CN118029861A - 一种带稳定功能的冲击器结构 - Google Patents

Abstract

本发明属于钻井设备技术领域，具体公开了一种带稳定功能的冲击器结构，包括：冲击器，冲击器沿其周向间隔设置有多个稳定条；传动杆通过冲击器带动钻头转动；钻头具有一个钻进方向，以及多个稳定条具有一个布设轴心，布设轴心与钻进方向重合；钻头在作业目标物内行进，并形成钻孔；冲击器与钻孔的内壁之间沿周向形成有一个供气流排渣的腔体；稳定条沿垂直于钻进方向上突于冲击器设置；当钻头在作业目标物内行进时，稳定条与钻孔相配合，以使钻头沿钻进方向行进；具有如下优点：增加稳定条提升了钻头的稳定性和导向性，减少钻孔偏斜，特别适用于需要高精度的钻探作业；还增强了钻具的抗弯能力，有效应对各种外力，确保钻孔质量。

Description

一种带稳定功能的冲击器结构

技术领域

本发明涉及钻井设备技术领域，具体而言，涉及一种带稳定功能的冲击器结构。

背景技术

钻孔偏斜是钻探作业中常见的技术挑战，尤其在进行深孔钻探或复杂地质条件下的钻探作业时。这种偏斜通常由多种因素造成，包括钻具系统本身的物理特性、作业环境的地质条件，以及钻探过程中所采用的技术和操作方法等。

随着钻孔的加深，钻具系统受到的偏转力矩影响会逐渐增大。这些力矩主要来源于钻具与岩石的接触摩擦、钻具旋转产生的离心力、地层的不均匀性导致的不平衡力，以及钻井液流动造成的动态影响等。当这些外力作用在钻具系统上时，尤其是在长钻具组合和复杂地质条件下，钻具系统会产生偏斜或弯曲，从而导致钻孔轨迹逐渐偏离预定的设计轨迹。

钻孔偏斜的发生不仅影响钻探的精度和效率，还可能导致更严重的后果。例如，当钻孔偏斜程度超过1-2％的阈值时，钻孔可能需要部分或全部报废，导致巨大的经济损失和时间浪费。此外，钻孔偏斜还会增加钻头与孔壁的摩擦，加速钻具磨损，降低钻头的使用寿命，进而影响整个钻探项目的成本和进度。

在潜孔钻机的钻孔凿岩操作中，钻孔偏斜是一种常见现象，尤其在进行深孔钻探或探索未知地质结构时。由于地下岩石层的复杂性和不可预测性，即使是采用了先进的钻探技术和设备，也难以完全避免钻孔偏斜的发生。

为此提出一种带稳定功能的冲击器结构，以解决上述提出的问题。

发明内容

本发明旨在提供一种带稳定功能的冲击器结构，以解决或改善上述技术问题中的至少之一。

有鉴于此，本发明的第一方面在于提供一种带稳定功能的冲击器结构。

本发明的第一方面提供了一种带稳定功能的冲击器结构，包括：冲击器，所述冲击器沿其周向间隔设置有多个稳定条；所述冲击器的一端与钻头相连，且所述冲击器的另一端与传动杆相连；所述传动杆通过所述冲击器带动所述钻头转动；所述钻头具有一个钻进方向，以及多个所述稳定条具有一个布设轴心，所述布设轴心与所述钻进方向重合；沿所述钻进方向，所述钻头在作业目标物内行进，并在所述作业目标物内形成一个钻孔；所述冲击器与所述钻孔的内壁之间沿周向形成有一个供气流排渣的腔体；所述稳定条沿垂直于所述钻进方向上突于所述冲击器设置；当所述钻头在所述作业目标物内行进时，所述稳定条与所述钻孔相配合，以使所述钻头沿所述钻进方向行进。

上述任一技术方案中，所述稳定条位于所述腔体内，并将所述腔体分隔成多个导流腔和一个周向的第一间隙；所述稳定条沿所述布设轴心延伸设置。

上述任一技术方案中，所述冲击器包括：冲击缸，所有所述稳定条与所述冲击缸采用一体式成型；接头，安装在所述冲击缸的端部；所述接头用于连接所述冲击缸和所述传动杆；卡钎套，安装在所述冲击缸远离所述接头的端部；所述卡钎套用于连接所述冲击缸和所述钻头。

上述任一技术方案中，沿垂直于所述布设轴心上，所述稳定条远离所述冲击缸的一端位于所述钻头的边缘和所述钻孔的内壁之间。

上述任一技术方案中，所有所述导流腔均与所述第一间隙相连通，且所述稳定条的侧壁和所述钻孔的内壁围成所述第一间隙，所述钻头的边缘与所述钻孔的内壁具有一个第二间隙，以及所述冲击缸的侧壁与所述钻孔的内壁具有第三间隙；则具有下述关系：所述第三间隙大于所述第二间隙，所述第二间隙大于所述第一间隙。

上述任一技术方案中，所述第一间隙为α；所述第二间隙为β，且所述β通过所述钻头的最大直径尺寸和输入的动力、及所述作业目标物的硬度计算获取；所述第三间隙为γ，且所述γ通过所述钻头的行进速度和气流排渣的速度计算获取；以及所述α的数值基于在当前钻孔中所述β的数值和所述γ的数值设定。

上述任一技术方案中，所述传动杆包括：稳定杆，沿所述布设轴心设置多个，且至少一个所述稳定杆与所述冲击器相连；沿所述布设轴心，在所述稳定杆侧壁上形成有突出部；钻杆，用于连接相邻所述稳定杆；其中，当所述稳定杆与所述冲击器相连时，所有所述稳定杆的所述突出部沿所述布设轴心对应所述稳定条。

上述任一技术方案中，所述稳定杆侧壁开设有固定槽，以及所述突出部包括：镶嵌块，所述固定槽通过所述固定槽装配在所述稳定杆上；环形延伸边，沿周向形成于所述固定槽周边的所述稳定杆侧壁上；沿垂直于所述布设轴心的方向上，所述镶嵌块突于所述环形延伸边设置；其中，所述镶嵌块远离所述固定槽的侧壁沿所述布设轴心对应所述稳定条的侧壁。

上述任一技术方案中，所述镶嵌块突于所述环形延伸边的长度具有一个监测长度，则具有下述关系：所述监测长度等于所述第二间隙与所述第一间隙的差值；其中，所述监测长度的数值用于表征所述稳定条的使用寿命。

上述任一技术方案中，所述冲击器、所述稳定杆和所述钻杆远离所述钻头的一端侧壁均开设有与所述导流腔相连通的稳流腔。

本发明与现有技术相比所具有的有益效果：

通过在原有缸筒外径不变的情况下增加稳定条，可以有效减少钻具与孔壁之间的间隙，减少的间隙有助于直接控制钻头的运动，使其更加稳定。由于钻具与孔壁之间的接触面积增加，钻头的导向性能得到改善，从而提高了钻孔的直线度和减少了钻孔偏斜的可能性，在需要高精度定位的钻探作业中，如石油和天然气勘探，地质勘查，以及其他需要精确钻探到特定地层的作业，提供更精确的钻孔作业。

