CN113882807B - 一种水平定向钻浮力扩孔器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水平定向钻浮力扩孔器，包括中空的芯轴，所述芯轴的前端和后端分别设有前连接头和后连接头；所述芯轴的外部套设有筒体，所述筒体的前端为锥形；所述筒体的前端外壁设有若干耐磨刀头，且所述筒体的前端侧壁设有若干第一喷水孔；所述芯轴的中段侧壁设有若干第二喷水孔，所述第二喷水孔连通芯轴与筒体；所述筒体内部还设有若干浮球。本发明通过在筒体内设置多个浮球，浮球内部是封闭的腔体，浮球可以占据筒体内的部分空腔，减少筒体内泥浆的重量，增大筒体的浮力，从而减小筒体的下沉，提高扩孔效果；同时，浮球与浮球之间会存在空隙，泥浆可以从浮球之间的空隙流通，不会造成泥浆在筒体内堵塞。
Description
技术领域
本发明属于扩孔设备技术领域，具体涉及一种水平定向钻浮力扩孔器。
背景技术
水平定向钻是用于城市布置地下管网的非开挖设备，随着城市的发展，各类管网包括自来水管、天然气管、污水排放、通信电缆的地下布管发展的越来越快，而且非开挖技术对比于传统的开挖技术具有更环保、更安全、更可靠的优势，但目前非开挖施工面对的地层环境越来越复杂，同时对非开挖的环境破坏，成孔成形，施工效率的要求越来越高，特别是水平定向钻的钻杆钻具。
目前的水平定向钻扩孔器都是桶内只有芯轴连接，空间很大，在施工过程中筒体本身就有很大的重量，再加上泥浆充满着整个筒体，这种情况就造成了扩孔时筒体的下沉，并且对大口径的孔进行扩孔时，需采用多次回拉扩孔的施工工艺，导致下沉的情况越严重，从而导致孔径呈椭圆形。虽然也有部分封闭式的筒体设计，但加工复杂，且对扩孔器形状有一定限制，不便于生产加工。
如公开号为CN203097717U的中国专利公开了一种板桶联合式扩孔器，该板桶联合式扩孔器包括芯轴、固定于芯轴的安装刀座、浮筒体及后锥筒；芯轴沿设有一个贯穿其第一端和第二端的过水通孔；安装刀座上设有若干第一刀及若干与过水通孔贯通的水孔；后锥筒套设固定于芯轴的第二端处的外周，且固定于浮筒体；后锥筒内安装有一个后水道；且后水道的第一端口与过水通孔贯通，后水道的第二端口穿过后锥筒后与外界贯通，因此，泥浆得以从水眼中直接通过后水道及合金水嘴喷射，从而浮筒体与后锥筒所封闭的空间中完全没有泥浆，增加了工作中的浮力，减小了该专利板桶联合式扩孔器的下沉对待钻孔洞下壁的压力，提高了钻孔的安全性。
如公开号为CN201934025U的中国专利公开了一种锥刀座浮筒扩孔器，包括：沿中心轴线带有水通道的芯轴，芯轴上安装有锥型刀座，锥型刀座上的外表面上安装有多把带有短水嘴的切削刀，短水嘴通过分水道与轴芯的水通道联通，锥型刀座与浮筒、后锥筒密封连接，锥型刀座的锥型头部与芯轴密封连接，后锥筒的锥型头部与芯轴密封连接，形成由锥型刀座、浮筒、后锥筒和轴芯围护的密封空间。该专利采用封闭的浮筒，利用泥浆的浮力很好地平衡了扩孔器自身重力，大幅度减少多级扩孔后形成的上窄下宽的鸭梨形，减少了扩孔和洗孔的次数。由于浮筒利用了泥浆的浮力减小扩孔时的扭矩，大幅降低了设备以及钻具燃料的消耗。该专利整体结构简洁、紧凑、成本低、生产制造容易。
上述专利采用封闭式筒体结构虽然可以极大地增大筒体浮力，但是其对筒体的密封要求较高，一旦发生泥浆泄漏，泥浆会迅速填满筒体内部空间；且内部结构复杂，不便于生产加工以及后期检修；另外，由于其筒体的内部空间是固定的，因此其产生浮力也是固定的，不能根据实际施工情况来调整筒体的浮力。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种水平定向钻浮力扩孔器。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种水平定向钻浮力扩孔器，包括中空的芯轴，所述芯轴的前端和后端分别设有前连接头和后连接头；所述芯轴的外部套设有筒体，所述筒体的前端为锥形；所述筒体的前端外壁设有若干耐磨刀头，且所述筒体的前端侧壁设有若干第一喷水孔；所述芯轴的中段侧壁设有若干第二喷水孔，所述第二喷水孔连通芯轴与筒体；所述筒体内部还设有若干浮球。
