一种差动增速的高频大冲击液动冲击锤

1.本发明涉及石油天然气和干热岩开采技术领域，尤其涉及一种差动增速的高频大冲击液动冲击锤。

背景技术：

2.在油气钻井以及地热钻井领域，随着井越来越深、岩石越来越硬，同时井眼尺寸越来越小、地面可传送的机械能量也越来越少，这导致钻速越来越慢，最后导致钻井成本居高不下。油气工业钻井的这一百年里仍是以机械能量作为钻井的主要破岩能力、流体为辅。先是通过研制高强度的井下钻具以及改革工艺以实现地面动力向下的有效传送；最近几十年则研究流体驱动的井下动力钻具和冲击钻具，以形成井下的辅助动力。就冲击钻具而言，已经从轴向冲击发展到扭转冲击和轴扭复合冲击，现有的冲击器仍然存在两大问题，一是寿命还不够长，二是冲击能量还不够大，虽然已经在钻井中发挥了很大作用，但仍然有进一步提升的空间。
3.因此，为解决现有冲击器冲击能量不足的问题，具体体现在冲击功偏小、冲击频率也不够高的问题，现需要一种能够提高冲锤冲击末速度，增加冲击功，提高冲击频率，利用高频大冲击功达到高效破岩的钻井工具。

技术实现要素：

4.为了解决以上问题，本发明的目的是提供一种差动增速的高频大冲击液动冲击锤，提高冲锤冲击末速度，进而增加冲击功；同时提高冲击频率，利用高频大冲击功达到高效破岩的目的。
5.为了实现以上目的，本发明采用的技术方案：
6.一种差动增速的高频大冲击液动冲击锤，包括壳体与钻头；所述钻头与所述壳体的下部连接，所述钻头中开设有贯通的第一流道；所述壳体内部中空形成空腔；还包括由上至下设置在所述空腔内的引流过滤筛、支撑引流套、固定流道活塞与冲锤；所述引流过滤筛上开设有第一引流口；所述引流过滤筛的底部与所述支撑引流套内部底端抵接，且所述支撑引流套上开设有第二引流口；所述固定流道活塞内部中空，所述冲锤的上部与所述固定流道活塞内壁滑动连接，所述冲锤的下部与所述钻头的上端接触；所述固定流道活塞内部上下设置有控制滑阀与引导套；所述控制滑阀与所述固定流道活塞内壁滑动连接；所述控制滑阀、引导套与冲锤分别开设有第二流道、第三流道与第四流道，所述第一流道、第二流道、第三流道与第四流道连通；
7.所述支撑引流套与固定流道活塞上部之间构成第一腔体；所述冲锤下部与所述壳体内壁之间设置有密封活塞，所述密封活塞与固定流道活塞之间构成第二腔体；所述支撑引流套、控制滑阀上部与固定流道活塞内壁之间构成第三腔体；所述控制滑阀下部与固定流道活塞内壁之间构成第四腔体；所述引导套、固定流道活塞内壁与冲锤之间构成第五腔体；
8.所述固定流道活塞上开设有连通所述第一腔体与第二腔体的常通流道；所述固定流道活塞上开设连通所述第一腔体与第五腔体的贯通流道；所述控制滑阀滑动时，间歇通过所述贯通流道连通所述第一腔体与第五腔体；
9.所述固定流道活塞上开设有连通所述第三腔体与第二腔体的第一钻井液流道，与连通所述第四腔体与第五腔体的第二钻井液流道；所述冲锤滑动时，间歇通过所述第一钻井液流道连通所述第三腔体与第二腔体；所述冲锤滑动时，间歇通过所述第二钻井液流道将第五腔体与第四腔体连通；
10.所述控制滑阀上开设有贯通的泄流孔，所述控制滑阀滑动时，间歇通过所述贯通流道将所述泄流孔与第五腔体连通。
11.作为较优的实施方案，所述冲击锤还包括用于对所述钻头进行限位的限位环，所述限位环设置在所述壳体内，与所述壳体的内壁配合。
12.作为较优的实施方案，所述冲锤的外表面上下设置有第一台阶面与第二台阶面；所述第一台阶面在所述第二腔体中的有效流通面积与小于所述第二台阶面在所述第二腔体中的有效流通面积；且所述冲锤上部设置有阶梯坎，当所述冲锤上下滑动至所述第一钻井液流道与所述阶梯坎对应处，所述第三腔体通过所述第一钻井液流道与所述第二腔体连通。
13.作为较优的实施方案，所述控制滑阀上下两端外表面分别开设有第一圆弧台阶面与第二圆弧台阶面；所述第一圆弧台阶面的面积小于所述第二圆弧台阶面的面积。
