專利名稱：一種地下孔眼擴進作業(yè)用平衡組合鉆具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種地下孔眼擴進作業(yè)用平衡組合鉆具，主要適用于石油天然氣、電線電纜或城市給排水等工程管道鋪設(shè)前擴孔作業(yè)中，特別是擴孔直徑較大時。
背景技術(shù)：
地下孔眼擴進作業(yè)主要在非開挖工程使用。非開挖技術(shù)是指在不開挖或少開挖地表條件下進行鋪設(shè)、更換或修復(fù)各種地下管線的施工新技術(shù)，國外稱TTCTrenchless Technology)或N_Dig，是鉆探工程的一項重要技術(shù)延伸。隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，施工技術(shù)和設(shè)備不斷完善，這種管道鋪設(shè)工藝的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷拓寬，其主要工藝有定向穿越和地下盾構(gòu)等。地下孔眼擴進作業(yè)主要在地下幾米到二十幾米深，基本都是粘土或者砂土等軟土層。由于土體對地下擴進工具支撐力不夠，因此要提高支撐能力就必須增加孔底擴進工具與地層接觸面積，通常的做法是在板式擴孔器后安裝一個桶式擴孔器來平衡由于組合鉆具前后的受力。根據(jù)現(xiàn)場測試及工程師經(jīng)驗，該方法雖然在一定程度上能夠保證孔眼質(zhì)量、降低鉆具失效頻率，但在孔眼入土段和出土段組合鉆具的穩(wěn)定性仍然難于保持，而且大大影響了鉆進過程和效率；另外，在水平段鉆進時，鉆柱的軸向推拉力幅值變化較大， 而且這種情況普遍存在。據(jù)分析主要是由于孔眼軌跡等原因造成了鉆具與孔壁接觸情況不同，那么為避免接觸面受軌跡影響太大，從而設(shè)計了一種新型平衡組合鉆具。本實用新型從鉆柱的受力平衡角度出發(fā)，基于提高孔眼質(zhì)量與優(yōu)化組合鉆具性能思想，特別設(shè)計了一種地下孔眼擴進作業(yè)用平衡組合鉆具。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種能夠在地下孔眼擴孔作業(yè)過程中提高組合鉆具對板式擴孔器的支撐能力、有效平衡組合鉆具受力的地下孔眼擴進作業(yè)用平衡組合鉆具。為了達到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是地下孔眼擴進作業(yè)用平衡組合鉆具由三部分組成桶式擴孔器1、板式擴孔器2與彈性扶正器3。該組合鉆具使彈性扶正器3通過兩端螺紋上接鉆桿或者無磁鉆鋌，下連板式擴孔器2 ；板式擴孔器2后接桶式擴孔器1。彈性扶正器3由扶正器本體4和弓形彈簧片5組成。該平衡組合鉆具的彈性扶正器3可與螺旋扶正器6調(diào)換使用。平衡組合鉆具中桶式擴孔器1、板式擴孔器2及彈性扶正器本體4或螺旋扶正器6用高強鋁合金材料制造，彈性扶正器的弓形彈簧片5用彈簧鋼制造。本實用新型的優(yōu)點是(1)對擴孔器支撐能力強。平衡組合鉆具主要用于管道鋪設(shè)前的擴孔作業(yè)，能夠有效支撐擴孔器及平衡組合鉆具受力，避免因板式擴孔器前端過重而導(dǎo)致的切削不均，從而提高擴孔器切割土體速度和過障礙的能力；(3)有效保護其他鉆具。彈性扶正器或螺旋扶正器對板式擴孔器受力的平衡使整個鉆柱軸向力和扭矩等參數(shù)降低，能夠削弱對鉆具造成的傷害；(4)孔眼質(zhì)量良好。板式擴孔器前后受力經(jīng)過平衡后，能夠使組合鉆具的軸線與孔眼保持一致，形成良好的孔眼質(zhì)量，利于后續(xù)管道作業(yè)；(5)安裝
