非开挖扩孔器

摘要

本发明公开了一种非开挖扩孔器，扩孔器本体包括导向浇注部，所述导向浇注部表面上设置有扩孔导向工作面和浇注工作面且内部设置有与其表面的浇注孔相通的浇注通道；所述扩孔导向工作面和浇注工作面均沿扩孔器本体的轴向设置有若干打散点，该若干打散点分别沿左旋方向和右旋方向设置并形成有呈顺时针方向旋转的顺时针螺旋线段和呈逆时针方向旋转的逆时针螺旋线段，且顺时针螺旋线段与逆时针螺旋线段交错设置。其在扩孔时不易受外界力的影响将孔扩偏；加固孔壁，使孔不易塌方。

权利要求

1.一种非开挖扩孔器，包括扩孔器本体，其特征是，所述扩孔器本体包括导向浇注部，所述导向浇注部表面上设置有扩孔导向工作面和浇注工作面且内部设置有与其表面的浇注孔相通的浇注通道；所述扩孔导向工作面和浇注工作面均沿扩孔器本体的轴向设置有若干打散点，该若干打散点分别沿左旋方向和右旋方向设置并形成有呈顺时针方向旋转的顺时针螺旋线段和呈逆时针方向旋转的逆时针螺旋线段，且顺时针螺旋线段与逆时针螺旋线段交错设置。

2.根据权利要求1所述的非开挖扩孔器，其特征是，还包括有抚平泥浆、加固孔壁的加固抚平部；所述加固抚平部的直径大于导向浇注部的直径。

3.根据权利要求1所述的非开挖扩孔器，其特征是，打散点与打散点之间间隔设置，且两者之间的间距为打散点的长度的1-6倍。

4.根据权利要求3所述的非开挖扩孔器，其特征是，每相邻打散点之间的间隔处且偏离由打散点构成的螺旋线的轨迹上设置有过渡打散点。

5.根据权利要求3所述的非开挖扩孔器，其特征是，所述打散点呈长条形；位于浇注工作面上的打散点的两个端部都呈圆弧状。

6.根据权利要求4所述的非开挖扩孔器，其特征是，所述过渡打散点上，并沿扩孔器本体旋转泥浆被带进来的方向上设置有弧形凸起部。

7.根据权利要求1或5或6所述的非开挖扩孔器，其特征是，所述浇注通道包括有较窄段和较宽段，所述较窄段位于扩孔导向工作面的区域，所述较宽段位于浇注工作面的区域。

8.根据权利要求7所述的非开挖扩孔器，其特征是，所述扩孔导向工作面上的浇注孔的孔径小于浇注工作面上的浇注孔的孔径。

9.根据权利要求2所述的非开挖扩孔器，其特征是，所述加固抚平部与导向浇注部一体设置，该加固抚平部的外表面为光滑面。

说明书

非开挖扩孔器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种钻探工具技术领域，更具体地说，它涉及一种非开挖扩孔器。

背景技术

[0002] 随着流体介质管道输送事业的发展，穿越河流、湖泊、公路、铁路甚至山脉的输送管道孔的钻进和扩钻作业在逐步增多，穿越扩孔器的使用越发频繁。

[0003] 在非开挖水平定向钻进铺管中，对软地层钻孔扩孔普遍使用的的钻孔[0004] 扩孔器：扩孔器左端的接头与钻机钻杆采用螺纹连接，接头中有水眼与扩孔器体水路连通。扩孔器体由挡板和外壳与内壳组成，其外壳上镶焊有若干切削具，并开有水眼。接头与芯轴、连接耳同轴线焊接连接，整个扩孔器体亦采用焊接与轴系零件连接，并用筋板补强。

[0005] 这类扩孔器本体的形状常用锥形、纺锤形或子弹头形，主要通过其上安装的切削具来回转铣削扩大孔壁。它们普遍存在缺点是 ：①扩孔器自身不具备导向能力，在非开挖水平定向钻进铺管的弯曲轨迹钻孔或钻孔轨迹弯曲段进行扩孔工作，会产生将孔扩偏的问题 ；②扩孔器自身只具有切削破碎孔壁使钻孔扩大能力，而不具备保护孔壁的护壁能力。

[0006] 为了解决技术难题，现有技术公告号为CN 101701507 B公开了一种带挤压护壁功能的扩孔器，其特征在于接头与芯轴的前端和扩孔器壳体的前端固连，扩孔器壳体的后端有支板，扩孔器壳体与芯轴固连，支架的中心套与芯轴上的多面体轴向动配合并通过螺栓或/和定位销固定在芯轴上，支架的轮辐或轮盘与支板分别与若干滚轮轴两端铰连，滚轮轴与滚轮动配合，芯轴后端与连接耳连接，滚轮轴两端通过轴承与滚轮连接，有密封压盖，支架的中心套的内壁为正六面体，与其动配合的芯轴段为与其仿形的正六面体，支架的一端通过紧定螺母，另一端通过定位套和定位销固定在芯轴上，滚轮轴右端的孔与第一铰支轴承的孔通过第一销轴铰接，第一铰支轴承与支板固连，滚轮轴左端的孔与第二铰支轴承的孔通过第二销轴铰连，第二铰支轴承有燕尾滑块与支架的燕尾槽滑动连接。但这种结构的扩孔器还会容易受外界力的影响产生偏移；还有对孔壁的加固效果一般。

