CN109882068A - 一种适用于深孔复杂地层的可排粉无阀式配气双向气动潜孔锤 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于深孔复杂地层可排粉无阀式配气双向气动潜孔锤，并且具备双向冲击功能工艺气动潜孔锤，包括压力扭矩传输组件、尾部配气组件、气缸活塞配气组件、钻头及钻头扭矩传输组件。该新型双向气动潜孔锤，既拥有了能在土层及松散的砂、卵石地层中快速冲击挤密钻进成孔能力，且孔壁光滑、不易垮孔、钻孔质量高，又解决了潜孔锤钻进坚硬岩石、破碎带、软弱不均匀等复杂地层时成孔困难的问题，可实现在复杂地层深部顺利钻进成孔，最大程度发挥双向气动潜孔锤技术的优势，又极大的拓宽了其应用范围。

Description

一种适用于深孔复杂地层的可排粉无阀式配气双向气动潜 孔锤

技术领域

本发明属于钻进工程成孔施工领域,是一种适用于深孔复杂地层气动成孔的工具、具体涉及一种可排粉的无阀式配气双向气动潜孔锤。

背景技术

在现有的成孔技术中，气动潜孔锤是解决复杂地层成孔难的问题的有效办法。尤其在坚硬岩石、破碎带、软弱不均匀等复杂地层，气动潜孔锤相对于长螺旋钻进等普通钻进效率和效果更佳，但在坚硬岩石地层、破碎地层以及不均匀地层等复杂地层的钻进中，气动潜孔锤也容易发生卡钻、埋钻等事故，造成潜孔锤无法拔出而整体报废。

双向气动潜孔锤，其特点是双向冲击回转挤密成孔钻进，适用于松散土层等可压缩地层钻进，钻进速度快，成孔过程中还提高了地层的密实性，孔壁较稳定，即使提钻时遇到较大阻力，还可使用反向冲击功能避免卡钻、埋钻事故发生。但是目前所常见的双向气动潜孔锤不具备排粉能力，完全靠钻具挤扩成孔。不具备排粉功能的双向气动潜孔锤在钻进坚硬岩石、破碎带、软弱不均匀等复杂地层中遇到漂石、孤石时成孔困难，效率低下，进度缓慢。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于坚硬岩石、破碎带、软弱不均匀等复杂地层深部成孔钻进的可排粉无阀式配气双向气动潜孔锤。来解决双向气动潜孔锤在钻进坚硬岩石、破碎带、软弱不均匀等复杂地层中遇到漂石、孤石时成孔困难，效率低下，进度缓慢的问题。其结构的功能性特征具有实现双向冲击、局部反循环排粉的能力。本发明的特点还包括低冲击频率，高冲击功；无阀式配气方式；双气缸结构。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案实现：所述一种适用于深孔复杂地层的可排粉无阀式配气双向气动潜孔锤包括压力传输机构、尾部配气机构、气缸活塞配气机构、钻头及钻头扭矩传输机构；

所述的压力传输装置包括：花键轴、花键轴接头、后轴套a、外管；

所述尾部配气装置包括：花键轴接头、花键轴、后轴套a、弹簧、弹簧限位环、后轴套b、心管 a组成；

所述气缸活塞配气装置包括：心管a、内缸、活塞、衬套、心管b；

所述钻头及钻头扭矩传输装置包括:钻头体、钻头基座、合金柱齿、钻头卡环；

技术方案中所述花键轴接头右端嵌入花键轴左端，两者之间通过花键连接。花键轴左端嵌入后轴套a，两者之间通过花键连接。花键轴右端嵌入后轴套b中，两者之间采用过渡配合。

技术方案中所述后轴套b右端为环腔；

技术方案中所述弹簧安置在花键轴右端外侧，夹在后轴a与花键轴右端之间的间隙，弹簧右端有弹簧限位器；

技术方案中所述活塞为轴式结构件位于外管内部，活塞较为细长，活塞右端和衬套配作，活塞上沿轴向设置有与心管b配装的中心通孔。隔套位于外套与活塞的间隙处。活塞在右端面可与钻头体接触。

