CN205605119U - 一种穿越管道用变径扩孔器 - Google Patents

Abstract

一种穿越管道用变径扩孔器，包括扩孔器本体、三牙轮钻头、固定牙轮和翻转牙轮，三牙轮钻头连接在扩孔器本体的前端；固定牙轮通过联接座板布置在扩孔器本体中部；翻转牙轮通过座板设置在扩孔器本体尾部，翻转牙轮的尾端固定连接一翻板，翻板对应翻转牙轮的两侧延伸出向下的翼板，两翼板分别与翻转牙轮两侧预设置的固定板铰接；座板上对应翻转牙轮的翻板设置定位板；座板对应扩孔器本体尾部的一侧设置连接盘。本实用新型在复杂地层以及施工场地受限的管道穿越中，在前进方向，翻转牙轮在钻进时所受岩土阻力的作用下绕销轴转动，增大切削直径；回退时，孔壁岩土的摩擦阻力将翻转牙轮转回到初始位置，变径扩孔器直径缩小，减小回退过程中的卡钻风险。

Description

一种穿越管道用变径扩孔器

技术领域

本实用新型涉及水平定向钻法穿越专用技术领域，具体的说是一种水平定向钻法穿越管道顶管、扩孔所用的变径扩孔器。

背景技术

水平定向钻法穿越是采用水平定向钻机按照设计轨迹进行导向孔、扩孔作业，回拖穿越管道通过障碍物的一种非开挖管道安装施工方法，用于石油、天然气、自来水、污水、煤气、电力、电讯等管道的铺设或更新。

目前被广泛应用的是牙轮式岩石扩孔器，它包括圆管状的主体，垂直于所述扩孔器主体焊接有固定板，沿所述扩孔器的轴线方向，所述固定板的一个端面上固接有四个第一牙轮，所述四个第一牙轮围绕所述扩孔器主体均匀的分布；沿所述扩孔器扩孔的后方，所述固定板的另一个端面上固接有四个肋板，所述四个肋板与所述四个第一牙轮沿轴线方向分别共线；沿所述扩孔器扩孔方向的前方，所述扩孔器主体焊接有直棱式中心定位器。沿扩孔方向的前方，所述扩孔器主体的一端与钻杆连接，沿扩孔方向的后方，所述扩孔器主体的另一端通过与钻机等动力机构连接，带动整个扩孔器旋转，进行钻杆扩孔作业。

然而，在实际的水平定向钻法穿越过程中，常会遇到岩石等复杂地层，甚至会遇到施工场地受限的情况，施工时不能按照常规工艺进行反向扩孔，只能在入土点正推扩孔，这些对扩孔器的适用性、寿命、作业效率都有一定的要求。如果扩孔器回退过程中出现卡钻、无法取出钻杆时，就会造成整条线路的报废，不仅浪费已投入的时间、精力、物力、财力，还需要组织专家人员重新讨论验证新的施工线路，造成整个工程的延后以及人力物力资源的严重浪费。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种穿越管道用变径扩孔器，可以在前进时向外张开，增大切削直径；在回退时缩小直径，便于从孔中退回，提高了对复杂地层的适应能力，扩大水平定向钻法穿越的适用范围。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种穿越管道用变径扩孔器，改进后，包括扩孔器本体、以及布置在扩孔器本体上扩孔方向一致的三牙轮钻头、固定牙轮和翻转牙轮，

所述三牙轮钻头连接在扩孔器本体的前端，所述固定牙轮通过设置在扩孔器本体中部的、与扩孔器本体垂直连接的联接座板围绕扩孔器本体均匀布置；

所述翻转牙轮设置在扩孔器本体尾部，扩孔器本体的尾部设置与扩孔器本体垂直固定的座板，翻转牙轮围绕扩孔器本体均匀设置在座板对应扩孔器本体前端的一侧，翻转牙轮的头端布置在固定牙轮一侧，翻转牙轮的尾端布置在座板一侧并固定连接一翻板，翻板对应翻转牙轮的两侧延伸出向下的翼板，两翼板分别与翻转牙轮两侧预固定于扩孔器本体及座板上的固定板铰接；座板上对应翻转牙轮的翻板设置限位的定位板；座板对应扩孔器本体尾部的一侧设置与座板平行的用于连接动力机构的连接盘。

