[0037]根据本实用新型的能够调节参数的冲击发生机构还包括外筒2，外筒2与输出轴I同轴设计，其与井下动力钻具的外壳通过螺纹C连接。
[0038]根据本实用新型的能够调节参数的冲击发生机构还包括空间凸轮组件3，其与外筒2和输出轴I分体式设计。
[0039]根据本实用新型的能够调节参数的冲击发生机构还包括耐磨组件4，耐磨组件4具有止推轴承功能，且设置在输出轴I的环形台阶槽内。
[0040]根据本实用新型的能够调节参数的冲击发生机构还包括滑动轴承组件5，其设置在输出轴I与外筒2之间，且与外筒2的下端的内壁螺纹连接。
[0041]空间凸轮组件3包括上凸轮3a和下凸轮3b，其啮合点高低不同，根据地层岩性所需的破岩冲击功及冲击频率，其啮合齿数及啮合齿的高度参数是能够调节的，从而可以组成不同的凸轮组件，满足不同的工况使用要求。下面将着重介绍空间凸轮组件3的结构。
[0042]图2所示为下凸轮3b，其中，下凸轮3b与输出轴I之间采用左旋螺纹联接，防止凸轮组件3在运动过程中松脱。输出轴I的台阶面限制下凸轮3b的轴向运动。这样，当井下动力钻具通过花键将动力传递到输出轴I上时，输出轴I又通过螺纹将扭矩传递到下凸轮上3b，带动下凸轮3b高速旋转。
[0043]图3所示为上凸轮3a，外筒2与上凸轮3a之间采用花键连接，且外筒2的圆柱内孔的台阶面限制上凸轮3a的轴向运动。
[0044]由此，当钻具带动下凸轮3b旋转时，空间凸轮组件3之间的啮合齿将驱动上凸轮3a做轴向运动。同时由于空间凸轮组件3的啮合点高低不同，导致上凸轮通过花键带动外筒做轴向的举升运动，当举升至凸轮组件的上止点时，上凸轮3a与外筒2及上部连接井下动力钻具的外壳一起向下加速运动，通过动力钻具的主轴对输出轴I产生轴向冲击，并将此冲击传递到输出轴I下端的钻头上。
[0045]下面将着重介绍耐磨组件4的结构。如图4所示，具有止推轴承功能的耐磨组件4，包括设置在下凸轮3b下端内孔中的上挡圈4a，下挡圈4b，为便于将两个挡圈组装在输出轴I上，每个挡圈均包括两个半圆弧形状的结构，且该两个半圆弧形状的结构沿着外筒2的内壁设置。
[0046]下挡圈4b每个半圆弧形状的结构与上挡圈4a相接触的扇环形表面上各设置有一条滚珠槽，滚珠槽的路径可以设置为与该扇环形表面的弧平行延伸的半圆弧。滚珠槽内可放置多个钢球滚珠4c，以此减少旋转的零部件之间的摩擦，并传递压力。
[0047]下挡圈4b每个半圆弧形状的结构在半圆弧的两侧分别设置有沉孔和螺纹孔，便于采用两个螺钉4d从相反的方向分别穿过沉孔和螺纹孔组装两个半圆弧形状的结构。
[0048]为避免加工误差或两个半圆弧反向装配而导致两个半圆弧与输出轴I的装配不同轴而影响使用，组装在输出轴I上后，将上挡圈4a与下挡圈4b组装在输出轴I上后，上挡圈4a或下挡圈4b中的相对的两个半圆弧的断面间距均小于1mm。如图5所示。
[0049]下面将着重介绍滑动轴承组件5的结构。如图4所示，滑动轴承组件5包括设置在输出轴I台阶面上的滑动轴承内圈5a及与其相适配的滑动轴承外壳5b，其主要作用是支撑输出轴I。其中，滑动轴承外壳的外表面与外筒2下端的内壁螺纹连接。
[0050]由此，当停止钻井上提钻具时，空转的输出轴I及安装在其上的下凸轮3b、上挡圈4a、下挡圈4b等作为一个整体会下落在滑动轴承外壳5b的上端面上，此时上凸轮3a、下凸轮3b会脱开啮合，停止冲击，钢球滚珠4c会减少旋转的输出轴1、耐磨组件4与滑动轴承外壳5b之间的摩擦，避免下挡圈4b和滑动轴承外壳5b的端面之间产生严重滑动摩擦而严重磨损滑动轴承外壳5b。
[0051]滑动轴承外壳5b与下挡圈4b的端面之间设置轴向可移动的距离，避免钻具空转过程中继续对钻头产生冲击。
[0052]另外，滑动轴承内圈5a的外表面和滑动轴承外壳5b的内表面镶嵌有硬质合金，可大大提高该冲击机构的使用寿命。
