CN107829685B - 一种定向钻机气动式全断面岩石扩孔器及其扩孔工艺 - Google Patents

一种定向钻机气动式全断面岩石扩孔器及其扩孔工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种定向钻机气动式全断面岩石扩孔器及其扩孔工艺，所述扩孔器后端连接钻杆，包括外壳，所述外壳中央设置进气排渣管，所述外壳内设置压缩空气腔，所述压缩空气腔内设置气动冲击锤头，所述压缩空气腔通过气孔连接进气排渣管，所述进气排渣管还通过排渣口连通到外界，所述进气排渣管上还连接封堵管，所述定向钻气动式全断面岩石扩孔器及其扩孔工艺，扩孔速度快、扩孔成本低、环境污染小和适用广泛。

Description

一种定向钻机气动式全断面岩石扩孔器及其扩孔工艺
技术领域
本发明涉及水平定向钻机岩石管道工程施工领域，尤其涉及一种定向钻机气动式全断面岩石扩孔器及其扩孔工艺。
背景技术
以往水平定向钻机岩石管道施工岩石扩孔器均采用传统牙轮扩孔器：三牙轮钻头导向生成导向孔，然后根据地质条件的不同，分别采用不同直径的牙轮扩孔器逐级往复回扩，并通过大量泥浆将回扩下来的渣石排出管道，直至扩孔达到回拖需要的管径为止。使用这种传统的牙轮扩孔器扩孔，不但速度慢而且成本高，排出的泥浆因为回收困难，还会造成环境污染。尤其是对于大孔径长输管道，因为一级一级往复回扩，回扩次数多，使用回扩器品种繁多，成本高，更换回扩器过程繁锁，浪费人力物力，工期增长，增加了施工风险。另外岩石地层中，经常遇上熔洞，需要泥浆量非常大，增加成本，同时因为泥浆回收难度大，造成更大的环境污染。
发明内容
本申请人针对以上缺点，进行了研究改进，提一种定向钻机气动式全断面岩石扩孔器及其扩孔工艺。
本发明所采用的技术方案如下：
一种定向钻机孔气动式全断面岩石扩孔器，扩孔器通过钻杆连接定向钻机，包括外壳，所述外壳中央设置进气排渣管，所述外壳内设置压缩空气腔，所述压缩空气腔内设置气动冲击锤头，所述压缩空气腔通过气孔连接进气排渣管，所述进气排渣管还通过排渣口连通到外界，所述进气排渣管上还连接封堵管，所述进气排渣管和封堵管连接钻杆，所述钻杆可连接空压机。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述进气排渣管前端进气，所述气孔开设于气动冲击锤头前侧的进气排渣管上，气孔通过进气管连接压缩空气腔，所述排渣口开设与气动冲击锤头和封堵管之间的进气排渣管上。
所述进气排渣管后端进气，所述进排渣口开设在外壳后端，排渣口通过排渣管连接到气动冲击锤头前侧的进气排渣管上，所述气孔开设在气动冲击锤头一侧的进气排渣管上。
所述外壳的直径范围为φ160mm—φ2000mm。
所述外壳外侧固定耐磨筋板。
所述气动冲击锤头上设置有合金钻头。
所述排渣口上设置耐磨过滤网。
一种定向钻机气动式全断面岩石扩孔器扩孔工艺，包括以下步骤：
1)钻导向孔：通过定向钻机配合钻杆从入土点先打通导向孔到出土点，打通导向孔；
2)扩孔：根据需要扩孔的大小，选择合适直径的扩孔器，将扩孔器两端连接到钻杆上，通过空压机向钻杆、封堵管(5)和进气排渣管(2)通入压缩空气，压缩空气一部分进入压缩空气腔驱动气动冲击锤头(3)震动，同时钻杆带动扩孔器转动，通过气动冲击锤头(3)破碎扩孔，破碎后的渣土通过排渣口(4)进入进气排渣管(2)，通过压缩空气将渣土排出，一次托管即可完成扩孔。
本发明的有益效果如下：所述定向钻机气动式全断面岩石扩孔器及其扩孔工艺，1)速度快：是传统扩孔工艺扩孔速度的三倍；2)成本低：不采用多级扩孔,不使用多种规格牙轮扩孔器,不使用泥浆，成本是传统扩孔工艺成本的三分之一；3)环境污染小：不使用泥浆，没有泥浆排出，所以对施工周围环境没有污染；4)适用范围广：适用于直径φ160mm—φ2000mm的岩石地质的石油石化输油、输气、自来水及电力管道施工。