上述穿越管道用变径扩孔器，所述扩孔器本体内部设置泥浆通道，扩孔器本体上对应固定牙轮及翻转牙轮头端下方的位置设置与通道连通的向前倾斜的喷嘴。

上述穿越管道用变径扩孔器，所述固定牙轮与翻转牙轮沿扩孔器本体的轴线交错布置。

上述穿越管道用变径扩孔器，所述定位板设置在相邻的两翻板之间，定位板包括两个分别与对应侧的翻板设置翼板的侧面平行的工作侧板，两工作侧板的下部之间连接与座板垂直焊接的横向板。上述穿越管道用变径扩孔器，所述定位板设置与座板平行的分别于工作侧板、横向板连接的加强板。

上述穿越管道用变径扩孔器，所述联接座板与座板之间设置沿扩孔器本体轴线布置的中间加强板，中间加强板沿固定牙轮所对应的扩孔器本体轴线布置。

上述穿越管道用变径扩孔器，所述翻板包括对应翻转牙轮两侧的侧板、以及对应翻转牙轮尾部的尾板，侧板与尾板连接为一体，翼板位于侧板前侧的下方。

上述穿越管道用变径扩孔器，所述座板与连接盘为与扩孔器本体同轴等径的圆形板状结构，座板与连接盘之间设置支撑套管及加强筋板。

上述穿越管道用变径扩孔器，所述联接座板是具有与固定牙轮个数对应的凸起形状的异形板结构，固定牙轮通过螺钉固定在联接座板上，固定牙轮的两侧设置辅助支撑板。

上述穿越管道用变径扩孔器，相邻固定牙轮之间的两辅助支撑板向扩孔器本体芯部方向延伸相交连接为一体，相连的两辅助支撑板设置与联接座板平行的辅助加强用的上联接板。

本实用新型在采用上述技术方案后，具有如下技术进步的效果：

本实用新型在岩石、复杂地层以及施工场地受限的管道穿越中，进行顶管、正推扩孔作业。在前进方向，翻转牙轮在扩孔钻进时所受岩土阻力的作用下绕着翻板销轴转动，向外张开，增大切削直径；在需要回退时，孔壁岩土的摩擦阻力使翻转牙轮转回到初始位置，使穿越管道用变径扩孔器直径缩小，便于扩孔器从孔中退回，减小扩孔器回退中的卡钻风险；同时在三级牙轮切削作用下进行顶管和正推扩孔作业，可以提高扩孔器的使用寿命和作业效率，扩大水平定向钻法穿越的适用范围。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的轴测图。

图中各标号为：1、三牙轮钻头，2、扩孔器本体，3、联接座板，4、翻转牙轮，5、喷嘴，6、销轴，7、座板，8、支撑套管，9、连接盘，10、中间加强板，11、喷嘴座，12、固定牙轮，13、辅助支撑板，14、上联接板，15、固定板，16、翻板，17、加强筋板，18、定位板，19、加强板。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明：

一种穿越管道用变径扩孔器，如图1和图2所示，包括扩孔器本体2、三牙轮钻头1、固定牙轮12、翻转牙轮4和连接盘9。扩孔器本体2的前端为扩孔前进方向，后端通过连接盘9连接钻机、顶管机或正推扩孔器动力机构。扩孔器本体2由前向后分别连接三牙轮钻头1、固定牙轮12、翻转牙轮4和连接盘9。

