CN116537703A - 一种骑马井扩孔设备及方法 - Google Patents
一种骑马井扩孔设备及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116537703A CN116537703A CN202310338103.8A CN202310338103A CN116537703A CN 116537703 A CN116537703 A CN 116537703A CN 202310338103 A CN202310338103 A CN 202310338103A CN 116537703 A CN116537703 A CN 116537703A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- drill rod
- reaming
- supporting
- well
- rod
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 55
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims abstract description 35
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims abstract description 33
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 19
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 14
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 8
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 4
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 3
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims description 3
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000004904 shortening Methods 0.000 claims description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 3
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 11
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 abstract description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/28—Enlarging drilled holes, e.g. by counterboring
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/26—Drill bits with leading portion, i.e. drill bits with a pilot cutter; Drill bits for enlarging the borehole, e.g. reamers
- E21B10/32—Drill bits with leading portion, i.e. drill bits with a pilot cutter; Drill bits for enlarging the borehole, e.g. reamers with expansible cutting tools
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/42—Rotary drag type drill bits with teeth, blades or like cutting elements, e.g. fork-type bits, fish tail bits
- E21B10/43—Rotary drag type drill bits with teeth, blades or like cutting elements, e.g. fork-type bits, fish tail bits characterised by the arrangement of teeth or other cutting elements
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
- E21B19/02—Rod or cable suspensions
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
- E21B19/08—Apparatus for feeding the rods or cables; Apparatus for increasing or decreasing the pressure on the drilling tool; Apparatus for counterbalancing the weight of the rods
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
本发明提供了一种骑马井扩孔设备及方法,它包括用于传递动力的钻杆,钻杆的底端安装有用于钻孔的扩孔钻头,钻杆的外部并靠近扩孔钻头的一端设置有用于对钻杆底端进行转动支撑的支撑稳定机构,支撑稳定机构张开之后与检查井的内壁相接触配合;钻杆的顶端通过加长杆转动支撑在顶部工作台上,顶部工作台上安装有用于驱动加长杆转动的钻孔动力装置。此设备能够保证工作人员不进入井筒、不进行降水的情况下完成骑马井的扩孔施工,操作简单、精准度高、高效便捷、安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及市政工程排水管道整治修复领域,尤其涉及一种骑马井扩孔设备及方法。
背景技术
部分管网建设过程中存在施工不规范的情况,导致个别管段尤其是顶管或拖拉管施工段存在较多“骑马井”,这些井一般是直接在管道上方施做井筒,然后在管道上壁破孔形成下水的孔洞,没有标准的井室,且一般孔洞较小,无法进行常规的封堵、降水作业,给运维期的养护和维修造成了较大的困难,一般需要对部分骑马井进行扩孔改造,但井筒内空间狭小,导致施工效率低、施工难度大、施工精度差、安全风险高;同时部分管段因为种种原因高水位运行且无法降水,导致扩孔工作无法开展,甚至被迫重建检查井或管道。如图3所示。
发明内容
针对上述问题,本发明的目的在于提出一种骑马井扩孔设备及方法,此设备能够保证工作人员不进入井筒、不进行降水的情况下完成骑马井的扩孔施工,操作简单、精准度高、高效便捷、安全可靠。
为了实现上述的技术特征,本发明的目的是这样实现的:一种骑马井扩孔设备,它包括用于传递动力的钻杆,钻杆的底端安装有用于钻孔的扩孔钻头,钻杆的外部并靠近扩孔钻头的一端设置有用于对钻杆底端进行转动支撑的支撑稳定机构,支撑稳定机构张开之后与检查井的内壁相接触配合;钻杆的顶端通过加长杆转动支撑在顶部工作台上,顶部工作台上安装有用于驱动加长杆转动的钻孔动力装置。
所述钻杆与加长杆采用相同的结构,单根钻杆采用钢制的圆柱形杆,一端设置内“凹”型结构,另一端设置对应的外“凸”型结构,多根钻杆通过嵌锁方式接长,接头位置设置插销实现锁止或者采用螺纹锁紧,使用螺纹方式连接。
所述钻杆的具体尺寸结合市场现有常用钻机的尺寸设置,以便使用现有钻机提供动力。
所述支撑稳定机构由千斤顶底座环、千斤顶组、支撑腿、支杆、支撑轮、支撑滑动环和限位环构成;
所述千斤顶底座环为中空的圆柱状金属环,其内径大于钻杆的外径,套在钻杆外侧,可沿钻杆轴线方向自由滑动,钻杆可在其内部自由旋转;千斤顶组由2个或2个以上的千斤顶绕钻杆间隔相等角度布置,千斤顶的底部与千斤顶底座环刚性连接,千斤顶的顶部与支撑滑动环刚性连接,千斤顶组的所有千斤顶通过电控设备控制并实现同步等距伸长或缩短;支撑腿不少于3个,绕千斤顶底座环间隔相等角度布置,其一端与千斤顶底座环铰接,中部与支杆铰接,另一端与支撑轮连接;支杆一端与支撑腿中部铰接,另一端与支撑滑动环铰接;支撑轮与支撑腿通过转动轴连接,支撑轮可绕转动轴自由转动,但转动轴始终平行于水平面;支撑滑动环与千斤顶底座环结构一样,套装在钻杆外侧,可沿钻杆轴线方向自由滑动,钻杆可在其内部自由旋转,其与支杆铰接;限位环位于千斤顶底座环下部,为圆环状结构,内径大于钻杆的外径,可套在钻杆的外侧,限位环径向方向设置1个或多个圆孔,圆孔内侧设置螺纹,通过在圆孔里拧螺栓使螺栓顶紧钻杆将限位环在钻杆上固定牢靠,确保不产生相对位移。