稳定条的增加还有助于提高缸筒的抗弯能力，在钻探过程中，钻具承受来自各个方向的力，包括重力、岩石的反作用力和钻井过程中产生的扭转力等。这些外力作用下，没有足够抗弯能力的钻具容易产生偏斜和弯曲。通过增加稳定条，可以增强钻具系统的整体刚度，使其在相同外力作用下的偏斜和弯曲程度减小，从而有效降低了钻孔偏斜的风险，确保钻孔质量。

根据本发明的实施例的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过根据本发明的实施例的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的冲击器结构结构示意图；

图3为图1中B处剖切示意图；

图4为图1中A处剖切示意图。

其中，图1-图4中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1钻头、2冲击器、201冲击缸、202稳定条、203卡钎套、204接头、3钻孔、4稳定杆、401固定槽、402镶嵌块、4021容纳槽、403环形延伸边、5钻杆、6稳流腔。

具体实施方式

为了可以更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

请参阅图1-图4，下面描述本发明一些实施例的一种带稳定功能的冲击器结构。

本发明第一方面的实施例提出了一种带稳定功能的冲击器结构。在本发明的一些实施例中，如图1-图4所示，该冲击器结构包括：

冲击器2，冲击器2沿其周向间隔设置有多个稳定条202；冲击器2的一端与钻头1相连，且冲击器2的另一端与传动杆相连；传动杆通过冲击器2带动钻头1转动，传动杆与外部的动力源相连，以对钻头1输入动力；动力源可以为电机。

钻头1具有一个钻进方向，以及多个稳定条202具有一个布设轴心，布设轴心与钻进方向重合；钻进方向通常为钻头1的轴线指向钻头1尖的方向；通过将稳定条202的布设轴心与钻进方向重合设置，可使得稳定条202能够对钻头1开设处的钻孔3进行贴合导向，以保证整体结构不会偏斜。

沿钻进方向，钻头1在作业目标物内行进，并在作业目标物内形成一个钻孔3；冲击器2与钻孔3的内壁之间沿周向形成有一个供气流排渣的腔体；作业目标物可以为土壤和岩土，腔体能够对钻头1钻孔3中出现的碎渣杂物通过通风系统向钻孔3外部排出。

稳定条202沿垂直于钻进方向上突于冲击器2设置；当钻头1在作业目标物内行进时，稳定条202与钻孔3相配合，以使钻头1沿钻进方向行进。稳定条202能够突于冲击器2，以使得降低钻孔3内壁和冲击器2之间的距离，降低可能造成偏移的空间，同时保留进行排渣的腔体。

本发明提供的一种带稳定功能的冲击器2结构，冲击器2通过对钻头1施加周期性的冲击力来辅助钻头1破碎岩石，这种冲击力可以提高钻进速度，尤其是在硬岩层钻探中效果显著。沿周向间隔设置的稳定条202可以减少钻具在钻进过程中的振动和偏斜，提高钻孔3的直线度，从而减少钻孔3偏离预定轨迹的风险。冲击器2连接钻头1和传动杆，通过传动杆将外部动力源(如电机)的旋转动力传递给钻头1，驱动钻头1转动和进行钻进作业。

动力源(通常为电机)提供旋转动力，通过传动杆传递给冲击器2。传动杆的旋转同时带动冲击器2和钻头1转动。冲击器2内部装置(如液压或机械冲击机构)在转动过程中产生周期性的冲击力。这种冲击力直接作用于钻头1，辅助钻头1破碎接触的岩石。冲击器2上的稳定条202在钻进过程中与钻孔3壁接触，起到稳定钻具和导向作用。稳定条202的存在减少了钻具系统的横向振动和偏斜，确保了钻进过程的稳定性和钻孔3轨迹的精度。在一些设计中，冲击器2还可能具有辅助排渣和冷却钻头1的功能，通过钻孔3中的气流或钻井液排出岩屑，同时冷却钻头1和冲击器2，延长设备使用寿命。

稳定条202通过与钻进方向(钻头1的轴线指向)的重合布设，可以有效地引导钻头1按照预定轨迹钻进。这种布设方式确保了钻头1在钻进过程中与钻孔3壁的紧密贴合，从而提高了钻头1的导向性。稳定条202的存在显著提升了钻头1系统的整体稳定性。通过减少钻进过程中的振动和横向偏移，稳定条202帮助保持钻孔3的直线度，减少偏斜。通过确保稳定条202的布设轴心与钻进方向重合，稳定条202在钻进过程中对钻孔3壁的持续贴合和导向作用，有效防止了钻头1因遇到不均匀地层或硬质岩石而产生的偏斜。

将稳定条202的布设轴心与钻头1的钻进方向(轴线)重合，是确保钻头1在钻进过程中保持正确导向的关键。这种设计使得稳定条202在钻头1旋转时始终沿着钻孔3轴线方向对钻孔3壁施加均匀的力，从而提高导向性和稳定性。稳定条202在钻进过程中与钻孔3壁紧密贴合，这种贴合作用不仅提供了稳定的导向力，还有助于减少钻头1与钻孔3壁之间的摩擦和磨损，提高钻头1的使用寿命。在钻进过程中，稳定条202可以根据钻孔3壁的实际情况进行微小的位置和姿态调整，确保钻头1的稳定性和导向性，特别是在遇到不均匀地质层时，稳定条202的这种动态调整能够有效应对复杂情况，防止钻头1偏离预定轨迹。通过优化钻头1的稳定性和导向性，稳定条202的设计有助于提高钻进效率，减少停工时间和维护成本，尤其是在长距离钻探和精确钻探作业中。

腔体的主要功能是为了在钻头1与钻孔3内壁之间形成足够的空间，以供气流通过并将钻孔3中的碎渣和杂物向外排出。这保证了钻孔3的清洁，避免了碎渣堆积导致的钻进障碍。通过腔体的气流不仅可以排渣，还可以提供必要的通风，这对于维持钻头1的冷却和防止过热非常重要。过热可能会降低钻头1性能，缩短其使用寿命。有效的排渣还有助于维持钻孔3的结构稳定性，防止钻孔3塌方或其他结构问题，这对于深孔钻探尤其重要。

气流可由压缩空气或其他气体提供，通过钻杆5内部导向钻头1处。气体在钻头1处释放，形成高速气流。高速气流经过钻头1周围的腔体时，会带动钻孔3中产生的碎渣和杂物，通过腔体提供的通道向钻孔3外部移动。气流携带的碎渣通过钻孔3与冲击器2之间的间隙(腔体)排出到地面上，通过这种方式，钻孔3内部保持清洁，钻进效率得以提高。根据钻探的具体条件，如作业目标物的类型(土壤或岩土)、钻孔3深度和直径等，气流的速度和压力可以进行调节，以最有效地排除碎渣和杂物，同时保证钻头1冷却。

