1. 一种冲击-刮削复合PDC钻头,其特征在于,包括钻头体(1)、外壳(5)、固定切削结构、冲击结构、钻头连接段(16);所述外壳(5)为中空结构的筒体,其筒体顶部为椭圆面结构,其筒体底部连接到钻头连接段(16);所述固定切削结构设置于椭圆面结构上,固定切削结构包括多个设置在钻头体(1)上的刀翼(3),刀翼(3)设置在外壳(5)顶部并呈现周向阵列排布,且刀翼(3)在外壳(5)顶部中心处留出空白,所述外壳(5)顶部中心处的空白设有连接到外壳(5)内侧的通孔,在外壳(5)内安装冲击结构,冲击结构的一部分延伸出外壳(5)顶部的通孔。

2. 根据权利要求1所述的一种冲击-刮削复合PDC钻头,其特征在于,钻头连接段(16)内径小于外壳(5)的筒体内径,钻头连接段(16)和外壳(5)连接后,形成一个台阶;在外壳(5)的筒体两端分别设有上圆盘(14)和限流盘(10),上圆盘(14)与钻头连接段的台阶抵紧,在上圆盘(14)和限流盘(10)之间安装有内腔体(13),所述内腔体(13)为中空筒体,在内腔体(13)内侧设有多级台阶,并将整个内腔体内侧分为上中下三段,上段(13-1)安装有上活阀(12),上活阀(12)可沿着上段(13-1)内部轴向运动,下段(13-3)安装有冲锤(11),冲锤(11)可沿着下段内部轴向运动,中段为上活阀(12)和冲锤(11)的过渡段,上活阀(12)和冲锤(11)在沿着上段(13-1)和下段(13-3)做轴向运动时,各自的一部分会进入中段(13-2)并在中段内发生接触;上活阀(12)和冲锤(11)均设有贯穿的流道结构,并在相互接触面设有一块接触板(12-1),使上活阀(12)和冲锤(11)接触的时候封闭两者的贯穿的流道结构。

3. 根据权利要求2所述的一种冲击-刮削复合PDC钻头,其特征在于,上活阀(12)为中空筒体结构,其侧面设有一段凸缘,使其在上段内侧活动的时候通过凸缘限位,且其运动过程中与上段的台阶周向密封;上活阀(12)下端连接接触板(12-1),接触板(12-1)为锥形结构,接触板(12-1)与上活阀(12)的筒体边缘连接,并在连接处设有多个通孔,作为分流口,使其形成贯穿的流道结构,分流口的倾斜角度为25°;

冲锤(11)为中空筒体结构,并在其侧面设有一段凸缘,使其在下段内侧活动的时候通过凸缘限位,在冲锤(11)内部对应凸缘段的位置设有一实体段(11-1),在实体段(11-1)上设有多个通孔或通槽,使其形成贯穿的流道结构,所述实体段为锥形结构;在实体段下侧固定有冲头(9),冲头(9)另一端设有冲击齿(8);

接触板(12-1)与冲锤(11)的中空筒体端部相配合,可盖住并封堵住冲锤(11),使冲锤(11)和上活阀(12)之间贯穿的流道被封堵;

上活阀(12)在上段的轴向运动空间长度小于冲锤(11)在下段的轴向运动空间长度。

4. 根据权利要求3所述的一种冲击-刮削复合PDC钻头,其特征在于,在中段(13-2)的腔体侧面设有直线的通孔,在外壳(5)对应中段侧面通孔的位置也设有通孔,且外壳(5)的通孔为斜线结构,两个通孔联通;

在下段(13-3)的腔体侧面设有直线的通孔,在外壳(5)对应下段(13-3)侧面通孔的位置也设有直线的通孔,两个通孔联通;

上述两组通孔作为呼吸孔,呼吸孔与外界相通,使装置能的吸排气或吸排液,从而完成往复运动。

5. 根据权利要求4所述的一种冲击-刮削复合PDC钻头,其特征在于,在上段(13-1)的腔体侧面设有直线的通孔,在外壳(5)对应上段(13-1)侧面通孔的位置也设有直线的通孔,两个通孔联通;该孔作为携流排屑侧孔,通过活阀和冲锤在内腔体中周期性的运动来带动腔体内流体周期性脉动,并且排出到钻头外部,起到侧孔携流,加快岩屑排出的速度,提高排屑效率的优化作用。

6. 根据权利要求5所述的一种冲击-刮削复合PDC钻头,其特征在于,在内腔体(13)的两端与限流盘(10)和上圆盘(14)的接触面设有密封槽,密封槽内设有密封圈(15)。

7. 根据权利要求6所述的一种冲击-刮削复合PDC钻头,其特征在于,在限流盘(10)上对应冲锤(11)的通孔或通槽的位置设有贯穿孔,在壳体顶部的椭圆面结构上设有水眼(4)。

8. 根据权利要求7所述的一种冲击-刮削复合PDC钻头,其特征在于,所述刀翼(3)的数量为5个,在每个刀翼(3)上设置有5颗切削齿。

9. 根据权利要求8所述的一种冲击-刮削复合PDC钻头,其特征在于,冲击齿(8)与冲头(9)的轴线略微偏移,偏移值的范围为1~5 mm。

10. 一种采用如权利要求9所述的冲击-刮削复合PDC钻头的使用方法,其特征在于,包括如下步骤:

S1.冲击装置在开始工作前,由于重力的作用,上活阀(12)和冲锤(11)都处于各自行程的下顶点;

S2.钻井液从上圆盘(14)进入装置的内部,经过上活阀(12)的分流口流入冲锤(11)的内部通道,由于限流盘(10)的通孔面积很小,钻井液在下段的冲锤(11)的下侧腔体内形成了高压液流,由于上活阀(12)和冲锤(11)的下端有效承压面积都大于上端有效承压面积,在上下端面压力差的作用下,上活阀(12)和冲锤(11)上行至行程的上顶点;

S3.按照结构设计的尺寸,上活阀(12)先于冲锤(11)到达上行顶点;当冲锤(11)上行到和上活阀(12)接触时,内部流体通道被瞬间关闭,此时上活阀(12)内产生较大的水击作用,上活阀(12)和冲锤(11)会在水击作用和重力的作用下加速下行;

S4.由于冲锤(11)的行程大于上活阀(12)的行程,上活阀(12)下行至其行程下顶点时和冲锤(11)分离,此时冲锤(11)继续下行,直到完成冲击,冲击后冲锤(11)和上活阀(12)回到工作前的相对位置,开始下一周期的工作。