本发明属于油气资源开采的机械钻具技术领域，尤其涉及一种涡流脉冲冲击钻头。
背景技术：
随着国内外对油气资源勘探开发力度的增大，使得油气资源开采工作逐渐向深井、超深井以及复杂难钻地层发展，钻头是油气钻井开采中直接作用岩石的工具，然而传统的pdc钻头在钻进过程中，破岩效率低，转速慢，滑动拖压时有发生，无法满足当下提速增效的钻井工艺要求，于是钻头寿命的长短、钻头与岩石的相适应性，对提高钻进速度和降低钻井成本起着重要的作用。
当前石油钻井中使用最多的pdc钻头，常规pdc钻头在复合和滑动施工中，经常出现工具面不稳定，滑动拖压等现象，如何减少pdc钻头在滑动过程中的低效施工，增强钻进过程中的破岩效率，是我们急需解决的问题。
水力振荡工具是近年来发展迅速的一项新技术，一般采用在钻具中安装水力振荡工具，达到减缓钻头拖压，但安装位置一般在距钻头80米左右位置，对减缓钻头拖压效果达不到预期效果，因此研发一种有效解决钻头拖压的钻头很有市场前景。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种涡流脉冲冲击钻头，克服了现有技术中1：破岩效率低，转速慢，2：工具面不稳定，容易产生钻头滑动拖压现象，3：钻井的稳定性差等问题。
为了解决技术问题，本发明的技术方案是：一种涡流脉冲冲击钻头，包括pdc钻头本体和上接头，其中pdc钻头本体连接上接头并且pdc钻头本体和上接头内部连通，所述pdc钻头本体内腔设置有与其一体成型的流道分配挡板，所述上接头内腔设置有涡流脉冲内芯，其中涡流脉冲内芯一端内嵌于流道分配挡板中。
优选的，所述pdc钻头本体还设有pdc钻头刀翼、排屑槽、钻头喷嘴水眼和抗冲击金刚石复合片，其中pdc钻头本体冠面上设置有多个pdc钻头刀翼，所述多个pdc钻头刀翼上设置有多个抗冲击金刚石复合片，其中相邻两个pdc钻头刀翼的间隙处设置有钻头喷嘴水眼，所述钻头喷嘴水眼与流道分配挡板内部连通。
优选的，所述抗冲击金刚石复合片设置于pdc钻头刀翼远离pdc钻头本体一侧的边沿处，其中抗冲击金刚石复合片所在平面与水平面垂直。
优选的，所述pdc钻头刀翼包括主刀翼和副刀翼，其中主刀翼的个数为两个，副刀翼的个数为四个，所述两个主刀翼一侧端部连接并在pdc钻头本体冠面呈u型设置，其中副刀翼两两分别设置于两个主刀翼将pdc钻头本体冠面分割的两侧pdc钻头本体冠面上。
优选的，所述主刀翼/副刀翼与副刀翼之间设有排屑槽，其中排屑槽上设置有钻头喷嘴水眼，所述排屑槽和钻头喷嘴水眼的个数均为六个。
优选的，所述上接头包括上接头壳体、上接头螺纹母扣、上接头压帽和连接螺纹，其中上接头壳体内部贯通，所述上接头壳体一端设有上接头螺纹母扣，另一端设有连接螺纹，所述上接头壳体内腔一侧设置有涡流脉冲内芯，其中上接头壳体中靠近涡流脉冲内芯端部设有上接头压帽，所述pdc钻头本体一端设有pdc钻头体螺纹丝扣，其中pdc钻头体螺纹丝扣与上接头螺纹母扣螺纹连接。
优选的，所述上接头壳体靠近连接螺纹的一端设有钻头水眼。
优选的，所述涡流脉冲内芯中心设置有涡流脉冲振荡内芯流道，其中涡流脉冲振荡内芯流道呈“8”字形。
相对于现有技术，本发明的优点在于：
（1）本发明具有冲击作用的涡流脉冲冲击钻头可以对岩石进行预冲击作用，大大降低岩石的强度，释放周围岩石的应力，由于岩石应力释放，使得pdc钻头二次钻进过程中所受横向力以及钻杆的粘滑振动大大降低，很大程度上提高了钻头及钻具的使用寿命，降低了下钻时间及成本，大大缓解滑动施工中的拖压现象，很大程度上改善了pdc钻头的横向力及钻杆的粘滑振动，从而提高钻井的稳定性和钻进速度，延长钻头以及钻具的使用寿命，实现了提速增效的钻井工艺发展需求；