14.作为较优的实施方案，所述贯通流道包括开设在所述固定流道活塞外表面的第一流体通道与第二流体通道，所述第一流体通道与第二流体通道通过连通孔连通；所述连通孔包括第一连通孔与第二连通孔；所述第一流体通道上端与第一腔体连通，下端与所述第一连通孔连通；第二流体通道上端与所述第二连通孔连通；所述第二流体通道下端通过常通孔与所述第五腔体连通；
15.所述控制滑阀外表面开设有连通第一连通孔与第二连通孔的凹槽；当所述控制滑阀滑动时，间歇连通所述第一连通孔与第二连通孔；当所述控制滑阀滑动时，间歇连通所述泄流孔与第二连通孔。
16.作为较优的实施方案，所述固定流道活塞内壁开设有第一连通槽与第二连通槽，所述第一连通槽与第一钻井液流道的下端连通；所述第二连通槽与第二钻井液流道的下端连通；
17.所述冲锤滑动时，间歇连通所述第一连通槽与第二腔体；所述冲锤滑动时，间歇连通所述第二连通槽与第五腔体。
18.作为较优的实施方案，所述壳体内设置有第一抵接台与第二抵接台；所述引流过滤筛上端与所述第一抵接台抵接，所述支撑引流套上端与所述第二抵接台抵接；所述支撑引流套中部开设有空腔，所述引流过滤筛的下端与支撑引流套内部底端抵接。
19.作为较优的实施方案，所述支撑引流套与固定流道活塞内壁之间、所述固定流道活塞与壳体内壁之间、所述引导套与固定流道活塞内壁之间均设置有密封装置。
20.作为较优的实施方案，所述控制滑阀的行程为30-80mm；所述冲锤行程为100-200mm。
21.作为较优的实施方案，所述壳体内壁设置有第三抵接台；所述密封活塞设置在所
述第三抵接台上，且所述密封活塞与所述冲锤和固定流道活塞内壁之间均设置有密封装置。
22.本发明的有益效果：
23.本发明提供了一种差动增速的高频大冲击液动冲击锤，利用差动原理对其冲锤下行加速，提高冲锤冲击末速度，进而增加冲击功，同时提高冲击频率，利用高频大冲击功达到高效破岩的目的。并实现大冲击功的快速破岩钻进工具，大大提升硬岩地层的钻进效率，节约了钻进周期和成本，保证了高效开发。
附图说明
24.图1为本发明的装置初始状态时结构示意图；
25.图2为本发明的图1的
ⅰ‑ⅰ
剖视图；
26.图3为本发明的图1的
ⅱ‑ⅱ
剖视图；
27.图4为本发明的图1的
ⅲ‑ⅲ
剖视图；
28.图5为本发明的图1的
ⅳ‑ⅳ
剖视图；
29.图6为本发明的图1的局部放大图；
30.图7为本发明的装置冲锤与控制滑阀位于上止点结构示意图；
31.图8为本发明的图7的局部放大图；
32.图9为本发明的控制滑阀结构示意图；
33.图10为本发明的固定流道活塞结构示意图；
34.图11为本发明的固定流道活塞俯视图；
35.图12为本发明的固定流道活塞结构立体图。
36.图中：1、壳体；2、钻头；3、引流过滤筛；31、第一引流口；4、支撑引流套；41、第二引流口；5、固定流道活塞；51、常通流道；52、第一钻井液流道；53、第二钻井液流道；54、第一连通槽；55、第二连通槽；56、第一流体通道；57、第二流体通道；58、第一连通孔；59、第二连通孔；50、常通孔；6、冲锤；61、第一台阶面；62、第二台阶面；63、阶梯坎；7、控制滑阀；71、凹槽；72、泄流孔；73、第一圆弧台阶面；74、第二圆弧台阶面；8、引导套；9、第一流道；10、第二流道；11、第三流道；12、第四流道；13、第一腔体；14、第二腔体；15、第三腔体；16、第四腔体；17、第五腔体；18、密封活塞；19、限位环；20、第一抵接台；21、第二抵接台；22、第三抵接台。
具体实施方式
37.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步阐述。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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和简化描述，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。