3及更換簡單。在板式擴孔器上端直接安裝彈性扶正器或螺旋扶正器不影響其他鉆具結(jié)構(gòu)。
圖1為本實用新型一種地下孔眼擴進作業(yè)用平衡組合鉆具及彈性扶正器示意圖。圖2為本實用新型一種地下孔眼擴進作業(yè)用平衡組合鉆具中螺旋扶正器示意圖。圖中1.桶式擴孔器，2.板式擴孔器，3.彈性扶正器，4.彈性扶正器本體，5. 弓形彈簧片，6.螺旋扶正器。
具體實施例如圖1所示，該地下孔眼擴進作業(yè)用平衡組合鉆具由三部分組成桶式擴孔器1、 板式擴孔器2與彈性扶正器3。該組合鉆具使彈性扶正器3通過兩端螺紋上接鉆桿或者無磁鉆鋌，下連板式擴孔器2后，再安裝桶式擴孔器1。該平衡組合鉆具的彈性扶正器3可與螺旋扶正器6轉(zhuǎn)換使用。該地下孔眼擴進作業(yè)用平衡組合鉆具中的桶式擴孔器1、板式擴孔器2及彈性扶正器本體4或螺旋扶正器6用高強鋁合金材料制造，弓形彈簧片5用彈簧鋼制造，這樣組合鉆具的質(zhì)量較輕，易均勻切削孔壁四周，形成較好的孔眼質(zhì)量，有利于后續(xù)管道作業(yè)。彈性扶正器3或螺旋扶正器6能增強鉆具對板式擴孔器2的支撐能力，有效平衡組合鉆具受力，避免因板式擴孔器前端過重而導(dǎo)致的孔壁切削不均，從而不僅提高擴孔器切割土體的速度和過障礙的能力，而且使整個鉆柱軸向力與扭矩負載等參數(shù)減小，削弱對鉆具造成的傷害。
權(quán)利要求1.一種地下孔眼擴進作業(yè)用平衡組合鉆具，其特征在于該平衡組合鉆具由三部分組成桶式擴孔器(1)、板式擴孔器(2)與彈性扶正器(3)；該組合鉆具使彈性扶正器(3)通過兩端螺紋上接鉆桿或者無磁鉆鋌，下連板式擴孔器(2)，板式擴孔器(2)后接桶式擴孔器 (1)；彈性扶正器(3 )由扶正器本體(4 )和弓形彈簧片(5 )組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地下孔眼擴進作業(yè)用平衡組合鉆具，其特征在于該地下孔眼擴進作業(yè)用平衡組合鉆具中的桶式擴孔器(1)、板式擴孔器(2)及彈性扶正器本體(4) 或螺旋扶正器(6)用高強鋁合金材料制造，彈性扶正器的弓形彈簧片(5)用彈簧鋼制造。
專利摘要本實用新型涉及一種地下孔眼擴進作業(yè)用平衡組合鉆具，適用于石油天然氣、電線電纜或城市給排水等工程管道鋪設(shè)前擴孔作業(yè)中。其技術(shù)方案為地下孔眼擴進作業(yè)用平衡組合鉆具由三部分組成桶式擴孔器、板式擴孔器與彈性扶正器。彈性扶正器通過兩端螺紋上接鉆桿或者無磁鉆鋌，下連板式擴孔器；板式擴孔器后接桶式擴孔器。該平衡組合鉆具的彈性扶正器可以與螺旋扶正器調(diào)換使用。除彈性扶正器之外，平衡組合鉆具其它部件均采用高強鋁合金材料制造。本實用新型能夠有效支撐擴孔器及平衡組合鉆具受力，避免因板式擴孔器前端過重而導(dǎo)致孔壁切削不均，從而提高擴孔器切割土體速度和過障礙的能力。
文檔編號E21B17/10GK202280427SQ20112043989
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月9日
發(fā)明者祝效華, 賈彥杰 申請人:西南石油大學(xué)