附图说明
图1为本实施例一提供的定向钻机气动式全断面岩石扩孔器的结构视图。
图2为本实施例一提供的定向钻机气动式全断面岩石扩孔器的正视图。
图3为本实施例二提供的定向钻机气动式全断面岩石扩孔器的结构视图。
图4为本实施例二提供的定向钻机气动式全断面岩石扩孔器的正视图。
图中：1、外壳；11、耐磨筋板；2、进气排渣管；21、进气管；22、排渣管；3、气动冲击锤头；4、排渣口；5、封堵管。
具体实施方式
下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
实施例一
如图1、图2所示，本实施例的定向钻机气动式全断面岩石扩孔器，扩孔器通过钻杆连接定向钻机，包括外壳1，外壳1中央设置进气排渣管2，进气排渣管2通过前端的钻杆连接空压机，外壳1内设置压缩空气腔，压缩空气腔内设置气动冲击锤头3，进气排渣管2位于压缩空气腔前端的位置上开设气孔，气孔通过进气管21连接压缩空气腔，进气排渣管2上还连接封堵管5，进气排渣管2上位于气动冲击锤头3和封堵管5之间开设排渣口4，进气排渣管2还通过排渣口4连通到外界。
所述定向钻机气动式全断面岩石扩孔工艺，包括以下步骤：1)钻导向孔：通过定向钻机配合钻杆从入土点先打通导向孔到出土点，打通导向孔；2)先根据需要扩孔的大小，选择合适直径的扩孔器，将扩孔器两端连接到钻杆上，所述钻杆与出土点设置的定向钻机连接，扩孔器前端的钻杆连接空压机，空压机将压缩空气通过钻杆送入进气排渣管2内，压缩空气先通过气孔、进气管21，进入压缩空气腔驱动气动冲击锤头3振动，同时钻杆带动扩孔器转动，通过气动冲击锤头3破碎扩孔，破碎后的渣土从进气排渣管2上的排渣口4进入进气排渣管2，通过进气排渣管2内的压缩空气，将渣土向前端扩孔器后端输送，并通过后端钻杆输出，一次托管即可完成扩孔操作。
实施例二
如图3、图4所示，本实施例的定向钻机气动式全断面岩石扩孔器，扩孔器通过通过钻杆连接定向钻机，包括外壳1，外壳1中央设置进气排渣管2，进气排渣管2后端的通过封堵管5和钻杆连接空压机，外壳1内设置压缩空气腔，压缩空气腔内设置气动冲击锤头3，进气排渣管2通过气孔连接压缩空气腔，外壳1后端开设位于进气排渣管2四周开设排渣口4，排渣口4连通到外界，所述排渣口4通过排渣管22连接到气动冲击锤头3前侧的进气排渣管2上。
所述定向钻机气动式全断面岩石扩孔工艺，包括以下步骤：1)钻导向孔：通过定向钻机配合钻杆从入土点先打通导向孔到出土点，打通导向孔；2)先根据需要扩孔的大小，选择合适直径的扩孔器，将扩孔器两端连接到钻杆上，所述钻杆与出土点设置的定向钻机连接，扩孔器后端的钻杆连接空压机，空压机将压缩空气通过钻杆送入进气排渣管2内，压缩空气通过气孔先进入压缩空气腔，带动气动冲击锤头3振动，同时钻杆带动扩孔器转动，通过气动冲击锤头3破碎扩孔，破碎产生的渣土从外壳1上的排渣口4进入排渣管22，再进入进气排渣管2内，通过压缩空气将渣土向扩孔器前端输送，并通过前端钻杆输出，一次托管即可完成扩孔操作。
所述定向钻机气动式全断面岩石扩孔器，外壳1的直径范围为φ160mm—φ2000mm可适用不同孔径的扩孔，且外壳1外侧固定耐磨筋板11，所述气动冲击锤头3上设置有合金钻头，硬度高，耐磨性好，所述排渣口4上设置耐磨过滤网，防止大块渣石进入，以免堵塞排渣通道。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的基本结构的情况下，本发明可以作任何形式的修改。