38.实施例1
39.如图1-12所示，本实施例提供了一种差动增速的高频大冲击液动冲击锤，包括壳体1与钻头2；所述钻头2与所述壳体1的下部连接，所述钻头2中开设有贯通的第一流道9；所述壳体1内部中空形成空腔；所述壳体1包括上下螺纹连接的上接头、中壳体与下接头，钻井
液通过上接头进入本装置内部，钻头2优选带花键钻头2，带花键钻头2一方面可以传递扭矩，另一方面可以限制轴向运动。
40.还包括由上至下设置在所述空腔内的引流过滤筛3、支撑引流套4、固定流道活塞5与冲锤6；所述引流过滤筛3上开设有第一引流口31；所述引流过滤筛3的底部与所述支撑引流套4内部底端抵接，且所述支撑引流套4上开设有第二引流口41；所述固定流道活塞5内部中空，所述冲锤6的上部与所述固定流道活塞5内壁滑动连接，所述冲锤6的下部与所述钻头2的上端接触；所述固定流道活塞5内部上下设置有控制滑阀7与引导套8；所述控制滑阀7与所述固定流道活塞5内壁滑动连接；所述控制滑阀7、引导套8与冲锤6分别开设有第二流道10、第三流道11与第四流道12，所述第一流道9、第二流道10、第三流道11与第四流道12连通；钻井液通过装置的上端进入腔体中，引流过滤筛3对钻井液进行过滤与引流，引流过滤筛3内部中空不贯通。支撑引流套4用于支撑引流过滤筛3，支撑引流套4内部中空不贯通，引流过滤筛3的底部与支撑引流套4内部的底端抵接，保证引流过滤筛3安装的稳定性，钻井液流进引流过滤筛3后，经过第一引流口31排出进入支撑引流套4的腔体中，再经第二引流口41排出。值得说明的是，第一引流口31间隔均匀设置有若干排，第二引流口41环周开设在支撑引流套4上，第一引流口31与第二引流口41具体的数量、大小以及间距可通过实际情况进行设置，本技术不做限定。
41.所述支撑引流套4与固定流道活塞5上部之间构成第一腔体13；支撑引流套4的下部的外表面与固定流道活塞5上部内部连接，并设置密封装置保证连接的密封性，使设置在壳体1空腔中的支撑引流套4与固定流道活塞5之间形成第一腔体13。所述冲锤6下部与所述壳体1内壁之间设置有密封活塞18，所述密封活塞18与固定流道活塞5之间构成第二腔体14；密封活塞18保证第二腔体14的密封性；所述支撑引流套4、控制滑阀7上部与固定流道活塞5内壁之间构成第三腔体15；支撑引流套4的底端与控制滑阀7的上端配合，使支撑引流套4、控制滑阀7上部与固定流道活塞5内壁之间形成第三腔体15。所述控制滑阀7下部与固定流道活塞5内壁之间构成第四腔体16；引导套8的上部外表面与控制滑阀7的下部内表面配合，引导套8与固定流道活塞5的内壁密封连接，使控制滑阀7下部与固定流道活塞5内壁之间构成第四腔体16。引导套8下部的外表面与冲锤6上部的内表面配合，使所述引导套8、固定流道活塞5内壁与冲锤6之间构成第五腔体17。
42.所述固定流道活塞5上开设有连通所述第一腔体13与第二腔体14的常通流道51，钻井液经第一引流口31、第二引流口41至第一腔体13中，再通过常通流道51至第二腔体14中，在第二腔体14中通过压力差带动冲锤6沿固定流道活塞5内壁滑动。所述固定流道活塞5上开设连通所述第一腔体13与第五腔体17的贯通流道；所述控制滑阀7滑动时，间歇通过所述贯通流道连通所述第一腔体13与第五腔体17；控制滑阀7控制贯通流道的通断，通过上下滑动，开启或者关闭贯通流道；当贯通流道开启时，第一腔体13中的钻井液可通过贯通流道进入第五腔体17中。
