸柱部21密封套设于冲击本体中心孔内，且第一凸柱部21的自由端与第五台阶部3145轴向顶抵设置。在本发明的一具体实施例中，钻头座2的第一凸柱部21的横截面为六边形，位于第五台阶部3145下方的冲击本体中心孔的横截面与第一凸柱部21的横截面匹配设置，实现钻头座2与冲击本体31之间的周向定位。

在本实施方式中，如图2、图3、图4、图5所示，第一本体侧壁透槽3131、第二本体侧壁透槽3132、第一冲击锤侧壁透槽3221、第二冲击锤侧壁透槽3222、第三冲击锤侧壁透槽3223、第四冲击锤侧壁透槽3224、第一导流体侧壁透槽3311和第二导流体侧壁透槽3312均包括沿轴向间隔设置的两个长条形透槽。

进一步，如图1所示，轴向脉动冲击结构4包括设置于钻头座中心孔靠近周向冲击结构3的一端的引流块41，引流块41的周向一侧设置有沿轴向贯通的引流通道411，引流通道411的横截面面积自靠近周向冲击结构3的一端向远离周向冲击结构3的一端渐缩设置，引流块41远离周向冲击结构3的一端设置有固定套设于钻头座中心孔内的齿轮腔筒结构42，齿轮腔筒结构42内铰接有脉冲齿轮43，脉冲齿轮43的中心轴与钻头座中心孔的中心轴位于同一平面内且呈相互垂直设置，脉冲齿轮43能在自引流通道流出的钻井液的驱动下绕脉冲齿轮的中心轴旋转，齿轮腔筒结构42的下方设置有能将轴向脉动冲击传递给钻头座2的振荡腔筒结构44，引流通道411、齿轮腔筒结构42的内腔和振荡腔筒结构44的内腔连通构成第二钻井液通道。通过调节脉冲齿轮43的结构尺寸，能够灵活地调整脉动冲击钻井工具100的脉动轴向冲击载荷等技术参数。

进一步，如图1所示，振荡腔筒结构44的一端设置有直径呈减小设置的第二凸柱部441，第二凸柱部441与振荡腔筒结构44的外壁之间构成第六台阶部442，钻头座中心孔内设置有直径呈减小设置的第七台阶部22，第六台阶部442和第七台阶部22呈轴向顶抵设置，第二凸柱部441密封穿设于钻头座中心孔内；振荡腔筒结构44的内腔内位于第二凸柱部441靠近周向冲击结构3的一侧设置有直径呈减小设置的第八台阶部443。

钻井液经第一钻井液通道流出并进入引流通道411，钻井液经过横截面呈渐缩设置的引流通道411时，压力升高，钻井液流入齿轮腔筒结构42的内腔，同时高速流动的钻井液驱动脉冲齿轮43绕脉冲齿轮43的中心轴转动，脉冲齿轮43的转动会将连续流动的钻井液分割成脉动的流体，脉动的流体能够产生脉动的轴向冲击载荷，脉动的流体继续流动进入振荡腔筒结构44的内腔，振荡腔筒结构44的内腔由台阶孔构成，振荡腔筒结构44的内腔远离周向冲击结构3的一侧的孔径小于振荡腔筒结构44的内腔靠近周向冲击结构3的一侧的孔径，振荡腔筒结构44将流体的脉动的轴向冲击载荷放大，钻井液通过振荡腔筒结构44的内腔流入钻头，对钻头形成高频低幅的脉动的轴向冲击载荷。

使用本发明的脉动冲击钻井工具100进行硬质地层的钻井工作时，首先完成脉动冲击钻井工具100的组装，将钻头密封连接于钻头座2内，将钻铤密封连接于外壳本体1的一端，将脉动冲击钻井工具100下入井中直至钻头到达指定位置。