所述三牙轮钻头1的头部为设置三个牙轮固连的结构，尾部为具有锥度螺纹的螺纹杆，扩孔器本体2的前端对应开设内螺纹锥孔，三牙轮钻头1和扩孔器本体2通过螺纹配合固定连接。

所述固定牙轮12设置在扩孔器本体2靠近内螺纹锥孔的一侧。扩孔器本体2上固定用于设置固定牙轮12的联接座板3，联接座板3是具有与固定牙轮12个数对应的凸起形状的异形板结构。本实施例中固定牙轮12为三个，联接座板3为具有三个沿圆周均布的凸起的盘状结构，从轴向方向看，类似花键结构。联接座板3的每个凸起上对应固定一个固定牙轮12，固定牙轮12的头部靠近三牙轮钻头1设置，固定牙轮12的尾部通过内六角螺钉固定在联接座板3上。为稳定起见，固定牙轮12的两侧设置辅助支撑板13。辅助支撑板13为与联接座板3垂直固定的平板结构。其中，相邻固定牙轮12之间的两个辅助支撑板13向扩孔器本体2的芯部方向延伸并相交连接为一体。相连的两辅助支撑板13设置上联接板14，上联接板14与联接座板3平行并与两辅助支撑板13均相连，具有辅助加强作用。

所述翻转牙轮4设置在扩孔器本体2尾部的座板7上，座板7与扩孔器本体2垂直固定，为与扩孔器本体2同轴的圆盘状结构。翻转牙轮4围绕扩孔器本体2均匀布置在座板7对应扩孔器本体2前端的一侧，翻转牙轮4的头端布置在固定牙轮12一侧，翻转牙轮4的尾端布置在座板7一侧。扩孔器本体2上联接座板3与座板7之间设置中间加强板10。本实施例中，中间加强板10沿固定牙轮12所对应的扩孔器本体2轴线布置，因此从扩孔器本体2的轴线来看，翻转牙轮4与固定牙轮12交错布置，即每个中间加强板10的头端对应设置有一个固定牙轮12，而尾端的相邻的中间加强板10之间则布置一翻转牙轮4。具体地，扩孔器本体2上对应翻转牙轮4布置位置的两侧各设置一固定板15，固定板15与翻转牙轮4的侧面平行，并分别与座板7、中间加强板10和扩孔器本体2固定连接。两固定板15之间距离优选小于翻转牙轮4的侧面距离。翻转牙轮4的尾部固定一翻板16，翻板16包括对应翻转牙轮4两侧的侧板、以及对应翻转牙轮4尾部的尾板，侧板与尾板连接为一体，两侧板前侧的下方各自延伸出一翼板。两翼板对应在两固定板15的外侧，并通过销轴6铰接，翻转牙轮4通过翻板16绕销轴6转动。座板7上对应翻转牙轮4的翻板16设置限位的定位板18；相邻的两翻板16之间设置一个定位板18。定位板18包括两个工作侧板和一个横向板，两个工作侧板分别于对应侧的翻板16的侧板平行，工作侧板的下部连接横向板，横向板的下部抵住中间加强板10，后方与座板7固定连接。每个定位板18还设置有加强板，加强板与座板7平行设置，连接在两定位板18的工作侧板的背面(与对应侧的翻板16侧面相背的一面)、及横向板上方。

所述扩孔器本体2内部设置泥浆通道，扩孔器本体2上对应固定牙轮12及翻转牙轮4头端下方的位置设置与通道连通的向前倾斜的喷嘴座11，喷嘴座11安装喷嘴5。扩孔器本体2中的泥浆从喷嘴5中射出，可以清洗固定牙轮12、翻转牙轮4和孔中的岩粉。所述连接盘9为与座板7平行的同轴等径圆盘结构，连接盘9与座板7之间设置支撑套管8及加强筋板17，开设用于连接钻机、顶管机或正推扩孔器动力机构的连接孔。

Claims (10)