43.所述固定流道活塞5上开设有连通所述第三腔体15与第二腔体14的第一钻井液流道52，与连通所述第四腔体16与第五腔体17的第二钻井液流道53；所述冲锤6滑动时，间歇通过所述第一钻井液流道52连通所述第三腔体15与第二腔体14；所述冲锤6滑动时，间歇通过所述第二钻井液流道53将第五腔体17与第四腔体16连通。值得说明的是，第二钻井液流道53的下端位于第一钻井液流道52下端的上方，第二钻井液流道53连通第四腔体16与第五
腔体17，冲锤6上下滑动时，间歇使第四腔体16与第五腔体17连通；当第四腔体16与第五腔体17连通时，第五腔体17中的钻井液可通过下段第二钻井液流道53至第四腔体16中，通过第三腔体15与第四腔体16中的作用力差，带动控制滑阀7上下移动，改变钻井液的流向。
44.所述控制滑阀7上开设有贯通的泄流孔72，所述控制滑阀7滑动时，间歇通过所述贯通流道将所述泄流孔72与第五腔体17连通。当泄流孔72与第五腔体17连通时，第五腔体17中的钻井液可通过贯通流道至泄流孔72，再通过第二流道10、第三流道11、第四流道12至钻头2中的第一流道9排出。
45.实施例2
46.如图1-12所示，本实施例是在上述实施例的基础上进行展开的，具体的，本实施提供了一种差动增速的高频大冲击液动冲击锤，所述冲击锤还包括用于对所述钻头2进行限位的限位环19，所述限位环19设置在所述壳体1内，与所述壳体1的内壁配合。限位环19保证钻头2安装的稳定性，限制钻头2的位置；较优的，限位环19安装在壳体1的下接头上端，限位环19与壳体1的内壁之间设置有密封圈，保证安装的密封性。
47.作为较优的实施方案，所述冲锤6的外表面上下设置有第一台阶面61与第二台阶面62；所述第一台阶面61在所述第二腔体14中的有效流通面积与小于所述第二台阶面62在所述第二腔体14中的有效流通面积；且所述冲锤6上部设置有阶梯坎63，当所述冲锤6上下滑动至所述第一钻井液流道52与所述阶梯坎63对应处，所述第三腔体15通过所述第一钻井液流道52与所述第二腔体14连通。第二钻井液流道53的下端位于第一钻井液流道52下端的上方，阶梯坎63开设的位置应保证冲锤6向上滑动一端距离后，第一钻井液流道52与第二腔体14连通时，冲锤6的上部阻断第二钻井液流道53与第五腔体17的连通；并且当冲锤6达到上止点后，应保证阶梯坎63不会到第二钻井液流道53的高度。
48.作为较优的实施方案，所述控制滑阀7上下两端外表面分别开设有第一圆弧台阶面73与第二圆弧台阶面74；所述第一圆弧台阶面73的面积小于所述第二圆弧台阶面74的面积。在控制滑阀7上下面压力相等时，通过面积的不同从而实现控制滑阀7的运动。
49.作为较优的实施方案，所述贯通流道包括开设在所述固定流道活塞5外表面的第一流体通道56与第二流体通道57，所述第一流体通道56与第二流体通道57通过连通孔连通；所述连通孔包括第一连通孔58与第二连通孔59；所述第一流体通道56上端与第一腔体13连通，下端与所述第一连通孔58连通；第二流体通道57上端与所述第二连通孔59连通；所述第二流体通道57下端通过常通孔50与所述第五腔体17连通；
50.所述控制滑阀7外表面开设有连通第一连通孔58与第二连通孔59的凹槽71；当所述控制滑阀7滑动时，间歇连通所述第一连通孔58与第二连通孔59；当所述控制滑阀7滑动时，间歇连通所述泄流孔72与第二连通孔59。值得说明的是，控制滑阀7滑动时，当第一连通孔58与第二连通孔59通过凹槽71连通时，泄流孔72与第二连通孔59不连通；反之亦然。当控制滑阀7滑动至第一连通孔58与第二连通孔59通过凹槽71连通时，第一腔体13中的一部分钻井液通过第一流体通道56经第一连通孔58、凹槽71、第二连通孔59、第二流体通道57至第五腔体17中。当控制滑阀7滑动至泄流孔72与第二连通孔59连通时，第五腔体17中的钻井液通过常通孔50、第二流体通道57、泄流孔72、第二流道10、第三流道11、第四流道12至钻头2中的第一流道9排出，并且此时第五腔体17处于低压区。