钻井开始前，冲击本体31、冲击锤32和导流体33的位置处于第一状态，如图10所示，各冲击锤扇形外凸柱321的逆时针一侧的侧面周向顶抵于相应的本体扇形凹槽311逆时针一侧的侧面上，各冲击锤扇形内凸柱323的顺时针一侧的侧面周向顶抵于相应的导流体扇形槽3321的顺时针一侧的侧面上，导流体33上的第二导流体侧壁透槽3312被冲击锤32的内侧壁封堵，导流体33上的第一导流体侧壁透槽3311连通导流体中心孔和冲击锤32上的第二冲击锤侧壁透槽3222，构成高压进液通道，冲击锤32上的第一冲击锤侧壁透槽3221连通本体扇形凹槽311、冲击锤中心孔和阀座侧壁透孔351，构成相应的低压(与前述高压进液通道相比，压强较低)通道，冲击锤32上的第三冲击锤侧壁透槽3223连通导流体扇形槽3321、第一本体侧壁透槽3131和第二本体内凹槽道3122，冲击锤32上的第四冲击锤侧壁透槽3224的径向内侧被第二导流体扇形外凸柱332封堵，第四冲击锤侧壁透槽3224的径向外侧与第一本体内凹槽道3121连通，冲击本体31上的第二本体侧壁透槽3132的径向内侧被冲击锤32的外侧壁封堵；

开始钻井，钻井液自钻铤进入外壳中心孔，小部分钻井液经上盖过流孔342进入第二本体内凹槽道3122和第三本体内凹槽道3123，进入第二本体内凹槽道3122的钻井液经第一本体侧壁透槽3131、第三冲击锤侧壁透槽3223、第三冲击锤侧壁透槽3223、工艺透槽3322和阀座侧壁透孔351向下流动，第三本体内凹槽道3123的径向内侧被冲击锤32的外侧壁封堵，钻井液通过第二本体侧壁通孔31231向下流动，在第二本体侧壁通孔31231的憋压升压作用下，第三本体内凹槽道3123内的钻井液压力略有增高，需要说明的是，由于节流阀座35的憋压作用，进入第二本体内凹槽道3122和第三本体内凹槽道3123内的钻井液压力小于导流体中心孔内的钻井液压力；大部分钻井液向下流入导流体中心孔，在节流阀座35的阀座中心孔的节流作用下，导流体中心孔内的钻井液压力升高，部分钻井液向下流向轴向脉动冲击结构4，一部分钻井液经第一导流体侧壁透槽3311流入第二冲击锤侧壁透槽3222，在第二冲击锤侧壁透槽3222内的钻井液的作用下，冲击锤32顺时针转动，在各冲击锤扇形内凸柱323的带动下，导流体33随冲击锤32同步顺时针转动，直至各冲击锤扇形外凸柱321的顺时针一侧的侧面周向顶抵于相应的本体扇形凹槽311顺时针一侧的侧面上，冲击锤32对冲击本体31产生顺时针的周向扭转冲击载荷，冲击本体31将该周向扭转冲击载荷传递给钻头；

此时冲击本体31、冲击锤32和导流体33的位置进入第二状态，如图11所示，各冲击锤扇形外凸柱321的顺时针一侧的侧面周向顶抵于相应的本体扇形凹槽311顺时针一侧的侧面上，各冲击锤扇形内凸柱323的顺时针一侧的侧面周向顶抵于相应的导流体扇形槽3321的顺时针一侧的侧面上，导流体33上的第二导流体侧壁透槽3312的径向外侧被冲击锤32的内侧壁封堵，导流体33上的第一导流体侧壁透槽3311连通导流体中心孔、冲击锤32上的第二冲击锤侧壁透槽3222和本体扇形凹槽311，冲击锤32上的第一冲击锤侧壁透槽3221的径向内侧与导流体中心孔连通，第一冲击锤侧壁透槽3221的径向外侧被冲击本体31的内壁封堵，冲击本体31上的第一本体侧壁透槽3131的径向内侧被冲击锤32的外侧壁封堵，进入第二本体内凹槽道3122的钻井液经其底部的第一本体侧壁通孔31221向下流动；冲击锤32上的第三冲击锤侧壁透槽3223连通导流体扇形槽3321和第一本体内凹槽道3121，导流体扇形槽3321能通过工艺透槽3322与阀座侧壁透孔351连通，导流体扇形槽3321、第三冲击锤侧壁透槽3223和第一本体内凹槽道3121构成贯通的低压通道，冲击锤32上的第四冲击锤侧壁透槽3224的径向内侧与导流体扇形槽3321的顺时针一侧的坡口处连通，第三本体内凹槽道3123内的钻井液在第二本体侧壁通孔31231的憋压作用下压力升高，第四冲击锤侧壁透槽3224的径向外侧通过第二本体侧壁透槽3132与第三本体内凹槽道3123连通，构成高压进液通道；此时，部分钻井液通过第三本体内凹槽道3123、第二本体侧壁透槽3132和第四冲击锤侧壁透槽3224进入导流体扇形槽3321，在钻井液的作用下，导流体33顺时针转动，冲击锤32保持不动，直至各冲击锤扇形内凸柱323的逆时针一侧的侧面周向顶抵于相应的导流体扇形槽3321的逆时针一侧的侧面上，导流体33对冲击锤32产生顺时针的周向扭转冲击载荷，冲击锤32将该周向扭转冲击载荷传递至冲击本体31直至钻头；