技术方案中所述钻头体与钻头基座通过花键联结；

为了达到上述目的，对尾部配气机构做了如下设计，气体通过花键轴接头上的进气通道，进入环腔，经花键轴上的进气孔、后轴套b上的进气孔、环腔、内缸上的进气孔、活塞上的气槽到达后气室，驱动活塞工作。潜孔锤工作后的废气及携带的岩粉经心管a通道、花键轴中心通道进入花键轴接头上的排气通道排出到钻杆与孔壁的间隙中。

为了达到上述目的，本发明采用无阀式配气方案，双气缸结构，在缸体和活塞上开出凹槽和孔洞，通过活塞工作过程中与气缸相对位置的不断变化，将前、后气室与主进气孔和排气孔通道交替性导通，实现配气状态的改变。

为了达到上述目的，在钻杆的牵引作用下花键轴接头、花键轴、弹簧限位环和心管a克服弹簧的弹性阻力向左移动，弹簧被压缩，与后轴套a、后轴套b发生一定距离的相对位移，使后气室的配气长度发生改变，实现反向冲击。

为了达到上述目的，本发明潜孔锤活塞比较细长，冲击过程中活塞内的应力波峰值较小，提高了活塞寿命。

为了达到上述目的，实现中心通道排粉，设有芯管结构，芯管外表面与中空式活塞配合，兼起配气作用。

为了达到上述目的，合金柱齿直径选择d＝14mm，在钻头体头部，边缘各圈齿距等于或者略小于 d，中间则约1-1.2d，内圈的齿距为1-1.5d。钻头边齿倾角a对凿岩机应取30°-40°，对潜孔冲击器应取40°-45°，凹心钻头边齿内倾角应取40°-45°。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

1.本发明所述的一种适用于深孔复杂地层的可排粉无阀式配气双向气动潜孔锤采用细长活塞结构，在功能上实现低频率、大冲击功的效果，在冲击过程中活塞内的应力波峰值较小，活塞使用寿命延长，对锚固成孔施工具有重大意义。

2.本发明所述的一种适用于深孔复杂地层的可排粉无阀式配气双向气动潜孔锤采用无阀型设计，减少了潜孔锤内部活动部件，提高了配气过程中的可靠性和稳定性。

3.本发明所述的一种适用于深孔复杂地层的可排粉无阀式配气双向气动潜孔锤通过尾部气体通道和钻头结构的合理设计可以在不添加钻具的前提下，实现冲击挤密排粉的要求。

4.本发明所述的一种适用于深孔复杂地层的可排粉无阀式配气双向气动潜孔锤采用局部反循环排粉工艺，容易实现冲击挤密工况切换到冲击排粉工况的有效排粉，避免了复杂的配套设备。

5.本发明所述的一种适用于深孔复杂地层的可排粉无阀式配气双向气动潜孔锤，将把贯通式反循环气动潜孔锤结构原理应用到双向气动冲击回转挤密潜孔锤中，改变双向气动冲击回转挤密潜孔锤的内部气体通道结构，以实现在需要时可用于排出孔底岩粉的功能。

6.本发明所述的一种适用于深孔复杂地层的可排粉无阀式配气双向气动潜孔锤，保持了双向气动潜孔锤冲击回转挤密钻进技术能在土层及松散的砂、卵石地层中快速挤密钻进成孔且孔壁密实光滑、不易垮孔、钻孔质量高的特点，又解决了双向气动冲击回转挤密潜孔锤钻遇漂石、孤石或密实砂、卵石地层以及坚硬岩石、破碎带等复杂地层时成孔困难的问题。