本发明通过在筒体内设置多个浮球，浮球内部是封闭的腔体，浮球可以占据筒体内的部分空腔，减少筒体内泥浆的重量，增大筒体的浮力，从而减小筒体的下沉，提高扩孔效果；同时，浮球与浮球之间会存在空隙，泥浆可以从浮球之间的空隙流通，不会造成泥浆在筒体内堵塞。
优选地，所述第一喷水孔处设有滤网，通过在第一喷水孔的位置设置滤网，可以避免筒体内部的浮球堵住第一喷水孔，不会影响筒体内的泥浆排出。
进一步地，所述滤网为半球形滤网，所述半球形滤网安装在筒体内壁上对应第一喷水孔的位置；通过设置半球形的滤网，一方面可以避免浮球堵住第一喷水孔，另一方面还可以增大浮球与滤网之间的空隙，方便泥浆的排出。
优选地，所述浮球为轻质、刚性材料制成，轻质材料可以进一步降低浮球的重量，从而降低筒体整体的重量；刚性材料制成的硬质浮球可以保证施工过程中不会出现相互碰撞或泥浆挤压导致浮球变形的情况发生。
具体地，所述筒体的侧壁设有检修孔，所述检修孔的直径大于浮球的直径；所述检修孔处设有堵头；通过设置检修孔，可以根据实际需求增加或减少浮球的数量，从而调整筒体的浮力大小，以便更加适应实际的施工需求；浮球的直径大小能自由通过检修孔即可，不宜过小，过小会导致浮力增加效果不明显。
具体地，所述筒体的外壁设有加固筋，可以提高筒体结构的稳定性。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)本发明通过在筒体内设置多个浮球，浮球内部是封闭的腔体，浮球可以占据筒体内的部分空腔，减少筒体内泥浆的重量，增大筒体的浮力，从而减小筒体的下沉，提高扩孔效果；同时，浮球与浮球之间会存在空隙，泥浆可以从浮球之间的空隙流通，不会造成泥浆在筒体内堵塞；(2)本发明通过在第一喷水孔的位置设置半球形的滤网，一方面可以避免浮球堵住第一喷水孔，另一方面还可以增大浮球与滤网之间的空隙，方便泥浆的排出；(3)本发明通过设置检修孔，可以根据实际需求增加或减少浮球的数量，从而调整筒体的浮力大小，以便更加适应实际的施工需求。
附图说明
图1为本发明实施例中一种水平定向钻浮力扩孔器的半剖结构示意图；
图2为本发明实施例中一种水平定向钻浮力扩孔器的全剖结构示意图；
图3为本发明实施例中一种水平定向钻浮力扩孔器的俯视图；
图4为本发明实施例中筒体的前端内部结构示意图；
图5为本发明实施例中半球形滤网的结构示意图；
图中：1、芯轴；2、前连接头；3、后连接头；4、筒体；5、耐磨刀头；6、第一喷水孔；7、第二喷水孔；8、浮球；9、半球形滤网；10、堵头；11、加固筋。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至3所示，本实施例提供了一种水平定向钻浮力扩孔器，包括中空的芯轴1，所述芯轴1的前端和后端分别设有前连接头2和后连接头3；所述芯轴1的外部套设有筒体4，所述筒体4的前端为锥形；所述筒体4的前端外壁设有若干耐磨刀头5，且所述筒体4的前端侧壁设有若干第一喷水孔6；所述芯轴1的中段侧壁设有若干第二喷水孔7，所述第二喷水孔7连通芯轴1与筒体4；所述筒体4内部还设有若干浮球8。
本实施例通过在筒体4内设置多个浮球8，浮球8内部是封闭的腔体，浮球8可以占据筒体4内的部分空腔，减少筒体4内泥浆的重量，增大筒体4的浮力，从而减小筒体4的下沉，提高扩孔效果；同时，浮球8与浮球8之间会存在空隙，泥浆可以从浮球8之间的空隙流通，不会造成泥浆在筒体4内堵塞。
优选地，如图4、5所示，所述第一喷水孔6处设有滤网，通过在第一喷水孔6的位置设置滤网，可以避免筒体4内部的浮球8堵住第一喷水孔6，不会影响筒体4内的泥浆排出。
进一步地，所述滤网为半球形滤网9，所述半球形滤网9安装在筒体4内壁上对应第一喷水孔6的位置；通过设置半球形的滤网，一方面可以避免浮球8堵住第一喷水孔6，另一方面还可以增大浮球8与滤网之间的空隙，方便泥浆的排出。
优选地，所述浮球8为轻质、刚性材料制成，轻质材料可以进一步降低浮球8的重量，从而降低筒体4整体的重量；刚性材料制成的硬质浮球8可以保证施工过程中不会出现相互碰撞或泥浆挤压导致浮球8变形的情况发生。