稳定条202与钻孔3壁配合使用，确保钻头1沿预定的钻进方向行进。稳定条202的突出设计可以有效引导冲击器2和钻头1，减少因岩石硬度不均或其他不可预测因素导致的钻头1偏移，从而保证钻孔3的直径和方向与设计相符。稳定条202的设计降低了钻孔3内壁和冲击器2之间的距离，这种紧凑的布局减少了钻头1在钻进过程中可能出现的横向移动空间，从而降低了偏移的风险。在稳定条202和冲击器2之间形成的腔体允许气流通过，对钻孔3中产生的碎渣杂物进行有效排出。这不仅有助于保持钻孔3的清洁，还可以减少钻头1的磨损和过热问题，提高钻进效率。

钻头1在作业目标物，如土壤或岩土中行进时，稳定条202沿垂直于钻进方向突出设置，通过物理接触稳定钻头1的行进路径。稳定条202的存在使得冲击器2在钻进过程中保持与钻孔3壁的良好配合，有效控制钻头1的行进方向。稳定条202的突出设计减少了冲击器2与钻孔3内壁之间的距离，这种减少的空间降低了钻头1在钻进过程中的横向偏移可能性。通过物理限制，稳定条202确保了钻头1和冲击器2沿预定轨迹的稳定钻进。稳定条202和冲击器2之间形成的腔体作为排渣通道，使得在钻进过程中产生的碎渣和杂物可以被气流带出钻孔3。这种排渣机制依赖于气流的流动，通常由钻探设备提供的压缩空气或其他气体介质实现。通过维持一个有效的排渣腔体，钻进工作可以在较低的阻力下进行，同时保持钻孔3的清洁，有助于提高钻进速度和减少钻具磨损。

上述任一实施例中，稳定条202位于腔体内，并将腔体分隔成多个导流腔和一个周向的第一间隙；稳定条202沿布设轴心延伸设置。通过第一间隙能够降低稳定条202与钻孔3之间的摩擦，保证的稳定条202的正常使用寿命；并通过稳定条202将腔体分为多个导流腔和第一间隙，导流腔能够有利于通风排渣，避免钻孔3和冲击器2之间发生堵塞，将稳定条202沿布设轴心延伸设置，可使得稳定条202最大程度的与钻孔3导向接触。

在该实施例中，第一间隙的存在减少了稳定条202与钻孔3内壁之间的直接接触，从而显著降低了摩擦。这不仅有助于保护稳定条202，避免过度磨损，从而延长其使用寿命，还能降低钻进过程中的能耗。稳定条202将腔体分隔成多个导流腔，这些导流腔设计用于有效地管理和引导气流，从而促进钻孔3中碎渣杂物的有效排出。这种排渣机制确保了钻孔3和冲击器2之间不会发生堵塞，维持钻探作业的连续性和效率。稳定条202沿布设轴心延伸设置，确保了与钻孔3导向接触的最大程度。这种设计优化了钻头1的导向性，确保钻头1能够沿预定轨迹精确钻进，减少偏斜的可能性。

通过在稳定条202和钻孔3内壁之间形成的第一间隙，减少了物理接触面积，从而降低了摩擦力。这种设计减少了钻进过程中的阻力，降低了钻头1的磨损速度，同时保持钻进效率。稳定条202分隔出的导流腔形成了一种高效的气流路径，使得气流能够均匀分布于钻孔3周围，有效地将碎渣和杂物带出钻孔3。这种气流的设计有利于维持钻孔3的清洁，减少堵塞的风险，提高钻进速度。稳定条202沿布设轴心的延伸设计提供了稳定且均匀的支撑，确保钻头1在钻进过程中保持正确的方向。这种布局有助于钻头1按照预定轨迹进行钻进，提高了钻探作业的精度和效率。

上述任一实施例中，冲击器2包括：

冲击缸201，所有稳定条202与冲击缸201采用一体式成型。冲击缸201为冲击器2的整体结构，保证了稳定条202的正常加工和使用中的结构稳定。采用一体成型进一步保证了稳定条202不会随便脱离。

接头204，安装在冲击缸201的端部；接头204用于连接冲击缸201和传动杆。接头204上设置有螺纹，能够通过螺接的方式装配和冲击缸201和传动杆，并保持轴向准确对接。

卡钎套203，安装在冲击缸201远离接头204的端部；卡钎套203用于连接冲击缸201和钻头1。卡钎套203的主要作用是可拆卸地固定钻头1。

在该实施例中，一体成型的冲击缸201保证了稳定条202与冲击缸201之间的无缝连接，这种结构设计大大增强了整体的稳定性和抗弯曲能力，确保了在高负荷和复杂地质条件下的可靠性。由于稳定条202与冲击缸201是一体成型的，不存在稳定条202可能脱落的风险。这一点对于钻探安全至关重要，避免了因零件松动或脱落而导致的钻探事故或设备损坏。一体成型的设计简化了生产工艺，减少了组装环节，降低了制造成本。同时，由于结构的简化，维护和检修工作也变得更加容易和快捷。

冲击缸201是冲击器2的核心部分，它不仅承载着向钻头1传递旋转动力的任务，还负责将冲击力传递到钻头1上。一体式成型的设计确保了动力传递的连续性和效率。稳定条202的布置优化了钻孔3内的气流动力学特性，促进了碎屑的有效排出。一体式结构意味着这些导流通道的形状和尺寸可以更精确地设计和控制，从而提高排渣效率。一体成型的稳定条202沿冲击缸201均匀分布，提供了全方位的支撑和导向，确保钻头1沿预定轨迹精确钻进。这种均匀分布的设计有助于平衡钻头1在钻进过程中受到的力，减少偏斜。

接头204的主要功能是将冲击缸201与传动杆连接起来，形成钻探系统中的一个完整传动链。这种连接确保了从动力源到钻头1的动力传递是连续且高效的。接头204上设计的螺纹允许冲击缸201和传动杆通过螺接方式紧密结合，保证了两者之间的轴向对齐。这种精确的对接对于保持钻探系统的稳定性和提高钻进精度至关重要。通过螺纹连接，接头204的装配和拆卸变得简单快捷。这种设计便于钻探设备的快速组装、维修和更换部件，提高了作业效率和设备的灵活性。

接头204上的螺纹与冲击缸201和传动杆端部的螺纹相匹配，通过旋转接头204，实现两者的紧密连接。螺纹的设计保证了连接的牢固性和密封性，防止在高负荷钻探作业中发生松动。一旦接头204将冲击缸201和传动杆连接起来，钻探系统就形成了一个整体。动力源通过传动杆向冲击缸201传递旋转力和冲击力，再由冲击缸201传递给钻头1。接头204确保了这一过程中力的无损传递，使得钻头1能够有效破碎岩石，进行钻进作业。接头204的设计保证了冲击缸201和传动杆在连接时的轴向对齐，这对于维持整个钻探系统的稳定性和减少设备磨损非常重要。正确的对齐避免了钻探过程中的不必要振动和偏斜，提高了钻孔3质量。

