CN111236848A - 一种可控电磁驱动式冲击-刮切复合钻头及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可控电磁驱动式冲击‑刮切复合钻头及方法，包括钻头体，和设于钻头本体上的固定切削结构及冲击切削结构，以及供电蓄能结构，冲击切削结构包括冲击导向管、冲头和冲击切削齿，冲击切削齿固结在冲头的末端，冲头相对钻头本体做滑动或滑动冲击，供电蓄能结构包括可旋转的叶轮、电机、电容和控制放电频率的控制芯片，并提供了配套的使用方法。与常规PDC钻头相比，本发明可对岩石进行预破碎，提高破岩效率，减缓牙齿的磨损速度，还能缓解PDC钻头在钻进过程中的粘滑效应。与传统冲击类钻头相比，本发明可控制冲击频率、自动蓄能，结构简单，能有效提高钻井破岩效率。

Description

一种可控电磁驱动式冲击-刮切复合钻头及方法

技术领域

本发明涉及钻井工具技术领域，特别涉及一种钻头，具体是一种可控电磁驱动式冲击-刮切复合钻头及方法。

背景技术

随着油气勘探开发的不断深入，深井、超深井不断增多，钻进过程中遇岩石硬度高、岩石可钻性低、岩石研磨性高的地层的情况越来越多。由于钻进过程中遇到的地层情况愈加复杂，机械钻速大幅下降，钻具磨损越发的严重，加上地下高温、高压等因素，钻具在深井、超深井的钻进过程中极易发生故障，油气田开发的速度和成本受到极大的影响。

钻头是钻井工程中用以破碎岩石、形成井筒的破岩工具。目前钻井工程中使用的钻头主要有三牙轮钻头、聚晶金刚石复合片钻头（即PDC钻头）和冲旋钻头（也称旋冲钻头或钎头）。

三牙轮钻头主要以冲击压碎的形式破岩，适用的地层范围较宽，但其能量利用率不高，破岩效率相对较低，机械钻速低。特别是在深部难钻地层钻进时，牙齿难以压入地层并形成有效的破碎。三牙轮钻头的寿命很大程度上受限于轴承的寿命。由于压轮钻头钻进时通常需要很大的钻压，所以轴承所承受的载荷也就比较大，同时由于压轮工作时，牙齿交替吃入岩石，会产生较大的轴向振动，并且地底工作环境复杂多变，很难保证轴承的密封性，这些都很大程度上限制了轴承的寿命从而影响牙轮钻头的寿命。

PDC钻头依靠聚晶金刚石复合片（简称PDC齿）来剪切和破碎岩石，在软至中硬地层PDC钻头破岩效率和机械钻速均明显高于三牙轮钻头，随着聚晶金刚石复合片的发展，PDC钻头在钻井工程中的使用越来越多，比例越来越大，但对于深井、超深井中岩石硬度高、可钻性地、研磨性高的地层，仍然难以适应。对PDC钻头而言，在钻头转速、钻压相同的条件下，钻头的破岩效率主要取决于PDC齿吃入岩石的能力，PDC齿吃入岩石的深度越大，钻头破岩效率就越高。PDC 钻头的主要有缺点是：第一，在岩石的强度或硬度较高时，PDC齿难以吃入岩石以形成有效的刮切，特别是当PDC齿有磨损后，牙齿更加难以吃入地层，钻头的机械钻速会急剧降低。第二，PDC齿在连续不断地切削岩石的过程中，由于剧烈摩擦产生的热量会使牙齿达到相当高的温度，当温度超过一定界限时，PDC齿的磨损速度明显上升，从而导致热磨损现象（当 PDC 齿工作温度高于某一特定温度时，其耐磨性明显下降的现象称为 PDC齿的热磨损现象）的发生。第三，PDC 钻头不同径向区域上的 PDC 齿的磨损速度差异明显，一般钻头外部区域（特别是钻头半径的外 1/3 区域）的切削齿磨损速度明显快于心部区域的齿，切削齿磨损均衡性差，从而降低了钻头的综合性能。