具体地，所述筒体4的侧壁设有检修孔，所述检修孔的直径大于浮球8的直径；所述检修孔处设有堵头10；通过设置检修孔，可以根据实际需求增加或减少浮球8的数量，从而调整筒体4的浮力大小，以便更加适应实际的施工需求；浮球8的直径大小能自由通过检修孔即可，不宜过小，过小会导致浮力增加效果不明显。
具体地，所述筒体4的外壁设有加固筋11，一方面可以对筒体4起到保护作用，另一方面可以起到辅助切削作用。
本实施例的浮力扩孔器具体施工时，由筒体4前端的耐磨刀头5对孔洞进行扩孔，同时往芯轴1内部通入泥浆，泥浆自第二喷水孔7流入筒体4内部，并经筒体4内部浮球8之间的空隙流至第一喷水孔6，最后经第一喷水孔6处的半球形滤网9排出筒体4至孔洞内部。孔洞底部的泥浆对筒体4的浮力与筒体4自身的重力达到一个平衡状态，使得扩孔器可以沿水平直线进行扩孔，提高了扩孔的质量。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (3)
1.一种水平定向钻浮力扩孔器，其特征在于，包括中空的芯轴，所述芯轴的前端和后端分别设有前连接头和后连接头；所述芯轴的外部套设有筒体，所述筒体的前端为锥形；所述筒体的前端外壁设有若干耐磨刀头，且所述筒体的前端侧壁设有若干第一喷水孔；所述芯轴的中段侧壁设有若干第二喷水孔，所述第二喷水孔连通芯轴与筒体；所述筒体内部还设有若干浮球；所述第一喷水孔处设有滤网；所述滤网为半球形滤网，所述半球形滤网安装在筒体内壁上对应第一喷水孔的位置；所述筒体的侧壁设有检修孔，所述检修孔的直径大于浮球的直径；所述检修孔处设有堵头。
2.根据权利要求1所述的一种水平定向钻浮力扩孔器，其特征在于，所述浮球为轻质、刚性材料制成。
3.根据权利要求1所述的一种水平定向钻浮力扩孔器，其特征在于，所述筒体的外壁设有加固筋。
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Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| CN201934025U (zh) * | 2011-02-10 | 2011-08-17 | 天合石油集团汇丰石油装备股份有限公司 | 一种锥刀座浮筒扩孔器 |
| CN203097717U (zh) * | 2012-11-30 | 2013-07-31 | 中国石油天然气集团公司 | 板桶联合式扩孔器 |
| CN104005713A (zh) * | 2013-02-26 | 2014-08-27 | 中国石油天然气集团公司 | 一种砂层地质定向钻穿越扶正器 |
| CN110748298A (zh) * | 2019-11-15 | 2020-02-04 | 四川石油天然气建设工程有限责任公司 | 一种具有自扶正引导功能的扩孔器 |
| CN213478220U (zh) * | 2020-10-09 | 2021-06-18 | 沧州格锐特钻头有限公司 | 一种岩石扩孔工具 |
Family Cites Families (1)
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| CN203097717U (zh) * | 2012-11-30 | 2013-07-31 | 中国石油天然气集团公司 | 板桶联合式扩孔器 |
| CN104005713A (zh) * | 2013-02-26 | 2014-08-27 | 中国石油天然气集团公司 | 一种砂层地质定向钻穿越扶正器 |
| CN110748298A (zh) * | 2019-11-15 | 2020-02-04 | 四川石油天然气建设工程有限责任公司 | 一种具有自扶正引导功能的扩孔器 |
| CN213478220U (zh) * | 2020-10-09 | 2021-06-18 | 沧州格锐特钻头有限公司 | 一种岩石扩孔工具 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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