附图说明

图1为本发明的整体示意图；

图2a为本发明的反向冲击状态下的剖面图，图2b为本发明的正向冲击状态下的剖面图,图2c为 本发明外观图；

图3a为本发明花键轴A-A面剖面图,图3b为A-A向示意图；

图4b为本发明花键轴接头剖面图,图4a为示意图；

图5为本发明外管剖面图；

图6a为本发明后套管a A-A面剖面图，图6b为A-A向示意图；

图7a为本发明后套管b A-A向示意图，图7b为后套管A-A面剖面图；

图8a为本发明衬套a A-A向示意图，图8b为衬套A-A面剖面图；

图9a为本发明活塞剖面图，图9b为本发明活塞C-C向示意图；

图10a为本发明内缸剖面图，图10b为本发明内缸B-B向示意图,图10c为内缸总体示意图；

图11a为本发明心管剖面图，图11b为本发明心管A-A向示意图；

图1中：花键轴接头1、花键轴2、后轴套a3、弹簧4、外管5、弹簧限位环6、后轴套b7、心管a8、内缸9、活塞10、隔套11、心管b12、衬套13、钻头体14、卡环15、钻头基座16、合金柱齿17、进气通道18、花键轴接头通道19、花键轴接头中心通道20、环腔21、进气孔22、中心通道23、后轴套b 上的进气孔24、环腔25、心管a通道26、后气室27、环状间隙28、内缸上的进气孔29、活塞气槽30、心管b通道31、前气室32、衬套轴向孔33、径向孔34、钻头体中心通道35、钻头体内喷射孔36、钻头体通道37。

具体实施方案

下面结合附图对本发明做详细的描述：

本发明所述一种适用于深孔复杂地层的可排粉无阀式配气双向气动潜孔锤，可实现在土层和松散的砂、卵石地层中快速挤密成孔且孔壁密实光滑、不易跨孔、钻孔质量高的目的，同时可解决双向气动潜孔锤在钻进坚硬岩石、破碎带、软弱不均匀等复杂地层成孔困难的问题。

参阅图1，所述的一种适用于深孔复杂地层的可排粉无阀式配气双向气动潜孔锤包括压力传输机构、尾部配气机构、气缸活塞配气机构、钻头及钻头扭矩传输机构。

所述压力传输机构包括花键轴2、花键轴接头1、后轴套a3、外管5；

所述压力传输机构是指将钻杆的扭矩与压力通过花键轴2与花键轴接头1，后轴套传递到潜孔锤上，保证潜孔锤钻进过程中有一定的压力；

所述的外管5为圆形筒状结构，在其中心处沿轴向设置有阶梯孔，按照从右到左的顺序，第一段为与钻头基座16花键连接的花键，第二段外管与钻头体14与外管5之间的空隙为不配合的光孔、与衬套13配合的光孔、与衬套13上的轴向孔33为配合的光孔、与隔套11为配合的光孔、与内缸9为配合的光孔等依次从右到左接触。第3段与环腔25为不配合的光孔、与后轴套b7为配合的光孔、第4段与后轴套b7为配合的光孔，第5段与后轴套a3为配合的光孔。其中第一段直径入略大于第二段孔直径，第三段孔直径大于第一段孔直径，第四段孔直径等于第二段孔直径，第一段孔直径等于第五段孔直径。

所述花键轴接头1是可排粉双向气动潜孔锤钻杆的连结部分。参阅图4可知花键轴接头1为空心阶梯环状结构件。花键轴接头1的中心处沿轴向设置有阶梯孔，阶梯孔的右端孔直径为最大。且花键轴接头1中后段位于花键轴2阶梯孔内。花键轴接头1与花键轴2内部通过花键连接传递扭矩，通过花键轴 2内部孔上花键前端的凹槽传递压力。在花键轴接头1上外部平面凹槽可与钻杆固定，接受钻杆的扭矩与钻压。

