技術(shù)領(lǐng)域:

本發(fā)明涉及一種筒刀，具體涉及一種能自動回收管道切割所產(chǎn)生的鞍形板的筒刀。

背景技術(shù)：
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筒刀是用于在大型圓柱形管體上或圓柱形筒體上加工圓孔的刀具，主要作用是對管線管體進行開孔作業(yè)。是管線，特別是大口徑的管線安裝及維護時的重要裝備之一，在石油、天然氣等能源管線安裝和大口徑的城市供水管線安裝等領(lǐng)域被廣泛的使用。

在管道不停輸開孔作業(yè)的過程中，筒刀切削開孔會產(chǎn)生一塊鞍形板，此鞍形板通常隨著開孔作業(yè)的完成，由筒刀帶出；但在某些情況下，鞍形板會掉入運行的管線中，給后續(xù)管線的運行、清管及管道內(nèi)檢測帶來極大的麻煩。若采用常規(guī)的停輸、放空管線的方法取出鞍形板，將會帶來巨大的經(jīng)濟損失，并嚴(yán)重影響下游用戶的生產(chǎn)和生活。

發(fā)表于期刊《石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督》(2009年11月15日)的論文《探測打撈裝置的研制》中，中國石油管道局維搶修分公司研發(fā)中心研制出一種探測打撈裝置，利用攝像探測+磁鐵吸附的方法取出掉落的鞍形板。雖然成功取出了掉落的鞍形板，但用攝像機定位掉落的鞍形板操作比較繁瑣，在確定鞍形板掉落位置后用磁鐵吸附時，必須保證磁鐵吸附在鞍形板中央，且吸附之后的提升過程必須保證平穩(wěn)，否則會導(dǎo)致鞍形板重新掉落，這些無疑從各個方面增加了該裝置的操作難度。

為了克服現(xiàn)有的筒刀開孔易使切出的鞍形板掉落的問題，本發(fā)明將鉆頭和可張合卡爪整合到現(xiàn)有的筒刀中，利用筒刀自身的旋轉(zhuǎn)運動實現(xiàn)鉆頭的鉆進和卡爪的張合，提出了一種可自動回收鞍形板的筒刀，可以自動取出筒刀給管道開孔時產(chǎn)生的鞍形板。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
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本發(fā)明涉及一種可自動回收鞍形板的筒刀，主要包括：主刀體、鉆桿、可張合卡爪、鉆頭、磁鐵、螺栓，主刀體與鉆桿以及鉆頭三者同軸，主刀體和鉆桿通過螺栓連接，鉆桿和鉆頭之間采用焊接連接，可張合卡爪布置在鉆桿上靠近鉆頭尾部的地方，若干塊磁鐵均勻布置于筒刀內(nèi)壁靠近筒底的位置。

所述的主刀體為圓筒形金屬結(jié)構(gòu)，筒底通過螺栓與旋轉(zhuǎn)軸相連，筒頂沿周向均勻分布有若干刀齒。

所述的鉆桿末端為圓盤狀，并通過螺栓與主刀體連接，鉆桿直徑約為主刀體內(nèi)徑的0.1倍，軸向長度與主刀體軸向長度相當(dāng)。

所述的鉆頭焊接于鉆桿端部，其直徑比鉆桿直徑略大，軸向長度約為主刀體軸向長度的0.3倍。

所述的可張合卡爪由若干沿周向均勻分布的斜錐體組成，采用鉸接與鉆桿相連，其外側(cè)面為圓柱面，并做光滑處理，斜錐體的上斜平面可以和鉆桿緊密貼合；可張合卡爪貼合時，斜錐體外側(cè)面與鉆桿外表弧面共同構(gòu)成一個完整的圓柱面；可張合卡爪張開時，斜錐體的下斜平面可以到達水平狀態(tài)。

本發(fā)明在工作時，鉆頭先在管道上鉆孔，可張合卡爪通過鉆孔到達管道內(nèi)部，進而在重力和離心力的作用下張開，卡住筒刀切出的鞍形板，防止其掉入管道中；筒刀內(nèi)壁上的磁鐵可以吸附筒刀開孔作業(yè)中產(chǎn)生的鐵屑。

與現(xiàn)有的筒刀裝置相比，該裝置具有如下益處：

(1)在現(xiàn)有筒刀的基礎(chǔ)上進行改進，不影響傳統(tǒng)的筒刀開孔作業(yè)，在提出筒刀的同時將鞍形板帶出，操作便捷。

(2)在筒刀開孔作業(yè)的過程中將鐵屑等廢渣吸附，保證了管道的安全平穩(wěn)運行，減輕了清管作業(yè)強度。

(3)裝置組成簡單，成本低、無需維護。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明的組成示意圖；

圖2為本發(fā)明縱截面圖；

圖3為可張合卡爪合上過程示意圖；

圖4為可張合卡爪張開過程示意圖；

圖5為可張合卡爪斜錐體構(gòu)成圖。

圖中：1.主刀體；2.鉆桿；3.可張合卡爪；4.鉆頭；5.磁鐵；6.螺栓；7.管道；8.鞍形板；9.旋轉(zhuǎn)軸；10.斜錐體；11.上斜平面；12.外側(cè)面；13.下斜平面。