卡钎套203的主要功能是将钻头1固定在冲击缸201的端部，确保钻头1在钻探过程中与冲击缸201保持稳定的连接，从而传递旋转和冲击力。卡钎套203设计为可拆卸的连接方式，使得钻头1在磨损或需要更换时可以轻松卸下。这种设计提高了钻探系统的维护效率和灵活性。卡钎套203通过精确的机械加工保证了与冲击缸201和钻头1之间的轴向对接准确性，这对于确保钻头1的正确对中和提高钻探精度非常关键。

卡钎套203通常采用一种机械锁定机制，如螺纹连接、楔形锁紧或其他快速连接技术，来实现与钻头1的固定。当钻头1被放入卡钎套203中时，通过旋紧或锁紧机制，钻头1被牢牢固定在预定位置，保证在高速旋转和冲击负荷下不会松动。设计卡钎套203时考虑到了快速更换钻头1的需求。在钻头1需要更换时，操作人员可以通过松开锁紧机制快速卸下旧钻头1，并安装新的钻头1，无需使用复杂的工具或进行繁琐的操作。卡钎套203不仅固定钻头1，还负责将冲击缸201产生的旋转和冲击力传递到钻头1。这要求卡钎套203的材料和设计必须能够承受高负荷，确保在钻探过程中的稳定性和可靠性。

具体地，由于所有稳定条202与冲击缸201采用一体式成型，且稳定条202需要与钻孔3之间具有适应性配合，因此需要对带有稳定条202的冲击缸201预先加工多个尺寸型号，以生产出多个厚度尺寸的稳定条202，用于适配多种钻孔情况。

上述可知，通过提供不同厚度尺寸的稳定条，冲击缸能够与不同直径的钻孔适应性配合。这种适应性是为了确保稳定条能够有效地与钻孔内壁接触，提供稳定和导向，减少钻头的偏斜。适配多种钻孔情况的稳定条有助于提高钻探过程的效率，因为它们可以减少钻探过程中的摩擦和磨损，同时提高钻头的导向精度和钻孔的质量。通过预先加工多个尺寸型号的冲击缸和稳定条，制造商可以简化生产流程，同时提供一个完整的产品线，以满足市场上不同钻探需求的适应性，简化库存管理。

在制造过程中，根据不同的钻孔直径和钻探条件，预先加工多个尺寸型号的带有稳定条的冲击缸。每个型号的稳定条厚度和尺寸都被设计为最佳地适配一定范围的钻孔直径。稳定条的尺寸和形状被优化，以确保在钻探过程中与钻孔内壁有最佳的接触面积。这有助于分散钻探过程中产生的力，减少单点加载，从而降低磨损并提高钻头的稳定性。在钻探前，根据钻孔的预期直径和地质条件，选择合适尺寸的冲击缸和稳定条。如果钻探过程中遇到不同的地质条件或钻孔尺寸发生变化，可以根据需要更换适应性更好的冲击缸和稳定条，以继续保持高效和精确的钻探作业。

上述任一实施例中，沿垂直于布设轴心上，稳定条202远离冲击缸201的一端位于钻头1的边缘和钻孔3的内壁之间。由于钻头1在沿着钻进方向位于稳定条202的前端，因此将稳定条202相比于钻头1更靠近钻孔3内壁设置，可强力保证稳定条202与钻孔3之间的配合，以使钻头1的偏斜降到最低。

在该实施例中，稳定条202的位置和设计使其能够有效地与钻孔3内壁配合，为钻头1提供稳定的导向。通过将稳定条202设置得更靠近钻孔3内壁，相比于钻头1的位置，它们可以更有效地引导钻头1沿预定的钻进方向前进，减少钻进过程中的偏斜。稳定条202与钻孔3之间的紧密配合有助于均匀分布钻进过程中的压力，减轻钻头1因遇到不均匀地层或硬度变化大的岩石而产生的偏斜力，从而降低钻孔3的偏斜率。通过减少钻头1偏斜，稳定条202有助于提高钻进效率和钻孔3质量。稳定的钻进过程意味着更少的矫正操作和停机时间，从而提高整体的钻探效率。

稳定条202的设计考虑到了其与钻孔3内壁之间的物理配合。通过精确的工程计算和设计，稳定条202的尺寸和位置被优化以确保最佳的配合效果，从而为钻头1提供稳定的物理支持。在钻进过程中，稳定条202有助于在钻头1与钻孔3壁之间建立一个力学平衡。当钻头1遇到侧向力或不均匀地层时，稳定条202的位置能够确保这些力被有效地分散或抵消，避免导致钻头1大幅度偏离预定轨迹。虽然稳定条202本身不具备动态调整能力，但其设计允许钻头1在遇到不同地层条件时，通过钻探系统的整体调整(如改变钻进压力或旋转速度)来优化钻头1与稳定条202之间的相互作用，保持钻进方向的稳定性。

上述任一实施例中，所有导流腔均与第一间隙相连通，以避免导流腔内部的渣子滞留在单一的导流腔内，可通过第一间隙进行均衡分配，且稳定条202的侧壁和钻孔3的内壁围成第一间隙，钻头1的边缘与钻孔3的内壁具有一个第二间隙，以及冲击缸201的侧壁与钻孔3的内壁具有第三间隙；则具有下述关系：

第三间隙大于第二间隙，第二间隙大于第一间隙。第三间隙承担着导流通风并排渣的作用，因此第三间隙需要保证最大的空间，第二间隙为钻头1由于自身属性和目标作业物的属性，导致的钻头1与实际钻孔3之间的固有偏差，第一间隙为稳定条202为了保证钻头1与实际钻孔3之间的固有偏差，向外突于钻头1的设置，并使得第一间隙小于第二间隙，以实现导向防偏斜的作用。

在该实施例中，所有导流腔与第一间隙相连通，确保从钻头1切削产生的碎屑和渣子能够被有效地从钻孔3中清除。这种连通设计避免了碎屑在单一导流腔内的滞留，通过第一间隙进行均衡分配和排出。第一间隙由稳定条202的侧壁和钻孔3的内壁围成，第二间隙位于钻头1的边缘与钻孔3的内壁之间，而第三间隙则是冲击缸201的侧壁与钻孔3的内壁之间的空间。这些间隙的设计有助于减少钻头1、稳定条202和冲击缸201与钻孔3内壁之间的直接摩擦，从而降低磨损并提高钻头1的使用寿命。通过有效的碎屑排除机制，这一设计有助于保持钻孔3的清洁，减少钻头1受到的阻力，提高钻进效率。

