專利名稱：一種地下孔眼擴(kuò)進(jìn)作業(yè)用平衡組合鉆具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種地下孔眼擴(kuò)進(jìn)作業(yè)用平衡組合鉆具，主要適用于石油天然氣、電線電纜或城市給排水等工程管道鋪設(shè)前擴(kuò)孔作業(yè)中，特別是擴(kuò)孔直徑較大時(shí)。
背景技術(shù)：
地下孔眼擴(kuò)進(jìn)作業(yè)主要在非開挖工程使用。非開挖技術(shù)是指在不開挖或少開挖地表?xiàng)l件下進(jìn)行鋪設(shè)、更換或修復(fù)各種地下管線的施工新技術(shù)，國外稱TTCTrenchless Technology)或N_Dig，是鉆探工程的一項(xiàng)重要技術(shù)延伸。隨著國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，施工技術(shù)和設(shè)備不斷完善，這種管道鋪設(shè)工藝的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷拓寬，其主要工藝有定向穿越和地下盾構(gòu)等。地下孔眼擴(kuò)進(jìn)作業(yè)主要在地下幾米到二十幾米深，基本都是粘土或者砂土等軟土層。由于土體對地下擴(kuò)進(jìn)工具支撐力不夠，因此要提高支撐能力就必須增加孔底擴(kuò)進(jìn)工具與地層接觸面積，通常的做法是在板式擴(kuò)孔器后安裝一個(gè)桶式擴(kuò)孔器來平衡由于組合鉆具前后的受力。根據(jù)現(xiàn)場測試及工程師經(jīng)驗(yàn)，該方法雖然在一定程度上能夠保證孔眼質(zhì)量、降低鉆具失效頻率，但在孔眼入土段和出土段組合鉆具的穩(wěn)定性仍然難于保持，而且大大影響了鉆進(jìn)過程和效率；另外，在水平段鉆進(jìn)時(shí)，鉆柱的軸向推拉力幅值變化較大， 而且這種情況普遍存在。據(jù)分析主要是由于孔眼軌跡等原因造成了鉆具與孔壁接觸情況不同，那么為避免接觸面受軌跡影響太大，從而設(shè)計(jì)了一種新型平衡組合鉆具。本實(shí)用新型從鉆柱的受力平衡角度出發(fā)，基于提高孔眼質(zhì)量與優(yōu)化組合鉆具性能思想，特別設(shè)計(jì)了一種地下孔眼擴(kuò)進(jìn)作業(yè)用平衡組合鉆具。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠在地下孔眼擴(kuò)孔作業(yè)過程中提高組合鉆具對板式擴(kuò)孔器的支撐能力、有效平衡組合鉆具受力的地下孔眼擴(kuò)進(jìn)作業(yè)用平衡組合鉆具。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是地下孔眼擴(kuò)進(jìn)作業(yè)用平衡組合鉆具由三部分組成桶式擴(kuò)孔器1、板式擴(kuò)孔器2與彈性扶正器3。該組合鉆具使彈性扶正器3通過兩端螺紋上接鉆桿或者無磁鉆鋌，下連板式擴(kuò)孔器2 ；板式擴(kuò)孔器2后接桶式擴(kuò)孔器1。彈性扶正器3由扶正器本體4和弓形彈簧片5組成。該平衡組合鉆具的彈性扶正器3可與螺旋扶正器6調(diào)換使用。平衡組合鉆具中桶式擴(kuò)孔器1、板式擴(kuò)孔器2及彈性扶正器本體4或螺旋扶正器6用高強(qiáng)鋁合金材料制造，彈性扶正器的弓形彈簧片5用彈簧鋼制造。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是(1)對擴(kuò)孔器支撐能力強(qiáng)。平衡組合鉆具主要用于管道鋪設(shè)前的擴(kuò)孔作業(yè)，能夠有效支撐擴(kuò)孔器及平衡組合鉆具受力，避免因板式擴(kuò)孔器前端過重而導(dǎo)致的切削不均，從而提高擴(kuò)孔器切割土體速度和過障礙的能力；(3)有效保護(hù)其他鉆具。彈性扶正器或螺旋扶正器對板式擴(kuò)孔器受力的平衡使整個(gè)鉆柱軸向力和扭矩等參數(shù)降低，能夠削弱對鉆具造成的傷害；(4)孔眼質(zhì)量良好。板式擴(kuò)孔器前后受力經(jīng)過平衡后，能夠使組合鉆具的軸線與孔眼保持一致，形成良好的孔眼質(zhì)量，利于后續(xù)管道作業(yè)；(5)安裝
