CN2519009Y - 水平钻孔铺管钻进装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及在非开挖情况下使用的水平钻孔铺管钻进装置,包括液压泵站部分和钻进铺管部分,两部分通过多根驱动油管连接;液压泵站部分包括电动机(1)、与电动机相连的减速器(2)、与减速器相连的液压泵(3)、与液压泵输出端连接的操纵台(4),其特征在于钻进铺管部分的机架(5)下面连接有定位枕木(6);动力头的底座(7)安装在机架轨道(8)上,底座(7)的两端与安装在机架上的链轮机构的链条(9)连接;水平取芯钻具安装动力头上,动力头可以在底座上转动改变方向。具有钻进有效行程较长、可以反方向钻孔和铺设管道、安装和维护方便、体积小、重量轻、工作无噪声,对钻机和环境污染较小的优点。

Description

水平钻孔铺管钻进装置

                       技术领域

本实用新型及钻孔铺管机械，特别涉及在非开挖情况下使用的水平钻孔铺管钻进装置。

                       技术背景

目前，城市公用设施中的供水、排污、天然气、煤气、电信、电力及工业管道的铺设绝大多数采用明挖技术。明挖铺管因施工方便，技术难度低，至今仍是一种可行的施工方法。但随着城市现代化的加快和社会环保意识的增强，对明挖铺管带来的交通、环境、经济和社会问题，已成为人们普遍关注的焦点，于是，非开挖钻孔和铺设管道技术应运而生。80年代初，日本首先对非开技术进行系统的研究，随后美国、英国、德国等国家也大力投入，在现代机械工程、自动控制、测控技术、断裂力学、光学基础理论及相关技术支撑下，以主要面向地下管线建设而逐步形成一门多学科交叉的综合技术，在城市供水、排污、天然气输送和通讯电缆等方面的地下管线建设工程应用中收到了极大的社会经济效益。中国专利局1997年12月17日公开的专利号为96191394.0、公开号为CN1168165A、名称为“钻孔和管道铺设装置”的发明专利申请，就是一种用于地下钻孔和管道铺设作业的实用执行机构。该装置包括一固定框架部分、一能在固定框架部分上进行滑动的可动框架部分、位于固定框架部分和可动框架部分之间的液压缸；在可动框架部分上安装有旋转传动装置、工具连接件、可拆卸连接的附件；使用时整个装置安装在地坑内，两端必须抵靠地坑壁，液压缸控制屏安装地坑之上；钻头是一种可从市场上买到的、具有一切割头和跟踪信标的钻头；进行钻孔时，旋转传动装置藉助液压缸的回缩而缓慢推进。使用该装置进行地下钻孔和管道铺设，钻进有效行程较短，整机安装不方便；钻头切割产生的泥沙容易污染钻机和环境。

本实用新型的目的是在现有技术的基础上，加以改进后提供一种钻进有效行程较长、可以正反方向钻孔和铺设管道、安装和维护方便、体积小、重量轻、工作无噪声，对钻机和工作占地较小的水平钻孔铺管钻进装置。

                       发明的内容

水平钻孔铺管钻进装置，包括液压泵站部分和钻进铺管部分，两部分通过多根驱动油管连接；液压泵站部分包括电动机、与电动机相连的减速器、与减速器相连的液压泵、与液压泵输出端连接的操纵台，其特征在于钻进铺管部分的机架下面连接有定位枕木；动力头的底座安装在机架轨道上，底座的两端与安装在机架上的链轮机构的链条连接；水平取芯钻具安装动力头上，动力头可以在底座上转动并可改变转动轴的方向。由于整机分为两部分，安装和运输方便，液压泵站部分在地面上，钻进铺管部分在坑内，工作环境良好、操作安全方便；由于采用了全液压传动，工作时无噪声，适于城市铺设管道；由于动力头可以改变轴线转动，钻进方向可以改变，适用于特殊施工。

所述的水平钻孔铺管钻进装置，其特征在于动力头由与油马达连接的减速器驱动旋转，油马达通过两根驱动油管与液压泵站部分的操纵台相连；动力头上安装有液压卡盘，液压卡盘通过一根驱动油管与液压泵站部分的操纵台相连。钻杆采用液压卡盘夹持，安装和拆卸都很方便。

所述的水平钻孔铺管钻进装置，其特征在于链轮机构由安装在机架上的一端与油马达连接减速器带动旋转，链条带动动力头前后移动，油马达通过两根驱动油管与液压泵站部分的操纵台相连。钻进铺管部分的动力头采用液压传动少齿差减速的链条进给机构和反拉机构，体积小、效率高，钻进有效行程较长。

所述的水平钻孔铺管钻进装置，其特征在于在机架的另一端安装有夹持器，夹持器的左右V形夹头通过两根驱动油管与液压泵站部分的操纵台相连。采用夹持器夹住钻杆，通过液压卡盘正向或反向旋转即可连接钻杆或拆卸钻杆，操作非常方便。

所述的水平钻孔铺管钻进装置，其特征在于装在钻杆上的导向筒钻头的钻柄连接有钻筒和导向杆，导向杆位于钻筒的中心并长于钻筒，钻筒的前端焊接有多个刀刃。由于钻头上有导向杆，钻孔不会发生偏斜。

所述的平钻孔铺管钻进装置，其特征在于钻杆上套有可与钻杆相对转动的扶正器；扶正器由外套筒、焊接在外套筒内两端的支撑架和焊接在支撑架中心的内套筒组成，内套筒套在钻杆上，可以相对转动，外套筒与孔壁有间隙。采用多个扶正器等距离地套在钻杆上，使钻杆不发生弯曲，特别是在钻长距离的孔时，其作用非常明显。