（2）本发明涡流脉冲内芯可提高钻头轴向径向周期性振荡效果，提高钻头滑动施工中的施工效率，从而提高钻井的稳定性、钻进速度；
（3）本发明结构流畅、制造工艺简单、破岩效率高，转速快，可以广泛应用于深井、超深井以及复杂难钻地层钻井作业过程中。
附图说明
图1、本发明的结构示意图；
图2、本发明的半剖结构示意图。
附图标记说明：
1-连接螺纹，2-抗冲击金刚石复合片，3-上接头壳体，4-涡流脉冲振荡内芯流道，5-流道分配挡板，6-钻头喷嘴水眼，7-涡流脉冲内芯，8-pdc钻头本体，9-排屑槽，10-pdc钻头体螺纹丝扣，11-上接头螺纹母扣，12-上接头压帽，13-pdc钻头刀翼，14-钻头水眼。
具体实施方式
下面结合附图及实施例描述本发明具体实施方式：
需要说明的是，本说明书所附图中示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例1
如图1~2所示，本发明公开了包括pdc钻头本体8和上接头，其中pdc钻头本体8连接上接头并且pdc钻头本体和上接头内部连通，所述pdc钻头本体8内腔设置有与其一体成型的流道分配挡板5，所述上接头内腔设置有涡流脉冲内芯7，其中涡流脉冲内芯7一端内嵌于流道分配挡板5中。
实施例2
如图1~2所示，本发明公开了包括pdc钻头本体8和上接头，其中pdc钻头本体8连接上接头并且pdc钻头本体和上接头内部连通，所述pdc钻头本体8内腔设置有与其一体成型的流道分配挡板5，所述上接头内腔设置有涡流脉冲内芯7，其中涡流脉冲内芯7一端内嵌于流道分配挡板5中。
如图1~2所示，优选的，所述pdc钻头本体8还设有pdc钻头刀翼13、排屑槽9、钻头喷嘴水眼6和抗冲击金刚石复合片2，其中pdc钻头本体8冠面上设置有多个pdc钻头刀翼13，所述多个pdc钻头刀翼13上设置有多个抗冲击金刚石复合片2，其中相邻两个pdc钻头刀翼13的间隙处设置有钻头喷嘴水眼6，所述钻头喷嘴水眼6与流道分配挡板5内部连通。
实施例3
如图1~2所示，本发明公开了包括pdc钻头本体8和上接头，其中pdc钻头本体8连接上接头并且pdc钻头本体和上接头内部连通，所述pdc钻头本体8内腔设置有与其一体成型的流道分配挡板5，所述上接头内腔设置有涡流脉冲内芯7，其中涡流脉冲内芯7一端内嵌于流道分配挡板5中。
如图1~2所示，优选的，所述pdc钻头本体8还设有pdc钻头刀翼13、排屑槽9、钻头喷嘴水眼6和抗冲击金刚石复合片2，其中pdc钻头本体8冠面上设置有多个pdc钻头刀翼13，所述多个pdc钻头刀翼13上设置有多个抗冲击金刚石复合片2，其中相邻两个pdc钻头刀翼13的间隙处设置有钻头喷嘴水眼6，所述钻头喷嘴水眼6与流道分配挡板5内部连通。
如图1~2所示，优选的，所述抗冲击金刚石复合片2设置于pdc钻头刀翼13远离pdc钻头本体8一侧的边沿处，其中抗冲击金刚石复合片2所在平面与水平面垂直。
实施例4
如图1~2所示，本发明公开了包括pdc钻头本体8和上接头，其中pdc钻头本体8连接上接头并且pdc钻头本体和上接头内部连通，所述pdc钻头本体8内腔设置有与其一体成型的流道分配挡板5，所述上接头内腔设置有涡流脉冲内芯7，其中涡流脉冲内芯7一端内嵌于流道分配挡板5中。
