CN110307415B - 套管组件和盾构机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种套管组件和盾构机，套管组件包括：套管，套管包括至少两个相互匹配的管片，管片相互扣合后围成中空腔体；第一连接部，设置于套管的一端上；第二连接部，设置于套管的另一端上；其中，套管至少为两个，两个套管之间通过第一连接部和第二连接部配合连接。本发明正是通过将套管设置成分体的管片式结构，使得套管可以直接扣合安装在两端连接不断开的线路上，免去了线路拆卸和由套管内部穿出的装配过程，从而简化了套管装配过程，降低了套管装配故障率，进而实现优化产品结构，降低产品装配难度，拓宽产品适用范围，降低用户工作量，提升用户使用体验的技术效果。

Description

套管组件和盾构机

技术领域

本发明涉及掘进机械技术领域，具体而言，涉及一种套管组件和盾构机。

背景技术

具体地，如图1所示，隧道掘进施工过程中，有时需要穿过隔板12’对掌子面8’和刀盘背面进行抵近观察、清洗、切割等操作，而为了保持掌子面8’稳定，在该空间内常充有一定压力的渣土或泥水。

若采用人工进仓操作，则耗时长且风险大，现在的趋势是采用可遥控的机械臂4’夹持工作元件进行操作。由于盾构机内部设备众多，尤其是中间有主驱动等大型设备，可用于布置机械臂4’的空间往往靠近盾壳2’。机械臂4’要从靠近外沿的隔板开孔10’位置伸向盾构机轴心6’位置，需要的臂长较大，一方面隔板12’后长度空间有限，难以容纳，另一方面由于盾壳2’的限制，机械臂4’难以偏转足够的角度，而采用折叠或伸缩式的机械臂4’，又大大增加了设计和制造难度。采用多节套管连接、逐级深入的方式可以解决这个问题，但由于操作元件需要连接水、电、气、液等多种管路，每次接管都需要断开重新穿管连接，工作繁琐且接头连接故障率增大，在此期间操作元件也不能工作。

因此，如何设计出一种既可以实现管路多级连接，又不会影响设备和线路的正常工作的管路，成为了亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一方面在于提出了一种套管组件。

本发明的另一方面在于提出了一种盾构机。

有鉴于此，本发明的第一方面提供了套管组件，包括：套管，套管包括至少两个相互匹配的管片，管片相互扣合后围成中空腔体；第一连接部，设置于套管的一端上；第二连接部，设置于套管的另一端上；其中，套管至少为两个，两个套管之间通过第一连接部和第二连接部配合连接。

根据本发明提供的套管组件，套管组件由多个套管单元依次拼接而成，其中每个套管由至少两个管片扣合而成，扣合后组成的套管内部为中空，两端分别形成有第一连接部和第二连接部，第一连接部和第二连接部相互匹配，多个套管可通过第一连接部和第二连接部的配合连接关系实现首尾相接。具体装配过程中，将第一组管片扣合在所保护的线路上，组成第一套管，随后将第二组管片扣合在所保护的线路上，组成第二套管，最后将第一套管的第二连接部和第二套管的第一连接部相连接，从而完成套管组件的拼接。本发明正是通过将套管设置成分体扣合的管片式结构，使得套管可以直接扣合安装在两端连接不断开的线路上，免去了线路拆卸和由套管内部穿出的装配过程，从而简化了套管装配过程，降低了套管装配故障率，进而实现优化产品结构，降低产品装配难度，拓宽产品适用范围，降低用户工作量，提升用户使用体验的技术效果。

具体地，为了拓宽盾构机中的机械臂在隔板后空间内的偏转角度，一般采用多节套管连接、逐级深入的方式，但由于操作元件需要连接水、电、气、液等多种管路，常规的套管在装配和拆卸过程中，每次接管都需要断开重新穿管连接，工作繁琐且接头连接故障率增大，在此期间操作元件也不能工作，因此存在拆装复杂度高，拆装可靠性差，拆装过程线路和设备无法正常工作的技术问题。针对上述技术问题，本发明将套管设计为扣合相连的管片结构，使套管可以直接扣合在所要保护的管线上，从而免去了套管在安装过程中的穿套环节，从而解决了上述的工作繁琐、故障率大、操作元件无法工作的技术问题。