冲旋钻头是冲旋钻井中配合潜孔冲击器使用的固定齿破岩工具。冲旋钻头的结构与PDC钻头相似，钻头上没有活动部件，钻头体上设置有一定数量的切削齿。不同之处主要在于：PDC钻头的切削元件主要为PDC齿，而冲旋钻头的切削元件主要为硬质合金或金刚石复合牙齿。冲旋钻头的破岩机理与牙轮钻头的压碎机理以及PDC钻头的切削机理均具有显著的区别。冲旋钻头依靠其牙齿的瞬间冲击力实现对井底岩石的破碎。冲旋钻头的上端连接着潜孔冲击器，潜孔冲击器在工作时，其冲锤在钻井液或循环气体的作用下往复运动，周期性撞击钻头或钎头，从而产生脉动冲击载荷，岩石在牙齿的脉动冲击载荷作用下发生破碎。由于钻头的冲击载荷依赖于潜孔冲击器，所以，冲旋钻头工作过程中不需要施加很大的钻压。通常情况下，冲旋钻头在脆性地层特别是较硬的脆性地层钻进时能取得较高的破岩效率。此外，在地层倾角较大的易斜地层，采用冲旋钻头钻进有利于减小井斜趋势。

目前常规PDC钻头在复杂难钻地层存在粘滑、回弹震荡等问题，这些问题导致钻井设备过早失效，严重影响钻具的寿命和钻进的成本。

经过研究表明，施加高频轴向冲击载荷能有效的缓解PDC钻头在钻进过程中的粘滑效应，因为施加轴向冲击载荷既能对岩石进行预破碎，适当的冲击频率还有利于与岩石产生共振现象，增加破碎体积，提高破岩效率，缓解PDC钻头在钻进过程中出现的粘滑振动的问题。

国内外对井下冲击破岩工具已经进行了大量的研究，并已设计研制了多种冲击破岩工具，如扭力冲击器、液动射流式冲击器、自激式扭转冲击工具、轴向与周向复合冲击工具、液动旋冲工具等等。对于这些已有的研究成果，一方面，冲击载荷发生器的存在使钻具过长，另一方面冲击载荷会通过PDC切削齿传递给岩石，使切削齿在钻进过程中的受力将会更加复杂，严重影响切削齿的寿命，从而增加钻进的时间与成本。

如公开号为CN102678055B的中国发明所提供的现有技术所示，现有冲击-刮切复合钻头的冲击能量靠外部供给，需要设置配套的冲击器，这导致钻头尺寸较长，不利于钻定向井，并且存在连接部位磨损严重的问题，可靠性低。与传统冲击-刮切复合钻头相比，本专利可自供电蓄能，通过电磁驱动冲击，结构简单，钻头较短，十分有利于钻定向井。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种可控电磁驱动式冲击-刮切复合钻头及方法，能够有效提高钻井效率，并且结构简单、空间占用少，且安装拆卸和加工都很方便，无需单独的外接供能机构，对于钻井效率提高有很大的帮助。

本发明的技术方案如下：

一种可控电磁驱动式冲击-刮切复合钻头，包括钻头体，所述钻头体上设有多个固定切削结构，所述钻头体还设有多个冲击切削结构，所述冲击切削结构包括冲击导向管、冲击器，冲击器设置于导向管内，导向管外端部设有限位机构，冲击器侧面设有与限位机构配套的卡块；在冲击切削机构后方设有冲击驱动装置。

优选的，所述所述冲击器包括冲头以及连接在冲头顶部的冲击切削齿，所述冲头为圆柱体结构，其中部的卡块为环形的防掉凸台；导向管为管状结构，包括主管段和设置于其顶部的一圈加宽段，加宽段的内径小于主管段，外径大于主管段，加宽段作为限位机构，与防掉凸台相配合；在主管段内侧上部设有前置保护弹簧，下部设有后置保护弹簧；

冲头与冲击导向管之间设置有密封装置。

优选的，所述冲击导向管的主管段外侧设置有电磁线圈，在钻头体内还设有供电蓄能结构，供电蓄能结构连接到电磁线圈；

所述电磁线圈为双螺旋形环绕结构，缠绕于主管段外侧。

优选的，所述供电装置设置于钻头体内，所述钻头体中部设有流道，供电装置安装于流道中；

所述供电蓄能结构包括发电装置、蓄电装置、导电装置，所述导电装置连接到冲击器上；发电装置设置于流道中，通过流道的流体冲击进行发电；蓄电装置设置于发电装置下方，储蓄发电装置所发的电能。