[0053]虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
【主权项】
1.一种能够调节参数的冲击发生机构，其特征在于，包括: 输出轴，其在上端与井下动力钻具的主轴通过花键连接，其在下端与钻头通过螺纹连接; 外筒，与所述输出轴同轴，其在上端与井下动力钻具的外壳通过螺纹连接； 空间凸轮组件，与所述外筒和所述输出轴分体式设计； 具有止推轴承功能的耐磨组件，其设置在所述输出轴的环形台阶槽内； 滑动轴承组件，其设置在所述输出轴与所述外筒之间，且与位于外筒下端的内壁螺纹连接； 其中， 所述空间凸轮组件包括上凸轮和下凸轮，所述上凸轮与所述下凸轮的啮合点高低不同，且其啮合齿数及啮合齿的高度参数是能够调节的； 所述具有止推轴承功能的耐磨组件包括设置在所述下凸轮的下端内孔中的上挡圈和下挡圈、设置在所述下挡圈的半圆弧形状的滚珠槽内的多个钢球滚珠及紧固所述下挡圈的两个螺钉； 所述滑动轴承组件包括设置在所述输出轴台阶面上的滑动轴承内圈及与其相适配的滑动轴承外壳。2.根据权利要求1所述的能够调节参数的冲击发生机构，其特征在于，所述下凸轮与所述输出轴之间采用左旋螺纹连接。3.根据权利要求1或2所述的能够调节参数的冲击发生机构，其特征在于，所述输出轴的台阶面限制所述下凸轮的轴向运动。4.根据权利要求1所述的能够调节参数的冲击发生机构，其特征在于，所述上凸轮与所述外筒之间采用花键连接，且所述外筒的圆柱孔内的台阶面限制所述上凸轮的轴向运动。5.根据权利要求1所述的能够调节参数的冲击发生机构，其特征在于，所述上挡圈与所述下挡圈均为两个半圆弧形状的结构，且所述两个半圆弧形状的结构沿着所述外筒的内壁设置。6.根据权利要求1或5所述的能够调节参数的冲击发生机构，其特征在于，所述下挡圈的每个半圆弧形状的结构与所述上挡圈相接触的扇环形表面上各设置有一条滚珠槽，滚珠槽的路径可以设置为与该扇环形表面的弧平行延伸的半圆弧。7.根据权利要求6所述的能够调节参数的冲击发生机构，其特征在于，所述下挡圈的两个半圆弧形状的结构在半圆弧的两侧分别设置有沉孔和螺纹孔。8.根据权利要求7所述的能够调节参数的冲击发生机构，其特征在于，所述上挡圈和下挡圈的两个半圆弧形状的结构组装在所述输出轴上，相对的两个半圆弧的断面间距均小于 Imnin9.根据权利要求1所述的能够调节参数的冲击发生机构，其特征在于，所述滑动轴承外壳与所述下挡圈的端面之间设置轴向的可移动距离。10.根据权利要求1所述的能够调节参数的冲击发生机构，其特征在于，所述滑动轴承内圈的外表面和滑动轴承外壳的内表面镶嵌有硬质合金。
【专利摘要】本实用新型提出了一种能够调节参数的冲击发生机构，包括：输出轴；外筒；空间凸轮组件，即上凸轮和下凸轮，其啮合点高低不同，啮合齿数及啮合齿的高度参数是能够调节的；具有止推轴承功能的耐磨组件，包括设置在下凸轮的下端内孔的上挡圈和下挡圈、设置在下挡圈的半圆弧形状的滚珠槽内的多个钢球滚珠及紧固下挡圈的两个螺钉；滑动轴承组件，包括设置在输出轴台阶面上的滑动轴承内圈及与其相适配的滑动轴承外壳。该冲击发生机构与井下动力钻具连接后，可作为井底辅助破岩工具，能够全面提高油气钻井的机械钻速。同时，由于空间凸轮组件的参数能够调节，且该冲击机构整体结构简单，各组件容易更换，使用寿命更长。
【IPC分类】E21B4/16
【公开号】CN205172424
【申请号】CN201520714377
【发明人】王甲昌, 张海平, 孙明光, 张仁龙, 陶兴华, 索忠伟, 刘晓丹, 涂玉林, 刘鹏, 胡彦峰
【申请人】中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年9月15日