一种阶梯式扩孔器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及非开挖管道水平定向穿越的专用工具技术领域，尤其是一种阶梯式扩孔器。
【背景技术】
[0002]水平定向穿越是采用安装于地表的钻孔设备，以相对于地面较小的入射角钻入地层形成导向孔，将导向孔扩大至所需大小并设铺设管道的一项新兴技术。较其他管道敷设技术而言，其对环境、交通的危害小，铺管效率高，施工成本低，在社会应用中取得了较好的社会效益和经济效益，被广泛应用于石油天然气管道、市政管道在穿越河流、公路、建筑物等特殊情况下的穿越工程中。
[0003]扩孔是定向穿越技术的关键技术环节之一，是要将导向孔的直径扩大到待敷设管道管径的1.2至1.5倍。大口径管道水平定向穿越时，由于扩孔终孔直径较大，需要的扩孔次数较多，从而工程周期较长，工程成本较高，且伴随着较大的工程风险。目前的扩孔器一次性只能进行一次扩孔施工，在大口径管道穿越时，传统的扩孔器一般需6个以上，需频繁地更换扩孔器，施工效率能力有限。申请号为201110351046.4的发明公开了一种旋转拖拉装置，以达到一次性完成扩孔和管道回拖的目的，但受泥浆携岩能力、钻机提供动力和地层阻力的限制，该装置的应用难以在大口径管道的水平定向穿越工程中。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题提供一种提高大口径管道非开挖水平定向穿越扩孔时扩孔效率的阶梯式扩孔器。
[0005]本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是:一种阶梯式扩孔器，包括空心筒状主体和安装在空心筒状主体上的芯轴;所述空心筒状包括顺序连接的前端空心筒体、一级空心筒体、一■级空心筒体、后端空心筒体、后端过度空心筒体，所述如端空心筒体、二级空心筒体、后端过度空心筒体均为锥形筒体，所述一级空心筒体、后端空心筒体均为圆柱筒体;所述芯轴为中空圆柱体，所述芯轴两端分别设有公接头、母接头;所述前端空心筒体上轴向设置腹板，所述腹板上设有一级扩孔切削具，所述腹板一端与一级空心筒体相连，一端与芯轴相连;所述二级空心筒体上设有二级扩孔切削具。
[0006]进一步的，所述所述芯轴还设有泥浆通道口，所述前端空心筒体、一级空心筒体、二级空心筒体上均设泥浆喷嘴，所述泥浆通道口与泥浆喷嘴连接。
[0007]进一步的，所述腹板的个数为4个且均布在前端空心筒体上。
[0008]进一步的，所述一级扩孔切削具、二级扩孔切削具分别镶嵌或者焊接于腹板、二级空心筒体上。
[0009]本实用新型采用上述结构后，与现有技术相比，具有以下显著效果:本实用新型能够同时进行两级扩孔，减少扩孔作业时间，提高扩孔效率，节约工程成本，特别适合大口径管道的穿越工程;并且两级扩孔器之间，设置有保径段，能在孔壁稳定的情况下施工作业， 起安全作业的作用。
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型的连接结构示意图；
[0011]图2是本实用新型主视示意图；
[0012]图3是本实用新型左视不意图。
[0013]图中所示:1_芯轴，2-前端空心筒体，3-—级空心筒体，4-二级空心筒体，5-后端空心筒体，6-后端过度空心筒体，7-公接头，8-母接头，9-泥浆通道口，10-腹板，11-一级扩孔切削具，12-二级扩孔切削具，13-泥浆喷嘴。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图中的实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但并不构成对本实用新型的任何限制。
[0015]如图1至3所示，本实用新型的一种阶梯式扩孔器，包括空心筒状主体和安装在空心筒状主体上的芯轴I;所述空心筒状包括顺序连接的前端空心筒体2、一级空心筒体3、二级空心筒体4、后端空心筒体5、后端过度空心筒体6，所述如端空心筒体2、一■级空心筒体4、后端过度空心筒体6均为锥形筒体，所述一级空心筒体3、后端空心筒体5均为圆柱筒体;所述芯轴I为中空圆柱体，所述芯轴I两端分别设有公接头7、母接头8;所述前端空心筒体2上轴向设置腹板10，所述腹板10上设有一级扩孔切削具11，所述腹板10—端与一级空心筒体3相连，一端与芯轴I相连;所述二级空心筒体4上设有二级扩孔切削具12。