此时冲击本体31、冲击锤32和导流体33的位置进入第三状态，如图12所示，各冲击锤扇形外凸柱321的顺时针一侧的侧面周向顶抵于相应的本体扇形凹槽311顺时针一侧的侧面上，各冲击锤扇形内凸柱323的逆时针一侧的侧面周向顶抵于相应的导流体扇形槽3321的逆时针一侧的侧面上，导流体33上的第一导流体侧壁透槽3311的径向外侧被冲击锤32的内侧壁封堵，第二导流体侧壁透槽3312连通导流体中心孔、冲击锤32上的第一冲击锤侧壁透槽3221，构成高压进液通道，冲击锤32上的第二冲击锤侧壁透槽3222连通本体扇形凹槽311、冲击锤中心孔和阀座侧壁透孔351，构成低压通道；冲击本体31上的第一本体侧壁透槽3131的径向内侧被冲击锤32的外壁封堵，第三冲击锤侧壁透槽3223的径向内侧被导流体33的外壁封堵，第三冲击锤侧壁透槽3223的径向外侧与第一本体内凹槽道3121连通，第三本体内凹槽道3123通过第二本体侧壁透槽3132、第四冲击锤侧壁透槽3224与导流体扇形槽3321连通；此时，部分钻井液自导流体中心孔经第二导流体侧壁透槽3312进入第一冲击锤侧壁透槽3221，在进入第一冲击锤侧壁透槽3221内的钻井液的作用下，冲击锤32逆时针转动，第一冲击锤侧壁透槽3221内原有的钻井液通过本体扇形凹槽311、冲击锤中心孔和阀座侧壁透孔351向下流出，在各冲击锤扇形内凸柱323的带动下，导流体33随冲击锤32同步逆时针转动，直至各冲击锤扇形外凸柱321的逆时针一侧的侧面周向顶抵于相应的本体扇形凹槽311逆时针一侧的侧面上，冲击锤32对冲击本体31产生逆时针的周向扭转冲击载荷，冲击本体31将该周向扭转冲击载荷传递给钻头；

此时冲击本体31、冲击锤32和导流体33的位置进入第四状态，如图13所示，各冲击锤扇形外凸柱321的逆时针一侧的侧面周向顶抵于相应的本体扇形凹槽311逆时针一侧的侧面上，各冲击锤扇形内凸柱323的逆时针一侧的侧面周向顶抵于相应的导流体扇形槽3321的逆时针一侧的侧面上，导流体33上的第二导流体侧壁透槽3312连通导流体中心孔、冲击锤32上的第一冲击锤侧壁透槽3221和本体扇形凹槽311，导流体33上的第一导流体侧壁透槽3311的径向外侧被冲击锤32的内侧壁封堵，第二本体侧壁透槽3132的径向内侧被冲击锤32的外壁封堵，进入第三本体内凹槽道3123的钻井液经其底部的第二本体侧壁通孔31231向下流动；冲击锤32上的第四冲击锤侧壁透槽3224连通导流体扇形槽3321和第一本体内凹槽道3121，导流体扇形槽3321能通过工艺透槽3322与阀座侧壁透孔351连通，导流体扇形槽3321、第四冲击锤侧壁透槽3224和第一本体内凹槽道3121构成贯通的低压通道，冲击锤32上的第三冲击锤侧壁透槽3223的径向内侧与导流体扇形槽3321的逆时针一侧的坡口处连通，第二本体内凹槽道3122内的钻井液在第一本体侧壁通孔31221的憋压作用下压力升高，第三冲击锤侧壁透槽3223的径向外侧通过冲击本体31上的第一本体侧壁透槽3131与第二本体内凹槽道3122连通，构成高压进液通道，此时，部分钻井液通过第二本体内凹槽道3122、第一本体侧壁透槽3131和第三冲击锤侧壁透槽3223进入导流体扇形槽3321，在钻井液的作用下，导流体33逆时针转动，冲击锤32保持不动，直至各冲击锤扇形内凸柱323的顺时针一侧的侧面周向顶抵于相应的导流体扇形槽3321的顺时针一侧的侧面上，导流体33对冲击锤32产生逆时针的周向扭转冲击载荷，冲击锤32将该周向扭转冲击载荷传递至冲击本体31直至钻头，此时，冲击本体31、冲击锤32和导流体33的位置进入第一状态，完成周向冲击结构3的一次周向往复摆动。

