CN106439219B - 用于非开挖定向钻管道的扩孔器分离装置及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于非开挖定向钻管道的扩孔器分离装置，包括管头连接件、可控制分动器以及卡箍，其中，管头连接件包括用于套设于管道外的第一空心套筒以及套于空心套筒外且与其螺纹连接的第二空心套筒；可控制分动器包括用于与第二空心套筒连接的本体、安装于本体内且相对于其轴向可活动的转动轴杆以及安装于转动轴杆上的弹性件，本体上开设有用于卡合弹性件的卡槽，当转动轴杆轴向运动至卡槽下方时，弹性件容纳于卡槽内使转动轴杆相对于本体固定；卡箍包括多个用于套设于钻杆外的紧箍以及连接多个紧箍的连接杆。使用本扩孔器分离装置，使管道上扩孔器和分动器的拆卸工作变得非常简单。

Description

用于非开挖定向钻管道的扩孔器分离装置及其施工方法

技术领域

本发明涉及非开挖定向钻施工技术领域，尤其涉及一种用于非开挖定向钻管道的扩孔器分离装置及其施工方法。

背景技术

在城市地下管道施工中，非开挖定向钻施工技术以其施工不影响路面交通、进度快、环保性等优势，得到了越来越广泛应用。

非开挖定向钻在地下深度较深（大于3m）的施工中，对于扩孔器、分动器等装置，都希望能够迅速从管道上拆解下来，进入下一段施工。传统做法有两种，一种是准确计算敷设管道长度，将扩孔器、分动器等装置刚好拉到两端井位，等井内泥浆清除干净后，再拆除扩孔器、分动器等装置连接，然后将扩孔器、分动器等装置拖出地面，进行下一段管道施工，整个过程需清理干净泥浆，再下到狭小的井里进行拆除，等待时间较长，延长了工期；另一种做法是增加管道焊接长度，保证在管道长度在管道敷设工作完成后，还可以将扩孔器、分动器等装置拉至地面进行拆解，此种施工方法，管道损耗增大，会增加了施工成本。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于非开挖定向钻管道的扩孔器分离装置及其施工方法，旨在方便进行管道上扩孔器和分动器的拆卸工作。

为实现上述目的，本发明提供一种用于非开挖定向钻管道的扩孔器分离装置，包括管头连接件、可控制分动器以及卡箍，其中，

所述管头连接件包括用于套设于管道外的第一空心套筒以及套于所述空心套筒外且与其螺纹连接的第二空心套筒；

所述可控制分动器包括用于与所述第二空心套筒连接的本体、安装于所述本体内且相对于其轴向可活动的转动轴杆以及安装于所述转动轴杆上的弹性件，所述本体上开设有用于卡合所述弹性件的卡槽，当所述转动轴杆轴向运动至卡槽下方时，所述弹性件容纳于卡槽内使转动轴杆相对于本体固定；

所述卡箍包括多个用于套设于钻杆外的紧箍以及连接多个所述紧箍的连接杆。

优选地，所述弹性件为弹簧卡，该弹簧卡固定在转动轴杆上，弹簧卡由一个半球形卡头及弹簧组成。

优选地，所述卡槽位于分动器中部且横穿分动器外壁，所述卡槽的内壁分上下两部分，上部分带有丝扣，下部分光滑用于容纳弹簧，所述卡槽内安装有螺丝。

优选地，所述卡箍设置有多个。

本发明进一步提出一种基于上述用于非开挖定向钻管道的扩孔器分离装置的施工方法，包括以下步骤：

待敷设的管道焊接完后，将第一空心套筒套于所述管道一端的端头上，第二空心套筒与可控制分动器的一端固定连接，可控制分动器的另一端与扩孔器固定连接；

在最后一次扩孔前，将卡箍安装在前几节钻杆的接头处，并将扩孔器与定向钻杆固定连接，将所述第一空心套筒和第二空心套筒紧密拧合；

当管道敷设工作完成后，利用定向钻机反向推动钻杆，使可控制分动器的转动轴杆受压，使得第一空心套筒与第二空心套筒完全分离，回拖钻杆并使所述可控制分动器的弹性件脱离卡槽以进行下一段管道施工。

优选地，所述当管道敷设工作完成后，利用定向钻机反向推动钻杆，使可控制分动器的转动轴杆受压，使得第一空心套筒与第二空心套筒完全分离的步骤具体包括：

当管道敷设工作完成后，利用定向钻机，反向推动钻杆，使可控制分动器的转动轴杆受压，在压力作用下，使转动轴杆慢慢向后移动，在推动过程中当钻杆难以向后推动且定向钻机增大负荷还是推不动钻杆时，则表示转动轴杆上的弹簧卡已进入可控制分动器中部卡槽内卡住；