51.作为较优的实施方案，所述固定流道活塞5内壁开设有第一连通槽54与第二连通
槽55，所述第一连通槽54与第一钻井液流道52的下端连通；所述第二连通槽55与第二钻井液流道53的下端连通；
52.所述冲锤6滑动时，间歇连通所述第一连通槽54与第二腔体14；所述冲锤6滑动时，间歇连通所述第二连通槽55与第五腔体17。冲锤6上部的外表面设置有阶梯坎63，冲锤6滑动至阶梯坎63与第一连通槽54与阶梯坎63对应处，第一连通槽54与第二腔体14连通。
53.作为较优的实施方案，所述壳体1内设置有第一抵接台20与第二抵接台21；所述引流过滤筛3上端与所述第一抵接台20抵接，所述支撑引流套4上端与所述第二抵接台21抵接；所述支撑引流套4中部开设有空腔，所述引流过滤筛3的下端与支撑引流套4内部底端抵接。
54.作为较优的实施方案，所述支撑引流套4与固定流道活塞5内壁之间、所述固定流道活塞5与壳体1内壁之间、所述引导套8与固定流道活塞5内壁之间均设置有密封装置，保证装置中腔体之间的密封性。
55.作为较优的实施方案，所述控制滑阀7的行程为30-80mm；所述冲锤6行程为100-200mm。值得说明的是，根据控制冲锤6与控制滑阀7行程调节冲击频率与冲击末速度。
56.作为较优的实施方案，所述壳体1内壁设置有第三抵接台22；所述密封活塞18设置在所述第三抵接台22上，且所述密封活塞18与所述冲锤6和固定流道活塞5内壁之间均设置有密封装置。
57.实施例3
58.如图1-12所示，本实施例是在上述实施例的基础上进行展开的，具体的，本实施提供了一种差动增速的高频大冲击液动冲击锤的具体工作原理，如下：
59.装置初始状态时，控制滑阀7处于下止点处，控制滑阀7上的凹槽71与第一连通孔58、第二连通孔59对应连通，此时，泄流孔72不与第二连通孔59连通；冲锤6处于下止点处，此时，第五腔体17与第二连通槽55连通，第一连通槽54不与第二腔体14连通。
60.钻井液从装置的上部进入空腔内，经引流过滤筛3的第一引流口31至支撑引流套4中，再经第二引流口41至第一腔体13中；第一腔体13中一部分钻井液通过第一流体通道56、第一连通孔58、凹槽71第二连通孔59、第二流体通道57、常通孔50至第五腔体17中，此时，冲锤6处于下限位，第五腔体17与第二连通槽55连通，因此，第五腔体17中的钻井液经第二连通槽55、第二钻井液流道53至第四腔体16中，由于控制滑阀7的第一圆弧台阶面73的面积小于第二圆弧台阶面74的面积，因此在控制滑阀7上，向上的作用力大于向下的作用力，控制滑阀7向上运动，阻断凹槽71与第一连通孔58、第二连通孔59的连通，使泄流孔72与第二连通孔59连通，此时第五腔体17通过常通孔50、第二流体通道57、第二连通孔59与泄流孔72连通，泄流孔72通过第二流道10、第三流道11、第四流道12、第一流道9与外界连通，因此，此时第五腔体17处于低压区。
61.并且，第一腔体13中另一部分钻井液通过常通流道51流至第二腔体14中，由于第一台阶面61在所述第二腔体14中的有效流通面积与小于所述第二台阶面62在所述第二腔体14中的有效流通面积，因此，作用在冲锤6上向上的作用力大于向下的作用力，冲锤6向上滑动；当第五腔体17与外界连通处于低压区时，冲锤6向上加速运动。
62.当冲锤6运行一端行程后，使阶梯坎63与第一连通槽54对应，阻断第二连通槽55与第五腔体17的连通，冲锤6因为惯性继续向上运动；此时，第二腔体14中的钻井液经阶梯坎