如图1~2所示，优选的，所述pdc钻头本体8还设有pdc钻头刀翼13、排屑槽9、钻头喷嘴水眼6和抗冲击金刚石复合片2，其中pdc钻头本体8冠面上设置有多个pdc钻头刀翼13，所述多个pdc钻头刀翼13上设置有多个抗冲击金刚石复合片2，其中相邻两个pdc钻头刀翼13的间隙处设置有钻头喷嘴水眼6，所述钻头喷嘴水眼6与流道分配挡板5内部连通。
如图1~2所示，优选的，所述抗冲击金刚石复合片2设置于pdc钻头刀翼13远离pdc钻头本体8一侧的边沿处，其中抗冲击金刚石复合片2所在平面与水平面垂直。
如图1~2所示，优选的，所述pdc钻头刀翼13包括主刀翼和副刀翼，其中主刀翼的个数为两个，副刀翼的个数为四个，所述两个主刀翼一侧端部连接并在pdc钻头本体8冠面呈u型设置，其中副刀翼两两分别设置于两个主刀翼将pdc钻头本体冠面分割的两侧pdc钻头本体8冠面上。
实施例5
如图1~2所示，本发明公开了包括pdc钻头本体8和上接头，其中pdc钻头本体8连接上接头并且pdc钻头本体和上接头内部连通，所述pdc钻头本体8内腔设置有与其一体成型的流道分配挡板5，所述上接头内腔设置有涡流脉冲内芯7，其中涡流脉冲内芯7一端内嵌于流道分配挡板5中。
如图1~2所示，优选的，所述pdc钻头本体8还设有pdc钻头刀翼13、排屑槽9、钻头喷嘴水眼6和抗冲击金刚石复合片2，其中pdc钻头本体8冠面上设置有多个pdc钻头刀翼13，所述多个pdc钻头刀翼13上设置有多个抗冲击金刚石复合片2，其中相邻两个pdc钻头刀翼13的间隙处设置有钻头喷嘴水眼6，所述钻头喷嘴水眼6与流道分配挡板5内部连通。
如图1~2所示，优选的，所述抗冲击金刚石复合片2设置于pdc钻头刀翼13远离pdc钻头本体8一侧的边沿处，其中抗冲击金刚石复合片2所在平面与水平面垂直。
如图1~2所示，优选的，所述pdc钻头刀翼13包括主刀翼和副刀翼，其中主刀翼的个数为两个，副刀翼的个数为四个，所述两个主刀翼一侧端部连接并在pdc钻头本体8冠面呈u型设置，其中副刀翼两两分别设置于两个主刀翼将pdc钻头本体冠面分割的两侧pdc钻头本体8冠面上。
如图1~2所示，优选的，所述主刀翼/副刀翼与副刀翼之间设有排屑槽9，其中排屑槽9上设置有钻头喷嘴水眼6，所述排屑槽9和钻头喷嘴水眼6的个数均为六个。
实施例6
如图1~2所示，本发明公开了包括pdc钻头本体8和上接头，其中pdc钻头本体8连接上接头并且pdc钻头本体和上接头内部连通，所述pdc钻头本体8内腔设置有与其一体成型的流道分配挡板5，所述上接头内腔设置有涡流脉冲内芯7，其中涡流脉冲内芯7一端内嵌于流道分配挡板5中。
如图1~2所示，优选的，所述pdc钻头本体8还设有pdc钻头刀翼13、排屑槽9、钻头喷嘴水眼6和抗冲击金刚石复合片2，其中pdc钻头本体8冠面上设置有多个pdc钻头刀翼13，所述多个pdc钻头刀翼13上设置有多个抗冲击金刚石复合片2，其中相邻两个pdc钻头刀翼13的间隙处设置有钻头喷嘴水眼6，所述钻头喷嘴水眼6与流道分配挡板5内部连通。
如图1~2所示，优选的，所述抗冲击金刚石复合片2设置于pdc钻头刀翼13远离pdc钻头本体8一侧的边沿处，其中抗冲击金刚石复合片2所在平面与水平面垂直。
如图1~2所示，优选的，所述pdc钻头刀翼13包括主刀翼和副刀翼，其中主刀翼的个数为两个，副刀翼的个数为四个，所述两个主刀翼一侧端部连接并在pdc钻头本体8冠面呈u型设置，其中副刀翼两两分别设置于两个主刀翼将pdc钻头本体冠面分割的两侧pdc钻头本体8冠面上。
