一種新型頂管機(jī)頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種新型頂管機(jī)頭，其用于非開(kāi)挖鉆頂結(jié)合管道穿越技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]非開(kāi)挖施工的地質(zhì)條件有時(shí)候非常復(fù)雜，水平定向鉆施工過(guò)程中，需要進(jìn)行多次擴(kuò)孔過(guò)程，大大增加了工作的時(shí)間，且容易發(fā)生孔內(nèi)事故，而且頂管技術(shù)的導(dǎo)向是采用頂管機(jī)頭后面的導(dǎo)向油缸，在土體的抗力下使管道前進(jìn)方向發(fā)生改變，這就要求土體有足夠的抗力。在軟土層中頂管導(dǎo)向容易發(fā)生偏差，而糾正這種偏差又比較困難，使管道容易產(chǎn)生不均勻下沉。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)、施工效率高的新型頂管機(jī)頭。
[0004]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為:一種新型頂管機(jī)頭，其包括圓柱形殼體，在殼體的前端設(shè)置有刀盤，所述刀盤通過(guò)設(shè)置在殼體內(nèi)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，其特征在于:在刀盤的前端設(shè)置有與鉆桿相連的鉆桿接頭，在鉆桿接頭內(nèi)設(shè)置有與注漿潤(rùn)滑系統(tǒng)相連的潤(rùn)滑泥漿運(yùn)輸通道，所述潤(rùn)滑泥漿運(yùn)輸通道依次延伸至刀盤、液壓動(dòng)力系統(tǒng)、殼體后與泥漿噴射環(huán)相連。
[0005]按上述技術(shù)方案，在殼體內(nèi)設(shè)置有送槳口與排槳口與泥漿循環(huán)系統(tǒng)相連通，刀盤的后端為錐形，在刀盤與殼體之間設(shè)置有錐形破碎盤，所述破碎盤固定設(shè)置在殼體內(nèi)，在破碎盤上設(shè)置有多個(gè)與送槳口相連通的高壓泥漿噴嘴，在破碎盤上設(shè)置有篩孔與排槳口相連通。
[0006]按上述技術(shù)方案，所述液壓動(dòng)力系統(tǒng)包括內(nèi)嚙合式行星齒輪機(jī)構(gòu)、固定在殼體上的液壓馬達(dá)，液壓馬達(dá)通過(guò)內(nèi)嚙合式行星齒輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0007]按上述技術(shù)方案，高壓泥漿噴嘴呈軸對(duì)稱布置。
[0008]按上述技術(shù)方案，在破碎盤的頂端對(duì)稱布置有兩組高壓泥漿噴嘴，在破碎盤兩側(cè)與水平面呈30°夾角的方向設(shè)置有兩組高壓泥漿噴嘴，在破碎盤的兩側(cè)水平面方向?qū)ΨQ設(shè)置有兩組高壓泥漿噴嘴。
[0009]按上述技術(shù)方案，所述潤(rùn)滑泥漿運(yùn)輸通道依次通過(guò)鉆桿接頭、內(nèi)嚙合式行星齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)內(nèi)齒輪、殼體的中心。
[0010]按上述技術(shù)方案，刀盤與內(nèi)嚙合式行星齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)內(nèi)齒輪由多顆螺栓固定連接。
[0011]本實(shí)用新型所取得的有益效果為:1、本實(shí)用新型沒(méi)有激光導(dǎo)向裝置、導(dǎo)向油缸以及糾偏油缸，通過(guò)刀盤前端設(shè)計(jì)的鉆桿連接的鉆桿接頭，使得鉆桿牽拉導(dǎo)向變?yōu)榭赡?，結(jié)構(gòu)上更加簡(jiǎn)單，在管線回拖過(guò)程中，鉆桿牽引頂管機(jī)頭沿著導(dǎo)向孔的軌跡鋪設(shè)管道，牽引導(dǎo)向性能可靠；2、本實(shí)用新型可以通過(guò)更換刀盤或刀具，以應(yīng)對(duì)任何地質(zhì)條件，基本適應(yīng)所有地層；3、本實(shí)用新型刀盤和傳動(dòng)內(nèi)齒輪均有潤(rùn)滑泥漿運(yùn)輸通道，為潤(rùn)滑泥漿的運(yùn)輸提供了通道，起到潤(rùn)滑減阻的作用；4、通過(guò)應(yīng)用本實(shí)用新型使用在鉆頂結(jié)合技術(shù)中，超挖量很小，形成較小的環(huán)形空間，潤(rùn)滑泥漿量也隨之減少，不易引起地面沉降或隆起，提高了工程的安全性；5、通過(guò)使用本實(shí)用新型，整個(gè)工程可以一次性完成管線的鋪設(shè)，施工速度快。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型的主剖視圖。
[0013]圖2為本實(shí)用新型的主視圖。