[0016]本实用新型的芯轴I为空心圆杆，在为扩孔器碎岩土传递扭矩和拉力的同时，也是扩孔泥浆的通道，其前端设置的母接头8与前端钻杆螺纹连接，后端设置的公接头7与后端钻杆螺纹连接。在扩孔时，母接头8和公接头7分别与钻杆相连;钻机或者动力钻具通过钻杆提供拉力和扭矩，一级扩孔切削具11首先对岩土进行破碎，领孔扩大;随后二级扩孔切削具12对一级扩孔切削具11扩大的孔洞进行二次扩大。这样能够同时进行两级扩孔，减少扩孔作业时间，提高扩孔效率，节约工程成本，特别适合大口径管道的穿越工程;并且两级扩孔器之间，设置有二级空心筒体4，能在孔壁稳定的情况下施工作业，起安全作业的作用。
[0017]因为在该扩孔器扩孔时，会有许多的岩肩产生，从而影响扩孔速度，因此优选的实施方式是如图1、3所示，所述芯轴I还设有泥浆通道口 9，所述前端空心筒体2、一级空心筒体
3、二级空心筒体4上均设泥浆喷嘴13，所述泥浆通道口 9与泥浆喷嘴13连接。所述前端空心筒体2上的泥浆喷嘴13成轴向排列成组，且均布在前端空心筒体2外表面上，其中一组与腹板10的夹角为45度;扩孔时，泥浆通过芯轴1、泥浆通道口9及泥浆喷嘴13进入孔洞，携带岩肩，实现孔内排肩。
[0018]如图3所示其中优选的实施方式是所述腹板10的个数为4个且均布在前端空心筒体2上。
[0019]因一级扩孔切削具11、二级扩孔切削具12在扩孔过程中会有磨损，因此优选的实施方式是所述一级扩孔切削具U、二级扩孔切削具12分别镶嵌或者焊接于腹板10、二级空心筒体4上。这样一级扩孔切削具11、二级扩孔切削具12便于更换。
【主权项】
1.一种阶梯式扩孔器，其特征在于:包括空心筒状主体和安装在空心筒状主体上的芯轴⑴； 所述空心筒状包括顺序连接的前端空心筒体(2)、一级空心筒体(3)、二级空心筒体(4)、后端空心筒体(5)、后端过度空心筒体(6)，所述前端空心筒体(2)、二级空心筒体(4)、后端过度空心筒体(6)均为锥形筒体，所述一级空心筒体(3)、后端空心筒体(5)均为圆柱筒体； 所述芯轴(I)为中空圆柱体，所述芯轴(I)两端分别设有公接头(7)、母接头(8); 所述前端空心筒体(2)上轴向设置腹板(10)，所述腹板(10)上设有一级扩孔切削具(11)，所述腹板(10)—端与一级空心筒体(3)相连，一端与芯轴(I)相连； 所述二级空心筒体(4)上设有二级扩孔切削具(12)。2.如权利要求1所述的一种阶梯式扩孔器，其特征在于:所述所述芯轴(I)还设有泥浆通道口(9)，所述前端空心筒体(2)、一级空心筒体(3)、二级空心筒体(4)上均设泥浆喷嘴(13)，所述泥浆通道口(9)与泥浆喷嘴(13)连接。3.如权利要求2所述的一种阶梯式扩孔器，其特征在于:所述腹板(10)的个数为4个且均布在前端空心筒体(2)上。4.如权利要求1至3中任意项权利要求所述的一种阶梯式扩孔器，其特征在于:所述一级扩孔切削具(11)、二级扩孔切削具(12)分别镶嵌或者焊接于腹板(10)、二级空心筒体(4)上。
【专利摘要】本实用新型涉及非开挖管道水平定向穿越的专用工具技术领域，尤其是一种阶梯式扩孔器。本实用新型所要解决的技术问题提供一种提高大口径管道非开挖水平定向穿越扩孔时扩孔效率的阶梯式扩孔器，包括空心筒状主体和安装在空心筒状主体上的芯轴；所述空心筒状包括顺序连接的前端空心筒体、一级空心筒体、二级空心筒体、后端空心筒体、后端过度空心筒体；所述前端空心筒体上轴向设置腹板，所述腹板上设有一级扩孔切削具，所述腹板一端与一级空心筒体相连，一端与芯轴相连；所述二级空心筒体上设有二级扩孔切削具。本实用新型能够同时进行两级扩孔，减少扩孔作业时间，提高扩孔效率，节约工程成本。
【IPC分类】E21B10/60, E21B10/26
【公开号】CN205349232
【申请号】CN201620064909
【发明人】王钺, 陈叙笛, 何雨洋, 郭小红, 陶国平
【申请人】西南石油大学
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2016年1月22日