[發明專利]一種非開挖鉆具在線自動解脫裝置

有效

• 申請號: 201811338986.8
• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN109236223B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 王禹;孫宇;武凱;王栓虎;倪俊
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: E21B31/16
• 分類號: E21B31/16
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 唐代盛

一種非開挖鉆具在線自動解脫裝置，包括螺堵、第一連接件、單向閥、套筒、端蓋、連接板、第二連接件、圓柱銷、彈性元件、支撐座、卸荷單元；第二連接件套在第一連接件外圓上，套筒套在第二連接件外圓上；第一連接件、第二連接件、套筒上沿徑向上均設有至少設有一個同軸的安裝孔，兩連接件安裝孔之間采用圓柱銷連接；支撐座設置在套筒上，彈性元件設置在圓柱銷與支撐座之間；第一連接件軸向上設有液體通道，單向閥設置在第一連接件上，通過單向閥的注口向液體通道注入一定壓力的工作液，作用于圓柱銷端面，壓縮彈性元件使圓柱銷位于第一連接件和第二連接件之間；第一連接件端面上設有卸荷單元以控制液體通道的啟閉；本發明可降低非開挖技術成本。

技術領域

本發明屬于非開挖技術領域，特別是一種非開挖鉆具在線自動解脫裝置。

背景技術

非開挖技術是指在不挖開地表或地面極少部分開挖的情況下，通過導向、定向鉆進等手段，探測、檢查、修復、更換和鋪設地下管線的一種施工新技術，而水平定向鉆探則是非開挖技術的主要手段之一。非開挖水平定向鉆探技術施工速度快、經濟效益好、對環境傷害低，已被廣泛地應用于穿越公路、鐵路和建筑等不允許或無法開挖條件下的煤氣、電力、天然氣、電訊等管線的鋪設。鉆具是非開挖水平定向鉆探的核心部件。隨著相關技術和需求的發展，非開挖水平定向鉆探的鉆進距離以及待鋪設管道的長度越來越大，超過2km的管線鋪設工程越來越常見，一次施工中需要用到的鉆桿數目也越來越多。

整個施工過程可以分為鉆進、擴孔和回拖三個階段，而擴孔鉆頭則主要用于擴孔和回拖這兩個階段。由于擴孔鉆頭體積較大，如果發生卡滯或塌方時，連接在一起的鉆桿、擴孔鉆頭、分動器等鉆具和待鋪設管道將無法從地下拖出，不得不被廢棄，從而造成了巨大的資源浪費，增加了非開挖水平定向鉆探的成本。以一個距離為3km的非開挖管線鋪設工程為例，若每根鉆桿的長度為6m，則需要500根鉆桿拼接使用，每根鉆桿的價格約為7000～10000元，鉆桿的總價值約350～500萬元。如果在回拖管道到一半時發生了抱死，鉆桿無法進退，那么就不得不廢棄還埋在土里的無法取出的約175～250萬元價值的鉆桿和約1.5km的管道；另外還得重新規劃路線，重新施工，影響工期。

目前，還未有非開挖鉆具在線自動解脫裝置能實現非開挖水平定向鉆探施工過程中擴孔鉆頭與鉆桿、擴孔鉆頭與分動器之間的自動解脫分離，本發明意義重大。

發明內容

本發明的目的在于提供一種非開挖鉆具在線自動解脫裝置，它與鉆桿、鉆頭/擴孔鉆頭、分動器等鉆具配合進行非開挖施工。施工過程中一旦出現卡滯而導致鉆具、拖管無法進退時，通過遙控實現非開挖鉆具從預定位置在線自動解脫分離，從而減小由此而造成的巨大資源浪費，降低非開挖水平定向鉆探的成本。

實現本發明目的的技術解決方案為：

一種非開挖鉆具在線自動解脫裝置，包括連接單元；工作復位單元；卸荷單元；

所述連接單元包括第一連接件、套筒、第二連接件和圓柱銷，所述第二連接件套在第一連接件外圓上，所述套筒套在第二連接件外圓上；所述第一連接件、第二連接件、套筒上沿徑向上均設有至少設有一個同軸的安裝孔，所述第一連接件與第二連接件的安裝孔之間采用圓柱銷連接；

所述工作復位單元包括單向閥、彈性元件和支撐座，所述支撐座設置在套筒上，彈性元件設置在圓柱銷與支撐座之間，彈性元件的彈力始終壓在圓柱銷上；所述第一連接件軸向上設有液體通道，所述單向閥設置在第一連接件上，通過單向閥的注口向液體通道注入工作液，作用于圓柱銷端面，同時壓縮彈性元件使圓柱銷位于第一連接件和第二連接件之間；所述卸荷單元設置在第一連接件的端面上，以控制液體通道的啟閉。

本發明與現有技術相比，其顯著優點：