一種非開挖鋪設(shè)管線用擴(kuò)孔器及回拉擴(kuò)孔總成的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及非開挖施工中鋪設(shè)管線時(shí)回拉擴(kuò)孔階段的裝備，尤其涉及一種非開挖鋪設(shè)管線用擴(kuò)孔器及回拉擴(kuò)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(cè)、檢查、鋪設(shè)、修復(fù)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(hù)區(qū)等條件下進(jìn)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(fù)，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(huì)效益顯著等優(yōu)點(diǎn)。
[0003]通常情況下，首先采用定向鉆進(jìn)技術(shù)鉆進(jìn)一個(gè)導(dǎo)向孔，隨后在鉆柱的后端換接大直徑的擴(kuò)孔器和直徑小于擴(kuò)孔器的待鋪設(shè)管線，在回拉擴(kuò)孔的同時(shí)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(duì)于在巖石中進(jìn)行非開挖條件下管線鋪設(shè)回拉擴(kuò)孔時(shí)，目前采用的擴(kuò)孔器(回?cái)U(kuò)鉆頭)主要包括牙輪回?cái)U(kuò)鉆頭、滾刀回?cái)U(kuò)鉆頭、截齒回?cái)U(kuò)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(kuò)孔鉆進(jìn)方法，主要是依靠鉆機(jī)帶動(dòng)鉆具回轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行擴(kuò)孔作業(yè)的，該方法獲得的擴(kuò)孔鉆進(jìn)效率和現(xiàn)有擴(kuò)孔器的切削碎巖能力均有限。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)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(kuò)孔器及回拉擴(kuò)孔總成，在每?jī)蓚€(gè)周向相鄰的切削單元之間設(shè)置有一個(gè)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(duì)集中的高壓(大于1MPa)射流，它可有效輔助擴(kuò)孔器實(shí)現(xiàn)對(duì)巖石的擴(kuò)孔鉆進(jìn)。此外，在擴(kuò)孔器的前端由螺紋連接一個(gè)液動(dòng)沖擊器，該液動(dòng)沖擊器可為規(guī)格合適的任意類型。利用本實(shí)用新型在巖石中實(shí)施非開挖條件下管線鋪設(shè)回拉擴(kuò)孔時(shí)，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)和高壓射流輔助碎巖相耦合的多工藝擴(kuò)孔鉆進(jìn)方法，可有效提升在巖石中實(shí)施非開挖條件下管線鋪設(shè)回拉擴(kuò)孔時(shí)的作業(yè)效率。
[0005]本實(shí)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(kuò)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(gè)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(gè)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(dòng)器、鉆桿柱或成品管道連接的螺紋。
[0011]本實(shí)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(kuò)孔總成，其包括沖擊器、封液接頭和上述的擴(kuò)孔器；所述擴(kuò)孔器的一端與所述沖擊器之間通過螺紋密封連接，所述擴(kuò)孔器的另一端與所述封液接頭通過螺紋密封連接。
[0012]進(jìn)一步:所述沖擊器為液動(dòng)沖擊器。
[0013]進(jìn)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(kuò)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(jìn)一步:所述封液接頭遠(yuǎn)離所述擴(kuò)孔器的一端設(shè)有用于與分動(dòng)器、鉆桿柱或成品管道連接的螺紋。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果是:利用本實(shí)用新型在巖石中實(shí)施非開挖條件下鋪設(shè)管線的回拉擴(kuò)孔時(shí)，既可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)基于液動(dòng)沖擊器與擴(kuò)孔器的沖擊回轉(zhuǎn)擴(kuò)孔鉆進(jìn)，還可以實(shí)現(xiàn)高壓射流輔助碎巖相耦合的多工藝擴(kuò)孔鉆進(jìn)方法，能夠有效提升在巖石中實(shí)施非開挖條件下管線鋪設(shè)回拉擴(kuò)孔時(shí)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(kuò)孔鉆進(jìn)時(shí)液動(dòng)沖擊器對(duì)鉆具持續(xù)提供沖擊載荷的作用，在一定程度上可緩解擴(kuò)孔鉆進(jìn)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(kuò)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(kuò)孔總成各部件分離開來的三維模型示意圖；
[0018]圖3為擴(kuò)孔器主體部分的三維模型軸測(cè)示意圖；
[0019]圖4為擴(kuò)孔器主體部分的三維模型正視圖；
[0020]圖5為擴(kuò)孔器主體部分的三維模型剖視圖；
[0021]圖6為噴嘴嵌固于擴(kuò)孔器主體部分上后組成完整的擴(kuò)孔器三維模型示意圖；
[0022]圖7為噴嘴嵌固于擴(kuò)孔器主體部分上后組成完整的擴(kuò)孔器三維模型剖視圖；
[0023]圖8為噴嘴的三維模型軸測(cè)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(cè)示意圖；
[0026]圖11為封液接頭的三維模型剖視圖；
[0027]圖12為擴(kuò)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(shí)施例的擴(kuò)孔器主體部分的三維模型剖視圖；
[0029]圖14為另一實(shí)施例的噴嘴嵌固于擴(kuò)孔器主體部分上后組成完整的擴(kuò)孔器三維模型剖視圖。
[0030]附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件如下:
[0031]1、沖擊器；2、擴(kuò)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(shí)施方式】
[0032]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。
[0033]第一實(shí)施例:
[0034]如圖3至圖9所示，一種非開挖鋪設(shè)管線用擴(kuò)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(gè)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(duì)于本實(shí)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(shí)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(gè)貫通孔23的出口端處都嵌固有一個(gè)噴嘴25。
[0035]如圖3所示，擴(kuò)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(kuò)孔器主體部分，主要由若干個(gè)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(jī)提供適宜的鉆具回轉(zhuǎn)扭矩和回拉擴(kuò)孔鉆壓時(shí)，在鉆桿柱的帶動(dòng)下，擴(kuò)孔器2可高速回轉(zhuǎn)并切削破碎孔壁周遭巖石實(shí)現(xiàn)擴(kuò)孔