所述花键轴2是可排粉双向气动潜孔锤花键轴接头1与后轴套a3的连结机构。参阅图3a可知花键轴1为阶梯状中心通孔结构件，内部结构从左到右端为光孔，花键，和三段不同直径的光孔。花键轴 2内部中心通孔容纳了花键轴接头1的中后段部件，两者之间采用花键和花键轴2内部孔上花键前端的凹槽传递扭矩和压力。花键轴2外部为阶梯筒状，与后轴套a3通过左端的花键连接，花键的左端头用于限定后轴套a3的位移。弹簧4处于花键轴2与后轴套a3之间缝隙。弹簧限位环6花键轴2尾端凹槽，用于卡定弹簧。

所述后轴套a3为空心阶梯环状结构，参阅图6可知在其中心沿轴向处设有阶梯孔。后轴套a3 阶梯孔的左端花键和花键轴2连结，后轴套a3右端内环和后轴套b7相连接，后轴套a3右端外侧与外管5 相连接。

所述尾部配气机构包括花键轴接头1、花键轴2、后轴套a3、弹簧5、弹簧限位环6、后轴套b7、心管a8组成；

所述尾部配气机构，参阅图1、图3、图4、图5、图7、图11可知由钻杆传递压缩空气通过花键轴接头1的进气通道18，进入环腔21，再依次经过花键轴2上的进气孔22、后轴套b7上的进气孔24、到达环腔25。参阅图1和图4可知，花键轴接头1的中心通道20，依次与花键轴2中心通道23，心管a8 的中心通道26，心管b12的中心通道31贯通排粉排废气。

所述心管a8为空心阶梯环状结构件。参阅图11可知，心管a8沿轴向设置有阶梯孔。

所述气缸活塞配气机构包括心管a8、内缸9、活塞10、衬套13、心管b12组成。

所述内缸9为空心筒状结构体，参阅图10可知内缸9上有进气孔29.内缸9和活塞10为配合设计，内缸9外部和外管5配合接触。内缸9左端和外管5内的环腔25相接触，右端和衬套13接触。

所述活塞10外圆柱体与内缸9和衬套13配作。满足本发明对低频率高冲击功的要求，本发明设计活塞10长度较长。参阅图9可知，活塞10为阶梯轴式结构件，右端为小端，左端为大端，其中大端表面设置有5块环形凹槽部分。活塞10右端可与钻头体14相接触，活塞10主要在内缸9内部往返运动，通过活塞10位置的移动改变内部气体的流动途径，达到潜孔锤的进气与排气排粉功能。心管8与心管b12 在活塞10中心的圆柱状通孔内，与活塞10为配合接触，起活塞10运动的导向作用。