定向钻机继续反向旋转扩孔器，使可控制分动器及第二空心套筒也随着反向旋转，使得第一空心套筒与第二空心套筒如同松螺丝一样，慢慢分离开来；

当定向钻机的显示拉力值突然增大时且拉动过程中一直保持不变，表示第一空心套筒与第二空心套筒已完全分离，此时回拖钻杆，将扩孔器拉出原地面，拧动可控制分动器卡槽处的螺丝，使其挤压卡槽内的弹簧卡，同时扩孔器带动转动轴杆向远离本体方向运动，使可控制分动器内弹簧卡脱离卡槽，以进行下一段管道施工。

本发明提出的用于非开挖定向钻管道的扩孔器分离装置，在管道敷设工作完成后，立即将埋在地下的扩孔器从管道拆解下来，并迅速进入下一段管道施工，不仅可以加快施工进度，还可以降低管材损耗，节约了施工成本。同时，也可配合使用沙袋以快速回填空孔。另外，本用于非开挖定向钻管道的扩孔器分离装置还具有结构简单、容易实现的优点。

附图说明

图1为本发明用于非开挖定向钻管道的扩孔器分离装置中第一空心套筒的主视结构示意图；

图2为本发明用于非开挖定向钻管道的扩孔器分离装置中第一空心套筒的侧视结构示意图；

图3为本发明用于非开挖定向钻管道的扩孔器分离装置中第二空心套筒的主视结构示意图；

图4为本发明用于非开挖定向钻管道的扩孔器分离装置中第二空心套筒与可控制分离器连接时的结构示意图；

图5为本发明用于非开挖定向钻管道的扩孔器分离装置中可控制分动器的剖视结构示意图；

图6为图5所示的A-A方向的剖视结构示意图；

图7为本发明用于非开挖定向钻管道的扩孔器分离装置中可控制分动器在转动轴杆与本体固定连接时的结构示意图；

图8为本发明用于非开挖定向钻管道的扩孔器分离装置中卡箍的主视结构示意图；

图9为本发明用于非开挖定向钻管道的扩孔器分离装置中卡箍的侧视结构示意图；

图10为本发明用于非开挖定向钻管道的扩孔器分离装置中卡箍与钻杆连接的结构示意图；

图11为本发明用于非开挖定向钻管道的扩孔器分离装置中第一空心套筒101与管道连接的结构示意图；

图12为本发明用于非开挖定向钻管道的扩孔器分离装置中第二空心套筒、可控制分动器与扩孔器连接的结构示意图；

图13为本发明用于非开挖定向钻管道的扩孔器分离装置使用时将各装置安装状态的结构示意图；

图14为本发明用于非开挖定向钻管道的扩孔器分离装置在管道敷设工作完成时的结构示意图；

图15为本发明用于非开挖定向钻管道的扩孔器分离装置在第一空心套筒和第二空心套筒分离时的结构示意图。

图16为本发明用于非开挖定向钻管道的扩孔器分离装置在钻杆收回状态时的结构示意图。

图中，10-管头连接件，101-第一空心套筒，1011-螺旋外丝扣，102-第二空心套筒，20-可控制分动器，201-本体，202-转动轴杆，203-弹簧卡，204-卡槽，205-螺丝，30-卡箍，301-紧箍，302-连接件，40-钻杆，50-管道，60-扩孔器。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提出一种用于非开挖定向钻管道的扩孔器分离装置。

参照图1至图16，本优选实施例中，一种用于非开挖定向钻管道的扩孔器分离装置，包括管头连接210、可控制分动器20以及卡箍30，其中，

管头连接210包括用于套设于管道50外的第一空心套筒101以及套于空心套筒外且与其螺纹连接的第二空心套筒102；

可控制分动器20包括用于与第二空心套筒102连接的本体201、安装于本体201内且相对于其轴向可活动的转动轴杆202以及安装于转动轴杆202上的弹性件，本体201上开设有用于卡合弹性件的卡槽204，当转动轴杆202轴向运动至卡槽204下方时，弹性件容纳于卡槽204内使转动轴杆202相对于本体201固定；

卡箍30包括多个用于套设于钻杆40外的紧箍301以及连接多个紧箍301的连接杆。

具体地，本实施例中，参照图1至图4，第一空心套筒101带有螺旋外丝扣1011，长度为40cm，内径略大于待敷设管道50。第二空心套筒102带有螺旋内丝扣，空心圆套筒的长度为60cm。第一空心套筒101和第二空心套筒102均为空心钢套筒。