发明内容

[0007] 本发明的目的之一在于提供一种非开挖扩孔器，其在扩孔时不易受外界力的影响将孔扩偏。

[0008] 本发明的另一种目的是加固孔壁，使孔不易塌方。

[0009] 为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种非开挖扩孔器，包括扩孔器本体，其特征是，所述扩孔器本体包括导向浇注部，所述导向浇注部表面上设置有扩孔导向工作面和浇注工作面且内部设置有与其表面的浇注孔相通的浇注通道；所述扩孔导向工作面和浇注工作面均沿扩孔器本体的轴向设置有若干打散点，该若干打散点分别沿左旋方向和右旋方向设置并形成有呈顺时针方向旋转的顺时针螺旋线段和呈逆时针方向旋转的逆时针螺旋线段，且顺时针螺旋线段与逆时针螺旋线段交错设置。

[0010] 现有扩孔器采用得是单向螺纹，如果该扩孔器在打孔开挖过程中遇到一边是软质土层，另一边是硬质性土层；它在旋转扩孔时，硬质性土层一边受到的阻力会比软质土层受到的阻力大，扩孔器的导向端的大阻力一边会向小阻力的一边跑，从而导致扩孔器跑偏；

[0011] 采用本技术方案，本扩孔器的导向浇注部上有交错的顺时针旋向的螺旋线段和逆时针方向旋转的逆时针螺旋线段；它如果遇到一边是软质土层，另一边是硬质性土层的情况；扩孔器在旋转时具有顺时针方向旋转力和逆时针方向旋转力；硬质性土层的阻力作用在导向端产生的力转化成两股不同方向的力，刚好两者相互抵消；因此，保证了扩孔器不受影响继续保持原有的轨迹前进。

[0012] 进一步限定，还包括有抚平泥浆、加固孔壁的加固抚平部；所述加固抚平部的直径大于导向浇注部的直径。

[0013] 现有扩孔器在扩孔加固时，是把泥浆直接甩到孔壁上；这样1、泥浆容易从上壁面上掉下来，2、泥浆凝固后孔壁表面不平整会形成一个个凸起（阻挡物），给以后的施工带来不方便。

[0014] 采用本技术方案，扩孔器的前端是导向浇注部，后端是加固抚平部；导向浇注部在边扩孔边把泥浆甩到孔壁上；加固抚平部是一个比导向浇注部尺寸大一点的圆柱体，它随导向浇注部旋转前进时，会对孔壁的泥浆施加作用力，使泥浆更加紧密的粘在孔壁上，同时把凸出的泥浆块给磨平；使整个孔壁更加坚固和平整。

[0015] 进一步限定，打散点与打散点之间间隔设置，且两者之间的间距为打散点的长度的1-6倍。

[0016] 现有单向完整在螺旋线段在引导泥土，不易被打散。原因是地下的泥土是含有很多水分（泥土很泥泞），扩孔器在扩孔时，泥土被分割成一条条，被螺旋线引导出去；因为螺旋线是完整的，泥土在随螺旋线运动过程中也是完整的；

[0017] 本发明如此设置，扩孔器的双向螺旋线段变成断断续续的螺旋线段；泥土在随螺旋线运动过程中，一部分泥土会分出来会从间隔中被甩出去，有利于打散泥土，便于以后施工。

[0018] 进一步限定，每相邻打散点之间的间隔处且偏离由打散点构成的螺旋线的轨迹上设置有过渡打散点。

[0019] 如此设置，泥土在被分离打散过程中，从间隔处出去；为了使打散的效果更好，在间隔处设置过渡打散点，过渡打散点起到再次分离、打散的作用。而如果把它设置与打散点平行的位置上（不处于间隔中），那就起不到再次分离、打散的作用。

[0020] 进一步限定，所述打散点呈长条形；位于浇注工作面上的打散点的两个端部都呈圆弧状。

[0021] 如此设置，扩孔导向工作面需要切割、分离，因此它面上的长条形打散点是具有棱角的；而浇注工作面上的打散点主要是起引导作用，因此，把它设计成有两头圆弧状。