当钻头1旋转并切割作业目标物(如岩石或土壤)时，产生的碎屑通过钻头1边缘产生的切削作用进入导流腔。由于所有导流腔均与第一间隙相连通，碎屑可以通过这些腔体均匀分布并通过第一间隙向上排出。第二间隙和第三间隙的存在降低了钻头1与冲击缸201对钻孔3内壁的直接接触，从而减少了摩擦力。这种间隙设计不仅有助于降低磨损，也使得钻头1和冲击缸201在钻进过程中能够更加平稳地运行。在钻探过程中使用的冲洗液(如空气、水或泥浆)通过这些间隙流动，进一步促进了碎屑的排除，并对钻头1进行冷却和润滑。这种流体的动力学效应有助于维持钻孔3的稳定性，防止钻孔3坍塌。

作为最大的间隙，第三间隙位于冲击缸201的侧壁与钻孔3的内壁之间。它的主要作用是提供足够的空间以促进导流通风和排渣，帮助清除钻进过程中产生的碎屑和渣子，保持钻孔3的清洁，减少钻头1受到的阻力。位于钻头1的边缘与钻孔3的内壁之间，反映了钻头1由于自身属性和目标作业物属性导致的固有偏差。第二间隙的存在有助于容纳这种偏差，减少钻头1与钻孔3壁的直接摩擦，降低磨损。由稳定条202设置以突出于钻头1并与钻孔3壁形成的间隙。这是最小的间隙，目的是为了减少钻头1与钻孔3之间的固有偏差，提供稳定的导向作用，帮助控制钻头1的行进方向，减少偏斜。

第三间隙通过其较大的空间，允许冲洗液(空气、水或泥浆等)以及钻孔3产生的碎屑和渣子顺畅流过，有效地从钻孔3中排除这些物质。这不仅提高了钻进效率，还减少了钻头1的磨损和过热问题。第二间隙允许钻头1在钻进过程中有一定的自由度，以适应不同的地质条件和作业物的硬度变化，同时减少了钻头1与钻孔3壁之间的直接摩擦，从而降低了磨损。第一间隙通过稳定条202的精确布局和设计，提供了紧密的导向和支撑，确保钻头1能够沿预定轨迹精确钻进。这种设计有助于最大限度地减少钻头1的偏斜和偏移，提高钻孔3的直线度和质量。

上述任一实施例中，第一间隙为α；第二间隙为β，且β通过钻头1的最大直径尺寸和输入的动力、及作业目标物的硬度计算获取；第三间隙为γ，且γ通过钻头1的行进速度和气流排渣的速度计算获取。

α的数值基于在当前钻孔3中β的数值和γ的数值设定。

在该实施例中，第二间隙(β)主要负责减少钻头1与钻孔3壁之间的直接摩擦，降低磨损，并容纳钻头1由于自身属性和作业目标物属性导致的固有偏差。β的大小是通过考虑钻头1的最大直径尺寸、输入的动力以及作业目标物的硬度计算得出的。这意味着β需要根据钻进作业的具体条件进行调整，以适应不同的地质结构和钻探需求。

第三间隙(γ)承担着导流通风并排渣的作用，需要保证最大的空间，以促进有效的碎屑排除和防止钻孔3堵塞。γ的大小是通过考虑钻头1的行进速度和气流排渣的速度来确定的。这样的计算确保了在不同钻进速度下，都能保持有效的碎屑排除和通风冷却。

第一间隙(α)通过稳定条202与钻孔3壁之间的紧密配合，提供了导向和稳定作用，帮助减少钻头1的偏斜和偏移。α的数值是基于β和γ的数值设定的。这意味着α的大小不是独立计算得出，而是根据第二间隙和第三间隙的大小进行优化，以确保整体钻探系统的协调和效率。

在设计钻探系统时，需要综合考虑α、β和γ三个间隙的相互关系和作用，通过精确计算和调整，以达到最优的钻探效果。β和γ的计算反映了钻探作业的实际需求和地质条件的变化，而α的设定则基于这两个参数的值，确保稳定条202能够有效地提供导向作用，减少钻头1的偏斜，同时保持高效的排渣能力。这种间隙管理策略有助于提高钻探效率，减少钻头1磨损，提高钻孔3质量，同时减少作业过程中可能遇到的问题和挑战。

进一步地，第二间隙β采用下述公式进行计算：

其中，D是钻头1的最大直径尺寸，P是输入的动力，H是作业目标物的硬度。P₀和H₀分别是动力和硬度的基准值，用于标准化计算。k₁和k₂是根据实际钻探经验和实验数据确定的系数，用于调整动力和硬度对β值的影响。

考虑了钻头1直径对间隙大小的直接影响，同时通过两个调整项来反映输入动力和作业目标物硬度的影响。动力的增加(的比值增大)通常会导致钻头1与钻孔3之间的间隙增大，因为更大的动力使得钻头1更有可能在硬岩石中钻进时偏离其原始路径。而目标物的硬度增加(/>的比值减小)，则可能使间隙减小，因为硬岩石对钻头1的导向作用更强，减少了钻头1的偏移；f()代表的是计算β值的函数，反映了钻头1的最大直径(D)、输入的动力(P)、作业目标物的硬度(H)等因素综合影响下，钻头1与实际钻孔3之间固有偏差的计算方法。

进一步地，第三间隙γ采用下述公式进行计算：

其中，V是钻头1的行进速度；S是气流排渣的速度；D是钻头1的直径；V₀、S₀和D₀分别是行进速度、气流速度和钻头1直径的基准值，用于标准化计算；a和b是根据实际钻探经验和实验数据确定的系数，用于调整行进速度和气流速度对γ值的影响；z是一个指数，用于调整钻头1直径对间隙大小的影响，考虑到直径的变化对排渣空间需求的非线性影响；g()代表的是计算γ值的函数，反映了钻头1的行进速度(V)、气流排渣的速度(S)、钻头1的直径(D)等因素综合影响下，钻头1与实际钻孔3之间固有偏差的计算方法。

通过考虑钻头1的行进速度和气流排渣的速度来确定排渣空间的需求，同时，通过钻头1直径的影响来进一步调整间隙大小。钻头1的行进速度和气流排渣的速度共同决定了排渣效率，而钻头1直径的大小则直接影响了所需的排渣空间。基准值V₀、S₀和D₀以及系数a、b和指数z需要根据具体的钻探条件和经验数据来确定，以确保计算结果的准确性和实用性。

进一步地，第一间隙α采用下述公式进行计算：

其中，c₅和c₆是调整系数，根据具体钻探经验和实验数据确定；r₁到r₆是指数参数，用于调整各因素对α值的影响强度；R₀、S₀、P₀和分别depth₀是钻具系统刚性、气流速度、气压和钻井深度的基准值，用于标准化计算；R、S、P和depth分别是当前钻探条件下的钻具系统刚性、气流速度、气压和钻井深度。

通过引入气流速度(S)和气压(P)作为关键参数，能够更准确地反映气流排渣系统的特性及其对第一间隙α大小的影响。考虑到气流排渣的效率对于保持钻孔3清洁和钻头1冷却的重要性，合理调整α的大小有助于优化钻探效率和防止钻孔3偏斜。

上述任一实施例中，传动杆包括：

稳定杆4，沿布设轴心设置多个，且至少一个稳定杆4与冲击器2相连；沿布设轴心，在稳定杆4侧壁上形成有突出部；突出部沿布设轴心能够与稳定条202起到相同的作用，以保证钻孔3与冲击器2结构整体之间的准直。