在千斤顶底座环与钻杆的接触面上设置轴承结构以减少摩擦力;
所述千斤顶采用齿条千斤顶;
所述支撑轮为金属轮毂配实心橡胶轮胎;
或者在支撑腿上直接设置橡胶片代替所述支撑轮以节约成本。
所述扩孔钻头由中空金属圆筒、锯齿结构和盖板组成;中空金属圆筒外径为需要扩孔的直径,但应小于井筒的内径;盖板焊接在中空金属圆桶上部,盖板上部设置与钻杆匹配的构造方便拼接;锯齿结构设置在中空金属圆筒下部,并根据需要在锯齿位置设置若干个金刚石增加切割效能。
所述钻孔动力装置包括固定在顶部工作台上电机,电机的输出轴安装有主动带轮,主动带轮通过皮带与从动带轮啮合传动,从动带轮固定在加长杆的外部。
采用所述一种骑马井扩孔设备进行扩孔的方法,包括以下步骤:
步骤1,骑马井扩孔设备组装:
根据检查井的深度接长钻杆,并选取合适尺寸的扩孔钻头;将支撑稳定机构套在钻杆上,并滑移至合适位置,使限位环套紧贴千斤顶底座环,此时使用螺栓将限位环在钻杆上固定好;将钻杆和扩孔钻头组装;
步骤2,骑马井扩孔设备吊装下放:
使用吊车并配合吊臂将骑马井扩孔设备吊至待扩孔的检查井内,钻杆上部与现有钻孔动力装置传动连接,钻孔动力装置能够使钻杆转动,并限制钻杆横向摆动,限制钻杆的突然坠落但不限制钻杆沿检查井轴线方向的缓慢下降;
步骤3,钻杆下部的稳定支撑:
通过控制支撑稳定机构的千斤顶组缩短,推动支撑腿带动支撑轮与检查井内壁紧贴,对钻杆起到约束作用,避免骑马井扩孔设备工作时钻杆摇摆失稳;
步骤4,扩孔钻头钻孔作业:
启动钻孔动力装置,带动钻杆转动,钻杆带动扩孔钻头转动,扩孔钻头对待扩孔的管道进行旋转切割,支撑稳定机构限制钻杆摇摆以保证扩孔钻头的钻进精度和顺利钻进;随着切割深度的加深,钻杆、支撑稳定机构和扩孔钻头也随之下降,直至完成在待扩孔的管道上的扩孔工作为止,此时扩孔钻头可能会带动钻杆突然下降,但会被顶部工作台限制突然下降或被吊车吊住;
步骤5,停止钻孔作业:
通过控制支撑稳定机构的千斤顶组伸长,推动支撑腿带动支撑轮与检查井内壁分离,解除支撑稳定机构对钻杆的约束作用;移除钻孔动力装置并使用吊车将骑马井扩孔设备吊出检查井放置到合适位置;
步骤6,已切除管片的清理:
调度上下游泵站控制管道和检查井内水位及流速,安排潜水员进入检查井内使用绳索将扩孔钻头钻掉的管片捆绑,使用吊车吊出;
步骤7,骑马井扩孔设备的拆卸:
将扩孔钻头、支撑稳定机构分别拆除,并将钻杆拆开,并进行必要检查保养和收纳。
所述步骤2中,如果所采用的钻孔动力装置不能限制钻杆的突然坠落,能够使用吊车用钢丝绳通过钻杆端部的插销孔对钻杆进行预防性挂吊,挂吊时单纯挂住,不施力,并使得钢丝绳适当松弛,进而做到不限制骑马井扩孔设备缓慢向下位移,但避免骑马井扩孔设备突然坠落,钢丝绳与钻杆应采用能自由相对转动的连接方式。
本发明有如下有益效果:
1、本发明可在工作人员不进入井筒、不进行降水的情况下完成骑马井的扩孔施工,操作简单、精准度高、高效便捷、安全可靠。
2、通过上述的钻杆结构便于组装使用,进而对钻杆的长度进行加长,以适应不同孔深的检查井,增强了其适应性。
3、通过上述尺寸的钻杆增强了其互换性,进而增强了其实用性和通用性。
4、通过上述的支撑稳定机构限制钻杆摇摆以保证扩孔钻头的钻进精度和顺利钻进。
5、通过上述的扩孔钻头能够实现扩孔作业。
6、通过上述的钻孔动力装置能够提供钻孔动力。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为本发明的设备主视图。
图2为本发明的设备俯视图。
图3为本发明待施工的小孔洞骑马井示意图。
图4为本发明具体实施过程中骑马井扩孔设备吊装下放过程示意图。
图5为本发明具体实施过程中支撑稳定机构张开过程示意图。
图6为本发明具体实施过程中骑马井扩孔设备钻孔过程示意图。
图中:钻杆1、支撑稳定机构2、扩孔钻头3、地面4、检查井5、小孔6、管道7吊车8、吊臂9、电机10、工作台11、主动带轮12、皮带13、从动带轮14、加长杆15;
千斤顶底座环21、千斤顶组22、支撑腿23、支杆24、支撑轮25、支撑滑动环26和限位环27;
中空金属圆筒31、锯齿结构32、盖板33。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