向下流向轴向脉动冲击结构4的部分钻井液经第一钻井液通道流出并进入引流通道411，钻井液经过横截面呈渐缩设置的引流通道411时，压力升高，钻井液流入齿轮腔筒结构42的内腔，同时高速流动的钻井液驱动脉冲齿轮43绕脉冲齿轮43的中心轴顺时针转动，脉冲齿轮43的转动将连续流动的钻井液分割成脉动的流体，脉动的流体能够对钻头座2产生脉动的轴向冲击载荷，进而传递给钻头，脉动的流体继续流动进入振荡腔筒结构44的内腔，振荡腔筒结构44的内腔由台阶孔构成，振荡腔筒结构44的内腔远离周向冲击结构3的一侧的孔径小于振荡腔筒结构44的内腔靠近周向冲击结构3的一侧的孔径，振荡腔筒结构44将流体的脉动的轴向冲击载荷放大，钻井液通过振荡腔筒结构44的内腔流入钻头，对钻头形成高频低幅的脉动的轴向冲击载荷。

由上所述，本发明提供的脉动冲击钻井工具具有如下有益效果：

本发明的脉动冲击钻井工具结合脉冲射流工具及扭力冲击器的特点，周向冲击结构能对钻头产生扭转冲击载荷，轴向脉动冲击结构能对钻头产生轴向脉动冲击载荷，使得钻头实现立体破岩，提高硬质地层的机械钻速，从而提高了破岩效率，降低了硬质地层的钻井成本；周向冲击结构不断往复摆动产生高频的周向冲击载荷，能够防止PDC钻头在切入深度较深时产生粘滑现象；本发明的脉动冲击钻井工具采用机械结构提升破岩效率，未设置橡胶及电子元件等易损件，耐温性较好，使用寿命长。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种脉动冲击钻井工具，包括一端能与钻铤密封连接的外壳本体，所述外壳本体内设有沿轴向贯通的外壳中心孔，所述外壳本体的另一端设有自外向内地同轴固定套设于所述外壳中心孔内的钻头座，所述钻头座内设置有沿轴向贯通设置的钻头座中心孔，所述钻头座中心孔远离所述外壳本体的一端能同轴密封套设钻头；其特征在于，所述外壳中心孔内套设有能对所述钻头座产生周向往复冲击的、且轴向固定的周向冲击结构，所述周向冲击结构内设有沿轴向贯通的第一钻井液通道，所述钻头座中心孔内靠近所述周向冲击结构的一端轴向固定地设置有能对所述钻头座产生轴向脉动冲击的轴向脉动冲击结构，所述轴向脉动冲击结构内设置有沿轴向贯通的第二钻井液通道，所述第二钻井液通道与所述第一钻井液通道能连通地设置。

2.如权利要求1所述的脉动冲击钻井工具，其特征在于，所述周向冲击结构包括同轴固定套设于所述外壳中心孔内的冲击本体，所述冲击本体内设有沿轴向贯通的本体中心孔，所述本体中心孔内同轴套设有能绕所述本体中心孔的中心轴周向往复摆动且轴向固定的冲击锤，所述冲击锤内设有沿轴向贯通的冲击锤中心孔，所述冲击锤中心孔内套设有能绕所述冲击锤中心孔的中心轴周向往复摆动的轴向固定的导流体，所述导流体内设有沿轴向贯通的导流体中心孔，所述外壳中心孔内固定套设有上盖，所述上盖内设有沿轴向贯通设置的上盖中心孔，所述冲击本体、所述冲击锤和所述导流体远离所述轴向脉动冲击结构的一端的端面均顶抵于所述上盖靠近所述轴向脉动冲击结构的一端的端面上，所述上盖封闭所述冲击本体中心孔和所述冲击锤中心孔远离所述轴向脉动冲击结构的一端；所述冲击本体中心孔内位于所述导流体靠近所述轴向脉动冲击结构的一侧固定套设有节流阀座，所述导流体能转动且轴向固定地密封套设于所述节流阀座外壁远离所述轴向脉动冲击结构的一端，所述节流阀座内设置有沿轴向贯通设置的阀座中心孔，所述阀座中心孔的孔径尺寸小于所述导流体中心孔的孔径尺寸，所述节流阀座的侧壁上设有多个能连通所述冲击锤中心孔和所述阀座中心孔的阀座侧壁透孔，所述上盖中心孔、所述导流体中心孔和所述阀座中心孔连通构成所述第一钻井液通道。