优选的，所述发电装置为叶轮和电机，蓄电装置为电路板，在电路板上设有电容、控制芯片、蓄电池；导电装置为抗干扰防水电线；

所述供电蓄能结构之间均为与外界密封防水结构。

优选的，所述固定切削结构为刀翼，刀翼设有3个，在每个刀翼上设有至少一排固定切削齿；所述冲击切削结构数量为3个，设置于相邻两个刀翼之间，且冲击切削结构安装在钻头体冠部。

优选的，所述固定切削齿和冲击切削齿的材料为聚晶金刚石复合片切削齿、热稳定聚晶金刚石切削齿、天然金刚石切削齿、孕镶金刚石切削块、孕镶金刚石切削齿、硬质合金切削齿、金刚石加强硬质合金切削齿、立方氮化硼切削齿、陶瓷切削齿中的任意一种。

优选的，所述冲击切削齿的齿形是锥球齿、楔形齿、球形齿、边楔齿、勺形齿中的任意一种。

优选的，冲击切削齿与固定切削齿在径向重叠覆盖布置。

优选的，冲头上设置有前置保护弹簧与后置保护弹簧，防止冲头与冲击导向管之间直接接触。

一种可控电磁驱动式冲击-刮切复合钻头的工作方法，包括如下步骤：

1）将可控电磁驱动式冲击-刮切复合钻头安装到位，下入井下，开始钻井作业，在钻头体的流道末端还设有水眼；

2）当从井上通过钻杆内部送来的钻井液从钻头体中流过叶轮时，叶轮转动，带动电机产生电能，电能传输给蓄电池并储存在蓄电池内；

3）蓄电池在控制芯片的控制下对电容进行充电，电容开始积蓄电能，当电容内积蓄的电能达到一定程度后，控制芯片控制电容进行放电，电能通过电能传输通道传递给电磁线圈；

4）当线圈里面流过电流时，冲击导向管内将产生磁力，将冲头弹射出去，对目标岩石进行冲击。

本发明的有益之处在于：

（1）与现有技术的单一牙轮-PDC混合钻头相比，冲击结构在钻头上所占空间较小，有利于钻头的结构设计，提高钻头的寿命。

（2）与选有技术的具备冲击器的钻头相比，本发明所提供的复合钻头中的供电蓄能结构能够通过钻井流体实现自发电蓄能，冲击结构简单，不需要额外的配套冲击工具进行外部能量输入，钻头尺寸小，对钻定向井十分有利。

（3）复合钻头在下井前可根据不同岩层调节使用不同的冲击频率，冲击频率可通过控制芯片调节。

（4）在脆性较强的地层，复合钻头的冲击效果更明显。

（5）与传统冲击-刮切复合钻头相比，本专利通过电磁产生产生高频冲击力，其结构简单，连接部件少，可靠性高。

（6）当冲击切削齿由于各种原因失效或效率较低时，固定切削元件仍然可以正常工作。

（7）与常规PDC钻头相比，本专利能明显降低切削齿吃入岩石的难度和破岩能耗，在硬度较高的地层钻进时能达到更高的破岩效率。

（8）由于PDC切削齿在有破碎坑的地方切削时的能耗较低，产生的摩擦更小，热磨损现象得到极大的改善。

（9）当钻头径向外部区域布置有冲击切削齿时，冲击破岩的存在使钻头外部区域的固定切削齿的磨损得到极大的改善，有利于增加钻头心部与外部切削齿磨损的同步性，提高钻头的综合性能。

（10）本专利中的冲头和冲击切削齿能够沿冲击导向管方向上相对于钻头体做滑动，冲击力与冲击带来的振动不会传递到切削齿上，有利于延长切削齿的使用寿命。

附图说明

图1是本发明的可控电磁驱动式冲击-刮切复合钻头外部立体结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是可控电磁驱动式冲击-刮切复合钻头的剖视图；

