[實用新型]一種用于非開挖鋪設管線的多級擴孔器及回拉擴孔總成

有效

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• 申請日: 2015-03-05
• 公開（公告）號: CN204476278U
• 公開（公告）日: 2015-07-15
• 發(fā)明（設計）人: 溫繼偉;霍宇翔;馬永紅;韋猛;袁進科;姜杰
• 申請（專利權）人: 成都理工大學
• 主分類號: E21B10/26
• 分類號: E21B10/26;E21B10/60;E21B10/46;E21B7/28
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識產(chǎn)權代理有限公司 11212
• 代理人: 劉洵

技術領域

本實用新型涉及非開挖施工中鋪設管線回拉擴孔時的裝備，尤其涉及一種用于非開挖鋪設管線的多級擴孔器及回拉擴孔總成。

背景技術

“挖槽埋管法”作為傳統(tǒng)的地下管線施工方法，被人們戲稱為“開腸破肚”、“馬路拉鏈”等，這樣的施工方法會使原本就十分擁擠的城市交通變得“雪上加霜”，對地上交通與環(huán)境的影響極大，給人們的工作和生活帶來諸多不便之處，在一些諸如江河湖泊等條件下更是無法采用開挖的埋管方式。

非開挖施工技術(Trenchless?Technology或No-Dig)是指在不開挖地表的條件下探測、檢查、鋪設、修復和更換各種地下管線的技術，可廣泛用于穿越公路、鐵路、建筑物、江河湖泊、古跡保護區(qū)等條件下進行石油/天然氣/供水的管道、電纜、通訊線路等管線的鋪設、修復和更新，具有不影響交通、不污染環(huán)境、施工安全可靠且周期短、綜合施工成本低、社會效益顯著等一系列優(yōu)點。

通常情況下，實施非開挖鋪設管線時，首先采用定向鉆進技術鉆成一個導向孔，隨后在鉆柱的后端換接大直徑的擴孔器和直徑小于擴孔器的待鋪設管線，在鉆具回拉擴孔的同時將管線一同拉入已鉆成的鉆孔中，完成非開挖條件下的鋪管作業(yè)。對于在巖土體中進行非開挖條件下管線鋪設回拉擴孔時，目前常用的擴孔器(或稱為擴孔鉆頭)包括翼狀擴孔鉆頭、螺旋形擴孔鉆頭、凹槽狀擴孔鉆頭、牙輪式擴孔鉆頭、桿狀擴孔鉆頭、雙向紡錘形擴孔鉆頭、粗徑鉆具形擴孔鉆頭、環(huán)刀形擴孔鉆頭等，它們主要是以硬質合金作為鉆頭的切削具；目前采用的擴孔鉆進方法，主要是依靠鉆機帶動鉆具回轉的方式進行擴孔鉆進作業(yè)的，該方法獲得的擴孔鉆進效率和現(xiàn)有擴孔器的切削碎巖能力均有限。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種用于非開挖鋪設管線的多級擴孔器及回拉擴孔總成，解決現(xiàn)有技術的不足。

本實用新型解決上述技術問題的技術方案如下：一種用于非開挖鋪設管線的多級擴孔器，其包括中心貫通的鉆頭本體，所述鉆頭本體的中部設有多級的切削環(huán)，多級所述切削環(huán)的切削直徑沿擴孔的方向遞減；每級所述切削環(huán)沿周向均勻設有多個切削單元，每級所述切削環(huán)中的多個所述切削單元沿周向均勻地分布在所述鉆頭本體外側，且每級所述切削環(huán)中的多個所述切削單元圍繞所述鉆頭本體形成一個圓環(huán)；每級所述切削環(huán)中相鄰的所述切削單元之間設有用于將所述鉆頭本體內部以正循環(huán)方式不斷循環(huán)著的有壓漿液排出的傾斜狀的貫通孔；至少有一個所述貫通孔的出口端嵌固有仿生噴嘴。

本實用新型的有益效果是：

1、前端小徑的一級切削環(huán)可率先擴孔鉆進出一個直徑相對較小的鉆孔，該孔可起到先導孔的作用，同時還具有導正鉆具的作用。

2、由于擴孔鉆進最終要鉆成某一大直徑的鉆孔，在采用本實用新型所設計的多級擴孔器進行擴孔鉆進時，可理解為將擴孔鉆進最終所要達到的大直徑的鉆孔分解為若干次(擴孔鉆進的次數(shù)與多級擴孔器的級數(shù)相同)單獨地進行擴孔鉆進時的集成，該方法可有效降低一次擴孔鉆進時鉆進設備的能耗，提升擴孔鉆進時的作業(yè)效率。

3、采用多級結構的擴孔器，可有效增加擴孔器擴孔鉆進時對孔壁周遭巖土體破碎的自由面，從而使擴孔器的擴孔鉆進效率得到顯著提升。

進一步：所述仿生噴嘴的中部設有內腔，所述內腔的內壁面上設有若干個仿生環(huán)槽；所述仿生噴嘴的一端設有與所述內腔相連通的仿生噴嘴入口，所述仿生噴嘴的另一端設有與所述內腔相連通的仿生噴嘴出口，且所述仿生噴嘴入口的直徑大于所述仿生噴嘴出口的直徑。

進一步：所述仿生噴嘴與所述貫通孔一體成型，或所述仿生噴嘴通過螺紋、焊接或過盈配合的固定方式嵌固于所述貫通孔的出口端處。

進一步：所述貫通孔的軸線與所述鉆頭本體的軸線之間的夾角為30°至60°。

進一步：所述切削單元包括切削具、鋼體和孕鑲金剛石條；所述鋼體固定在所述鉆頭本體外側的圓周面上；所述切削具嵌固于所述鋼體上；所述孕鑲金剛石條設置在所述鋼體的外側。

進一步：所述切削具采用PDC、CBN、斯拉烏季契、TSP、PCD材料制成。

進一步：所述鉆頭本體內部偏下的位置處設有用于阻隔其中心通道的底部隔液板；所述鉆頭本體的一端設有用于連接沖擊器的螺紋；所述鉆頭本體的另一端設有用于與分動器、鉆桿柱或成品管道連接的螺紋。