3及更換簡單。在板式擴(kuò)孔器上端直接安裝彈性扶正器或螺旋扶正器不影響其他鉆具結(jié)構(gòu)。
圖1為本實(shí)用新型一種地下孔眼擴(kuò)進(jìn)作業(yè)用平衡組合鉆具及彈性扶正器示意圖。圖2為本實(shí)用新型一種地下孔眼擴(kuò)進(jìn)作業(yè)用平衡組合鉆具中螺旋扶正器示意圖。圖中1.桶式擴(kuò)孔器，2.板式擴(kuò)孔器，3.彈性扶正器，4.彈性扶正器本體，5. 弓形彈簧片，6.螺旋扶正器。
具體實(shí)施例如圖1所示，該地下孔眼擴(kuò)進(jìn)作業(yè)用平衡組合鉆具由三部分組成桶式擴(kuò)孔器1、 板式擴(kuò)孔器2與彈性扶正器3。該組合鉆具使彈性扶正器3通過兩端螺紋上接鉆桿或者無磁鉆鋌，下連板式擴(kuò)孔器2后，再安裝桶式擴(kuò)孔器1。該平衡組合鉆具的彈性扶正器3可與螺旋扶正器6轉(zhuǎn)換使用。該地下孔眼擴(kuò)進(jìn)作業(yè)用平衡組合鉆具中的桶式擴(kuò)孔器1、板式擴(kuò)孔器2及彈性扶正器本體4或螺旋扶正器6用高強(qiáng)鋁合金材料制造，弓形彈簧片5用彈簧鋼制造，這樣組合鉆具的質(zhì)量較輕，易均勻切削孔壁四周，形成較好的孔眼質(zhì)量，有利于后續(xù)管道作業(yè)。彈性扶正器3或螺旋扶正器6能增強(qiáng)鉆具對板式擴(kuò)孔器2的支撐能力，有效平衡組合鉆具受力，避免因板式擴(kuò)孔器前端過重而導(dǎo)致的孔壁切削不均，從而不僅提高擴(kuò)孔器切割土體的速度和過障礙的能力，而且使整個(gè)鉆柱軸向力與扭矩負(fù)載等參數(shù)減小，削弱對鉆具造成的傷害。
權(quán)利要求1.一種地下孔眼擴(kuò)進(jìn)作業(yè)用平衡組合鉆具，其特征在于該平衡組合鉆具由三部分組成桶式擴(kuò)孔器(1)、板式擴(kuò)孔器(2)與彈性扶正器(3)；該組合鉆具使彈性扶正器(3)通過兩端螺紋上接鉆桿或者無磁鉆鋌，下連板式擴(kuò)孔器(2)，板式擴(kuò)孔器(2)后接桶式擴(kuò)孔器 (1)；彈性扶正器(3 )由扶正器本體(4 )和弓形彈簧片(5 )組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地下孔眼擴(kuò)進(jìn)作業(yè)用平衡組合鉆具，其特征在于該地下孔眼擴(kuò)進(jìn)作業(yè)用平衡組合鉆具中的桶式擴(kuò)孔器(1)、板式擴(kuò)孔器(2)及彈性扶正器本體(4) 或螺旋扶正器(6)用高強(qiáng)鋁合金材料制造，彈性扶正器的弓形彈簧片(5)用彈簧鋼制造。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種地下孔眼擴(kuò)進(jìn)作業(yè)用平衡組合鉆具，適用于石油天然氣、電線電纜或城市給排水等工程管道鋪設(shè)前擴(kuò)孔作業(yè)中。其技術(shù)方案為地下孔眼擴(kuò)進(jìn)作業(yè)用平衡組合鉆具由三部分組成桶式擴(kuò)孔器、板式擴(kuò)孔器與彈性扶正器。彈性扶正器通過兩端螺紋上接鉆桿或者無磁鉆鋌，下連板式擴(kuò)孔器；板式擴(kuò)孔器后接桶式擴(kuò)孔器。該平衡組合鉆具的彈性扶正器可以與螺旋扶正器調(diào)換使用。除彈性扶正器之外，平衡組合鉆具其它部件均采用高強(qiáng)鋁合金材料制造。本實(shí)用新型能夠有效支撐擴(kuò)孔器及平衡組合鉆具受力，避免因板式擴(kuò)孔器前端過重而導(dǎo)致孔壁切削不均，從而提高擴(kuò)孔器切割土體速度和過障礙的能力。
文檔編號E21B17/10GK202280427SQ20112043989
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月9日
發(fā)明者祝效華, 賈彥杰 申請人:西南石油大學(xué)