实施例1:
参见图1-6,一种骑马井扩孔设备,它包括用于传递动力的钻杆1,钻杆1的底端安装有用于钻孔的扩孔钻头3,钻杆1的外部并靠近扩孔钻头3的一端设置有用于对钻杆1底端进行转动支撑的支撑稳定机构2,支撑稳定机构2张开之后与检查井5的内壁相接触配合;钻杆1的顶端通过加长杆15转动支撑在顶部工作台11上,顶部工作台11上安装有用于驱动加长杆15转动的钻孔动力装置。此设备能够保证工作人员不进入井筒、不进行降水的情况下完成骑马井的扩孔施工,操作简单、精准度高、高效便捷、安全可靠。具体工作过程中,通过将吊装方式将整个骑马井扩孔设备吊装下放到检查井5,然后,通过支撑稳定机构2将钻杆1下部进行稳定转动支撑,通过钻孔动力装置驱动钻杆1转动,进而实现扩孔作业。
进一步的,所述钻杆1与加长杆15采用相同的结构,单根钻杆1采用钢制的圆柱形杆,一端设置内“凹”型结构,另一端设置对应的外“凸”型结构,多根钻杆1通过嵌锁方式接长,接头位置设置插销实现锁止或者采用螺纹锁紧,使用螺纹方式连接。通过上述的钻杆1结构便于组装使用,进而对钻杆的长度进行加长,以适应不同孔深的检查井,增强了其适应性。
进一步的,所述钻杆1的具体尺寸结合市场现有常用钻机的尺寸设置,以便使用现有钻机提供动力。通过上述尺寸的钻杆1增强了其互换性,进而增强了其实用性和通用性。
进一步的,所述支撑稳定机构2由千斤顶底座环21、千斤顶组22、支撑腿23、支杆24、支撑轮25、支撑滑动环26和限位环27构成;所述千斤顶底座环21为中空的圆柱状金属环,其内径大于钻杆1的外径,套在钻杆1外侧,可沿钻杆1轴线方向自由滑动,钻杆1可在其内部自由旋转;千斤顶组22由2个或2个以上的千斤顶绕钻杆1间隔相等角度布置,千斤顶的底部与千斤顶底座环21刚性连接,千斤顶的顶部与支撑滑动环26刚性连接,千斤顶组22的所有千斤顶通过电控设备控制并实现同步等距伸长或缩短;支撑腿23不少于3个,绕千斤顶底座环21间隔相等角度布置,其一端与千斤顶底座环21铰接,中部与支杆24铰接,另一端与支撑轮25连接;支杆24一端与支撑腿23中部铰接,另一端与支撑滑动环26铰接;支撑轮25与支撑腿23通过转动轴连接,支撑轮25可绕转动轴自由转动,但转动轴始终平行于水平面;支撑滑动环26与千斤顶底座环21结构一样,套装在钻杆1外侧,可沿钻杆1轴线方向自由滑动,钻杆1可在其内部自由旋转,其与支杆24铰接;限位环27位于千斤顶底座环21下部,为圆环状结构,内径大于钻杆1的外径,可套在钻杆1的外侧,限位环27径向方向设置1个或多个圆孔,圆孔内侧设置螺纹,通过在圆孔里拧螺栓使螺栓顶紧钻杆1将限位环27在钻杆1上固定牢靠,确保不产生相对位移。通过上述的支撑稳定机构2限制钻杆1摇摆以保证扩孔钻头3的钻进精度和顺利钻进。工作过程中当需要对钻杆1的下部进行转动支撑时,通过千斤顶组22的伸缩带动千斤顶底座环21和支撑滑动环26相对运动,进而将支杆24进行撑开,再由支杆24将支撑腿23张开,以保证支撑轮25与检查井的内壁相接触。
进一步的,在千斤顶底座环21与钻杆1的接触面上设置轴承结构以减少摩擦力。通过上述的配合保证钻杆1能够稳定的转动。
进一步的,所述千斤顶采用齿条千斤顶。通过上述结构的千斤顶简化了其结构。
进一步的,所述支撑轮25为金属轮毂配实心橡胶轮胎。
进一步的,或者在支撑腿23上直接设置橡胶片代替所述支撑轮以节约成本。
进一步的,所述扩孔钻头3由中空金属圆筒31、锯齿结构32和盖板33组成;中空金属圆筒31外径为需要扩孔的直径,但应小于井筒的内径;盖板33焊接在中空金属圆桶31上部,盖板33上部设置与钻杆1匹配的构造方便拼接;锯齿结构32设置在中空金属圆筒31下部,并根据需要在锯齿位置设置若干个金刚石增加切割效能。通过上述的扩孔钻头3能够实现扩孔作业。
进一步的,所述钻孔动力装置包括固定在顶部工作台11上电机10,电机10的输出轴安装有主动带轮12,主动带轮12通过皮带13与从动带轮14啮合传动,从动带轮14固定在加长杆15的外部。通过上述的钻孔动力装置能够提供钻孔动力。工作过程中,通过电机10带动主动带轮12,通过主动带轮12带动皮带13,通过皮带13驱动从动带轮14,进而通过从动带轮14带动钻杆1实现钻孔作业。
实施例2:
采用所述一种骑马井扩孔设备进行扩孔的方法,包括以下步骤:
步骤1,骑马井扩孔设备组装:
根据检查井5的深度接长钻杆1,并选取合适尺寸的扩孔钻头3;将支撑稳定机构2套在钻杆1上,并滑移至合适位置,使限位环27套紧贴千斤顶底座环21,此时使用螺栓将限位环27在钻杆1上固定好;将钻杆1和扩孔钻头3组装;
步骤2,骑马井扩孔设备吊装下放:
使用吊车8并配合吊臂9将骑马井扩孔设备吊至待扩孔的检查井5内,钻杆1上部与现有钻孔动力装置传动连接,钻孔动力装置能够使钻杆1转动,并限制钻杆1横向摆动,限制钻杆1的突然坠落但不限制钻杆1沿检查井轴线方向的缓慢下降;
步骤3,钻杆1下部的稳定支撑:
通过控制支撑稳定机构2的千斤顶组22缩短,推动支撑腿23带动支撑轮25与检查井5内壁紧贴,对钻杆1起到约束作用,避免骑马井扩孔设备工作时钻杆1摇摆失稳;
步骤4,扩孔钻头3钻孔作业:
启动钻孔动力装置,带动钻杆1转动,钻杆1带动扩孔钻头3转动,扩孔钻头3对待扩孔的管道7进行旋转切割,支撑稳定机构2限制钻杆1摇摆以保证扩孔钻头3的钻进精度和顺利钻进;随着切割深度的加深,钻杆1、支撑稳定机构2和扩孔钻头3也随之下降,直至完成在待扩孔的管道7上的扩孔工作为止,此时扩孔钻头3可能会带动钻杆1突然下降,但会被顶部工作台11限制突然下降或被吊车吊住;
步骤5,停止钻孔作业:
通过控制支撑稳定机构2的千斤顶组22伸长,推动支撑腿23带动支撑轮25与检查井内壁分离,解除支撑稳定机构2对钻杆1的约束作用;移除钻孔动力装置并使用吊车将骑马井扩孔设备吊出检查井放置到合适位置;
步骤6,已切除管片的清理:
调度上下游泵站控制管道7和检查井5内水位及流速,安排潜水员进入检查井5内使用绳索将扩孔钻头3钻掉的管片捆绑,使用吊车吊出;
步骤7,骑马井扩孔设备的拆卸:
将扩孔钻头3、支撑稳定机构2分别拆除,并将钻杆1拆开,并进行必要检查保养和收纳。
所述步骤2中,如果所采用的钻孔动力装置不能限制钻杆1的突然坠落,能够使用吊车用钢丝绳通过钻杆1端部的插销孔对钻杆1进行预防性挂吊,挂吊时单纯挂住,不施力,并使得钢丝绳适当松弛,进而做到不限制骑马井扩孔设备缓慢向下位移,但避免骑马井扩孔设备突然坠落,钢丝绳与钻杆1应采用能自由相对转动的连接方式。
Claims (9)
1.一种骑马井扩孔设备,其特征在于,它包括用于传递动力的钻杆(1),钻杆(1)的底端安装有用于钻孔的扩孔钻头(3),钻杆(1)的外部并靠近扩孔钻头(3)的一端设置有用于对钻杆(1)底端进行转动支撑的支撑稳定机构(2),支撑稳定机构(2)张开之后与检查井(5)的内壁相接触配合;钻杆(1)的顶端通过加长杆(15)转动支撑在顶部工作台(11)上,顶部工作台(11)上安装有用于驱动加长杆(15)转动的钻孔动力装置。
2.根据权利要求1所述一种骑马井扩孔设备,其特征在于:所述钻杆(1)与加长杆(15)采用相同的结构,单根钻杆(1)采用钢制的圆柱形杆,一端设置内“凹”型结构,另一端设置对应的外“凸”型结构,多根钻杆(1)通过嵌锁方式接长,接头位置设置插销实现锁止或者采用螺纹锁紧,使用螺纹方式连接。
3.根据权利要求2所述一种骑马井扩孔设备,其特征在于:所述钻杆(1)的具体尺寸结合市场现有常用钻机的尺寸设置,以便使用现有钻机提供动力。
4.根据权利要求1所述一种骑马井扩孔设备,其特征在于:所述支撑稳定机构(2)由千斤顶底座环(21)、千斤顶组(22)、支撑腿(23)、支杆(24)、支撑轮(25)、支撑滑动环(26)和限位环(27)构成;
所述千斤顶底座环(21)为中空的圆柱状金属环,其内径大于钻杆(1)的外径,套在钻杆(1)外侧,可沿钻杆(1)轴线方向自由滑动,钻杆(1)可在其内部自由旋转;千斤顶组(22)由2个或2个以上的千斤顶绕钻杆(1)间隔相等角度布置,千斤顶的底部与千斤顶底座环(21)刚性连接,千斤顶的顶部与支撑滑动环(26)刚性连接,千斤顶组(22)的所有千斤顶通过电控设备控制并实现同步等距伸长或缩短;支撑腿(23)不少于3个,绕千斤顶底座环(21)间隔相等角度布置,其一端与千斤顶底座环(21)铰接,中部与支杆(24)铰接,另一端与支撑轮(25)连接;支杆(24)一端与支撑腿(23)中部铰接,另一端与支撑滑动环(26)铰接;支撑轮(25)与支撑腿(23)通过转动轴连接,支撑轮(25)可绕转动轴自由转动,但转动轴始终平行于水平面;支撑滑动环(26)与千斤顶底座环(21)结构一样,套装在钻杆(1)外侧,可沿钻杆(1)轴线方向自由滑动,钻杆(1)可在其内部自由旋转,其与支杆(24)铰接;限位环(27)位于千斤顶底座环(21)下部,为圆环状结构,内径大于钻杆(1)的外径,可套在钻杆(1)的外侧,限位环(27)径向方向设置1个或多个圆孔,圆孔内侧设置螺纹,通过在圆孔里拧螺栓使螺栓顶紧钻杆(1)将限位环(27)在钻杆(1)上固定牢靠,确保不产生相对位移。