钻杆5，用于连接相邻稳定杆4。

其中，当稳定杆4与冲击器2相连时，所有稳定杆4的突出部沿布设轴心对应稳定条202。突出部与稳定条202沿沿布设轴心能够使得突出部同样的执行稳定条202的功能，进一步保证钻孔3与预设要求的契合。

在该实施例中，稳定杆4和其突出部通过与钻孔3内壁的物理接触，提供了额外的导向力，帮助保持冲击器2和钻头1沿钻进方向的准直性。这种准直性对于确保钻孔3的质量和减少偏斜至关重要。通过沿布设轴心分布多个稳定杆4，整个钻探系统的稳定性得到增强。突出部的设计进一步提高了稳定杆4与钻孔3壁之间的接触面积，从而提供更均匀、更稳定的支撑。稳定杆4的突出部设计成一种可以有效减少与钻孔3内壁直接摩擦的形状。这不仅保护了钻孔3壁，也减少了稳定杆4本身的磨损，延长了其使用寿命。

稳定杆4的突出部在钻进过程中与钻孔3内壁形成紧密的物理接触。这种接触产生的导向力有助于抵消由于地质不均、钻头1旋转不平衡等因素引起的偏移力，从而保持钻进方向的准确性。在钻探作业中，稳定杆4的分布和突出部的设计共同作用，形成一个力学平衡系统。这个系统能够在钻头1遇到不同地质条件时自动调整，通过稳定杆4的物理支撑来平衡钻头1受到的力，维持钻孔3的直径和方向。虽然稳定杆4本身不具备动态调整的机制，但其设计允许钻探系统在遇到复杂地质时通过调整钻进参数(如钻进速度、旋转速度和施加在冲击器2上的压力)来优化稳定杆4与钻孔3壁之间的接触，从而实现最佳的导向效果。

钻杆5连接相邻的稳定杆4，形成一个连续的钻探组合，以便将冲击器2和钻头1连接成一个整体，并传递从地面到钻头1的旋转动力和冲击力。

稳定杆4的突出部与稳定条202沿布设轴心的对应设置增强了钻探系统的整体稳定性，通过提供额外的物理支撑，减少钻头1在钻进过程中的偏斜和振动。突出部的设计和布局优化了钻头1的导向性，确保钻头1沿预定轨迹钻进，从而提高钻孔3的准直度和质量，减少钻孔3偏斜。

钻杆5通过其结构设计有效地将旋转动力和冲击力从冲击器2传递到钻头1。稳定杆4的突出部与稳定条202的配合使用，确保这些力量在钻探过程中被均匀分配，从而提高钻进效率和减少钻头1受到的不均匀负载。

稳定杆4的突出部在钻进过程中与钻孔3内壁产生物理接触，类似稳定条202的作用，提供稳定和导向。这种物理支撑帮助钻头1维持在正确的钻进方向，减少由于地质变化或其他因素引起的偏斜。钻探过程中，钻杆5及其连接的稳定杆4需要适应不同的地质条件和钻进要求。稳定杆4的突出部与稳定条202的设计允许钻探系统在遇到不同硬度的岩石或土层时，通过调整钻进参数(如旋转速度和施加压力)来优化钻头1的性能和稳定性。

上述任一实施例中，稳定杆4侧壁开设有固定槽401，以及突出部包括：

镶嵌块402，固定槽401通过固定槽401装配在稳定杆4上。采用镶嵌的方式能够对镶嵌块402进行拆卸和修为，以保证在长期使用中时刻保持设定的水准，镶嵌块402和固定槽401之间可采用螺栓打孔装配固定。

环形延伸边403，沿周向形成于固定槽401周边的稳定杆4侧壁上，环形延伸边403能够进一步的固定镶嵌块402在稳定杆4侧壁上；沿垂直于布设轴心的方向上，镶嵌块402突于环形延伸边403设置。

其中，镶嵌块402远离固定槽401的侧壁沿布设轴心对应稳定条202的侧壁。通过将镶嵌块402侧壁对应稳定条202侧壁，可是的执行稳定条202功能的为镶嵌块402，且通过镶嵌块402可拆卸的功能有助于保证装置整体的可维修性。

在该实施例中，镶嵌块402的设计使其可以通过固定槽401在稳定杆4上安装，并通过螺栓打孔装配固定。这种可拆卸和可替换的设计方便了镶嵌块402的维护和更换，确保稳定杆4能够在长期使用中保持最佳性能。镶嵌块402的拆卸性使得在发生磨损或损坏时，可以轻松进行修复或更换，而无需更换整个稳定杆4，这样不仅降低了维护成本，也提高了钻探系统的整体可靠性和使用寿命。通过允许镶嵌块402的更换，可以根据不同的钻探条件选择最合适的材料和设计，从而优化钻头1的性能和稳定性，提高钻孔3的准确度和质量。

固定槽401设计在稳定杆4的侧壁上，为镶嵌块402提供了一个具体的安装位置。镶嵌块402通过固定槽401与稳定杆4紧密结合，通过螺栓等紧固件进行固定，确保在钻探作业中的稳定性和可靠性。镶嵌块402在钻探过程中与钻孔3内壁接触，传递和分布钻探过程中产生的力。设计中考虑了镶嵌块402的材料和形状，以最大化其导向和稳定钻头1的能力，同时减少摩擦和磨损。在不同的钻探条件下，可能需要不同性能的镶嵌块402来应对。通过更换具有不同材料、形状或尺寸的镶嵌块402，钻探系统能够适应这些变化，保持高效和精确的钻探作业。

环形延伸边403为镶嵌块402提供了额外的支撑，确保镶嵌块402在稳定杆4上的固定更加牢固，从而减少在钻探过程中因振动或冲击力导致镶嵌块402松动或脱落的风险。通过环形延伸边403的设计，镶嵌块402与稳定杆4之间的接触面积增加，这有助于分散作用在镶嵌块402上的力，提高整个钻探系统的稳定性和耐用性。镶嵌块402的突出设计有助于提高钻探系统的导向性，确保钻头1沿预定轨迹精确钻进。环形延伸边403的存在进一步保证了镶嵌块402的准确位置，从而优化了其导向效果。

环形延伸边403提供了一个结构上的“框架”，在这个框架内镶嵌块402被安装和固定。这种设计增加了镶嵌块402安装的稳定性，通过物理结构防止镶嵌块402在作业中移位。在钻探作业中，钻头1和稳定杆4会遇到各种方向的力。环形延伸边403和镶嵌块402的结合使用有助于均匀分布这些力，减少单点负载，从而减轻局部磨损，延长钻探设备的使用寿命。镶嵌块402的突出设置不仅提供了物理导向，还可能影响穿过钻孔3的冲洗液流动。环形延伸边403的设计有助于维持镶嵌块402的正确位置，从而保证冲洗液能有效地清除钻孔3中的碎屑，优化钻探效率。