[0014]圖3為破碎盤的立體圖。
[0015]圖4-6為破碎盤上高壓泥漿噴嘴的噴射方向示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0017]如圖1、2所示，本實(shí)施例提供了一種新型頂管機(jī)頭，其包括圓柱形殼體2，在殼體2的前端設(shè)置有刀盤1，所述刀盤I通過(guò)設(shè)置在殼體內(nèi)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，在刀盤的前端設(shè)置有與鉆桿相連的鉆桿接頭10，在鉆桿接頭10的外周設(shè)置有絲扣，方便與鉆桿固定連接，在鉆桿接頭10內(nèi)設(shè)置有與注漿潤(rùn)滑系統(tǒng)相連的潤(rùn)滑泥漿運(yùn)輸通道9。在殼體內(nèi)設(shè)置有送槳口 8與排槳口 6與泥漿循環(huán)系統(tǒng)相連通，刀盤I的后端為錐形，在刀盤I與殼體2之間設(shè)置有錐形破碎盤3，所述破碎盤3固定設(shè)置在殼體2內(nèi)，在破碎盤3上設(shè)置有多個(gè)與送槳口相連通的高壓泥漿噴嘴5 (如圖3-6所示)，在破碎盤上設(shè)置有篩孔11與排槳口 6相連通。
[0018]本實(shí)施例中，所述液壓動(dòng)力系統(tǒng)包括內(nèi)嚙合式行星齒輪機(jī)構(gòu)、固定在殼體2上的液壓馬達(dá)7，其中，沿圓周方向分布了 3個(gè)液壓馬達(dá)7，內(nèi)嚙合式行星齒輪機(jī)構(gòu)包括傳動(dòng)內(nèi)齒輪4、與液壓馬達(dá)7輸出軸相連的小齒輪，液壓馬達(dá)7通過(guò)內(nèi)嚙合式行星齒輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)刀盤I轉(zhuǎn)動(dòng)，其中，潤(rùn)滑泥漿運(yùn)輸通道9設(shè)置在頂管機(jī)頭的中心位置，其依次延伸至刀盤1、傳動(dòng)內(nèi)齒輪4、殼體2的中心孔后與泥漿噴射環(huán)(圖中未示出)相連。
[0019]本實(shí)施例中，在破碎盤3的頂端對(duì)稱布置有兩組高壓泥漿噴嘴，在破碎盤兩側(cè)與水平面呈30°夾角的方向設(shè)置有兩組高壓泥漿噴嘴，在破碎盤的兩側(cè)水平面方向?qū)ΨQ設(shè)置有兩組高壓泥漿噴嘴。
[0020]使用時(shí)，鉆桿按照鉆桿、鉆桿密封器、中通式分動(dòng)器、新型頂管機(jī)頭的順序安裝，在鉆桿的牽拉導(dǎo)向作用下開(kāi)始回拖擴(kuò)孔鋪管。其中。鉆桿為新型頂管機(jī)頭以及后面連接的管道提供導(dǎo)向牽引力，用以克服掘進(jìn)時(shí)的阻力，同時(shí)，液壓馬達(dá)7低速轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，小齒輪與傳動(dòng)內(nèi)齒輪4相嚙合，從而帶動(dòng)傳動(dòng)內(nèi)齒輪4轉(zhuǎn)動(dòng)，最終將切削地層需要的扭矩傳遞給刀盤1，完成掘進(jìn)工作。潤(rùn)滑泥漿通過(guò)潤(rùn)滑泥漿運(yùn)輸通道9經(jīng)過(guò)刀盤1、傳動(dòng)內(nèi)齒輪4進(jìn)入潤(rùn)滑泥漿管道，并最終進(jìn)入泥漿噴射環(huán)注入到管道與孔壁之間的環(huán)形空間中，起到潤(rùn)滑減阻的作用。循環(huán)泥漿通過(guò)送槳口 8運(yùn)輸至破碎盤處，由高壓泥漿噴嘴噴射出(圖4-6所示)。由于高壓噴嘴的空間排布軸對(duì)稱。頂端的兩組高壓噴嘴和與水平面成30°夾角的兩組高壓噴嘴向刀盤I中心噴射高壓泥漿，以防止泥包鉆事故的發(fā)生；水平布置的兩組高壓噴嘴向篩孔處噴射高壓泥漿，以防止切削下來(lái)的巖肩、土塊等發(fā)生堵塞；攜帶了巖肩的泥漿的流動(dòng)通道通過(guò)篩孔及排槳口 6 口進(jìn)入泥漿循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行凈化及循環(huán)利用。[0021 ] 鉆頂結(jié)合管道穿越技術(shù)是由水平定向鉆機(jī)提供拉力，隨著管道進(jìn)入地層的長(zhǎng)度增加，阻力也越來(lái)越大。這時(shí)候需要推管機(jī)在出土端給管道施加推力，輔助工程進(jìn)行。這樣就使得新型頂管機(jī)頭刀盤與機(jī)身連接處的受力方式與傳統(tǒng)的頂管機(jī)完全不同:傳統(tǒng)的頂管機(jī)刀盤與機(jī)身連接處在軸向只承受壓力；而新型頂管機(jī)頭刀盤與機(jī)身連接處在軸向主要承受拉力。這就要求新型頂管機(jī)頭連接處的機(jī)構(gòu)要有較好的抗拉性能。