另外，本发明提供的上述技术方案中的套管组件还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，优选地，套管组件还包括：台阶轴，设置于第一连接部上；台阶孔，设置于第二连接部上，台阶轴与台阶孔相匹配；第一圆锥面，围绕套管的轴线设置于台阶轴上；第二圆锥面，围绕套管的轴线设置于台阶孔上；其中，第一圆锥面和第二圆锥面相匹配，当完成第一连接部和第二连接部的连接时，第一圆锥面和第二圆锥面相配合。

在该技术方案中，通过在第一连接部和第二连接部上分别设置可相互匹配的台阶轴和台阶孔，使得多个套管在逐级连接时，可通过台阶轴和台阶孔的配合关系实现套管间的准确定位，并且前一级套管的台阶孔通过紧扣在后一级套管的台阶轴上起到加固后一级套管中的管片扣合关系的作用，以避免套管在工作过程中解体或损坏，进而实现优化套管组件连接结构，提升装配准确性与可靠性的技术效果。

在该技术方案中，通过在第一连接部和第二连接部上分别设置相互匹配的第一圆锥面和第二圆锥面，使得多个套管在逐级连接时可以通过第一圆锥面和第二圆锥面实现套管的定位和导向，从而进一步提升多级套管间的装配精准性。并且在两个套管通过第一连接部和第二连接部连接在一起时，后一级套管的第一圆锥面可以紧压在前一级套管的第二圆锥面上，从而保证前一级套管的管片始终处于紧扣状态，进一步强化管片的连接可靠性，进而实现优化套管组件连接结构，提升装配准确性与可靠性的技术效果。

在上述任一技术方案中，优选地，第一圆锥面在台阶轴的端面上呈内凹结构；第二圆锥面在台阶孔的端面上呈外凸结构；其中，当两个套管相连时，后一级套管的第一圆锥面紧扣在前一级套管的第二圆锥面上，后一级套管对前一级套管的轴向作用力可在第一圆锥面和第二圆锥面的作用下产生朝向轴线的分力，以通过分力抱紧前一级套管的管片。

在该技术方案中，通过在台阶轴上设置内凹的第一圆锥面，并在台阶孔上设置与其对应的外凸的第二圆锥面，使得两个套管相连接时，后一级套管上呈内凹状的第一圆锥面可以紧扣在前一级套管上呈外凸状的第二圆锥面上，使得后一级套管在轴向固定时，作用在前一级套管上的轴向作用力可以在第一圆锥面和第二圆锥面的共同作用下产生朝向轴线并抱紧前一级套管的管片的分力，从而保证后一级套管可以在轴向压紧的过程中实现前一级套管的管片的抱紧，以提升套管组件的连接强度和连接可靠度，进而实现优化套管组件连接结构，提升产品工作稳定性与可靠性的技术效果。

在上述任一技术方案中，优选地，套管组件还包括：密封槽，对应设置于管片的扣合端面上，扣合后的管片通过密封槽围成密封腔；密封条，设置于密封腔内；其中，密封槽由台阶孔的台阶面贯通至台阶轴的台阶面。

在该技术方案中，通过在管片的扣合端面上设置密封槽，使得管片之间可以定位安装密封条，具体装配过程中先将密封条放置在密封槽中，随后将管片紧扣在一起使密封条被紧压在密封槽中，以完成装配。具体地，盾构机的工作环境较恶劣，存在大量的泥沙，通过设置密封条使得外部的泥沙无法从管片间的缝隙中流入套管内部，从而保护套管内部的管线不受破坏，进而起到优化套管组件结构，提升套管组件密封性，提高产品实用性和可靠性的技术效果。

在上述任一技术方案中，优选地，当第一连接部和第二连接部相连时，第一连接部套管的扣合端面与第二连接部套管的扣合端面呈预设夹角；其中，预设夹角不等于零，以使两个相连的套管所对应的扣合端面不重合。

在该技术方案中，通过限定扣合端面间的夹角，且限定夹角不等于零，使得两级套管在连接时始终遵循错位连接方法，一方面可以保证形成完整的套管组件，另一方面可以避免套管组件在外部作用力的作用下沿着重合的扣合端面解体，以优化套管组件内的作用力分布，进而实现了优化套管组件连接结构，提升产品可靠性与稳定性的技术效果，其中该预设夹角优选90°。