如图1~2所示，优选的，所述主刀翼/副刀翼与副刀翼之间设有排屑槽9，其中排屑槽9上设置有钻头喷嘴水眼6，所述排屑槽9和钻头喷嘴水眼6的个数均为六个。
如图1~2所示，优选的，所述上接头包括上接头壳体3、上接头螺纹母扣11、上接头压帽12和连接螺纹1，其中上接头壳体3内部贯通，所述上接头壳体3一端设有上接头螺纹母扣11，另一端设有连接螺纹1，所述上接头壳体3内腔一侧设置有涡流脉冲内芯7，其中上接头壳体3靠近涡流脉冲内芯7的一端设有上接头压帽12，其中上接头壳体3中靠近涡流脉冲内芯7端部设有上接头压帽12，其中pdc钻头体螺纹丝扣10与上接头螺纹母扣11螺纹连接。所述连接螺纹1连接管柱。
实施例7
如图1~2所示，本发明公开了包括pdc钻头本体8和上接头，其中pdc钻头本体8连接上接头并且pdc钻头本体和上接头内部连通，所述pdc钻头本体8内腔设置有与其一体成型的流道分配挡板5，所述上接头内腔设置有涡流脉冲内芯7，其中涡流脉冲内芯7一端内嵌于流道分配挡板5中。
如图1~2所示，优选的，所述pdc钻头本体8还设有pdc钻头刀翼13、排屑槽9、钻头喷嘴水眼6和抗冲击金刚石复合片2，其中pdc钻头本体8冠面上设置有多个pdc钻头刀翼13，所述多个pdc钻头刀翼13上设置有多个抗冲击金刚石复合片2，其中相邻两个pdc钻头刀翼13的间隙处设置有钻头喷嘴水眼6，所述钻头喷嘴水眼6与流道分配挡板5内部连通。
如图1~2所示，优选的，所述抗冲击金刚石复合片2设置于pdc钻头刀翼13远离pdc钻头本体8一侧的边沿处，其中抗冲击金刚石复合片2所在平面与水平面垂直。
如图1~2所示，优选的，所述pdc钻头刀翼13包括主刀翼和副刀翼，其中主刀翼的个数为两个，副刀翼的个数为四个，所述两个主刀翼一侧端部连接并在pdc钻头本体8冠面呈u型设置，其中副刀翼两两分别设置于两个主刀翼将pdc钻头本体冠面分割的两侧pdc钻头本体8冠面上。
如图1~2所示，优选的，所述主刀翼/副刀翼与副刀翼之间设有排屑槽9，其中排屑槽9上设置有钻头喷嘴水眼6，所述排屑槽9和钻头喷嘴水眼6的个数均为六个。
如图1~2所示，优选的，所述上接头包括上接头壳体3、上接头螺纹母扣11、上接头压帽12和连接螺纹1，其中上接头壳体3内部贯通，所述上接头壳体3一端设有上接头螺纹母扣11，另一端设有连接螺纹1，所述上接头壳体3内腔一侧设置有涡流脉冲内芯7，其中上接头壳体3靠近涡流脉冲内芯7的一端设有上接头压帽12，其中上接头壳体3中靠近涡流脉冲内芯7端部设有上接头压帽12，其中pdc钻头体螺纹丝扣10与上接头螺纹母扣11螺纹连接。
如图1~2所示，优选的，所述上接头壳体3靠近连接螺纹1的一端设有钻头水眼14。
实施例8
如图1~2所示，本发明公开了包括pdc钻头本体8和上接头，其中pdc钻头本体8连接上接头并且pdc钻头本体和上接头内部连通，所述pdc钻头本体8内腔设置有与其一体成型的流道分配挡板5，所述上接头内腔设置有涡流脉冲内芯7，其中涡流脉冲内芯7一端内嵌于流道分配挡板5中。
如图1~2所示，优选的，所述pdc钻头本体8还设有pdc钻头刀翼13、排屑槽9、钻头喷嘴水眼6和抗冲击金刚石复合片2，其中pdc钻头本体8冠面上设置有多个pdc钻头刀翼13，所述多个pdc钻头刀翼13上设置有多个抗冲击金刚石复合片2，其中相邻两个pdc钻头刀翼13的间隙处设置有钻头喷嘴水眼6，所述钻头喷嘴水眼6与流道分配挡板5内部连通。