5.根据权利要求4所述一种骑马井扩孔设备,其特征在于:在千斤顶底座环(21)与钻杆(1)的接触面上设置轴承结构以减少摩擦力;
所述千斤顶采用齿条千斤顶;
所述支撑轮(25)为金属轮毂配实心橡胶轮胎;
或者在支撑腿(23)上直接设置橡胶片代替所述支撑轮(25)以节约成本。
6.根据权利要求1所述一种骑马井扩孔设备,其特征在于:所述扩孔钻头(3)由中空金属圆筒(31)、锯齿结构(32)和盖板(33)组成;中空金属圆筒(31)外径为需要扩孔的直径,但应小于井筒的内径;盖板(33)焊接在中空金属圆桶(31)上部,盖板(33)上部设置与钻杆(1)匹配的构造方便拼接;锯齿结构(32)设置在中空金属圆筒(31)下部,并根据需要在锯齿位置设置若干个金刚石增加切割效能。
7.根据权利要求1所述一种骑马井扩孔设备,其特征在于:所述钻孔动力装置包括固定在顶部工作台(11)上电机(10),电机(10)的输出轴安装有主动带轮(12),主动带轮(12)通过皮带(13)与从动带轮(14)啮合传动,从动带轮(14)固定在加长杆(15)的外部。
8.采用权利要求1-7任意一项所述一种骑马井扩孔设备进行扩孔的方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1,骑马井扩孔设备组装:
根据检查井(5)的深度接长钻杆(1),并选取合适尺寸的扩孔钻头(3);将支撑稳定机构(2)套在钻杆(1)上,并滑移至合适位置,使限位环(27)套紧贴千斤顶底座环(21),此时使用螺栓将限位环(27)在钻杆(1)上固定好;将钻杆(1)和扩孔钻头(3)组装;
步骤2,骑马井扩孔设备吊装下放:
使用吊车(8)并配合吊臂(9)将骑马井扩孔设备吊至待扩孔的检查井(5)内,钻杆(1)上部与现有钻孔动力装置传动连接,钻孔动力装置能够使钻杆(1)转动,并限制钻杆(1)横向摆动,限制钻杆(1)的突然坠落但不限制钻杆(1)沿检查井轴线方向的缓慢下降;
步骤3,钻杆(1)下部的稳定支撑:
通过控制支撑稳定机构(2)的千斤顶组(22)缩短,推动支撑腿(23)带动支撑轮(25)与检查井(5)内壁紧贴,对钻杆(1)起到约束作用,避免骑马井扩孔设备工作时钻杆(1)摇摆失稳;
步骤4,扩孔钻头(3)钻孔作业:
启动钻孔动力装置,带动钻杆(1)转动,钻杆(1)带动扩孔钻头(3)转动,扩孔钻头(3)对待扩孔的管道(7)进行旋转切割,支撑稳定机构(2)限制钻杆(1)摇摆以保证扩孔钻头(3)的钻进精度和顺利钻进;随着切割深度的加深,钻杆(1)、支撑稳定机构(2)和扩孔钻头(3)也随之下降,直至完成在待扩孔的管道(7)上的扩孔工作为止,此时扩孔钻头(3)可能会带动钻杆(1)突然下降,但会被顶部工作台(11)限制突然下降或被吊车吊住;
步骤5,停止钻孔作业:
通过控制支撑稳定机构(2)的千斤顶组(22)伸长,推动支撑腿(23)带动支撑轮(25)与检查井内壁分离,解除支撑稳定机构(2)对钻杆(1)的约束作用;移除钻孔动力装置并使用吊车将骑马井扩孔设备吊出检查井放置到合适位置;
步骤6,已切除管片的清理:
调度上下游泵站控制管道(7)和检查井(5)内水位及流速,安排潜水员进入检查井(5)内使用绳索将扩孔钻头(3)钻掉的管片捆绑,使用吊车吊出;
步骤7,骑马井扩孔设备的拆卸:
将扩孔钻头(3)、支撑稳定机构(2)分别拆除,并将钻杆(1)拆开,并进行必要检查保养和收纳。
9.根据权利要求8所述一种骑马井扩孔设备进行扩孔的方法,其特征在于,所述步骤2中,如果所采用的钻孔动力装置不能限制钻杆(1)的突然坠落,能够使用吊车用钢丝绳通过钻杆(1)端部的插销孔对钻杆(1)进行预防性挂吊,挂吊时单纯挂住,不施力,并使得钢丝绳适当松弛,进而做到不限制骑马井扩孔设备缓慢向下位移,但避免骑马井扩孔设备突然坠落,钢丝绳与钻杆(1)应采用能自由相对转动的连接方式。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310338103.8A CN116537703A (zh) | 2023-03-31 | 2023-03-31 | 一种骑马井扩孔设备及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310338103.8A CN116537703A (zh) | 2023-03-31 | 2023-03-31 | 一种骑马井扩孔设备及方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116537703A true CN116537703A (zh) | 2023-08-04 |