3.如权利要求2所述的脉动冲击钻井工具，其特征在于，

所述冲击锤的外壁上设有两个沿轴向贯通设置的、且径向对称设置的冲击锤扇形外凸柱，所述冲击本体的内壁上设有两个与各所述冲击锤扇形外凸柱分别对应设置的本体扇形凹槽，各所述冲击锤扇形外凸柱摆动地设置在对应的所述本体扇形凹槽内，所述本体扇形凹槽的圆心角大于所述冲击锤扇形外凸柱的圆心角，所述冲击本体的内壁上还设有两个轴向两端封闭的、且径向对称设置的第一本体内凹槽道，两个所述第一本体内凹槽道与所述本体扇形凹槽呈十字交叉设置，所述冲击本体的外壁上位于各所述第一本体内凹槽道的周向两侧分别设有沿轴向设置的第二本体内凹槽道和第三本体内凹槽道，各所述第二本体内凹槽道和各所述第三本体内凹槽道远离所述轴向脉动冲击结构的一端开口，各所述第二本体内凹槽道和各所述第三本体内凹槽道的另一端呈封闭设置，各所述第二本体内凹槽道的槽底上设有能连通所述第二本体内凹槽道和所述本体中心孔的第一本体侧壁透槽，各所述第二本体内凹槽道靠近所述轴向脉动冲击结构的一端设置有能连通所述第二本体内凹槽道和所述冲击锤中心孔的第一本体侧壁通孔，所述第一本体侧壁通孔的横截面积小于所述第二本体内凹槽道的横截面积，各所述第三本体内凹槽道的槽底上设有能连通所述第三本体内凹槽道和所述本体中心孔的第二本体侧壁透槽，各所述第三本体内凹槽道靠近所述轴向脉动冲击结构的一端设置有能连通所述第三本体内凹槽道和所述冲击锤中心孔的第二本体侧壁通孔，所述第二本体侧壁通孔的横截面积小于所述第三本体内凹槽道的横截面积；所述上盖的圆周边缘上与各所述第二本体内凹槽道、各所述第三本体内凹槽道相应的位置上设置有轴向贯通的上盖过流孔；

所述冲击锤的侧壁上位于各所述冲击锤扇形外凸柱的周向两侧分别设有第一冲击锤侧壁透槽和第二冲击锤侧壁透槽，所述冲击锤的内壁上设有两个沿轴向设置的、且径向对称设置的冲击锤扇形内凸柱，所述冲击锤扇形内凸柱与所述冲击锤扇形外凸柱呈十字交叉设置，所述冲击锤的侧壁上位于各所述冲击锤扇形内凸柱的周向两侧分别设有第三冲击锤侧壁透槽和第四冲击锤侧壁透槽；

所述导流体的外壁上设有两个沿轴向设置的、且径向对称设置的第一导流体扇形外凸柱，各所述第一导流体扇形外凸柱上沿周向间隔设置有径向贯通的第一导流体侧壁透槽和第二导流体侧壁透槽，所述导流体的外壁上设有两个沿轴向设置的、且径向对称设置的第二导流体扇形外凸柱，所述第二导流体扇形外凸柱与所述第一导流体扇形外凸柱呈十字交叉设置，各所述第二导流体扇形外凸柱上设置有沿轴向设置的导流体扇形槽，所述导流体扇形槽的周向两侧面上分别设有坡口，所述导流体扇形槽远离所述轴向脉动冲击结构的一端呈封闭设置，各所述第二导流体扇形外凸柱上位于所述导流体扇形槽另一端的位置设置有用于轴向穿设所述冲击锤扇形内凸柱的工艺透槽，各所述冲击锤扇形内凸柱摆动地设置在对应的导流体扇形槽内，所述导流体扇形槽的圆心角大于所述冲击锤扇形内凸柱的圆心角。

