一種用于非開挖鋪設(shè)管線的多級(jí)擴(kuò)孔器及回拉擴(kuò)孔總成的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及非開挖施工中鋪設(shè)管線回拉擴(kuò)孔時(shí)的裝備，尤其涉及一種用于非開挖鋪設(shè)管線的多級(jí)擴(kuò)孔器及回拉擴(kuò)孔總成。
【背景技術(shù)】
[0002]“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(huì)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。
[0003]非開挖施工技術(shù)(Trenchless Technology或No-Dig)是指在不開挖地表的條件下探測、檢查、鋪設(shè)、修復(fù)和更換各種地下管線的技術(shù)，可廣泛用于穿越公路、鐵路、建筑物、江河湖泊、古跡保護(hù)區(qū)等條件下進(jìn)行石油/天然氣/供水的管道、電纜、通訊線路等管線的鋪設(shè)、修復(fù)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(huì)效益顯著等一系列優(yōu)點(diǎn)。
[0004]通常情況下，實(shí)施非開挖鋪設(shè)管線時(shí)，首先采用定向鉆進(jìn)技術(shù)鉆成一個(gè)導(dǎo)向孔，隨后在鉆柱的后端換接大直徑的擴(kuò)孔器和直徑小于擴(kuò)孔器的待鋪設(shè)管線，在鉆具回拉擴(kuò)孔的同時(shí)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(jìn)行非開挖條件下管線鋪設(shè)回拉擴(kuò)孔時(shí)，目前常用的擴(kuò)孔器(或稱為擴(kuò)孔鉆頭)包括翼狀擴(kuò)孔鉆頭、螺旋形擴(kuò)孔鉆頭、凹槽狀擴(kuò)孔鉆頭、牙輪式擴(kuò)孔鉆頭、桿狀擴(kuò)孔鉆頭、雙向紡錘形擴(kuò)孔鉆頭、粗徑鉆具形擴(kuò)孔鉆頭、環(huán)刀形擴(kuò)孔鉆頭等，它們主要是以硬質(zhì)合金作為鉆頭的切削具；目前采用的擴(kuò)孔鉆進(jìn)方法，主要是依靠鉆機(jī)帶動(dòng)鉆具回轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行擴(kuò)孔鉆進(jìn)作業(yè)的，該方法獲得的擴(kuò)孔鉆進(jìn)效率和現(xiàn)有擴(kuò)孔器的切削碎巖能力均有限。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于非開挖鋪設(shè)管線的多級(jí)擴(kuò)孔器及回拉擴(kuò)孔總成，解決現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0006]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種用于非開挖鋪設(shè)管線的多級(jí)擴(kuò)孔器，其包括中心貫通的鉆頭本體，所述鉆頭本體的中部設(shè)有多級(jí)的切削環(huán)，多級(jí)所述切削環(huán)的切削直徑沿?cái)U(kuò)孔的方向遞減；每級(jí)所述切削環(huán)沿周向均勻設(shè)有多個(gè)切削單元，每級(jí)所述切削環(huán)中的多個(gè)所述切削單元沿周向均勻地分布在所述鉆頭本體外側(cè)，且每級(jí)所述切削環(huán)中的多個(gè)所述切削單元圍繞所述鉆頭本體形成一個(gè)圓環(huán)；每級(jí)所述切削環(huán)中相鄰的所述切削單元之間設(shè)有用于將所述鉆頭本體內(nèi)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(gè)所述貫通孔的出口端嵌固有仿生噴嘴。
[0007]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0008]1、前端小徑的一級(jí)切削環(huán)可率先擴(kuò)孔鉆進(jìn)出一個(gè)直徑相對較小的鉆孔，該孔可起到先導(dǎo)孔的作用，同時(shí)還具有導(dǎo)正鉆具的作用。
[0009]2、由于擴(kuò)孔鉆進(jìn)最終要鉆成某一大直徑的鉆孔，在采用本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的多級(jí)擴(kuò)孔器進(jìn)行擴(kuò)孔鉆進(jìn)時(shí)，可理解為將擴(kuò)孔鉆進(jìn)最終所要達(dá)到的大直徑的鉆孔分解為若干次(擴(kuò)孔鉆進(jìn)的次數(shù)與多級(jí)擴(kuò)孔器的級(jí)數(shù)相同)單獨(dú)地進(jìn)行擴(kuò)孔鉆進(jìn)時(shí)的集成，該方法可有效降低一次擴(kuò)孔鉆進(jìn)時(shí)鉆進(jìn)設(shè)備的能耗，提升擴(kuò)孔鉆進(jìn)時(shí)的作業(yè)效率。
[0010]3、采用多級(jí)結(jié)構(gòu)的擴(kuò)孔器，可有效增加擴(kuò)孔器擴(kuò)孔鉆進(jìn)時(shí)對孔壁周遭巖土體破碎的自由面，從而使擴(kuò)孔器的擴(kuò)孔鉆進(jìn)效率得到顯著提升。
[0011]進(jìn)一步:所述仿生噴嘴的中部設(shè)有內(nèi)腔，所述內(nèi)腔的內(nèi)壁面上設(shè)有若干個(gè)仿生環(huán)槽；所述仿生噴嘴的一端設(shè)有與所述內(nèi)腔相連通的仿生噴嘴入口，所述仿生噴嘴的另一端設(shè)有與所述內(nèi)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。
