一種非開挖鋪設(shè)管線用擴孔器及回拉擴孔總成的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及非開挖施工中鋪設(shè)管線時回拉擴孔階段的裝備，尤其涉及一種非開挖鋪設(shè)管線用擴孔器及回拉擴孔總成。
【背景技術(shù)】
[0002]非開挖施工技術(shù)是指在不開挖地表的條件下探測、檢查、鋪設(shè)、修復和更換各種地下管線的技術(shù)，可廣泛用于穿越公路、鐵路、建筑物、江河湖泊、古跡保護區(qū)等條件下進行油氣/供水/煤氣管道、電纜、通訊線路等管線的鋪設(shè)、更新和修復，具有不影響交通、不破壞環(huán)境、施工周期短、綜合施工成本低、社會效益顯著等優(yōu)點。
[0003]通常情況下，首先采用定向鉆進技術(shù)鉆進一個導向孔，隨后在鉆柱的后端換接大直徑的擴孔器和直徑小于擴孔器的待鋪設(shè)管線，在回拉擴孔的同時將管線一同拉入鉆孔中，完成非開挖條件下的鋪管作業(yè)。對于在巖石中進行非開挖條件下管線鋪設(shè)回拉擴孔時，目前采用的擴孔器(回擴鉆頭)主要包括牙輪回擴鉆頭、滾刀回擴鉆頭、截齒回擴鉆頭等三類，它們主要是以硬質(zhì)合金作為鉆頭的切削具；目前采用的擴孔鉆進方法，主要是依靠鉆機帶動鉆具回轉(zhuǎn)的方式進行擴孔作業(yè)的，該方法獲得的擴孔鉆進效率和現(xiàn)有擴孔器的切削碎巖能力均有限。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種非開挖鋪設(shè)管線用擴孔器及回拉擴孔總成，在每兩個周向相鄰的切削單元之間設(shè)置有一個噴嘴，以正循環(huán)方式不斷循環(huán)著的沖洗液在一定的泵壓作用下從噴嘴出口高速(大于40m/s)噴出后可形成能量相對集中的高壓(大于1MPa)射流，它可有效輔助擴孔器實現(xiàn)對巖石的擴孔鉆進。此外，在擴孔器的前端由螺紋連接一個液動沖擊器，該液動沖擊器可為規(guī)格合適的任意類型。利用本實用新型在巖石中實施非開挖條件下管線鋪設(shè)回拉擴孔時，可同時實現(xiàn)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進和高壓射流輔助碎巖相耦合的多工藝擴孔鉆進方法，可有效提升在巖石中實施非開挖條件下管線鋪設(shè)回拉擴孔時的作業(yè)效率。
[0005]本實用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種非開挖鋪設(shè)管線用擴孔器，其包括中心貫通的鉆頭本體，所述鉆頭本體的中部沿周向設(shè)有多個均勻分布在所述鉆頭本體外側(cè)的切削單元；相鄰的所述切削單元之間設(shè)有用于將所述鉆頭本體內(nèi)部不斷循環(huán)著的有壓漿液排出的傾斜狀的貫通孔；至少有一個所述貫通孔的出口端嵌固有噴嘴；所述切削單元包括切削具、鋼體和孕鑲金剛石條；所述鋼體固定在所述鉆頭本體外側(cè)的圓周面上；所述切削具嵌固于所述鋼體上；所述孕鑲金剛石條設(shè)置在所述鋼體的外側(cè)。
[0006]進一步:所述噴嘴與所述貫通孔一體成型，或所述噴嘴通過螺紋、焊接或過盈配合的固定方式嵌固于所述貫通孔的出口端處。
[0007]進一步:所述貫通孔的軸線與所述鉆頭本體的軸線之間的夾角為30°至60°。
[0008]進一步:所述切削具采用H)C、CBN、斯拉烏季契、TSP、PCD材料制成。
[0009]進一步:所述鉆頭本體的一端設(shè)有方便連接沖擊器的螺紋；所述鉆頭本體的另一端設(shè)有方便連接封液接頭的螺紋。
[0010]進一步:所述鉆頭本體內(nèi)部偏下的位置處設(shè)有用于阻隔其中心通道的底部隔液板；所述鉆頭本體的一端設(shè)有用于連接沖擊器的螺紋；所述鉆頭本體的另一端設(shè)有用于與分動器、鉆桿柱或成品管道連接的螺紋。
[0011]本實用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種用于非開挖條件下鋪設(shè)管線的回拉擴孔總成，其包括沖擊器、封液接頭和上述的擴孔器；所述擴孔器的一端與所述沖擊器之間通過螺紋密封連接，所述擴孔器的另一端與所述封液接頭通過螺紋密封連接。
[0012]進一步:所述沖擊器為液動沖擊器。
[0013]進一步:所述封液接頭的內(nèi)部設(shè)有封堵有壓漿液并使其能夠在擴孔器的中心通道內(nèi)積蓄能量并向上累積起來的中部隔液板。
[0014]進一步:所述封液接頭遠離所述擴孔器的一端設(shè)有用于與分動器、鉆桿柱或成品管道連接的螺紋。