镶嵌块402的侧壁设计使其能够像稳定条202一样工作，提供额外的导向和支撑，帮助控制钻头1的行进方向，减少钻孔3的偏斜。这种设计优化了钻头1的导向性，确保钻孔3的准确性和直线度。通过使镶嵌块402具有可拆卸的功能，整个钻探系统的维护和修理变得更加容易。镶嵌块402在磨损或损坏时可以轻松更换，无需更换整个稳定杆4或冲击器2，从而降低了维护成本并提高了系统的整体可靠性。镶嵌块402的设计还考虑了钻探过程中力的传递和分布，通过与稳定条202侧壁的对应，镶嵌块402有助于均匀地承载和分散钻探作业中产生的力，减少局部磨损和损伤。

镶嵌块402通过其侧壁与稳定条202侧壁的对应设计，在钻探过程中与钻孔3壁产生物理接触，提供稳定的导向力和支撑，减少钻头1的偏斜，保持钻孔3方向的准确性。镶嵌块402的可拆卸设计允许在不同的钻探条件下更换适合的镶嵌块402，或在镶嵌块402磨损后进行快速更换，确保钻探系统始终保持最佳性能。这种设计同时提供了快速响应钻探需求变化的灵活性。当需要维护或更换镶嵌块402时，操作人员可以通过简单的螺栓打孔装配过程拆卸和安装新的镶嵌块402，这个过程不需要专业的工具或复杂的操作，大大简化了维护和更换工作。

进一步地，镶嵌块402对应钻孔3内壁的侧壁开设有多个容纳槽4021。

上述可知，容纳槽4021提供了一个路径，通过该路径钻探过程中产生的碎屑可以被有效地搬运和排除。这有助于保持钻孔3的清洁，减少钻头1和钻孔3壁之间的摩擦。通过减少镶嵌块402与钻孔3内壁之间的直接接触面积，容纳槽4021有助于降低整体摩擦力。这不仅减少了钻探过程中的能耗，也延长了镶嵌块402以及钻头1的使用寿命。容纳槽4021的存在使得冲洗液(如空气、水或泥浆等)能够更有效地流动，提高了对钻头1的冷却和润滑，同时促进了更快速的碎屑移除，从而提高了钻探效率。

在钻探过程中，钻头1与镶嵌块402切割作业目标物时产生碎屑。这些碎屑进入镶嵌块402的容纳槽4021内，并随着冲洗液的流动被迅速搬运至钻孔3顶部排出。这个过程是连续的，确保了钻孔3内的清洁状态。容纳槽4021通过减少镶嵌块402与钻孔3内壁的接触面积，降低了摩擦系数。同时，冲洗液在容纳槽4021内流动时也为镶嵌块402和钻孔3壁提供了润滑，进一步减少了摩擦和磨损。容纳槽4021的设计优化了冲洗液的流动路径，使冲洗液能够更有效地进行碎屑清除和钻头1冷却。这种高效的冲洗过程减少了钻进阻力，提高了钻进速度和效率。

上述任一实施例中，镶嵌块402突于环形延伸边403的长度具有一个监测长度，通过监测长度能够指示工作人员具体在使用中的磨损程度，并且通过突于环形延伸边403的长度展示，能够更直观且不需要具体的测量工具，则具有下述关系：

监测长度等于第二间隙与第一间隙的差值。其中，监测长度的数值用于表征稳定条202的使用寿命。由于镶嵌块402侧壁对应稳定条202，且稳定条202沿钻进方向位于镶嵌块402前方，可使得在稳定条202磨损后镶嵌块402相比于稳定条202更接近钻孔3，并跟随稳定条202磨损，通过观察镶嵌块402与环形延伸边403之间的监测长度，能够直观的获得稳定条202的磨损程度，并确认稳定条202沿钻进方向是否还位于钻头1和钻孔3之间。

在该实施例中，监测长度作为一个预先定义的参考值，用于指示镶嵌块402在使用过程中的磨损程度。当镶嵌块402的实际突出长度减少到接近或低于这个监测长度时，表明镶嵌块402已经达到了其服务寿命的极限，需要更换。通过将镶嵌块402的突出长度设计成可直观检查的方式，工作人员可以轻松地识别出镶嵌块402是否达到了更换标准，无需拆卸或使用额外的测量设备。这种直观的磨损监测机制简化了维护流程，使得钻探作业的维护和更换工作更加高效和及时，减少了因镶嵌块402过度磨损而导致的钻探效率下降或钻探事故的风险。

在镶嵌块402设计和制造过程中，监测长度会根据镶嵌块402材料的磨损率和预期使用寿命进行预设。镶嵌块402的突出部分被设计为在正常使用条件下逐渐磨损，而监测长度则作为评估其磨损状态的基准。随着镶嵌块402的使用，其突出于环形延伸边403的长度会逐渐减小。当这个长度达到或低于预设的监测长度时，就表明镶嵌块402需要被检查和可能更换，以保持钻探作业的性能和安全。工作人员可以通过简单地观察镶嵌块402相对于环形延伸边403的突出长度，来判断镶嵌块402是否达到更换条件。这种方法省去了使用测量工具进行复杂测量的需要，使得维护过程更加快捷和高效。

监测长度作为一种度量指标，用于表征稳定条202相对于镶嵌块402的磨损程度。随着稳定条202的磨损，镶嵌块402相对于钻孔3壁的位置会逐渐改变，这种变化通过监测长度的减少直观显示出来。监测长度的数值变化提供了一种直观的方式来评估稳定条202的剩余使用寿命。当监测长度减少到某个特定的阈值时，表明稳定条202已经磨损到需要更换的程度。通过将监测长度设计为可直观观察的指标，工作人员可以轻松判断稳定条202的磨损程度，无需使用专门的测量工具，简化了维护和检查流程。

在钻探作业中，稳定条202和镶嵌块402会因接触钻孔3壁而逐渐磨损。稳定条202的磨损会导致其与钻孔3壁之间的间隙(第二间隙)增大，而镶嵌块402的位置变化则反映在监测长度的减少上。随着稳定条202的磨损，镶嵌块402逐渐向钻孔3壁靠近，导致第一间隙和第二间隙的差值(即监测长度)减小。这个减小的过程可以直观地反映出稳定条202的磨损程度。当监测长度减少到一定程度时，表明稳定条202已经达到或超过了其有效使用寿命，需要进行检查和可能的更换。这种评估机制确保了钻探作业的安全性和效率，防止因磨损过度导致的钻探故障。

上述任一实施例中，冲击器2、稳定杆4和钻杆5远离钻头1的一端侧壁均开设有与导流腔相连通的稳流腔6。通过稳流腔6能够形成外的容纳空间，以对渣子进行容纳，避免冲击器2结构在脱离钻孔3中，渣子位于冲击器2结构和钻孔3之间形成卡死。