具體實施方式:

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例做詳細說明：本實施例在以發(fā)明技術(shù)方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式，本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。

如圖1所示，本發(fā)明主要包括：主刀體1、鉆桿2、可張合卡爪3、鉆頭4、磁鐵5、螺栓6，主刀體1與鉆桿2以及鉆頭4三者同軸，主刀體1和鉆桿2通過螺栓6連接，鉆桿2和鉆頭4之間采用焊接連接，可張合卡爪3布置在鉆桿2上靠近鉆頭4尾部的地方，若干塊磁鐵5均勻布置于筒刀內(nèi)壁靠近筒底的位置。

如圖2所示，所述的主刀體1為圓筒形金屬結(jié)構(gòu)，筒底通過螺栓6與旋轉(zhuǎn)軸9相連，筒頂沿周向均勻分布有若干刀齒。

所述的鉆桿2末端為圓盤狀，并通過螺栓6與主刀體1連接，鉆桿2直徑約為主刀體1內(nèi)徑的0.1倍，軸向長度與主刀體1軸向長度相當(dāng)。

所述的鉆頭4焊接于鉆桿2端部，其直徑比鉆桿2直徑略大，軸向長度約為主刀體1軸向長度的0.3倍。

所述的可張合卡爪3由若干沿周向均勻分布的斜錐體10組成，采用鉸接與鉆桿2相連，其外側(cè)面12為圓柱面，并做光滑處理，斜錐體10的上斜平面11可以和鉆桿2緊密貼合；可張合卡爪3合上時，斜錐體10外側(cè)面12與鉆桿2外表弧面共同構(gòu)成一個完整的圓柱面；可張合卡爪3張開時，斜錐體10的下斜平面13可以到達水平狀態(tài)。

本發(fā)明工作過程簡述如下：

當(dāng)本發(fā)明的鉆頭4未與管道7外壁接觸時，可張合卡爪3在重力作用下處于張開狀態(tài)，在進行管道7開孔作業(yè)時，筒刀一邊繞軸做旋轉(zhuǎn)運動，一邊向下行進。本發(fā)明的鉆頭4先于筒刀刀齒與管道7外壁接觸，在筒刀旋轉(zhuǎn)運動的帶動下，鉆頭4預(yù)先鉆入管道7；可張合卡爪3也隨之進入，在此過程中時，由于鉆孔的空間限制，可張合卡爪3會收起；鉆桿2直徑比鉆頭4直徑略小，可張合卡爪3外表面做光滑處理，從而保證可張合卡爪3順利通過鉆孔。

當(dāng)可張合卡爪3完全通過鉆孔后，在重力及離心力的作用下，會重新張開，此時，主刀體1的刀齒繼續(xù)進行傳統(tǒng)的開孔工作；開孔工作完成后，筒刀向上提出，可張合卡爪3會將鞍形板8一起帶出。筒刀開孔作業(yè)所產(chǎn)生的鐵屑等雜物可被磁鐵5吸附，從而一并被帶出。

本發(fā)明巧妙的將鉆頭4和可張合卡爪3整合到現(xiàn)有的筒刀中，利用筒刀本身的旋轉(zhuǎn)運動實現(xiàn)鉆頭4的鉆進和可張合卡爪3的張合，實現(xiàn)了自動回收鞍形板8的功能。避免了用筒刀給管道7開孔時發(fā)生的鞍形板8掉落問題，保證了管道7的安全平穩(wěn)運行，減少了經(jīng)濟損失。本發(fā)明可在原有筒刀的基礎(chǔ)上進行改進，不影響傳統(tǒng)的筒刀開孔作業(yè)，具有結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，方便快捷等優(yōu)點。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
一種可自動回收鞍形板的筒刀，主要包括：主刀體、鉆桿、可張合卡爪、鉆頭、磁鐵、螺栓，鉆頭在筒刀本身的旋轉(zhuǎn)運動的帶動下預(yù)先鉆入管道，可張合卡爪通過鉆孔時收起，進入管道后在重力及離心力作用下張開；待主刀體完成傳統(tǒng)的開孔作業(yè)之后，可張合卡爪將卡住切割出的鞍形板，并隨筒刀的提出帶出鞍形板；筒刀內(nèi)壁上的磁鐵可以吸附開孔作業(yè)過程產(chǎn)生的鐵屑。本發(fā)明可在原有筒刀的基礎(chǔ)上進行改進，不影響傳統(tǒng)的筒刀開孔作業(yè)，具有結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，方便快捷等優(yōu)點，應(yīng)用前景廣泛。

技術(shù)研發(fā)人員：謝振強;梁法春;曹學(xué)文;孫石濤;韓璐媛
受保護的技術(shù)使用者：中國石油大學(xué)（華東）
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.10
技術(shù)公布日：2017.08.29