在上述任一技术方案中，优选地，套管组件还包括：螺纹孔，至少两个螺纹孔设置于台阶孔的台阶面上；通孔，设置于台阶孔的台阶面上；盲孔，设置于台阶轴的台阶面上，盲孔数量与螺纹孔数量相等，且盲孔和对应的螺纹孔位于同一条轴线上；其中，螺纹孔和通孔在同一个分度圆上交替设置，分度圆的圆心位于套管轴线上。

在该技术方案中，台阶孔的台阶面上设置有螺纹孔和通孔，通孔用于定位安装套管组件的连接结构，例如螺栓和双头螺柱，螺纹孔为套管组件的定位连接孔，后一级套管中的连接结构通过与前一级套管的螺纹孔配合连接以实现前后两级套管的连接，从而实现了套管组件的逐级伸入式装配。其中，通过将螺纹孔和通孔在同一个分度圆上交替设置，实现了套管的错位连接，连接过程中后一级套管的通孔对准前一级套管的螺纹孔，一方面简化了套管间的装配过程，降低了装配的错误率，另一方面优化了套管组件内作用力的分布，使多级套管间的连接更加稳固可靠，进而实现了优化套管组件连接结构，降低套管组件装配难度，提升产品可靠性的技术效果。

在该技术方案中，套管上为的每一个螺纹孔对应设置一个盲孔，盲孔设置在台阶轴的台阶面上，且盲孔和螺纹孔共用同一条轴线，盲孔为连接结构的定位安装孔，具体装配过程中，先将设置在台阶孔台阶面上的连接结构对准并卡入后一级套管的盲孔中，再完成第一连接部和第二连接部的连接，从而避免连接结构影响套管的连接、密封效果，进而实现优化套管组件结构，提升产品实用性与可靠性的技术效果。

在上述任一技术方案中，优选地，螺纹孔均匀设置在分度圆上；通孔均匀设置在分度圆上；通孔轴线和相邻的两个螺纹孔轴线间的垂直距离相等。

在该技术方案中，通过将螺纹孔和通孔以相等的间隔均匀设置在同一个分度圆上，使得连接结构的作用力可以均匀分布在套管的同一个分度圆上，从而避免出现因套管受力不均所引起的套管弯折、破损等技术问题，进而实现优化套管组件连接结构，提升产品可靠性的技术效果。

在上述任一技术方案中，优选地，套管组件还包括：螺栓，设置于通孔内，螺栓贯穿通孔，螺栓的螺纹端与螺纹孔配合相连，螺栓的头部设置于盲孔内。

在该技术方案中，限定了一种套管组件的连接结构，该连接结构选用螺栓，具体装配过程中，先将螺栓插入通孔内，螺栓的螺纹端由台阶轴的台阶面穿出，随后将螺纹端与前一级套管的螺纹孔对齐并将螺栓拧入前一级套管的螺纹孔内，以完成当前套管与前一级套管的连接，其后在安装后一级套管时将上述螺栓的头部卡人后一级套管的盲孔内，以完成当前套管与后一级套管的连接。其中，螺栓连接的可靠性较强，通过选取螺栓作为连接结构可以提升套管间的连接可靠性；另一方面，螺栓为标准件，技术成熟且采购成本低，适用于大规模批量生产的结构，可以降低套管组件的生产成本，进而实现了优化套管组件连接结构，缩减套管组件生产成本的技术效果。

在上述任一技术方案中，优选地，套管组件还包括：双头螺柱，设置于通孔内，双头螺柱贯穿通孔，双头螺柱的第一端与螺纹孔配合相连；螺母，与双头螺柱的第二端相连接，螺母设置于盲孔内。

在该技术方案中，限定了另一种套管组件的连接结构，该连接结构选用双头螺柱和螺母。具体装配过程中，先将双头螺柱插入通孔内，双头螺柱的第一端由台阶轴的台阶面穿出，随后将双头螺柱第一端与前一级套管的螺纹孔对齐并将双头螺柱拧入前一级套管的螺纹孔内，以完成当前套管与前一级套管的连接，其后将螺母与双头螺柱的第二端相连接，螺母将垫片紧压在台阶孔的台阶面上，以完成双头螺柱的定位连接，最后在安装后一级套管时将上述螺母卡人后一级套管的盲孔内，以完成当前套管与后一级套管的连接。其中，双头螺柱和螺母配合连接的强度较大，可靠性较强，通过选取螺栓作为连接结构可以提升套管间的连接可靠性，并且双头螺柱和螺母便于拆卸，可以降低套管组件的连接难度；另一方面，双头螺柱和螺母为标准件，技术成熟且采购成本低，适用于大规模批量生产的结构，可以降低套管组件的生产成本，进而实现了优化套管组件连接结构，缩减套管组件生产成本的技术效果。