参照图5至图7，弹性件为弹簧卡203，该弹簧卡203固定在转动轴杆202上，弹簧卡203由一个半球形卡头及弹簧组成。半球形卡头将弹簧固定于转动轴杆202上。参照图8至图10，卡箍30设置有多个，卡箍30安装在前几节钻杆40的接头处，从而使钻杆40的长度大于造斜段长度。第二空心套筒102可套于本体201上。卡槽204位于分动器中部且横穿分动器外壁，卡槽204的内壁分上下两部分，上部分带有丝扣，下部分光滑用于容纳弹簧，卡槽204内安装有螺丝205。拧紧螺丝205时，螺丝205的底端与弹簧接触，此时再对转动轴杆202施加一轴向的力，即可将容纳于卡槽204中的弹簧脱离，此后，转动轴杆202可相对于本体201可活动。

本扩孔器分离装置的使用方法如下：首先，准确测量计算出待敷设管道50的长度。待敷设管道50焊接完后，将第一空心套筒101固定在管道50一端的端头（详见图11）上，第二空心套筒102与可控制分动器20的一端固定连接，可控制分动器20的另一端与扩孔器60固定连接在一起（详见图12）。在最后一次扩孔前，将卡箍30安装在前几节钻杆40的接头处，使钻杆40的长度大于造斜段长度，从而保证当定向钻机反向旋转时，用卡箍30卡住的前几节钻杆40不出现松动。然后，把扩孔器60与定向钻杆40固定连接。接着，人工将第一空心套筒101和第二空心套筒102紧密拧合在一起，反复检查该处拧合情况，保证连接可靠，以将可控制分动器20、扩孔器60、钻杆40相连（详见图13）。当管道50敷设工作完成后，利用定向钻机，反向推动钻杆40，使可控制分动器20的转动轴杆202受压。在压力作用下，使转动轴杆202慢慢向后移动。在推动过程中，技术人员需注意观察定向钻机负荷值，当钻杆40难以向后推动且定向钻机增大负荷还是推不动钻杆40时，则表示转动轴杆202上的弹簧卡203已进入可控制分动器20中部卡槽204内卡住。此时，因转动轴杆202被卡住，导致可控制分动器20的前部分与后部分变成固定连接，可控制分动器20从而失去分动效果。接着，再利用定向钻机，继续反向旋转扩孔器60，使可控制分动器20及第二空心套筒102也随着反向旋转，使得第一空心套筒101与第二空心套筒102如同松螺丝205一样，慢慢分离开来。在此过程中，定向钻机显示的拉力值很小，当钻机显示拉力值突然增大时，且拉动过程中一直保持不变，表示第一空心套筒101与第二空心套筒102已完全分离（详见图14），接着回拖钻杆40，将扩孔器60拉出原地面（详见图15），拧动向下可控制分动器20卡槽204处的螺丝205，使其挤压靠槽内转动轴杆202上的弹簧卡203，同时扩孔器60带动转动轴杆202向远离本体201方向运动，使可控制分动器20内弹簧卡203脱离卡槽204。当可控制分动器20的前后部分（即本体201和-转动轴杆202）又恢复正常工作后，即可进行下一段管道的施工。

本发明提出的用于非开挖定向钻管道的扩孔器分离装置，在管道敷设工作完成后，立即实现将埋在地下的扩孔器60从管道拆解下来，并迅速进入下一段管道施工，不仅可以加快施工进度，还可以降低管材损耗，节约了施工成本。同时，也可配合使用沙袋以快速回填空孔。另外，本用于非开挖定向钻管道的扩孔器分离装置还具有结构简单、容易实现的优点。

本发明进一步提出一种用于非开挖定向钻管道的扩孔器分离装置的施工方法。

本优选实施例中，一种基于上述用于非开挖定向钻管道的扩孔器分离装置的施工方法，包括以下步骤：

待敷设的管道焊接完后，将第一空心套筒套于所述管道一端的端头上，第二空心套筒与可控制分动器的一端固定连接，可控制分动器的另一端与扩孔器固定连接；

在最后一次扩孔前，将卡箍安装在前几节钻杆的接头处，并将扩孔器与定向钻杆固定连接，将所述第一空心套筒和第二空心套筒紧密拧合；

当管道敷设工作完成后，利用定向钻机反向推动钻杆，使可控制分动器的转动轴杆受压，使得第一空心套筒与第二空心套筒完全分离，回拖钻杆并使所述可控制分动器的弹性件脱离卡槽以进行下一段管道施工。

具体地，所述当管道敷设工作完成后，利用定向钻机反向推动钻杆，使可控制分动器的转动轴杆受压，使得第一空心套筒与第二空心套筒完全分离的步骤具体包括：

当管道敷设工作完成后，利用定向钻机，反向推动钻杆，使可控制分动器的转动轴杆受压，在压力作用下，使转动轴杆慢慢向后移动，在推动过程中当钻杆难以向后推动且定向钻机增大负荷还是推不动钻杆时，则表示转动轴杆上的弹簧卡已进入可控制分动器中部卡槽内卡住；