[0012]進(jìn)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。
[0013]進(jìn)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°。
[0014]進(jìn)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(cè)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(shè)置在所述鋼體的外側(cè)。
[0015]進(jìn)一步:所述切削具采用roc、CBN、斯拉烏季契、TSP、P⑶材料制成。
[0016]進(jìn)一步:所述鉆頭本體內(nèi)部偏下的位置處設(shè)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(shè)有用于連接沖擊器的螺紋；所述鉆頭本體的另一端設(shè)有用于與分動(dòng)器、鉆桿柱或成品管道連接的螺紋。
[0017]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種回拉擴(kuò)孔總成，其包括沖擊器、封液接頭和上述的多級(jí)擴(kuò)孔器；所述多級(jí)擴(kuò)孔器的一端與所述沖擊器之間通過螺紋密封連接，所述多級(jí)擴(kuò)孔器的另一端與所述封液接頭通過螺紋密封連接；所述封液接頭內(nèi)腔的中部設(shè)有用于封堵有壓漿液并使其能夠在多級(jí)擴(kuò)孔器的中心通道內(nèi)不斷積蓄能量并向上累積起來的中部隔液板。
[0018]進(jìn)一步:所述沖擊器為扭力沖擊器或液動(dòng)沖擊器。
[0019]進(jìn)一步:所述封液接頭遠(yuǎn)離所述擴(kuò)孔器的一端設(shè)有用于與分動(dòng)器、鉆桿柱或成品管道連接的螺紋。
[0020]本實(shí)用新型的有益效果是:可在實(shí)施非開挖鋪設(shè)管線時(shí)回拉擴(kuò)孔鉆進(jìn)的過程中，使多級(jí)擴(kuò)孔器在由鉆機(jī)提供動(dòng)力帶動(dòng)整套鉆具回轉(zhuǎn)并施加適當(dāng)?shù)你@壓回拉擴(kuò)孔鉆進(jìn)時(shí)，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)扭力沖擊器聯(lián)合多級(jí)結(jié)構(gòu)的擴(kuò)孔器的高效回轉(zhuǎn)切削碎巖式擴(kuò)孔鉆進(jìn)，或液動(dòng)沖擊器聯(lián)合多級(jí)結(jié)構(gòu)的擴(kuò)孔器的沖擊回轉(zhuǎn)碎巖式擴(kuò)孔鉆進(jìn)，不僅可有效增強(qiáng)多級(jí)擴(kuò)孔器的回轉(zhuǎn)切削碎巖能力，在一定程度上還能降低鉆機(jī)的動(dòng)力消耗。
【附圖說明】
[0021]圖1-1為連接扭力沖擊器時(shí)回拉擴(kuò)孔總成整體的三維模型示意圖；
[0022]圖1-2為連接液動(dòng)沖擊器時(shí)回拉擴(kuò)孔總成整體的三維模型示意圖；
[0023]圖2-1為連接扭力沖擊器時(shí)回拉擴(kuò)孔總成各部件分離開來的三維模型示意圖；
[0024]圖2-2為連接液動(dòng)沖擊器時(shí)回拉擴(kuò)孔總成各部件分離開來的三維模型示意圖；
[0025]圖3-1為多級(jí)擴(kuò)孔器主體部分的三維模型軸測示意圖；
[0026]圖3-2為多級(jí)擴(kuò)孔器主體部分的三維模型正視圖；
[0027]圖3-3為多級(jí)擴(kuò)孔器主體部分的三維模型剖視圖；
[0028]圖3-4為第二實(shí)施例中擴(kuò)孔器主體部分的三維模型剖視圖；
[0029]圖4-1為仿生噴嘴的三維模型軸測示意圖；
[0030]圖4-2為仿生噴嘴的三維模型剖視圖；
[0031]圖5-1為嵌固仿生噴嘴后組成完整的多級(jí)擴(kuò)孔器的三維模型軸測示意圖；
[0032]圖5-2為嵌固仿生噴嘴后組成完整的多級(jí)擴(kuò)孔器的三維模型剖視圖；
[0033]圖6-1為封液接頭的三維模型軸測示意圖；
[0034]圖6-2為封液接頭的三維模型剖視圖；
[0035]圖7為多級(jí)擴(kuò)孔器與封液接頭連接后的三維模型剖視圖。
[0036]附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件如下:
[0037]1、扭力沖擊器；2、液動(dòng)沖擊器；3、一級(jí)切削環(huán)；31、上端連接螺紋；32、一級(jí)切削單元；321、一級(jí)切削具；322、一級(jí)鋼體；323、一級(jí)孕鑲金剛石條；33、一級(jí)貫通孔；4、二級(jí)切削環(huán)；42、二級(jí)切削單元；421、二級(jí)切削具；422、二級(jí)鋼體；423、二級(jí)孕鑲金剛石條；43、二級(jí)貫通孔；44、下端連接螺紋；45、底部隔液板；5、封液接頭；51、上螺紋；52、中部隔液板；53、下螺紋；6、仿生噴嘴；61、仿生噴嘴入口 ；62、仿生噴嘴出口 ；63、仿生環(huán)槽。
【具體實(shí)施方式】
[0038]以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。
[0039]第一實(shí)施例:
[0040]本實(shí)用新型的擴(kuò)孔器的結(jié)構(gòu)為多級(jí)式，圖示中僅畫了兩級(jí)(兩層)的結(jié)構(gòu)，還