图4是本发明的冲击切削结构中的冲头及冲击切削齿示意图；

图5是本发明的冲击切削结构中的冲击导向管剖视图；

图6是本发明的冲击切削结构中的电磁线圈示意图，其中a为外观主视图，b为剖面主视图；

图7是本发明供电蓄能结构中的叶轮外部立体结构示意图；

图8是本发明叶轮内部零部件示意图；

图9是复合钻头周向布齿示意图；

图10是复合钻头径向布齿示意图。

图中标识：

1-钻头体

2-刀翼；

21-固定切削齿；

3-冲击切削齿；

31-1#冲击切削齿；32-2#冲击切削齿；33-3#冲击切削齿；34-冲击切削齿切削轨迹；

4-冲击导向管；

5-冲头；

6-水眼；

7-电磁线圈；

8-叶轮；

81-电路板；811-电容；812-控制芯片；813-蓄电池；82-电机；

9-电能传输通道；

10-前置保护弹簧；

11-后置保护弹簧。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明。

一种可控电磁驱动式冲击-刮切复合钻头，能在井底实现自动供电和蓄能，减少传动部件使用以提高钻头可靠性，在PDC钻头钻进过程中可对岩石施加频率可控的冲击载荷，提高破岩效率并延长井下钻具的寿命。

如图1-10所示，一种可控电磁驱动式冲击-刮切复合钻头，包括钻头体1和固结在钻头体1上的固定切削结构，复合钻头上设置有冲击切削结构和供电蓄能结构。钻头包括钻头体1、延伸自钻头体1的刀翼2、刀翼2之间的水道、水眼6或喷嘴、PDC切削齿，冲击切削结构包括传递冲击力的冲头5、冲击切削齿3、电磁线圈7和冲击导向管4，在冲击导向管4的顶部和底部分别设有前置保护弹簧10和后置保护弹簧11，供电蓄能结构包括叶轮8以及设置于叶轮8内部的电机82、电路板81，电路板81包括电容811、控制芯片812和蓄电池813。

对于本发明涉及到的钻头本体、刀翼2、刀翼布齿面、水眼6、喷嘴、刀翼本体轮廓线、及相应的切削齿，为本领域公知的概念。

具体的，所述叶轮8在钻井液驱动下旋转通过电机82产生电能对电容811进行充电，控制芯片812控制电容811的放电频率与大小，电容811释放的电能最后传递给钻头冠部的线圈，产生磁场，产生的磁力就会将铁磁性冲头5弹射出去，形成冲击力并施加到岩石上。

所述固定切削结构上的固定切削齿21为聚晶金刚石复合片，也可以为热稳定聚晶金刚石、天然金刚石以及孕镶金刚石切削齿，冲击切削结构上的冲击切削齿3为硬质合金齿，或用金刚石做表面加强的硬质合金齿。用作冲击切削齿3的硬质合金齿的齿形可以是球形齿、锥球齿、楔形齿、边楔齿以及勺形齿，也可以是具有良好冲击破岩效果的其它形状的牙齿。

所述冲击切削结构的冲击切削齿3可以布置在所述固定切削结构固定切削齿21的径向覆盖范围之内，也可独立布置（不与固定切削结构固定切削齿21的径向覆盖范围相重叠），或部分独立布置。

作为优选方式，所述冲击切削结构的冲击切削齿3布置在钻头半径三分之一以外的径向区域之内。

作为优选方式，所述冲击切削结构的冲击切削齿3布置在钻头半径二分之一以外的径向区域之内。

作为优选方式，所述冲击切削结构的冲击切削齿3布置在钻头半径三分之二以外的径向区域之内。

作为优选方式，所述冲击切削结构的冲击切削齿3布置在钻头半径三分之一以内的径向区域之内。

所述的冲头5上设有防掉凸台，以避免冲头5和冲击切削齿3在工作时掉落，冲击导向管4内前后设有前置保护弹簧10和后置保护弹簧11，对冲头5运动到行程极限时进行缓冲，以此来对冲头5进行保护。其中冲头5与冲击齿之间采用焊接的连接方式。

所述可控电磁驱动式冲击-刮切复合钻头采用分体式结构，即可将冲击结构及供电蓄能结构从复合钻头上分离出来，构成单独的部件。此时钻头由冲击结构和供电蓄能结构以及钻头体1连接而成，冲击结构安装在钻头冠部的中空部位，供电蓄能结构安装在钻头流道中空部位。采用分体式结构更有利于复合钻头的制造和使用，各个部件可以分别制造，入井使用前再组装在一起。