Claims (6)

1.一种定向钻机气动式全断面岩石扩孔器，所述扩孔器通过钻杆连接定向钻机，扩孔器工作时钻杆置于导向孔中，其特征在于：所述扩孔器包括外壳(1)，所述外壳(1)中央设置进气排渣管(2)，所述进气排渣管(2)通过前端的钻杆连接空压机，所述外壳(1)内设置压缩空气腔，所述压缩空气腔通过气孔连接进气排渣管(2)，所述气孔开设于气动冲击锤头(3)前侧的进气排渣管(2)上，气孔通过进气管(21)连接压缩空气腔，所述压缩空气腔内设置气动冲击锤头(3)，压缩空气先通过气孔、进气管（21），进入压缩空气腔驱动气动冲击锤头（3）振动，同时钻杆带动扩孔器转动，通过气动冲击锤头（3）破碎扩孔；
所述进气排渣管(2)还通过排渣口(4)连通到外界，所述进气排渣管(2)上还连接封堵管(5)，所述进气排渣管(2)和封堵管(5)连接钻杆，封堵管（5）外壁与导向孔接触配合，进气排渣管（2）的外径小于导向孔内径；
所述排渣口(4)开设于气动冲击锤头(3)和封堵管(5)之间的进气排渣管(2)上，破碎后的渣土从排渣口（4）进入进气排渣管（2），通过进气排渣管（2）内的压缩空气，将渣土向扩孔器后端输送，并通过后端钻杆输出；所述扩孔器工作过程中不使用泥浆。
2.如权利要求1所述的定向钻机气动式全断面岩石扩孔器，其特征在于：所述外壳(1)的直径范围为φ160mm—φ2000mm。
3.如权利要求1所述的向钻机气动式全断面岩石扩孔器，其特征在于：所述外壳(1)外侧固定耐磨筋板(11)。
4.如权利要求1所述的定向钻机气动式全断面岩石扩孔器，其特征在于：所述气动冲击锤头(3)上设置有合金钻头。
5.如权利要求1所述的定向钻机气动式全断面岩石扩孔器，其特征在于：所述排渣口(4)上设置耐磨过滤网。
6.一种利用权利要求1所述的定向钻机气动式全断面岩石扩孔器的全断面岩石扩孔工艺，包括以下步骤：
1)钻导向孔：通过定向钻机配合钻杆从入土点先打通导向孔到出土点，打通导向孔；
2)扩孔：根据需要扩孔的大小，选择合适直径的扩孔器，将扩孔器两端连接到钻杆上，所述钻杆与出土点设置的定向钻机连接，通过空压机向钻杆、封堵管(5)和进气排渣管(2)通入压缩空气，压缩空气一部分进入压缩空气腔驱动气动冲击锤头(3)震动，同时钻杆带动扩孔器转动，通过气动冲击锤头(3)破碎扩孔，破碎后的渣土通过排渣口(4)进入进气排渣管(2)，通过压缩空气将渣土排出，一次托管即可完成扩孔；
扩孔器工作过程中不使用泥浆。
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