所述衬套13为空心筒状结构体。参阅图8可知其上设置有多个气孔，有轴向孔33径向孔34。衬套13右端与钻头体14相接触，内部与活塞10右端小端配合接触。

所述心管b12为空心阶梯环状结构件，对活塞10的运动起导向作用,为潜孔锤的排粉排废气通道。

所述钻头及钻头扭矩传输机构包括外管5、钻头体14、钻头基座16、钻头卡环15、合金柱齿17。

所述钻头基座16为轴向圆筒阶梯状结构件，参阅图1可知，钻头体14固定在钻头基座16上，通过插销与花键连结，外管5的右端与钻头基座16相连。

本发明所述的一种适用于深孔复杂地层的可排粉无阀式配气双向气动潜孔锤的工作原理：

在介绍双向气动潜孔锤工作原理之前，按照前气室进气通道、前气室排气通道、后气室进气通道、后气室排气通道的顺序介绍潜孔锤内部的气体通道。参阅图1所示，由钻杆传输来的压缩空气，通过花键轴接头1上的进气通道18，进入环腔21，经花键轴2上的进气孔22、后轴套b7上的进气孔24、环腔25、内缸9上的进气孔29、活塞10上的气槽30到达前气室32，此通路为前气室进气通路；前气室32 内的气体经衬套13上的轴向孔33、径向孔34、经钻头基座16与钻头体14之间的花键槽间隙一部分经钻头体14上的内喷射孔36进入钻头体14中心通道35，另一部分经钻头体14上的气槽到达孔底后经钻头体 14上的通道37进入钻头体14中心通道35，经心管b通道31、心管a通道26、花键轴2中心通道23、花键轴接头1中心通道20、花键轴接头1上的通道19排出到潜孔锤外，此通路为前气室排气通路；活塞10 向后移动到棱线III位置与内缸9脱离接触，压缩空气通过花键轴接头1上的进气通道18，进入环腔21，经花键轴2上的进气孔22、后轴套b7上的进气孔24、环腔25、内缸9上的进气孔29、活塞10上的气槽 30到达后气室27，此通路为后气室进气通路；后气室27内的气体经活塞10与心管a 8、心管b 12的环状间隙28、钻头基座16与钻头体14之间的花键槽间隙一部分经钻头体14上的内喷射孔36进入钻头体 14中心通道35，另一部分经钻头体14上的气槽到达孔底后经钻头体14上的通道37进入钻头体14中心通道35，经心管b通道31、心管a通道26、花键轴2中心通道23、花键轴接头1中心通道20、花键轴接头1上的通道19排出到潜孔锤外，此通路为后气室排气通路。

本发明必然有正向冲击和反向冲击两种工作状态，正向冲击工作状态是其一般工作时的正常工作状态，而反向冲击工作状态用于潜孔锤提钻遇到较大阻力时。下面参阅图1、图2、来分别说明潜孔锤正向冲击和反向冲击工作原理：

正向冲击工作状态：图1b所示的位置为正向冲击时冲程结束位置，以此作为冲击循环的起点，描述活塞正向冲击工作过程。活塞处于图1b所示位置时，前气室32进气、后气室27排气，活塞10在前、后气室压力差作用下向后加速移动到活塞后端面跨过芯管a8台阶面II，前气室32继续保持进气状态，后气室27被封闭，停止排气，活塞10变加速向后加速移动到棱线IV与内缸9接触，前气室32被封闭，停止进气，后气室27继续处于封闭压缩状态，活塞10向后移动，加速度继续减小，直到棱线III与内缸脱离接触，前气室32配气状态不变，后气室27开始进气，活塞10减速向后移动到其前端面跨过衬套13上的径向孔34，前气室32开始排气，后气室27进气状态不变，活塞10减速向后移动到速度降为零，然后反向加速移动到活塞10前端面跨过进气孔34，前气室32停止排气开始进入压缩状态，后气室27的进气状态不变，活塞10加速度开始减小，加速向前移动到活塞棱线III与内缸接触，前气室32保持压缩状态，后气室27停止进气，活塞10在惯性作用下向前移动到棱线IV与气缸9脱离接触，前气室32开始进气，后气室27继续膨胀，活塞10减速向前移动到后端面跨过芯管a8台阶面II，前气室32进气状态不变，后

反向冲击工作状态：如图1a所示，钻杆拉力作用将弹簧4压屈，花键轴接头1使花键轴2和心管 a8在钻杆的拖动下相对潜孔锤机体向后产生预定位移，尾部配气组件的配气通路不变，芯管a8与心管b12 仍保持配合状态，心管a8的台阶面II大幅向后移动，活塞10向前移动时将不再能够与钻头14接触，在活 塞10向前移动的极限位置，即反向冲击工作状态冲程起始点。此时，前气室32处于进气状态，后气室27 处于排气状态，活塞在前、后气室的压差作用下加速向后移动到棱线IV与内缸9接触，前气室32被封闭， 停止进气，后气室27保持排气状态，活塞10继续加速向后移动到棱线III与内缸9脱离接触，前气室32继 续保持封闭膨胀状态，主进气孔29与后气室27连通，后气室27的排气通道处于开启状态，压缩空气经主进气孔29进入后气室27后直接经由后气室27的排气通道排出，活塞10继续加速向后移动到后端面跨过 芯管a8台阶面II，前气室32的配气状态不变，后气室27处于进气状态，活塞10减速向后移动到前端面跨 过径向孔34，前气室32进入排气状态，后气室27继续进气，活塞10减速向后移动直到与后轴套b发生碰 撞，然后速度降为零开始反向加速，向前移动到活塞10前端面跨过径向孔34，前气室32被封闭，进入压缩 状态，后气室27的进气状态不变，活塞10加速向前移动到后端面跨过芯管a8的台阶面II，前气室32保持 封闭，后气室27的进气通道与排气通道直接连通，压缩空气直接排出，后气室压力急剧下降，活塞10惯性 作用下继续向前移动到棱线IV与内缸9脱离接触，前气室32开始进气，后气室27进入排气状态，活塞10 减速移动到速度降为零，回到初始位置，一个冲击循环结束。