钻井流体流过叶轮8时，叶轮8转动带动电机82产生电能，电能传输给蓄电池813并储存在蓄电池813内，蓄电池813在控制芯片812的控制下对电容811进行充电，电容811开始积蓄电能，当电容811内积蓄的电能达到一定程度后，控制芯片812控制电容811进行放电，电能通过电能传输通道9传递给电磁线圈7，当线圈里面流过电流时，冲击导向管4内将产生磁力，将冲头5弹射出去，对目标岩石进行冲击。蓄电池813的作用是对电机82产生的电能进行储存，并对电容811进行持续充电，电容811的作用是积蓄电能并输出足够大的电能来产生足够大的冲击力，控制芯片812主要负责控制电容811放电的频率和大小来间接控制冲击力的频率和大小。

本发明的关键之一在于：复合钻头能够实现自供电、自蓄能，与传统冲击类工具相比，本专利不需要额外的配套冲击器来进行外部能量输入，结构简单，零部件少，钻头尺寸较小，这对钻定向井十分有利。

本发明的关键之二在于 ：通过供电蓄能结构产生的电流流过电磁线圈7时，将在冲击导向管4内产生足够大的磁力，将冲头5弹射出去，通过控制芯片812控制磁力的方向来实现冲头5的往复运动，进而对目标岩石进行冲击。本专利靠电磁产生冲击力，并且冲击力的频率和幅值可调，这与常规冲击类工具有很大不同。本专利可根据不同地层调节冲击频率和大小，以达到最优的破岩效果（传统机械式冲击工具功能单一、复杂地层适用性不强、频率不可调节）。与常规冲击-刮切复合钻头相比，本专利内部连接件较少，可靠性和寿命有大幅提升。

作为优选方式，冲击频率可以是脉冲波、矩形波、和正弦波等其他波形。

经研究表明，岩石对不同波形的冲击频率有着不同的响应和破坏形式，所以针对不同的地层，可以通过控制芯片812调节冲击频率的波形，以此来达到最佳的破岩效果。

关于控制电容811放电频率和大小的方式，可以是芯片控制或其他方式，本领域技术人员在本说明书教导下结合现有技术可以有众多选择，这些技术方案均在本发明保护范围之内。

对于包含本发明所述的冲击机构的可控电磁驱动式冲击-刮切复合钻头，其工作过程为：

当钻头开始工作后，钻井流体流过叶轮8，叶轮8开始旋转并驱动电机82产生电能并输送到蓄电池813进行储存，蓄电池813持续对电容811充电，电容811在控制芯片812的控制下开始积蓄电能，当电容811内积蓄的电能达到一定程度后，控制芯片812控制电容811开始放电，并通过传输通道传递给钻头冠部的电磁线圈7，产生磁场，从而对冲头5产生一定频率可控的冲击力并作用于岩石，对岩石进行预破碎并产生破碎坑或压入坑，与此同时，固定切削结构上的切削齿开始接触井底并对已经预破碎的岩石进行刮切破碎。循环流体流过叶轮8后，再通过内部流道从钻头水眼6或喷嘴流出，完成冷却切削齿、清洗钻头、清洗井底和携带岩屑功能。固定切削结构和冲击切削结构彼此之间会发生有益的相互影响。复合钻头固定切削结构中的切削齿通常为PDC齿（或以PDC 齿为主），其破岩效率的关键在于PDC齿对井底岩石的吃入效果。要增大PDC齿的吃入深度，通常只能增加钻压，而钻压的增加是有限度的，而且增加钻压会加剧 PDC齿的磨损，降低钻头的工作寿命。本发明技术方案通过在常规PDC钻头的基础上引入电磁驱动式冲击切削结构，能够有效利用冲击破岩方式的特点和优势，显著地提升固定切削结构的破岩效率和切削齿工作寿命。电磁驱动式冲击切削结构依赖冲击切削齿3对岩石的频率可控的脉动冲击载荷破碎岩石，因此对工作钻压的要求很低，3#冲击切削齿3对井底岩石的冲击效果是在井底的相应区域形成一个个的破碎坑或压入坑，这些破碎坑或压入坑相当于生成了一定的自由面，自由面的存在释放了岩石内部的应力，降低了PDC切削齿切削时的应力，直接促进了固定切削结构相应区域PDC 齿对井底岩石的吃入，同时减轻了这些PDC齿的工作负荷。换言之，当固定切削结构的切削齿在具有许多破碎坑的凸凹不平的井底上钻进时，其钻进速度要明显高于在平滑井底上的钻进速度，而其切削齿的磨损速度明显低于在平滑井底上钻进时的磨损速度。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的改进。