因此，本實(shí)施例中，刀盤I與傳動(dòng)內(nèi)齒輪4由四顆螺栓固定，使其能承受徑向上的拉力，滿足鉆頂結(jié)合管道穿越技術(shù)的要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型頂管機(jī)頭，其包括圓柱形殼體，在殼體的前端設(shè)置有刀盤，所述刀盤通過(guò)設(shè)置在殼體內(nèi)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，其特征在于:在刀盤的前端中心設(shè)置有與鉆桿相連的鉆桿接頭，在鉆桿接頭內(nèi)設(shè)置有與注漿潤(rùn)滑系統(tǒng)相連的潤(rùn)滑泥漿運(yùn)輸通道，所述潤(rùn)滑泥漿運(yùn)輸通道依次延伸至刀盤、液壓動(dòng)力系統(tǒng)、殼體后與泥漿噴射環(huán)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型頂管機(jī)頭，其特征在于，在殼體內(nèi)設(shè)置有送槳口與排槳口與泥漿循環(huán)系統(tǒng)相連通，刀盤的后端為錐形，在刀盤與殼體之間設(shè)置有錐形破碎盤，所述破碎盤固定設(shè)置在殼體內(nèi)，在破碎盤上設(shè)置有多個(gè)與送槳口相連通的高壓泥漿噴嘴，在破碎盤上設(shè)置有篩孔與排槳口相連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型頂管機(jī)頭，其特征在于高壓泥漿噴嘴呈軸對(duì)稱布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種新型頂管機(jī)頭，其特征在于在破碎盤的頂端對(duì)稱布置有兩組高壓泥漿噴嘴，在破碎盤兩側(cè)與水平面呈30°夾角的方向設(shè)置有兩組高壓泥漿噴嘴，在破碎盤的兩側(cè)水平面方向?qū)ΨQ設(shè)置有兩組高壓泥漿噴嘴。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種新型頂管機(jī)頭，其特征在于所述液壓動(dòng)力系統(tǒng)包括內(nèi)嚙合式行星齒輪機(jī)構(gòu)、固定在殼體上的液壓馬達(dá)，液壓馬達(dá)通過(guò)內(nèi)嚙合式行星齒輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種新型頂管機(jī)頭，其特征在于所述潤(rùn)滑泥漿運(yùn)輸通道依次通過(guò)鉆桿接頭、內(nèi)嚙合式行星齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)內(nèi)齒輪、殼體的中心。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種新型頂管機(jī)頭，其特征在于，刀盤與內(nèi)嚙合式行星齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)內(nèi)齒輪由多顆螺栓固定連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種新型頂管機(jī)頭，其包括圓柱形殼體，在殼體的前端設(shè)置有刀盤，所述刀盤通過(guò)設(shè)置在殼體內(nèi)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，其特征在于：在刀盤的前端中心設(shè)置有與鉆桿相連的鉆桿接頭，在鉆桿接頭內(nèi)設(shè)置有與注漿潤(rùn)滑系統(tǒng)相連的潤(rùn)滑泥漿運(yùn)輸通道，所述潤(rùn)滑泥漿運(yùn)輸通道依次延伸至刀盤、液壓動(dòng)力系統(tǒng)、殼體后與泥漿噴射環(huán)相連。本實(shí)用新型所取得的有益效果為：1、本實(shí)用新型通過(guò)刀盤前端設(shè)計(jì)的鉆桿連接的鉆桿接頭，使得鉆桿牽拉導(dǎo)向變?yōu)榭赡埽Y(jié)構(gòu)上更加簡(jiǎn)單；2、可以通過(guò)更換刀盤或刀具，以應(yīng)對(duì)任何地質(zhì)條件，基本適應(yīng)所有地層；3、通過(guò)使用本實(shí)用新型施工，不易引起地面沉降或隆起，整個(gè)工程可以一次性完成管線的鋪設(shè)，施工速度快。
【IPC分類】E21B7-04, E21B21-00, E21B7-28
【公開(kāi)號(hào)】CN204492656
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520177812
【發(fā)明人】馬保松, 王鵬, 閆雪峰, 曾聰
【申請(qǐng)人】中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）, 深圳市鉆通工程機(jī)械股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2015年3月27日