63、第一连通槽54、第一钻井液流道52至第三腔体15中，推动控制滑阀7下行，阻断泄流孔72与第二连通孔59的连通，因此，第五腔体17与外界隔断，处于高压区，推动冲锤6向下运行。并且此时，第一腔体13中的钻井液通过第一流体通道56、第一连通孔58、凹槽71第二连通孔59、第二流体通道57、常通孔50至第五腔体17中，此时第二腔体14与第五腔体17的压强相等，根据液压差动原理，由于冲锤6在第五腔体17与第二腔体14中的受压面积不等，因此在等压强的情况下，使冲锤6向下的作用力大于向上的作用力，冲锤6向下加速运行，提高冲锤6的冲击末速度，冲锤6活塞7冲击末速度可达7-9m/s，作用在钻头2上，增加冲击功，实现大冲击功的快速破岩，提升硬岩地层的钻进效率，节约了钻进周期和成本，保证了高效开发。
63.当冲锤6下行一定行程后，连通第二连通槽55与第五腔体17，阻断第二腔体14与第一连通槽54，控制滑阀7在压力的作用下上行，完成一个行程。
64.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：

1.一种差动增速的高频大冲击液动冲击锤，包括壳体(1)与钻头(2)；所述钻头(2)与所述壳体(1)的下部连接，所述钻头(2)中开设有贯通的第一流道(9)；所述壳体(1)内部中空形成空腔；其特征在于：还包括由上至下设置在所述空腔内的引流过滤筛(3)、支撑引流套(4)、固定流道活塞(5)与冲锤(6)；所述引流过滤筛(3)上开设有第一引流口(31)；所述引流过滤筛(3)的底部与所述支撑引流套(4)内部底端抵接，且所述支撑引流套(4)上开设有第二引流口(41)；所述固定流道活塞(5)内部中空，所述冲锤(6)的上部与所述固定流道活塞(5)内壁滑动连接，所述冲锤(6)的下部与所述钻头(2)的上端接触；所述固定流道活塞(5)内部上下设置有控制滑阀(7)与引导套(8)；所述控制滑阀(7)与所述固定流道活塞(5)内壁滑动连接；所述控制滑阀(7)、引导套(8)与冲锤(6)分别开设有第二流道(10)、第三流道(11)与第四流道(12)，所述第一流道(9)、第二流道(10)、第三流道(11)与第四流道(12)连通；所述支撑引流套(4)与固定流道活塞(5)上部之间构成第一腔体(13)；所述冲锤(6)下部与所述壳体(1)内壁之间设置有密封活塞(18)，所述密封活塞(18)与固定流道活塞(5)之间构成第二腔体(14)；所述支撑引流套(4)、控制滑阀(7)上部与固定流道活塞(5)内壁之间构成第三腔体(15)；所述控制滑阀(7)下部与固定流道活塞(5)内壁之间构成第四腔体(16)；所述引导套(8)、固定流道活塞(5)内壁与冲锤(6)之间构成第五腔体(17)；所述固定流道活塞(5)上开设有连通所述第一腔体(13)与第二腔体(14)的常通流道(51)；所述固定流道活塞(5)上开设连通所述第一腔体(13)与第五腔体(17)的贯通流道；所述控制滑阀(7)滑动时，间歇通过所述贯通流道连通所述第一腔体(13)与第五腔体(17)；所述固定流道活塞(5)上开设有连通所述第三腔体(15)与第二腔体(14)的第一钻井液流道(52)，与连通所述第四腔体(16)与第五腔体(17)的第二钻井液流道(53)；所述冲锤(6)滑动时，间歇通过所述第一钻井液流道(52)连通所述第三腔体(15)与第二腔体(14)；所述冲锤(6)滑动时，间歇通过所述第二钻井液流道(53)将第五腔体(17)与第四腔体(16)连通；所述控制滑阀(7)上开设有贯通的泄流孔(72)，所述控制滑阀(7)滑动时，间歇通过所述贯通流道将所述泄流孔(72)与第五腔体(17)连通。2.根据权利要求1所述的一种差动增速的高频大冲击液动冲击锤，其特征在于：所述冲击锤还包括用于对所述钻头(2)进行限位的限位环(19)，所述限位环(19)设置在所述壳体(1)内，与所述壳体(1)的内壁配合。3.