死点的处理：本发明的死点位置是指活塞10的前后棱线均与内缸9接触导致气缸上的主进气孔 29不与前、后任意一个气室相通，无法驱动活塞运动的位置。如果向潜孔锤供气而潜孔锤不能工作时，可能是由于活塞处于死点位置，此时应当立即停止供气，将潜孔锤立起来，向后拖动花键轴接头1，从而开启后气室的排气通道，活塞可自由移动，错开死点位置后即可。恢复花键轴位置和供气，启动潜孔锤进行工作。

综上所述，本发明将贯通式潜孔锤的排粉方式与双向气动冲击潜孔锤结合起来，使双向气动冲击潜孔锤可以实现在钻遇岩石时冲击破碎、排出岩粉的功能。本发明使冲击挤密成孔技术突破了地层适应性有限的局限，最大程度发挥冲击回转挤密成孔技术的优势。

Claims (9)

1.一种适用于深孔复杂地层可排粉无阀式配气双向气动潜孔锤，包括活塞(10)、衬套(13)、隔套(11)、内缸(9)、后轴套b(7)、后轴套a(3)、花键轴(2)、心管a(8)、心管b(12)、外管(5)、钻头基座(16)、花键轴接头(1)、卡环(15)、限位环(6)，其特征在于：钻杆传输来的压缩空气，通过花键轴接头(1)上的进气通道(18)，进入环腔(21)，经花键轴(2)上的进气孔(22)、后轴套b(7)上的进气孔(24)、环腔(25)、内缸(9)上的进气孔(29)、活塞(10)上的气槽(30)到达前气室(32)，此通路为前气室进气通路；前气室(32)内的气体经衬套(13)上的轴向孔(33)、径向孔(34)、经钻头基座(16)与钻头体(14)之间的花键槽间隙一部分经钻头体(14)上的内喷射孔(36)进入钻头体(14)中心通道(35)，另一部分经钻头体(14)上的气槽到达孔底后经钻头体(14)上的通道(37)进入钻头体(14)中心通道(35)，经心管b通道(31)、心管a通道(26)、花键轴(2)中心通道(23)、花键轴接头(1)中心通道(20)、花键轴接头(1)上的通道(19)排出到潜孔锤外，此通路为前气室排气通路；活塞(10)向后移动到棱线III位置与内缸(9)脱离接触，压缩空气通过花键轴接头(1)上的进气通道(18)，进入环腔(21)，经花键轴(2)上的进气孔(22)、后轴套b(7)上的进气孔(24)、环腔(25)、内缸(9)上的进气孔(29)、活塞(10)上的气槽(30)到达后气室(27)，此通路为后气室进气通路；后气室(27)内的气体经活塞(10)与心管a(8)、心管b(12)的环状间隙(28)、钻头基座(16)与钻头体(14)之间的花键槽间隙一部分经钻头体(14)上的内喷射孔(36)进入钻头体(14)中心通道(35)，另一部分经钻头体(14)上的气槽到达孔底后经钻头体(14)上的通道(37)进入钻头体(14)中心通道(35)，经心管b通道(31)、心管a通道(26)、花键轴(2)中心通道(23)、花键轴接头(1)中心通道(20)、花键轴接头(1)上的通道(19)排出到潜孔锤外，此通路为后气室排气通路。