定向钻机继续反向旋转扩孔器，使可控制分动器及第二空心套筒也随着反向旋转，使得第一空心套筒与第二空心套筒如同松螺丝一样，慢慢分离开来；

当定向钻机的显示拉力值突然增大时且拉动过程中一直保持不变，表示第一空心套筒与第二空心套筒已完全分离，此时回拖钻杆，将扩孔器拉出原地面，拧动可控制分动器卡槽处的螺丝，使其挤压卡槽内的弹簧卡，同时扩孔器带动转动轴杆向远离本体方向运动，使可控制分动器内弹簧卡脱离卡槽，以进行下一段管道施工。

本发明提出的用于非开挖定向钻管道的扩孔器分离装置的施工方法，在管道敷设工作完成后，立即实现将埋在地下的扩孔器从管道拆解下来，并迅速进入下一段管道施工，不仅可以加快施工进度，还可以降低管材损耗，节约了施工成本。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于非开挖定向钻管道的扩孔器分离装置，其特征在于，包括管头连接件、可控制分动器以及卡箍，其中，

所述管头连接件包括用于套设于管道外的第一空心套筒以及套于所述第一空心套筒外且与其螺纹连接的第二空心套筒；

所述可控制分动器包括用于与所述第二空心套筒连接的本体、安装于所述本体内且相对于其轴向可活动的转动轴杆以及安装于所述转动轴杆上的弹性件，所述本体上开设有用于卡合所述弹性件的卡槽，当所述转动轴杆轴向运动至卡槽下方时，所述弹性件容纳于卡槽内使转动轴杆相对于本体固定；

所述卡箍包括多个用于套设于钻杆外的紧箍以及连接多个所述紧箍的连接杆。

2.如权利要求1所述的用于非开挖定向钻管道的扩孔器分离装置，其特征在于，所述弹性件为弹簧卡，该弹簧卡固定在转动轴杆上，弹簧卡由一个半球形卡头及弹簧组成。

3.如权利要求1所述的用于非开挖定向钻管道的扩孔器分离装置，其特征在于，所述卡槽位于分动器中部且横穿分动器外壁，所述卡槽的内壁分上下两部分，上部分带有丝扣，下部分光滑用于容纳弹簧，所述卡槽内安装有螺丝。

4.如权利要求1至3中任意一项所述用于非开挖定向钻管道的扩孔器分离装置，其特征在于，所述卡箍设置有多个。

5.一种基于权利要求1至4中任意一项用于非开挖定向钻管道的扩孔器分离装置的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

待敷设的管道焊接完后，将第一空心套筒套于所述管道一端的端头上，第二空心套筒与可控制分动器的一端固定连接，可控制分动器的另一端与扩孔器固定连接；

在最后一次扩孔前，将卡箍安装在前几节钻杆的接头处，并将扩孔器与定向钻杆固定连接，将所述第一空心套筒和第二空心套筒紧密拧合；

当管道敷设工作完成后，利用定向钻机反向推动钻杆，在压力作用下，使转动轴杆慢慢向后移动，在推动过程中当钻杆难以向后推动且定向钻机增大负荷还是推不动钻杆时，则表示转动轴杆上的弹簧卡已进入可控制分动器中部卡槽内卡住，定向钻机继续反向旋转扩孔器，使可控制分动器及第二空心套筒也随着反向旋转，使得第一空心套筒与第二空心套筒如同松螺丝一样，慢慢分离开来，回拖钻杆并使所述可控制分动器的弹性件脱离卡槽以进行下一段管道施工。

6.如权利要求5所述的用于非开挖定向钻管道的扩孔器分离装置的施工方法，其特征在于，所述当管道敷设工作完成后，利用定向钻机反向推动钻杆，使可控制分动器的转动轴杆受压，使得第一空心套筒与第二空心套筒完全分离的步骤具体包括：

当管道敷设工作完成后，利用定向钻机，反向推动钻杆，使可控制分动器的转动轴杆受压，在压力作用下，使转动轴杆慢慢向后移动，在推动过程中当钻杆难以向后推动且定向钻机增大负荷还是推不动钻杆时，则表示转动轴杆上的弹簧卡已进入可控制分动器中部卡槽内卡住；

定向钻机继续反向旋转扩孔器，使可控制分动器及第二空心套筒也随着反向旋转，使得第一空心套筒与第二空心套筒如同松螺丝一样，慢慢分离开来；

当定向钻机的显示拉力值突然增大时且拉动过程中一直保持不变，表示第一空心套筒与第二空心套筒已完全分离，此时回拖钻杆，将扩孔器拉出原地面，拧动可控制分动器卡槽处的螺丝，使其挤压卡槽内的弹簧卡，同时扩孔器带动转动轴杆向远离本体方向运动，使可控制分动器内弹簧卡脱离卡槽，以进行下一段管道施工。