根据权利要求1所述的一种差动增速的高频大冲击液动冲击锤，其特征在于：所述冲锤(6)的外表面上下设置有第一台阶面(61)与第二台阶面(62)；所述第一台阶面(61)在所述第二腔体(14)中的有效流通面积与小于所述第二台阶面(62)在所述第二腔体(14)中的有效流通面积；且所述冲锤(6)上部设置有阶梯坎(63)，当所述冲锤(6)上下滑动至所述第一钻井液流道(52)与所述阶梯坎(63)对应处，所述第三腔体(15)通过所述第一钻井液流道(52)与所述第二腔体(14)连通。4.根据权利要求1所述的一种差动增速的高频大冲击液动冲击锤，其特征在于：所述控制滑阀(7)上下两端外表面分别开设有第一圆弧台阶面(73)与第二圆弧台阶面(74)；所述第一圆弧台阶面(73)的面积小于所述第二圆弧台阶面(74)的面积。5.根据权利要求1所述的一种差动增速的高频大冲击液动冲击锤，其特征在于：所述贯通流道包括开设在所述固定流道活塞(5)外表面的第一流体通道(56)与第二流体通道
(57)，所述第一流体通道(56)与第二流体通道(57)通过连通孔连通；所述连通孔包括第一连通孔(58)与第二连通孔(59)；所述第一流体通道(56)上端与第一腔体(13)连通，下端与所述第一连通孔(58)连通；第二流体通道(57)上端与所述第二连通孔(59)连通；所述第二流体通道(57)下端通过常通孔(50)与所述第五腔体(17)连通；所述控制滑阀(7)外表面开设有连通第一连通孔(58)与第二连通孔(59)的凹槽(71)；当所述控制滑阀(7)滑动时，间歇连通所述第一连通孔(58)与第二连通孔(59)；当所述控制滑阀(7)滑动时，间歇连通所述泄流孔(72)与第二连通孔(59)。6.根据权利要求1所述的一种差动增速的高频大冲击液动冲击锤，其特征在于：所述固定流道活塞(5)内壁开设有第一连通槽(54)与第二连通槽(55)，所述第一连通槽(54)与第一钻井液流道(52)的下端连通；所述第二连通槽(55)与第二钻井液流道(53)的下端连通；所述冲锤(6)滑动时，间歇连通所述第一连通槽(54)与第二腔体(14)；所述冲锤(6)滑动时，间歇连通所述第二连通槽(55)与第五腔体(17)。7.根据权利要求1所述的一种差动增速的高频大冲击液动冲击锤，其特征在于：所述壳体(1)内设置有第一抵接台(20)与第二抵接台(21)；所述引流过滤筛(3)上端与所述第一抵接台(20)抵接，所述支撑引流套(4)上端与所述第二抵接台(21)抵接；所述支撑引流套(4)中部开设有空腔，所述引流过滤筛(3)的下端与支撑引流套(4)内部底端抵接。8.根据权利要求1所述的一种差动增速的高频大冲击液动冲击锤，其特征在于：所述支撑引流套(4)与固定流道活塞(5)内壁之间、所述固定流道活塞(5)与壳体(1)内壁之间、所述引导套(8)与固定流道活塞(5)内壁之间均设置有密封装置。9.根据权利要求1所述的一种差动增速的高频大冲击液动冲击锤，其特征在于：所述控制滑阀(7)的行程为30-80mm；所述冲锤(6)行程为100-200mm。10.根据权利要求1所述的一种差动增速的高频大冲击液动冲击锤，其特征在于：所述壳体(1)内壁设置有第三抵接台(22)；所述密封活塞(18)设置在所述第三抵接台(22)上，且所述密封活塞(18)与所述冲锤(6)和固定流道活塞(5)内壁之间均设置有密封装置。

技术总结

本发明公开了一种差动增速的高频大冲击液动冲击锤，钻头与壳体的下部连接，壳体内部中空形成空腔；包括由上至下设置在空腔内的引流过滤筛、支撑引流套、固定流道活塞与冲锤；引流过滤筛上开设有第一引流口；引流过滤筛的底部与支撑引流套内部底端抵接，支撑引流套上开设有第二引流口；固定流道活塞内部中空，冲锤的上部与固定流道活塞内壁滑动连接，冲锤的下部与钻头的上端接触；固定流道活塞内部上下设置有控制滑阀与引导套；控制滑阀与固定流道活塞内壁滑动连接。当钻井液流动时，通过压力差带动控制滑阀与冲锤上下滑动，利用差动原理实现冲锤下行加速，提高冲锤冲击末速度，增加冲击功，提高冲击频率，利用高频大冲击功达到高效破岩的目的。效破岩的目的。效破岩的目的。