Claims (10)

1.一种可控电磁驱动式冲击-刮切复合钻头，包括钻头体，所述钻头体上设有多个固定切削结构，其特征在于，所述钻头体还设有多个冲击切削结构，所述冲击切削结构包括冲击导向管、冲击器，冲击器设置于导向管内，导向管外端部设有限位机构，冲击器侧面设有与限位机构配套的卡块；在冲击切削机构后方设有冲击驱动装置。

2.根据权利要求1所述一种可控电磁驱动式冲击-刮切复合钻头，其特征在于，所述所述冲击器包括冲头以及连接在冲头顶部的冲击切削齿，所述冲头为圆柱体结构，其中部的卡块为环形的防掉凸台；导向管为管状结构，包括主管段和设置于其顶部的一圈加宽段，加宽段的内径小于主管段，外径大于主管段，加宽段作为限位机构，与防掉凸台相配合；在主管段内侧上部设有前置保护弹簧，下部设有后置保护弹簧；

冲头与冲击导向管之间设置有密封装置。

3.根据权利要求2所述一种可控电磁驱动式冲击-刮切复合钻头，其特征在于，所述冲击导向管的主管段外侧设置有电磁线圈，在钻头体内还设有供电蓄能结构，供电蓄能结构连接到电磁线圈；

所述电磁线圈为双螺旋形环绕结构，缠绕于主管段外侧。

4.根据权利要求3所述一种可控电磁驱动式冲击-刮切复合钻头，其特征在于，所述供电装置设置于钻头体内，所述钻头体中部设有流道，供电装置安装于流道中；

所述供电蓄能结构包括发电装置、蓄电装置、导电装置，所述导电装置连接到冲击器上；发电装置设置于流道中，通过流道的流体冲击进行发电；蓄电装置设置于发电装置下方，储蓄发电装置所发的电能。

5.根据权利要求4所述一种可控电磁驱动式冲击-刮切复合钻头，其特征在于，所述发电装置为叶轮和电机，蓄电装置为电路板，在电路板上设有电容、控制芯片、蓄电池；导电装置为抗干扰防水电线；

所述供电蓄能结构之间均为与外界密封防水结构。

6.根据权利要求5所述一种可控电磁驱动式冲击-刮切复合钻头，其特征在于，所述固定切削结构为刀翼，刀翼设有3个，在每个刀翼上设有至少一排固定切削齿；所述冲击切削结构数量为3个，设置于相邻两个刀翼之间，且冲击切削结构安装在钻头体冠部。

7.根据权利要求6所述一种可控电磁驱动式冲击-刮切复合钻头，其特征在于，所述固定切削齿和冲击切削齿的材料为聚晶金刚石复合片切削齿、热稳定聚晶金刚石切削齿、天然金刚石切削齿、孕镶金刚石切削块、孕镶金刚石切削齿、硬质合金切削齿、金刚石加强硬质合金切削齿、立方氮化硼切削齿、陶瓷切削齿中的任意一种。

8.根据权利要求7所述一种可控电磁驱动式冲击-刮切复合钻头，其特征在于，所述冲击切削齿的齿形是锥球齿、楔形齿、球形齿、边楔齿、勺形齿中的任意一种。

9.根据权利要求8所述一种可控电磁驱动式冲击-刮切复合钻头，其特征在于，冲击切削齿与固定切削齿在径向重叠覆盖布置。

10.一种采用如权利要求9所述的可控电磁驱动式冲击-刮切复合钻头的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）将可控电磁驱动式冲击-刮切复合钻头安装到位，下入井下，开始钻井作业，在钻头体的流道末端还设有水眼；

2）当从井上通过钻杆内部送来的钻井液从钻头体中流过叶轮时，叶轮转动，带动电机产生电能，电能传输给蓄电池并储存在蓄电池内；

3）蓄电池在控制芯片的控制下对电容进行充电，电容开始积蓄电能，当电容内积蓄的电能达到一定程度后，控制芯片控制电容进行放电，电能通过电能传输通道传递给电磁线圈；

4）当线圈里面流过电流时，冲击导向管内将产生磁力，将冲头弹射出去，对目标岩石进行冲击。

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