如图1~2所示，优选的，所述抗冲击金刚石复合片2设置于pdc钻头刀翼13远离pdc钻头本体8一侧的边沿处，其中抗冲击金刚石复合片2所在平面与水平面垂直。
优选的，所述抗冲击金刚石复合片2可以根据不同的钻井工况来调节齿的位置、数量和齿型，并且可以根据不同的钻井需求选择不同尺寸大小的钻头。
如图1~2所示，优选的，所述pdc钻头刀翼13包括主刀翼和副刀翼，其中主刀翼的个数为两个，副刀翼的个数为四个，所述两个主刀翼一侧端部连接并在pdc钻头本体8冠面呈u型设置，其中副刀翼两两分别设置于两个主刀翼将pdc钻头本体冠面分割的两侧pdc钻头本体8冠面上。
如图1~2所示，优选的，所述主刀翼/副刀翼与副刀翼之间设有排屑槽9，其中排屑槽9上设置有钻头喷嘴水眼6，所述排屑槽9和钻头喷嘴水眼6的个数均为六个。
如图1~2所示，优选的，所述上接头包括上接头壳体3、上接头螺纹母扣11、上接头压帽12和连接螺纹1，其中上接头壳体3内部贯通，所述上接头壳体3一端设有上接头螺纹母扣11，另一端设有连接螺纹1，所述上接头壳体3内腔一侧设置有涡流脉冲内芯7，其中上接头壳体3靠近涡流脉冲内芯7的一端设有上接头压帽12，其中上接头壳体3中靠近涡流脉冲内芯7端部设有上接头压帽12，其中pdc钻头体螺纹丝扣10与上接头螺纹母扣11螺纹连接。所述上接头压帽12用于涡流脉冲内芯7的限位。
如图1~2所示，优选的，所述上接头壳体3靠近连接螺纹1的一端设有钻头水眼14。
如图1~2所示，优选的，所述涡流脉冲内芯7中心设置有涡流脉冲振荡内芯流道4，所述涡流脉冲振荡内芯流道4呈“8”字形。
优选的，涡流脉冲内芯7可以根据使用效果重新布置涡流脉冲振荡内芯流道4，通过涡流脉冲内芯7产生轴向径向周期性振动，实现减缓钻头所受横向力及钻柱的粘滑振动，以及延长了钻头和钻具的使用寿命。
通过设计改变涡流脉冲内芯7尺寸大小和位置，可以调节钻头振荡和冲击效果，以满足不同类型的破岩地层状况。
本发明的工作原理如下：
本发明在实际钻井过程中，钻井液通过钻头水眼14进入涡流脉冲内芯7中，流经涡流脉冲内芯7的涡流脉冲振荡内芯流道4，然后经过贴壁效应产生脉冲使钻头产生轴向及径向周期性振动，通过周期性振动实现钻头轴向及径向振动，从而减少钻头及上部钻具拖压，为pdc钻头提供一定冲击效应，达到对岩石进行快速破碎的效果。
流经涡流脉冲振荡内芯流道4的钻井液然后通过流道分配挡板流入钻头喷嘴水眼6，可以对抗冲击金刚石复合片2进行冲刷，提高钻头滑动施工中的施工效率。
本发明具有冲击作用的涡流脉冲冲击钻头可以对岩石进行预冲击作用，大大降低岩石的强度，释放周围岩石的应力，由于岩石应力释放，使得pdc钻头二次钻进过程中所受横向力以及钻杆的粘滑振动大大降低，很大程度上提高了钻头及钻具的使用寿命，降低了下钻时间及成本，大大缓解滑动施工中的拖压现象，很大程度上改善了pdc钻头的横向力及钻杆的粘滑振动，从而提高钻井的稳定性和钻进速度，延长钻头以及钻具的使用寿命，实现了提速增效的钻井工艺发展需求；本发明涡流脉冲内芯可提高钻头轴向径向周期性振荡效果，提高钻头滑动施工中的施工效率；本发明结构流畅、制造工艺简单、破岩效率高，转速快，可以广泛应用于深井、超深井以及复杂难钻地层钻井作业过程中。
上面结合附图对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。