Family
ID=87442546
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310338103.8A Pending CN116537703A (zh) | 2023-03-31 | 2023-03-31 | 一种骑马井扩孔设备及方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116537703A (zh) |
-
2023
- 2023-03-31 CN CN202310338103.8A patent/CN116537703A/zh active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2993763B2 (ja) | 油井の中心から外れた位置に直接駆動掘削装置を支持する装置 | |
JP3868889B2 (ja) | ボーリング装置およびボーリング方法 | |
EP1751390B1 (en) | Apparatus and method for modified horizontal directional drilling assembly | |
CA2912176C (en) | Chuck spider | |
RU2306398C1 (ru) | Бурильно-крановая машина | |
US4227583A (en) | Method and apparatus for sinking shafts | |
CN110107221A (zh) | 一种适用于复杂地质条件的超大孔径成孔工作装置及方法 | |
CN113073950A (zh) | 一种油井、水井、气井的带压大修作业机和工艺方法 | |
CN116537703A (zh) | 一种骑马井扩孔设备及方法 | |
CN114352187B (zh) | 石油无杆钻井装置及方法 | |
US9617806B2 (en) | Downhole tool support stand, combinations, and methods | |
CN216110619U (zh) | 一种油田井下坠落工具打捞装置 | |
CN114278227B (zh) | 一种灌注桩下护筒的施工方法 | |
CN111305753A (zh) | 一种岩土工程现场打桩装置 | |
CN210289617U (zh) | 一种适用于复杂地质条件的超大孔径成孔工作装置 | |
US9562393B2 (en) | Human-powered borehole drill | |
RU168385U1 (ru) | Буровой агрегат буровой установки с проходным шпинделем и гидравлическим патроном для сооружения горизонтальных и наклонных скважин из подземных горных выработок | |
US4530410A (en) | Hole boring apparatus and method | |
US2528593A (en) | Rat hole drilling device | |
JP4859378B2 (ja) | パワーユニット | |
RU220382U1 (ru) | Быстросъемная муфта-центратор снижения трения колонны бурильных труб | |
US459309A (en) | Well-drilling apparatus | |
CN219327537U (zh) | 二次破碎的可调角度的整体式顶升反井钻机 | |
CN105584946A (zh) | 抽油井环空测试钢丝导向装置 | |
CN209907377U (zh) | 人工挖孔桩结构 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |