么钻头体上切削齿的运动轨迹线为在外壳体径向平面上的同心圆。当公转转速与自转转速都不为零时，当前切削齿的运动轨迹为一空间复杂曲线，它必然与其他切削齿(或自身)的上一圈(或下一圈)的运动轨迹相交，即形成了所述的“交变轨迹切削运动”。第二，钻头体直接与螺杆马达总成的转子连接，其自转动力由工具内部驱动，而非岩石的反作用力驱动。这就将钻头体的“被动旋转”变为“主动旋转”，其运动规律可由自身结构特点(螺杆马达“头数”、轴倾角α等)所决定，与地层岩石性质的变化、钻柱振动等因素影响关系不大，因此其“交变轨迹切削运动”能够稳定、可靠的得以实现。
[0012]本发明专利所实现的有益效果包括:
1、通过外壳体组的公转和钻头体的自转所组成的复合运动，能够实现钻头体上切削齿的交变轨迹切削运动，并且运动规律稳定、可靠。因此可显著提高钻头在硬岩层吃入能力，进而提尚破岩效率；
2、钻头体直接与万向轴连接，简化了“钻头-螺杆钻具”组成结构，提高了钻井安全性，降低了钻井工具成本；
3、本发明在工作时，钻头体的运动为非偏心运动，周向上钻头体(切削齿分布)与岩石接触对称性较好，所产生的横向不平衡力小，且在个性化设计时容易控制，使钻头具有较好的稳定性；
4、钻头为实心式结构件，强度高，不容易开裂或破损失效；
5、实心结构的牙轮水力结构设计更为灵活，特别是可实现多喷嘴水力结构的优化设计，提高携岩及切削齿冷却能力；
6、该钻头体结构具有更高的布齿面积，特别是有利于提高钻头心部和保径的布齿密度，提高钻头的使用寿命；
7、该钻头体的外肩和保径部分的切削齿能够实现非连续切削破岩，有利于降低切削齿的热磨损，提高钻头的工作寿命；
8、该钻头体所拥有的圆弧轮廓径向布齿曲线，使其在导向钻进条件下切削齿与井底岩石接触程度高，稳定性好，对上部造斜工具施加的侧弯矩响应性能好，造斜率高。
[0013]作为选择，所述轴倾角α的取值范围为0<α<90°。
[OOM]作为进一步选择，所述轴倾角α的取值范围为O < α < 45° ο
[0015]作为更进一步选择，所述轴倾角α的取值范围为O <α<15°0
[0016]作为选择，所述钻头体的布齿轮廓线为圆弧线。
[0017]作为选择，所述钻头体上设置有一个或一个以上的喷嘴。
[0018]作为选择，所述下壳体上固定有主动切削齿和被动保径齿。
[0019]作为选择，所述万向轴总成中的下接头上开有导流孔。
[0020]作为选择，所述钻头体为由粉末冶金材料部分和金属材料部分组合而成。
[0021]作为选择，所述切削齿为为聚晶金刚石复合片、聚晶金刚石复合齿、热稳定聚晶金刚石切削齿、天然金刚石切削齿、孕镶金刚石切削齿、硬质合金切削齿、立方氮化硼切削齿、陶瓷切削齿、包含金刚石或立方氮化硼的切削齿。
[0022]作为进一步选择，所述钻头体上的所述切削齿为聚晶金刚石复合片(S卩PDC齿)。
[0023]前述本发明主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本发明可采用并要求保护的方案。如本发明中，各选择可以和主方案及其他选择任意组合，本领域技术人员在了解本发明方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，在此不做穷举。
【附图说明】
[0024]本发明将通过具体实施例并参照附图的方式说明，其中:
图1为本发明中实施例一的结构组成图；
图2为本发明中实施例一的钻头总成结构图；
图3为图1的A-A向剖视图；
图4为本发明中实施例一的钻头体三维结构图；
图5为本发明中实施例一的万向轴总成结构图；
图6为本发明中实施例一的一种刀翼形状图；
图7为本发明中实施例一的第二种刀翼形状图；
图8为本发明中实施例一的第三种刀翼形状图；
图9为本发明中实施例二的下壳体三维结构图；
图10为本发明中实施例三中的钻头体结构图；
图11为本发明中实施例四的下壳体与中壳体连接结构图；
图12为本发明中实施例五的结构图；
图13为本发明的运动原理不意图；
图14为常规roc钻头的切削齿轨迹线图；
图15为本发明的切削齿轨迹线图；
图16为本发明的切削齿轨迹线图；
图17为本发明的切削齿轨迹线图；
图18为本发明的切削齿轨迹线图；
图19为本发明中实施例一切削齿与岩石接触关系示意图；
图20为本发明中实施例一布齿轮廓面与对应井底对比图。
[0025]图中标记:1-钻头总成；2-万向轴总成；3_螺杆马达总成;4_芳通阀总成；51-下壳体;52-中壳体;53-上壳体；11-钻头体；I Ia-钻头体粉末冶金材料部分；I Ib-钻头体金属材料部分；121-刀翼；122-主切削齿；1221-保径齿；13-储油装置；131-润滑油孔；141-塞销；142-止推轴承；143-轴向密封件；144-径向密封件；145-锁紧轴承；146-径向轴承；151-中心喷嘴；152-边喷嘴；16-连接螺纹；17-钻头体回转轴线；18-轴颈;21-万向轴杆;22-万向轴下接头;221-万向轴下接头连接螺纹;222-万向轴下接头旁通孔;23-万向轴上接头;231-万向轴上接头连接螺纹;511-下壳体轴承孔;5121-下壳体上的主动保径齿;5122-下壳体上的被动耐磨齿;513-下壳体回转轴线;521-中壳体回转轴线;6a-连续接触布齿区域;6b-交替接触布齿区域;α-钻头体回转轴线与下壳体回转轴线夹角一一轴倾角，以下也称为“偏转特征角” 下壳体回转轴线与中壳体回转轴线夹角，以下称为“工具体弯角”；7a-钻头体布齿轮廓面;7b-对应井底环带。
【具体实施方式】
[0026]本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
[0027]本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
[0028]实施例一:
如图1至图8，图13至图20所示，本发明的一种交变轨迹切削破岩工具，它由钻头总成1、万向轴总成2、螺杆马达总成3、旁通阀总成4、下壳体51、中壳体52以及上壳体53组成。钻头总成包括有钻头体11、轴承系统、密封系统，润滑系统。在钻头体11上设置有若干刀翼121，在刀翼121上固定有主切削齿122和保径齿1221，作为本发明的切削结构。在钻头体11上还设置有一个中心喷嘴151和若干个边喷嘴152，以及刀翼间的流道共同构成了钻头体11的水力结构。
[0029]其中:钻头总成I的轴承系统包括有径向轴承146，主要承受钻头体11的径向力，使钻头体11能够周向灵活旋转。所述的径向轴承146可以为滚动轴承，或滑动轴承，或滚滑复合轴承。止推轴承142主要承受钻头体11的轴向力(也即钻头的钻压)，为破岩工具的持续钻进提供