在该实施例中，稳流腔6提供了额外的空间来容纳钻探过程中产生的渣子和碎屑，帮助管理和控制这些物质，防止它们在钻孔3和钻探设备之间积累。在钻探设备提取过程中，渣子可能堆积在冲击器2结构和钻孔3之间，导致卡死或提取困难。稳流腔6的存在有助于减少这种情况的发生，确保钻探设备可以顺畅地提取。与导流腔相连通的稳流腔6设计，促进了碎屑的有效排除，通过提供一个路径使得碎屑可以从钻孔3中更容易地移除，提高了钻探效率和安全性。

钻探过程中，钻头1切割作业目标物产生的碎屑通过导流腔进入稳流腔6。稳流腔6的设计考虑了碎屑的流动性和容纳需求，确保这些物质可以被有效地搬运和暂时存储，直至可以安全地排除到钻孔3外部。稳流腔6与导流腔的连通性设计优化了冲洗液和碎屑的流动路径。这种设计允许冲洗液在钻孔3中循环流动，携带碎屑通过稳流腔6向上移动，从而减少了堵塞和卡死的风险。当钻探设备需要从钻孔3中提取时，稳流腔6内的碎屑可以减少直接与钻孔3壁的接触，防止碎屑在设备和钻孔3之间形成压实的层，这有助于避免提取过程中的卡死现象。

进一步地，稳流腔6在冲击器2、稳定杆4和钻杆5上周向开设，且稳流腔6沿布设轴心对应镶嵌块402和稳定条202。

上述可知，稳流腔6作为一个额外的容纳空间，用于收集钻头1切割作业目标物时产生的碎屑。通过与导流腔的连通设计，稳流腔6有助于碎屑的有效排除，保持钻孔3的清洁，减少堵塞的风险。稳流腔6的存在减少了钻探设备(尤其是镶嵌块402和稳定条202)与钻孔3壁之间的直接接触，从而降低了摩擦和磨损。这有助于提高钻探设备的使用寿命和钻探效率。稳流腔6沿布设轴心对应镶嵌块402和稳定条202的设计，不仅优化了碎屑的处理，还提供了额外的稳定性和导向支持。这有助于维持钻头1的正确钻进方向，减少钻孔3的偏斜。

稳流腔6周向开设于冲击器2、稳定杆4和钻杆5上，这种分布有助于实现碎屑在钻孔3内的均匀收集和排除。当钻探设备旋转时，碎屑被导入稳流腔6，并通过冲洗液的流动沿导流腔向钻孔3顶部移动。通过减少直接接触，稳流腔6降低了钻探设备与钻孔3壁之间的摩擦力。这种减少的摩擦不仅降低了能耗，还减少了磨损，延长了镶嵌块402和稳定条202等关键部件的使用寿命。稳流腔6的设计考虑了对镶嵌块402和稳定条202的支持，这些部件通过稳流腔6提供的额外空间获得了更好的导向和稳定性。在钻探过程中，这种设计有助于保持钻头1沿预定轨迹的钻进，提高钻孔3的质量。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种带稳定功能的冲击器结构，其特征在于，包括：

冲击器，所述冲击器沿其周向间隔设置有多个稳定条；所述冲击器的一端与钻头相连，且所述冲击器的另一端与传动杆相连；所述传动杆通过所述冲击器带动所述钻头转动；

所述钻头具有一个钻进方向，以及多个所述稳定条具有一个布设轴心，所述布设轴心与所述钻进方向重合；

沿所述钻进方向，所述钻头在作业目标物内行进，并在所述作业目标物内形成一个钻孔；所述冲击器与所述钻孔的内壁之间沿周向形成有一个供气流排渣的腔体；

所述稳定条沿垂直于所述钻进方向上突于所述冲击器设置；当所述钻头在所述作业目标物内行进时，所述稳定条与所述钻孔相配合，以使所述钻头沿所述钻进方向行进。

2.根据权利要求1所述的冲击器结构，其特征在于，所述稳定条位于所述腔体内，并将所述腔体分隔成多个导流腔和一个周向的第一间隙；所述稳定条沿所述布设轴心延伸设置。

3.根据权利要求2所述的冲击器结构，其特征在于，所述冲击器包括：

冲击缸，所有所述稳定条与所述冲击缸采用一体式成型；

接头，安装在所述冲击缸的端部；所述接头用于连接所述冲击缸和所述传动杆；

卡钎套，安装在所述冲击缸远离所述接头的端部；所述卡钎套用于连接所述冲击缸和所述钻头。

4.根据权利要求3所述的冲击器结构，其特征在于，沿垂直于所述布设轴心上，所述稳定条远离所述冲击缸的一端位于所述钻头的边缘和所述钻孔的内壁之间。

5.根据权利要求3所述的冲击器结构，其特征在于，所有所述导流腔均与所述第一间隙相连通，且所述稳定条的侧壁和所述钻孔的内壁围成所述第一间隙，所述钻头的边缘与所述钻孔的内壁具有一个第二间隙，以及所述冲击缸的侧壁与所述钻孔的内壁具有第三间隙；则具有下述关系：

所述第三间隙大于所述第二间隙，所述第二间隙大于所述第一间隙。

6.根据权利要求5所述的冲击器结构，其特征在于，所述第一间隙为α；所述第二间隙为β，且所述β通过所述钻头的最大直径尺寸和输入的动力、及所述作业目标物的硬度计算获取；所述第三间隙为γ，且所述γ通过所述钻头的行进速度和气流排渣的速度计算获取；以及

所述α的数值基于在当前钻孔中所述β的数值和所述γ的数值设定。

7.根据权利要求5所述的冲击器结构，其特征在于，所述传动杆包括：

稳定杆，沿所述布设轴心设置多个，且至少一个所述稳定杆与所述冲击器相连；沿所述布设轴心，在所述稳定杆侧壁上形成有突出部；

钻杆，用于连接相邻所述稳定杆；

其中，当所述稳定杆与所述冲击器相连时，所有所述稳定杆的所述突出部沿所述布设轴心对应所述稳定条。

8.根据权利要求7所述的冲击器结构，其特征在于，所述稳定杆侧壁开设有固定槽，以及所述突出部包括：

镶嵌块，所述固定槽通过所述固定槽装配在所述稳定杆上；

环形延伸边，沿周向形成于所述固定槽周边的所述稳定杆侧壁上；沿垂直于所述布设轴心的方向上，所述镶嵌块突于所述环形延伸边设置；

其中，所述镶嵌块远离所述固定槽的侧壁沿所述布设轴心对应所述稳定条的侧壁。

9.根据权利要求8所述的冲击器结构，其特征在于，所述镶嵌块突于所述环形延伸边的长度具有一个监测长度，则具有下述关系：

所述监测长度等于所述第二间隙与所述第一间隙的差值；

其中，所述监测长度的数值用于表征所述稳定条的使用寿命。

10.根据权利要求7所述的冲击器结构，其特征在于，所述冲击器、所述稳定杆和所述钻杆远离所述钻头的一端侧壁均开设有与所述导流腔相连通的稳流腔。