4.如权利要求3所述的脉动冲击钻井工具，其特征在于，所述冲击本体中心孔内设置有直径呈减小设置的第一台阶部，所述冲击锤靠近所述轴向脉动冲击结构的一端的端面轴向顶抵于所述第一台阶部上，所述冲击本体中心孔内位于所述第一台阶部靠近所述轴向脉动冲击结构的一侧设置直径呈减小设置的第二台阶部，所述阀座侧壁透孔位于所述节流阀座外壁上的开口位于所述第二台阶部靠近所述第一台阶部的一侧；所述冲击本体中心孔内位于所述第二台阶部靠近所述轴向脉动冲击结构的一侧设置直径呈减小设置的第三台阶部，所述节流阀座靠近所述轴向脉动冲击结构的一端的端面轴向顶抵于所述第三台阶部上，所述节流阀座位于所述第三台阶部和所述第二台阶部之间的外壁密封固定套设于所述冲击本体中心孔内。

5.如权利要求3所述的脉动冲击钻井工具，其特征在于，各所述阀座侧壁透孔自内向外地斜向远离所述轴向脉动冲击结构的方向设置。

6.如权利要求3所述的脉动冲击钻井工具，其特征在于，所述外壳本体中心孔内位于所述冲击本体远离所述轴向脉动冲击结构的一侧设置直径呈减小设置的第四台阶部，所述上盖的外壁上设置第一凸环部，所述第一凸环部远离所述轴向脉动冲击结构的一端的端面轴向抵靠于所述第四台阶部上，所述第一凸环部靠近所述轴向脉动冲击结构的一端的端面轴向抵靠于所述冲击本体远离所述轴向脉动冲击结构的一端的端面上。

7.如权利要求3所述的脉动冲击钻井工具，其特征在于，所述冲击本体中心孔内位于所述冲击本体靠近所述轴向脉动冲击结构的一端设置有直径呈增大设置的第五台阶部，所述钻头座靠近所述周向冲击结构的一端设置有直径呈减小设置的第一凸柱部，所述第一凸柱部密封套设于所述冲击本体中心孔内，且所述第一凸柱部的自由端与所述第五台阶部轴向顶抵设置。

8.如权利要求3所述的脉动冲击钻井工具，其特征在于，所述第一本体侧壁透槽、所述第二本体侧壁透槽、所述第一冲击锤侧壁透槽、所述第二冲击锤侧壁透槽、所述第三冲击锤侧壁透槽、所述第四冲击锤侧壁透槽、所述第一导流体侧壁透槽和所述第二导流体侧壁透槽均包括沿轴向间隔设置的两个长条形透槽。

9.如权利要求1或2所述的脉动冲击钻井工具，其特征在于，所述轴向脉动冲击结构包括设置于所述钻头座中心孔靠近所述周向冲击结构的一端的引流块，所述引流块的周向一侧设置有沿轴向贯通的引流通道，所述引流通道的横截面面积自靠近所述周向冲击结构的一端向远离所述周向冲击结构的一端渐缩设置，所述引流块远离所述周向冲击结构的一端设置有固定套设于所述钻头座中心孔内的齿轮腔筒结构，所述齿轮腔筒结构内铰接有脉冲齿轮，所述脉冲齿轮的中心轴与所述钻头座中心孔的中心轴位于同一平面内且呈相互垂直设置，所述脉冲齿轮能在自所述引流通道流出的钻井液的驱动下绕脉冲齿轮的中心轴旋转，所述齿轮腔筒结构的下方设置有能将轴向脉动冲击传递给所述钻头座的振荡腔筒结构，所述引流通道、所述齿轮腔筒结构的内腔和所述振荡腔筒结构的内腔连通构成所述第二钻井液通道。

10.如权利要求9所述的脉动冲击钻井工具，其特征在于，所述振荡腔筒结构的一端设置有直径呈减小设置的第二凸柱部，所述第二凸柱部与所述振荡腔筒结构的外壁之间构成第六台阶部，所述钻头座中心孔内设置有直径呈减小设置的第七台阶部，所述第六台阶部和所述第七台阶部呈轴向顶抵设置，所述第二凸柱部密封穿设于所述钻头座中心孔内；所述振荡腔筒结构的内腔内位于所述第二凸柱部靠近所述周向冲击结构的一侧设置有直径呈减小设置的第八台阶部。