[0022] 进一步限定，所述过渡打散点上，并沿扩孔器本体旋转泥浆被带进来的方向上设置有弧形凸起部。

[0023] 如此设置，弧形凸起部是过渡打散点的主要受力部，这样设计是为了扩大受力面积，使其不易磨损；同时采用弧形为了更好得起到分流作用。

[0024] 进一步限定，所述浇注通道包括有较窄段和较宽段，所述较窄段位于扩孔导向工作面的区域，所述较宽段位于浇注工作面的区域。

[0025] 进一步限定，所述扩孔导向工作面上的浇注孔的孔径小于浇注工作面上的浇注孔的孔径。

[0026] 如此设置，孔导向工作面的泥浆通道是起对干燥土层的润滑，因此，它不需要大的排量，采用较窄段通道和小口径浇注孔即可；浇注工作面的泥浆通道是要对孔壁喷射泥浆、加固孔壁；因此，需要大的排量，采用较宽段通道和大口径浇注孔。

[0027] 进一步限定，所述加固抚平部与导向浇注部一体设置，该加固抚平部的外表面为光滑面。

附图说明

[0028] 图1为本发明实施例的结构示意图；

[0029] 图2为本发明实施例的打散点构成的顺时针旋向和逆时针旋向的螺旋线段的结构示意图；

[0030] 图3为本发明实施例的过渡打散点的结构示意图；

[0031] 图4为本发明实施例的泥浆经过渡打散点再次打散、分流的结构示意图。

具体实施方式

[0032] 参照图1至图4对本发明实施例做进一步说明。

[0033] 参考图1，一种非开挖扩孔器，它的扩孔器本体1分为导向浇注部2和加固抚平部3。导向浇注部2与加固抚平部3一体制造而成；导向浇注部2的前端为锥形体，其外表面是扩孔导向工作面4；导向浇注部2的后端为圆柱体，其外表面是浇注工作面5。加固抚平部3固定于导向浇注部2的后端部上。

[0034] 导向浇注部2的内部设置有浇注通道8；浇注通道8跟扩孔导向工作面4和浇注工作面5上的浇注孔9相通。其中，扩孔导向工作面4的浇注孔9的孔径要小于浇注工作面5上的浇注孔9的孔径。浇注通道8分为较窄段81和较宽段82，较窄段81位于扩孔导向工作面4的区域，较宽段82位于浇注工作面5的区域。设计成这样的结构，是因为孔导向工作面的泥浆通道是起对干燥土层的润滑，它不需要大的排量，采用较窄段81通道和小口径浇注孔9即可；而浇注工作面5的泥浆通道是要对孔壁喷射泥浆、加固孔壁；需要大的排量，采用较宽段82通道和大口径浇注孔9。

[0035] 参考图2，扩孔导向工作面4和浇注工作面5均沿扩孔器本体1的轴向设置有若干长条形的打散点6。该若干打散点6分别沿左旋方向和右旋方向设置并形成有呈顺时针方向旋转的顺时针螺旋线段a和呈逆时针方向旋转的逆时针螺旋线段b，且顺时针螺旋线段a与逆时针螺旋线段b交错设置。

[0036] 本扩孔器的导向浇注部2上有交错的顺时针旋向的螺旋线段和逆时针方向旋转的逆时针螺旋线段b；它如果遇到一边是软质土层，另一边是硬质性土层的情况；扩孔器在旋转时具有顺时针方向旋转力和逆时针方向旋转力；硬质性土层的阻力作用在导向端产生的力转化成两股不同方向的力，刚好两者相互抵消；因此，保证了扩孔器不受影响继续保持原有的轨迹前进。

[0037] 其中，扩孔导向工作面4需要切割、分离，因此它面上的长条形打散点6是具有棱角的。而浇注工作面5上的打散点6主要是起引导作用，因此，把它设计成有两头圆弧状。

[0038] 其中，打散点6与打散点6之间间隔设置，且两者之间的间距为打散点6的长度的1-6倍。打散点6设计结构是为了让扩孔器的双向螺旋线段变成断断续续的螺旋线段；泥土在随螺旋线运动过程中，一部分泥土会分出来会从间隔中被甩出去，有利于打散泥土，便于以后施工。

[0039] 更进一步提高打散、分离效果。每相邻打散点6之间的间隔处且偏离由打散点6构成的螺旋线的轨迹上设置有过渡打散点10。见图3，过渡打散点10上，并沿扩孔器本体1旋转泥浆被带进来的方向上设置有弧形凸起部101。弧形凸起部101是过渡打散点10的主要受力部,。参考图4，这样设计是为了扩大受力面积，使其不易磨损；同时采用弧形为了更好得起到分流作用。

[0040] 加固抚平部3是用于抚平泥浆、加固孔壁。该加固抚平部3的外表面为光滑面。加固抚平部3的直径大于导向浇注部2的直径。扩孔器的导向浇注部2在边扩孔边把泥浆甩到孔壁上；加固抚平部3是一个比导向浇注部2尺寸大一点的圆柱体，它随导向浇注部2旋转前进时，会对孔壁的泥浆施加作用力，使泥浆更加紧密的粘在孔壁上，同时把凸出的泥浆块给磨平；使整个孔壁更加坚固和平整。

[0041] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。