[發明專利]一種搖擺式水平鉆進套管裝置及其鉆進方法

在審

• 申請號: 202110683875.6
• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN113294094A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 許本沖;宋志彬;和國磊;秦如雷
• 申請（專利權）人: 中國地質科學院勘探技術研究所
• 主分類號: E21B7/20
• 分類號: E21B7/20;E21B7/04;E21B19/10
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 張天一

本發明公開一種搖擺式水平鉆進套管裝置及其鉆進方法，包括底架、滑車、卡瓦座、卡瓦盤、楔形卡瓦、推管油缸、搖管油缸和夾緊油缸，底架的前端設置有軌道，后端安裝有支架，支架通過推管油缸與滑車上的卡瓦座連接；滑車的前后兩端各有兩排弧形排列的滾輪軸承，滾輪軸承與卡瓦座上的弧形導軌相配合，滑車的左右兩側通過搖管油缸與卡瓦座相連接；卡瓦盤設置于卡瓦座內側，且卡瓦盤通過夾緊油缸與卡瓦座連接，楔形卡瓦通過卡瓦連桿安裝在卡瓦盤上。該套管裝置噪音低、無震動，對周圍環境及地層擾動小，安全環保，且該裝置為雙向作用，可將套管下入，也可在管道穿越施工結束后，將地層內套管拔出重復利用，節省材料消耗及施工費用。

技術領域

本發明涉及鋪管施工技術領域，特別是涉及一種搖擺式水平鉆進套管裝置及其鉆進方法。

背景技術

在非開挖定向鋪管施工中，一般用非開挖鉆機鉆進水平定向孔并下入技術套管(技術套管內走電纜、光纜或給排水管線等市政管線)穿越不能開挖的道路、鐵路、江河和重要建筑物地基等，鉆孔軌跡為近似U型曲線，鉆孔曲線分入射段、水平段、出射段三部分。非開挖鉆機以與水平面夾角8-10度的入射角開鉆定向水平孔，如果鉆遇卵礫石、砂層等不穩定地層時，需要在鉆水平孔之前下入鋼質套管(俗稱導向管)進行護壁，導向管直徑需大于工程設計穿越技術套管的直徑。目前工程中，多采用夯管錘進行導向管下入施工，夯管錘以壓縮空氣為動力，將鋼管直接夯入地層，隨著鋼管的推進，被切割的泥土進入鋼管內，通過人工或者螺旋鉆機將鋼管內泥土掏出。

但夯管錘通過高頻振動沖擊將鋼管打入地層，在應用中振動大、噪音大、對周邊地層擾動大，不適用于居民居住區、景觀區及堤壩保護區等地區，容易導致附近地層塌陷、破壞周邊建筑物基礎等危害。在當今環保要求越來越高的背景下，夯管錘下套管受限制的情況越來越多。夯管錘可將鋼管打入地層，在管道穿越后，不能將鋼管拔出重復利用，鋼管永久性留存，導致材料浪費嚴重、工程成本高。

發明內容

本發明的目的是提供一種搖擺式水平鉆進套管裝置及其鉆進方法，以解決上述現有技術存在的問題，可無沖擊、無擾動的將套管水平鉆入地層，在不穩定地層為水平孔鉆進提供支護。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：本發明提供一種搖擺式水平鉆進套管裝置，包括底架、滑車、卡瓦座、卡瓦盤、楔形卡瓦、推管油缸、搖管油缸和夾緊油缸，固定在地面上的所述底架的前端兩側對稱設置有軌道，底架的后端兩側對稱安裝有支架，所述支架通過推管油缸與設置于所述滑車上的卡瓦座連接，所述推管油缸的兩端均安裝有關節軸承；滑動設置于所述底架前端軌道上的所述滑車的前后兩端各有兩排弧形排列的滾輪軸承，所述滾輪軸承與所述卡瓦座上的弧形導軌相配合，所述滑車的左右兩側通過所述搖管油缸與卡瓦座相連接；所述卡瓦盤設置于所述卡瓦座內側，且卡瓦盤通過夾緊油缸與卡瓦座連接，所述楔形卡瓦通過卡瓦連桿安裝在所述卡瓦盤上，所述夾緊油缸用于帶動所述卡瓦盤上的楔形卡瓦前后移動。

優選地，所述底架上帶有銷孔，所述銷孔用于安裝地錨并將底架固定在地面上。

優選地，所述底架的后端兩側對稱安裝的支架為A字型支架。

優選地，所述卡瓦盤通過三個周向均布的夾緊油缸與卡瓦座連接，所述卡瓦座上在任意兩個夾緊油缸之間還設置有導向柱，所述夾緊油缸用于驅動所述卡瓦盤沿導向柱在所述卡瓦座內前后移動。

優選地，所述楔形卡瓦的數量為6塊，6塊周向均布的楔形卡瓦通過卡瓦連桿與所述卡瓦盤連接。

優選地，所述搖管油缸的兩端均安裝有關節軸承。

本發明還提供一種搖擺式水平鉆進套管的鉆進方法，應用于上述的搖擺式水平鉆進套管裝置，包括以下步驟：

a、在施工地點開挖基坑，硬化基坑地面，將底架吊放至規定位置，通過地錨將底架與地面固定；

b、將套管吊裝至楔形卡瓦內，夾緊油缸縮回帶動卡瓦盤向后移動，通過卡瓦連桿驅動6塊楔形卡瓦實現徑向收縮，從而夾緊套管；