由于水平钻孔铺管钻进装置采用了水平取芯钻具，使钻进速度提高，岩土屑排放少，不仅节省能源，而且对环境污染小。

                       附图说明图1为水平钻孔铺管钻进装置的构造示意图。图2为水平钻孔铺管钻进装置的钻进部分的俯视示意图。图3为导向筒钻头构造示意图。图4为扶正器构造示意图。

                       具体实施方式

参见图1和图2。在测定铺管路线的某一位置挖一机坑，并在机坑的底部挖一较小的浅坑。将水平钻孔铺管钻进装置的钻进部分吊入机坑内，连接在机架5下面的枕木6装入浅坑，测量定位；将水平钻孔铺管钻进装置的液压泵站部分的电动机1、减速器2、液压泵3和操纵台4置于在机坑旁边的地面上，由操纵台4控制的7根驱动油管12中的两根连接动力头的油马达10、一根连接液压卡盘13、两根连接驱动链轮机构的油马达14、两根分别连接夹持器16的左右V形夹头；将装有导向钻头的钻杆17装在液压卡盘13上夹紧，启动液压泵站的电动机1输出高压油液，扳动操纵台4上的手柄驱动动力头的油马达10，经减速器11使钻杆17旋转，同时扳动操纵台4上的手柄驱动链轮机构工作，连接在动力头底座7两端的链条9即带动底座7沿机架轨道8作进给运动，导向钻头即钻入岩土层；需要加长钻杆时，扳动操纵台4上的手柄，停止油马达10和14，导向钻头即停止钻进，其后，扳动操纵台4上的手柄，驱动夹持器16的左右V形夹头夹住钻杆，再扳动操纵台4上的手柄使液压卡盘13松开钻杆17，并扳动操纵台4上的手柄使链轮机构反转，动力头沿着机架轨道8后退至大于一节钻杆的距离时停止，将一节钻杆装在液压卡盘13上夹紧，扳动操纵台4上的手柄使链轮机构正转，同时启动油马达10，将该节钻杆连接在前面的钻杆上，松开夹持器16的左右V形正头，即可继续钻进。

当导向孔的深度达到预定深度时，扳动操纵台4上的手柄逐节退出钻杆，取下钻杆前端的导向钻头，将导向筒钻头的钻柄18装在钻杆17的前端，使导向杆20伸入导向孔，钻筒19上的刀刃21接触导向孔周围的坑壁，启动油马达10和14，即可进行取芯钻进扩孔。随着取芯钻进深度的增加，需要在钻杆17上等距离安装扶正器22，以防止钻杆弯曲而使扩孔产生偏斜。扶正器22的内套筒23套在钻杆17上，连接在支撑架24上的外套筒25与孔壁有较小的间隙，钻杆17略有弯曲即使支撑架与孔壁接触，故可保证扩孔不产生偏斜。在扩孔过程中，取芯和加长钻杆的操作与钻导向孔相同。当钻孔距离较短时，可将钻具上的导向杆取下，不钻导向孔，直接取芯成孔。

Claims (6)

1、水平钻孔铺管钻进装置，包括液压泵站部分和钻进铺管部分，两部分通过多根驱动油管连接；液压泵站部分包括电动机(1)、与电动机相连的减速器(2)、与减速器相连的液压泵(3)、与液压泵输出端连接的操纵台(4)，其特征在于钻进铺管部分的机架(5)下面连接有定位枕木(6)；动力头的底座(7)安装在机架轨道(8)上，底座(7)的两端与安装在机架上的链轮机构的链条(9)连接；水平取芯钻具安装动力头上，动力头可以在底座上转动改变方向。

2、根据权利要求1所述的水平钻孔铺管钻进装置，其特征在于动力头由与油马达(10)连接的减速器(11)驱动旋转，油马达(10)通过两根驱动油管(12)与液压泵站部分的操纵台(4)相连；动力头上安装有液压卡盘(13)，液压卡盘通过一根驱动油管(12)与液压泵站部分的操纵台(4)相连。

3、根据权利要求1或2所述的水平钻孔铺管钻进装置，其特征在于链轮机构由安装在机架上的一端与油马达(14)连接减速器(15)带动旋转，链条(9)带动动力头前后移动，油马达(14)通过两根驱动油管(12)与液压泵站部分的操纵台(4)相连。

4、根据权利要求1至3任一所述的水平钻孔铺管钻进装置，其特征在于在机架的另一端安装有夹持器(16)，夹持器(16)的左右V形夹头通过两根驱动油管(12)与液压泵站部分的操纵台(4)相连。

5、根据权利要求1至4任一所述的水平钻孔铺管钻进装置，其特征在于水平取钻具的钻杆(17)上连接有导向筒钻头；导向筒钻头的钻柄(18)连接有钻筒(19)和导向杆(20)，导向杆位于钻筒(19)的中心并长于钻筒，钻筒(19)的前端焊接有多个刀刃(21)。

6、根据权利要求1至5任一所述的水平钻孔铺管钻进装置，其特征在于钻杆(17)上套有可转动的扶正器(22)；扶正器由外套筒(23)、焊接在外套筒内两端的支撑架(24)和焊接在支撑架中心的内套筒(25)组成，内套筒套在钻杆(17)上，可以相对转动。

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