在上述任一技术方案中，优选地，套管组件还包括：密封垫片，设置于两个套管的连接处；其中，密封垫片为分体式结构。

在该技术方案中，密封垫片为多级套管间的密封结构，装配过程中，现将密封垫片放置在前后两级套管的第一连接部和第二连接部之间，随后完成套管间的轴向连接，使得前后两级套管可以将密封垫片紧压在套管间的缝隙中，从而避免套管组件外部的泥沙由多级套管间的缝隙流入套管内部。其中，密封垫片采用同套管一致的分体式结构，便于在不断开所需保护的管线与工作设备连接的情况下直接将密封垫片套设在管线上，从而进一步优化套管组件的装配过程，进而实现提升套管组件密封性，简化套管组件装配过程，提高产品实用性与可靠性的技术效果。

本发明第二方面提供了一种盾构机，所述盾构机包含上述任一技术方案中所述的套管组件，所述盾构机具有上述任一技术方案提供的套管组件的全部有益效果。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了相关技术中的一种盾构机结构示意图；

图2示出了根据本发明的一个实施例提供的套管组件结构示意图；

图3为图2所示的根据本发明的一个实施例提供的套管组件的左视图；

图4示出了根据本发明的一个实施例提供的管片结构示意图；

图5为图4所示的根据本发明的一个实施例提供的管片的左视图；

图6示出了根据本发明的另一个实施例提供的套管组件结构示意图。

其中，图1中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

2’盾壳，4’机械臂，6’盾构机轴心，8’掌子面，10’隔板开孔，12’隔板；

其中，图2至图6中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1套管组件，10套管，102管片，20第一连接部，202台阶轴，204第一圆锥面，206盲孔，30第二连接部，302台阶孔，304第二圆锥面，306螺纹孔，40密封槽，50密封条，60通孔，70双头螺柱，80螺母。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步地详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图2至图6描述根据本发明一些实施例的套管组件1。

有鉴于此，根据本发明的实施例，如图2至图6所示，提供了一种套管组件1，包括：套管10，套管10包括至少两个相互匹配的管片102，管片102扣合后围成中空腔体；第一连接部20，设置于套管10的一端上；第二连接部30，设置于套管10的另一端上；其中，套管10至少为两个，两个套管10之间通过第一连接部20和第二连接部30配合连接。

根据本发明提供的套管组件1，套管组件1由多个套管10单元依次拼接而成，其中每个套管10由至少两个管片102扣合而成，扣合后组成的套管10内部为中空，两端分别形成有第一连接部20和第二连接部30，第一连接部20和第二连接部30相互匹配，多个套管10可通过第一连接部20和第二连接部30的配合连接关系实现首尾相接。具体装配过程中，将第一组管片102扣合在所保护的线路上，组成第一套管10，随后将第二组管片102扣合在所保护的线路上，组成第二套管10，最后将第一套管10的第二连接部30和第二套管10的第一连接部20相连接，从而完成套管组件1的拼接。本发明正是通过将套管10设置成分体扣合的管片式结构，使得套管10可以直接扣合安装在两端连接不断开的线路上，免去了线路拆卸和由套管10内部穿出的装配过程，从而简化了套管10装配过程，降低了套管10装配故障率，进而实现优化产品结构，降低产品装配难度，拓宽产品适用范围，降低用户工作量，提升用户使用体验的技术效果。

具体地，如图1所示，为了拓宽盾构机中的机械臂4’在隔板12’后空间内的偏转角度，一般采用多节套管连接、逐级深入的方式，但由于操作元件需要连接水、电、气、液等多种管路，常规的套管在装配和拆卸过程中，每次接管都需要断开重新穿管连接，工作繁琐且接头连接故障率增大，在此期间操作元件也不能工作，因此存在拆装复杂度高，拆装可靠性差，拆装过程线路和设备无法正常工作的技术问题。针对上述技术问题，本发明将套管10设计为扣合相连的管片结构，使套管10可以直接扣合在所要保护的管线上，从而免去了套管10在安装过程中的穿套环节，从而解决了上述的工作繁琐、故障率大、操作元件无法工作的技术问题。