其特征还在于根据功能划分，本发明可以分为压力传输组件、尾部配气组件、气缸活塞配气组件、钻头及钻头扭矩传输组件。

2.根据权利要求1所述的一种适用于深孔复杂地层可排粉无阀式配气双向气动潜孔锤，其特征在于：压力传输组件包括花键轴接头(1)、后轴套a(3)、花键轴(2)。其中花键轴接头(1)和花键轴(2)通过花键相连接，花键轴(2)与后轴套a(3)通过花键连接，花键轴接头(1)为空心阶梯环状结构件，在花键轴接头(2)上外表面凹槽可与钻杆连结。

3.根据权利要求1所述的一种适用于深孔复杂地层可排粉无阀式配气双向气动潜孔锤，其特征在于：尾部配气组件包括花键轴接头(1)、花键轴(2)、后轴套a(3)、弹簧(4)、弹簧限位环(5)、后轴套b(7)、心管a(8)组成。其中弹簧(4)位于花键轴(2)和后套管a(3)之间的空隙内，在尾部通过弹簧限位环(6)固定尾部位置。心管a(8)位于花键轴(2)中心通孔处，与花键轴(2)配作。

4.根据权利要求1所述的一种适用于深孔复杂地层可排粉无阀式配气双向气动潜孔锤，其特征在于：气缸活塞配气组件包括内缸(9)、活塞(10)、隔套(11)、心管b(12)、后气室(27)、心管b(12)环状间隙(28)。活塞(10)主要的活动范围在内缸(9)内，通过活塞(10)位置的变换来改变内部气体的流动路径。内缸(9)上有气孔，用于气体的流动。心管b(12)位于活塞(10)中心通孔处，和心管a(8)共同作用于排废气和排粉，另外也为活塞(10)的运动进行导向。

5.根据权利要求1所述的一种适用于深孔复杂地层可排粉无阀式配气双向气动潜孔锤，其特征在于：钻头及钻头扭矩传输组件包括钻头基座(16)、钻头体(14)钻头卡环(15)。钻头体(14)为环形阶梯状平面设计，且钻头体(14)上设计有排粉孔，和心管相通。钻头基座(16)为阶梯轴向筒状设计，用于支撑钻头体(14)。有钻头体(14)尾部凹槽与配合钻头卡座(15)的挂环结构，固定钻头体(14)。

6.根据权利要求1所述的一种适用于深孔复杂地层可排粉无阀式配气双向气动潜孔锤，其特征在于：潜孔锤工作后的废气及携带的岩粉经心管a(8)通道(26)、花键轴(2)中心通道(23)进入花键轴接头(1)上的排气通道(18)，排出到钻杆与孔壁的间隙中。

7.根据权利要求3所述的尾部配气组件，钻杆通过花键轴接头(1)上的进气通道(18)，进入环腔(21)，经花键轴(2)上的进气孔(22)、后轴套b(7)上的进气孔(24)、环腔(25)、内缸(9)上的进气孔(29)、活塞(10)上的气槽(30)到达后气室(27)，驱动活塞工作。

8.根据权利要求4所述的气缸活塞配气组件，其特征在于：在进行反向冲击时，在钻杆的牵引作用下花键轴接头(1)、花键轴(2)、弹簧限位环(6)和心管a(8)克服弹簧(4)的弹性阻力向左移动(弹簧限位环(6)与花键轴(2)螺纹连接，弹簧(4)被压缩)，与后轴套a(3)、后轴套b(7)发生一定距离的相对位移，使后气室(27)的配气长度发生改变，实现反向冲击。

9.根据权利要求5所述的挂环结构，其特征在于：相对于钻头体(14)与冲击器螺纹连接方式，挂环结构能使冲击能直接作用于钻头体(14)，避免了冲击功的过多浪费，钻进效果更好。