1.一种穿越管道用变径扩孔器，其特征在于：包括扩孔器本体(2)、以及布置在扩孔器本体(2)上扩孔方向一致的三牙轮钻头(1)、固定牙轮(12)和翻转牙轮(4)，

所述三牙轮钻头(1)连接在扩孔器本体(2)的前端，所述固定牙轮(12)通过设置在扩孔器本体(2)中部的、与扩孔器本体(2)垂直连接的联接座板(3)围绕扩孔器本体均匀布置；

所述翻转牙轮(4)设置在扩孔器本体(2)尾部，扩孔器本体(2)的尾部设置与扩孔器本体垂直固定的座板(7)，翻转牙轮(4)围绕扩孔器本体均匀设置在座板(7)对应扩孔器本体前端的一侧，翻转牙轮(4)的头端布置在固定牙轮(12)一侧，翻转牙轮(4)的尾端布置在座板(7)一侧并固定连接一翻板(16)，翻板(16)对应翻转牙轮(4)的两侧延伸出向下的翼板，两翼板分别与翻转牙轮(4)两侧预固定于扩孔器本体(2)及座板(7)上的固定板(15)铰接；座板(7)上对应翻转牙轮(4)的翻板设置限位的定位板(18)；座板(7)对应扩孔器本体尾部的一侧设置与座板(7)平行的用于连接动力机构的连接盘(9)。

2.根据权利要求1所述的一种穿越管道用变径扩孔器，其特征在于：所述扩孔器本体(2)内部设置泥浆通道，扩孔器本体(2)上对应固定牙轮(12)及翻转牙轮(4)头端下方的位置设置与通道连通的向前倾斜的喷嘴(5)。

3.根据权利要求1或2所述的一种穿越管道用变径扩孔器，其特征在于：所述固定牙轮(12)与翻转牙轮(4)沿扩孔器本体(2)的轴线交错布置。

4.根据权利要求3所述的一种穿越管道用变径扩孔器，其特征在于：所述定位板(18)设置在相邻的两翻板(16)之间，定位板(18)包括两个分别与对应侧的翻板(16)设置翼板的侧面平行的工作侧板，两工作侧板的下部之间连接与座板(7)垂直焊接的横向板。

5.根据权利要求4所述的一种穿越管道用变径扩孔器，其特征在于：所述定位板(18)设置与座板(7)平行的分别于工作侧板、横向板连接的加强板(19)。

6.根据权利要求3所述的一种穿越管道用变径扩孔器，其特征在于：所述联接座板(3)与座板(7)之间设置沿扩孔器本体(2)轴线布置的中间加强板(10)，中间加强板(10)沿固定牙轮(12)所对应的扩孔器本体(2)轴线布置。

7.根据权利要求4所述的一种穿越管道用变径扩孔器，其特征在于：所述翻板(16)包括对应翻转牙轮(4)两侧的侧板、以及对应翻转牙轮(4)尾部的尾板，侧板与尾板连接为一体，翼板位于侧板前侧的下方。

8.根据权利要求3所述的一种穿越管道用变径扩孔器，其特征在于：所述座板(7)与连接盘(9)为与扩孔器本体(2)同轴等径的圆形板状结构，座板(7)与连接盘(9)之间设置支撑套管(8)及加强筋板(17)。

9.根据权利要求3所述的一种穿越管道用变径扩孔器，其特征在于：所述联接座板(3)是具有与固定牙轮(12)个数对应的凸起形状的异形板结构，固定牙轮(12)通过螺钉固定在联接座板(3)上，固定牙轮(12)的两侧设置辅助支撑板(13)。

10.根据权利要求9所述的一种穿越管道用变径扩孔器，其特征在于：相邻固定牙轮(12)之间的两辅助支撑板(13)向扩孔器本体芯部方向延伸相交连接为一体，相连的两辅助支撑板(13)设置与联接座板(3)平行的辅助加强用的上联接板(14)。