在本发明的一个实施例中，优选地，如图2至图5所示，套管组件1还包括：台阶轴202，设置于第一连接部20上；台阶孔302，设置于第二连接部30上，台阶轴202与台阶孔302相匹配；第一圆锥面204，围绕套管10的轴线设置于台阶轴202上；第二圆锥面304，围绕套管10的轴线设置于台阶孔302上；其中，第一圆锥面204和第二圆锥面304相匹配，当完成第一连接部20和第二连接部30的连接时，第一圆锥面204和第二圆锥面304相配合。

在该实施例中，通过在第一连接部20和第二连接部30上分别设置可相互匹配的台阶轴202和台阶孔302，使得多个套管10在逐级连接时，可通过台阶轴202和台阶孔302的配合关系实现套管10间的准确定位，并且前一级套管10的台阶孔302通过紧扣在后一级套管10的台阶轴202上起到加固后一级套管10中的管片102扣合关系的作用，以避免套管10在工作过程中解体或损坏，进而实现优化套管组件1连接结构，提升装配准确性与可靠性的技术效果。

在该实施例中，通过在第一连接部20和第二连接部30上分别设置相互匹配的第一圆锥面204和第二圆锥面304，使得多个套管10在逐级连接时可以通过第一圆锥面204和第二圆锥面304实现套管10的定位和导向，从而进一步提升多级套管10间的装配精准性。并且在两个套管10通过第一连接部20和第二连接部30连接在一起时，后一级套管10的第一圆锥面204可以紧压在前一级套管10的第二圆锥面304上，从而保证前一级套管10的管片102始终处于紧扣状态，进一步强化管片102的连接可靠性，进而实现优化套管组件1连接结构，提升装配准确性与可靠性的技术效果。

在本发明的一个实施例中，优选地，如图4和图6所示，第一圆锥面204在台阶轴202的端面上呈内凹结构；第二圆锥面304在台阶孔302的端面上呈外凸结构；其中，当两个套管10相连时，后一级套管10的第一圆锥面204紧扣在前一级套管10的第二圆锥面304上，后一级套管10对前一级套管10的轴向作用力可在第一圆锥面204和第二圆锥面304的作用下产生朝向轴线的分力，以通过分力抱紧前一级套管10的管片102。

在该实施例中，通过在台阶轴202上设置内凹的第一圆锥面204，并在台阶孔302上设置与其对应的外凸的第二圆锥面304，使得两个套管10相连接时，后一级套管10上呈内凹状的第一圆锥面204可以紧扣在前一级套管10上呈外凸状的第二圆锥面304上，使得后一级套管10在轴向固定时，作用在前一级套管10上的轴向作用力可以在第一圆锥面204和第二圆锥面304的共同作用下产生朝向轴线并抱紧前一级套管10的管片102的分力，从而保证后一级套管10可以在轴向压紧的过程中实现前一级套管10的管片102的抱紧，以提升套管10组件的连接强度和连接可靠度，进而实现优化套管组件1连接结构，提升产品工作稳定性与可靠性的技术效果。

在本发明的一个实施例中，优选地，如图5和图6所示，套管组件1还包括：密封槽40，对应设置于管片102的扣合端面上，扣合后的管片102通过密封槽40围成密封腔；密封条50，设置于密封腔内；其中，密封槽40由台阶孔302的台阶面贯通至台阶轴202的台阶面。

在该实施例中，通过在管片102的扣合端面上设置密封槽40，使得管片102之间可以定位安装密封条50，具体装配过程中先将密封条50放置在密封槽40中，随后将管片102紧扣在一起使密封条50被紧压在密封槽40中，以完成装配。具体地，盾构机的工作环境较恶劣，存在大量的泥沙，通过设置密封条50使得外部的泥沙无法从管片102间的缝隙中流入套管10内部，从而保护套管10内部的管线不受破坏，进而起到优化套管组件1结构，提升套管组件1密封性，提高产品实用性和可靠性的技术效果。

在本发明的一个实施例中，优选地，如图6所示，当第一连接部20和第二连接部30相连时，第一连接部20套管10的扣合端面与第二连接部30套管10的扣合端面呈预设夹角；其中，预设夹角不等于零，以使两个相连的套管所对应的扣合端面不重合。

在该实施例中，通过限定扣合端面间的夹角，且限定夹角不等于零，使得两级套管10在连接时始终遵循错位连接方法，一方面可以保证形成完整的套管组件1，另一方面可以避免套管组件1在外部作用力的作用下沿着重合的扣合端面解体，以优化套管组件1内的作用力分布，进而实现了优化套管组件1连接结构，提升产品可靠性与稳定性的技术效果，其中该预设夹角优选90°。

在本发明的一个实施例中，优选地，如图3至图6所示，套管组件1还包括：螺纹孔306，至少两个螺纹孔306设置于台阶孔302的台阶面上；通孔60，设置于台阶孔302的台阶面上；盲孔206，设置于台阶轴202的台阶面上，盲孔206数量与螺纹孔306数量相等，且盲孔206和对应的螺纹孔306位于同一条轴线上；其中，螺纹孔306和通孔60在同一个分度圆上交替设置，分度圆的圆心位于套管10轴线上。

在该实施例中，台阶孔302的台阶面上设置有螺纹孔306和通孔60，通孔60用于定位安装套管组件1的连接结构，例如螺栓和双头螺柱70，螺纹孔306为套管组件1的定位连接孔，后一级套管10中的连接结构通过与前一级套管10的螺纹孔306配合连接以实现前后两级套管10的连接，从而实现了套管组件1的逐级伸入式装配。其中，通过将螺纹孔306和通孔60在同一个分度圆上交替设置，实现了套管10的错位连接，连接过程中后一级套管10的通孔60对准前一级套管10的螺纹孔306，一方面简化了套管10间的装配过程，降低了装配的错误率，另一方面优化了套管组件1内作用力的分布，使多级套管10间的连接更加稳固可靠，进而实现了优化套管组件1连接结构，降低套管组件1装配难度，提升产品可靠性的技术效果。

在该实施例中，套管10上为的每一个螺纹孔306对应设置一个盲孔206，盲孔206设置在台阶轴202的台阶面上，且盲孔206和螺纹孔306共用同一条轴线，盲孔206为连接结构的定位安装孔，具体装配过程中，先将设置在台阶孔302台阶面上的连接结构对准并卡入后一级套管10的盲孔206中，再完成第一连接部20和第二连接部30的连接，从而避免连接结构影响套管10的连接、密封效果，进而实现优化套管组件1结构，提升产品实用性与可靠性的技术效果。

在本发明的一个实施例中，优选地，如图3和图5所示，螺纹孔306均匀设置在分度圆上；通孔60均匀设置在分度圆上；通孔60轴线和相邻的两个螺纹孔306轴线间的垂直距离相等。

在该实施例中，通过将螺纹孔306和通孔60以相等的间隔均匀设置在同一个分度圆上，使得连接结构的作用力可以均匀分布在套管10的同一个分度圆上，从而避免出现因套管10受力不均所引起的套管10弯折、破损等技术问题，进而实现优化套管组件1连接结构，提升产品可靠性的技术效果。

在本发明的一个实施例中，优选地，套管组件1还包括：螺栓，设置于通孔60内，螺栓贯穿通孔60，螺栓的螺纹端与螺纹孔306配合相连，螺栓的头部设置于盲孔206内。

在该实施例中，限定了一种套管组件1的连接结构，该连接结构选用螺栓，具体装配过程中，先将螺栓插入通孔60内，螺栓的螺纹端由台阶轴202的台阶面穿出，随后将螺纹端与前一级套管10的螺纹孔306对齐并将螺栓拧入前一级套管10的螺纹孔306内，以完成当前套管10与前一级套管10的连接，其后在安装后一级套管10时将上述螺栓的头部卡人后一级套管10的盲孔206内，以完成当前套管10与后一级套管10的连接。其中，螺栓连接的可靠性较强，通过选取螺栓作为连接结构可以提升套管10间的连接可靠性；另一方面，螺栓为标准件，技术成熟且采购成本低，适用于大规模批量生产的结构，可以降低套管组件1的生产成本，进而实现了优化套管组件1连接结构，缩减套管组件1生产成本的技术效果。

在本发明的一个实施例中，优选地，如图6所示，套管组件1还包括：双头螺柱70，设置于通孔60内，双头螺柱70贯穿通孔60，双头螺柱70的第一端与螺纹孔306配合相连；螺母80，与双头螺柱70的第二端相连接，螺母80设置于盲孔206内。

在该实施例中，限定了另一种套管组件1的连接结构，该连接结构选用双头螺柱70和螺母80。具体装配过程中，先将双头螺柱70插入通孔60内，双头螺柱70的第一端由台阶轴202的台阶面穿出，随后将双头螺柱70第一端与前一级套管10的螺纹孔306对齐并将双头螺柱70拧入前一级套管10的螺纹孔306内，以完成当前套管10与前一级套管10的连接，其后将螺母80与双头螺柱70的第二端相连接，螺母80将垫片紧压在台阶孔302的台阶面上，以完成双头螺柱70的定位连接，最后在安装后一级套管10时将上述螺母80卡人后一级套管10的盲孔206内，以完成当前套管10与后一级套管10的连接。其中，双头螺柱70和螺母80配合连接的强度较大，可靠性较强，通过选取螺栓作为连接结构可以提升套管10间的连接可靠性，并且双头螺柱70和螺母80便于拆卸，可以降低套管组件1的连接难度；另一方面，双头螺柱70和螺母80为标准件，技术成熟且采购成本低，适用于大规模批量生产的结构，可以降低套管组件1的生产成本，进而实现了优化套管组件1连接结构，缩减套管组件1生产成本的技术效果。

在本发明的一个实施例中，优选地，套管组件1还包括：密封垫片，设置于两个套管10的连接处；其中，密封垫片为分体式结构。

在该实施例中，密封垫片为多级套管10间的密封结构，装配过程中，现将密封垫片放置在前后两级套管10的第一连接部20和第二连接部30之间，随后完成套管10间的轴向连接，使得前后两级套管10可以将密封垫片紧压在套管10间的缝隙中，从而避免套管组件1外部的泥沙由多级套管10间的缝隙流入套管10内部。其中，密封垫片采用同套管10一致的分体式结构，便于在不断开所需保护的管线与工作设备连接的情况下直接将密封垫片套设在管线上，从而进一步优化套管组件1的装配过程，进而实现提升套管组件1密封性，简化套管组件1装配过程，提高产品实用性与可靠性的技术效果。

本发明第二方面的实施例中提供了一种盾构机，所述盾构机包含上述任一实施例中所述的套管组件1，所述盾构机具有上述任一实施例提供的套管组件1的全部有益效果。

在本发明的一个具体实施例中，如图1所示，该附图示出了本发明的套管组件在盾构机内的应用场景，机械臂4’设置在掌子面8’和隔板12’之间的空间内并在该区域内工作，机械臂4’上的管线由隔板开孔10’穿出并与外部连接。其中，本发明限定的套管组件1设置在上述管线上，具体地，套管可以在不断开管线和机械臂4’连接状态的情况下，以逐级连接的方式从隔板开孔10’处完成装配。

在本发明的另一个具体实施例中，套管组件1的工艺流程和装配流程如下：

1)将套管10一头加工为台阶轴202，另一头加工为台阶孔302，轴径和孔径为间隙配合关系，孔深与轴伸长度一致；

2)在台阶孔302的台阶面上以套管10轴心为中心的分度圆加工均匀布置的螺纹孔306，在同一分度圆上错位加工同样数量均匀布置的通孔60，通孔60直径大于螺栓杆直径，台阶轴202的台阶面上对应螺纹孔306位置加工可容纳对应尺寸螺栓头、螺母80、垫片等紧固件的盲孔206，该孔壁不应破坏台阶轴202外圆柱面的完整性；

3)将台阶轴202端面加工成内凹的第一圆锥面204，台阶孔302端面加工成对应锥度的外凸第二圆锥面304；

4)将套管10沿轴心剖分为管片102，剖分面应错开螺纹孔306和通孔60；

5)在剖分面台阶轴202台界面和台阶孔302台阶面之间加工贯通的密封槽40，在剖分面合拢时，两边的密封槽40可形成完整的具有一定截面形状的密封孔；

6)根据密封孔截面形状和长度选择对应的密封条50，将其嵌入管片102的密封槽40内，合拢管片102，形成完整的套管10；

7)将后一级套管10的台阶轴202插入前一级套管10的台阶孔302内，在两个台阶面之间预先放置两层尺寸和形状与端面一致的剖分式密封垫片，前后级套管10及密封垫片的剖分面均错开布置且后一级套管10的通孔60与前一级套管10的螺纹孔306对齐，采用双头螺柱70作为连接结构的可以先将双头螺柱70拧入，再将后一级套管10插入；

8)采用螺栓作为连接结构的，将螺栓插入通孔60并拧入前一级套管10的螺纹孔306中，螺栓的头部压紧台阶孔302的台阶面，采用双头螺柱70作为连接机构的，拧紧螺母80压紧台阶孔302的台阶面。由于设置有第一圆锥面204和第二圆锥面304，使得前一级套第一连接部20的孔壁限制了后一级套管10第二连接部30的外扩，在轴向靠紧时就会同时产生周向收缩的抱紧力，保证剖分面的闭合，剖分面上的密封条50和套管10间的密封垫片保证了套管组件1的内外密封；

9)为保证整体密封效果，套管组件1中最前端套管10连接的设备应为完整的圆柱体，其尾部尺寸与形状与套管10第一连接部20上的台阶孔302一致。

在本发明中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种套管组件，其特征在于，包括：

套管，所述套管包括至少两个相互匹配的管片，所述管片相互扣合后围成中空腔体；

第一连接部，设置于所述套管的一端上；

第二连接部，设置于所述套管的另一端上；

其中，所述套管至少为两个，两个所述套管之间通过所述第一连接部和所述第二连接部配合连接；

台阶轴，设置于所述第一连接部上；

台阶孔，设置于所述第二连接部上，所述台阶轴与所述台阶孔相匹配；

当所述第一连接部和所述第二连接部相连时，所述第一连接部套管的扣合端面与所述第二连接部套管的扣合端面呈预设夹角；

其中，所述预设夹角不等于零，以使两个相连的所述套管所对应的所述扣合端面不重合；

所述套管组件还包括：

螺纹孔，至少两个所述螺纹孔设置于所述台阶孔的台阶面上；

通孔，设置于所述台阶孔的台阶面上；

盲孔，设置于所述台阶轴的台阶面上，所述盲孔数量与所述螺纹孔数量相等，且所述盲孔和对应的所述螺纹孔位于同一条轴线上；

其中，所述螺纹孔和所述通孔在同一个分度圆上交替设置，所述分度圆的圆心位于所述套管轴线上。

2.根据权利要求1所述的套管组件，其特征在于，还包括：

第一圆锥面，围绕所述套管的轴线设置于所述台阶轴上；

第二圆锥面，围绕所述套管的轴线设置于所述台阶孔上；

其中，所述第一圆锥面和所述第二圆锥面相匹配，当完成所述第一连接部和所述第二连接部的连接时，所述第一圆锥面和所述第二圆锥面相配合。

3.根据权利要求2所述的套管组件，其特征在于：

所述第一圆锥面在所述台阶轴的端面上呈内凹结构；

所述第二圆锥面在所述台阶孔的端面上呈外凸结构；

其中，当两个所述套管相连时，后一级所述套管的所述第一圆锥面紧扣在前一级所述套管的所述第二圆锥面上，所述后一级套管对所述前一级套管的轴向作用力可在所述第一圆锥面和所述第二圆锥面的作用下产生朝向所述轴线的分力，以通过所述分力抱紧所述前一级套管的所述管片。

4.根据权利要求2所述的套管组件，其特征在于，还包括：

密封槽，对应设置于所述管片的扣合端面上，扣合后的所述管片通过所述密封槽围成密封腔；

密封条，设置于所述密封腔内；

其中，所述密封槽由所述台阶孔的台阶面贯通至所述台阶轴的台阶面。

5.根据权利要求1所述的套管组件，其特征在于：

所述螺纹孔均匀设置在所述分度圆上；

所述通孔均匀设置在所述分度圆上；

所述通孔轴线和相邻的两个所述螺纹孔轴线间的垂直距离相等。

6.根据权利要求1所述的套管组件，其特征在于，还包括：

螺栓，设置于所述通孔内，所述螺栓贯穿所述通孔，所述螺栓的螺纹端与所述螺纹孔配合相连，所述螺栓的头部设置于所述盲孔内。

7.根据权利要求1所述的套管组件，其特征在于，还包括：

双头螺柱，设置于所述通孔内，所述双头螺柱贯穿所述通孔，所述双头螺柱的第一端与所述螺纹孔配合相连；

螺母，与所述双头螺柱的第二端相连接，所述螺母设置于所述盲孔内。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的套管组件，其特征在于，还包括：

密封垫片，设置于两个所述套管的连接处；

其中，所述密封垫片为分体式结构。

9.一种盾构机，其特征在于，包括如权利要求1至8中任一项所述的套管组件。

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