[0015]本實用新型的有益效果是:利用本實用新型在巖石中實施非開挖條件下鋪設(shè)管線的回拉擴孔時，既可以同時實現(xiàn)基于液動沖擊器與擴孔器的沖擊回轉(zhuǎn)擴孔鉆進，還可以實現(xiàn)高壓射流輔助碎巖相耦合的多工藝擴孔鉆進方法，能夠有效提升在巖石中實施非開挖條件下管線鋪設(shè)回拉擴孔時的作業(yè)效率。此外，由于在非開挖條件下管線鋪設(shè)回拉擴孔鉆進時液動沖擊器對鉆具持續(xù)提供沖擊載荷的作用，在一定程度上可緩解擴孔鉆進過程中可能出現(xiàn)的鉆具卡鉆等事故的發(fā)生，可起到鉆具解卡的作用。
【附圖說明】
[0016]圖1為非開挖條件下管線鋪設(shè)回拉擴孔總成整體的三維模型示意圖；
[0017]圖2為非開挖條件下管線鋪設(shè)回拉擴孔總成各部件分離開來的三維模型示意圖；
[0018]圖3為擴孔器主體部分的三維模型軸測示意圖；
[0019]圖4為擴孔器主體部分的三維模型正視圖；
[0020]圖5為擴孔器主體部分的三維模型剖視圖；
[0021]圖6為噴嘴嵌固于擴孔器主體部分上后組成完整的擴孔器三維模型示意圖；
[0022]圖7為噴嘴嵌固于擴孔器主體部分上后組成完整的擴孔器三維模型剖視圖；
[0023]圖8為噴嘴的三維模型軸測示意圖；
[0024]圖9為噴嘴的三維模型剖視圖；
[0025]圖10為封液接頭的三維模型軸測示意圖；
[0026]圖11為封液接頭的三維模型剖視圖；
[0027]圖12為擴孔器與封液接頭連接后的三維模型剖視圖；
[0028]圖13為另一實施例的擴孔器主體部分的三維模型剖視圖；
[0029]圖14為另一實施例的噴嘴嵌固于擴孔器主體部分上后組成完整的擴孔器三維模型剖視圖。
[0030]附圖中，各標號所代表的部件如下:
[0031]1、沖擊器；2、擴孔器；3、封液接頭；21、上端連接螺紋；22、切削單元；221、切削具；222、鋼體；223、孕鑲金剛石條；23、貫通孔；24、下端連接螺紋；25、噴嘴；251、液流入口 ；252、液流出口 ；26、底部隔液板；31、上螺紋；32、中部隔液板；33、下螺紋。
【具體實施方式】
[0032]以下結(jié)合附圖對本實用新型的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本實用新型，并非用于限定本實用新型的范圍。
[0033]第一實施例:
[0034]如圖3至圖9所示，一種非開挖鋪設(shè)管線用擴孔器2，其包括中心貫通的鉆頭本體，所述鉆頭本體的中部沿周向設(shè)有多個均勻分布在所述鉆頭本體外側(cè)的切削單元22 ;相鄰的所述切削單元之間設(shè)有用于將所述鉆頭本體內(nèi)部不斷循環(huán)著的有壓漿液排出的傾斜狀的貫通孔23，所述貫通孔23的一端連通所述鉆頭本體內(nèi)部的中心通道，所述貫通孔23的另一端連通所述鉆頭本體的外側(cè)；在若干所述貫通孔23的出口端嵌固有噴嘴25，噴嘴25為普通錐直型噴嘴，對于本實用新型中所提及的噴嘴25，不局限于普通錐直型噴嘴的結(jié)構(gòu)，也可使用其他能夠產(chǎn)生高壓射流的噴嘴結(jié)構(gòu)和型式。本實施例中噴嘴25的數(shù)目與貫通孔23的數(shù)目相一致，即每一個貫通孔23的出口端處都嵌固有一個噴嘴25。
[0035]如圖3所示，擴孔器2是切削破碎巖石的主要工具，它的上部設(shè)有上端連接螺紋21，它的下部設(shè)有下端連接螺紋24。它的上部通過上端連接螺紋21與沖擊器I相連；中部為環(huán)狀的擴孔器主體部分，主要由若干個切削單元22和貫通孔23沿周向均布構(gòu)成，其中的切削單元22是切削破碎孔壁周遭巖石的主要結(jié)構(gòu)，切削單元22由切削具221、鋼體222和孕鑲金剛石條223構(gòu)成，切削具221嵌固于鋼體222中構(gòu)成切削單元22的主體，所述切削具221采用PDC材料制成，切削具221也可采用CBN、斯拉烏季契、TSP、P⑶等其它適宜切削破碎巖石的材料制成。孕鑲金剛石條223布設(shè)在鋼體222的外側(cè)用于鉆孔的保徑。所述鋼體222固定在所述鉆頭本體外側(cè)的圓周面上，所述鋼體222與所述鉆頭本體也可以一體成型。
[0036]如圖8、圖9所示，所述噴嘴25的中部設(shè)有內(nèi)腔，所述噴嘴25的一端設(shè)有與所述內(nèi)腔相連通的液流入口 251，所述噴嘴25的另一端設(shè)有與所述內(nèi)腔相連通的液流出口 252，且所述液流入口 251的直徑大于所述液流出口 252的直徑。在鉆機提供適宜的鉆具回轉(zhuǎn)扭矩和回拉擴孔鉆壓時，在鉆桿柱的帶動下，擴孔器2可高速回轉(zhuǎn)并切削破碎孔壁周遭巖石實現(xiàn)擴孔