本申请涉及定向钻施工设备,特别涉及一种水平定向钻拖管装置。
背景技术:
1、当前的水平定向钻在回拖管道时,采用钻杆、扩孔器、旋转接头、u型环、拖管头、管道的软连接方式,在现有技术中,钻杆钻通导向孔后,将扩孔器与钻杆旋合连接,再将旋转接头旋合连接于扩孔器端部,再通过u型环将拖管头与旋转接头连接,最后将拖管头与需要回拖的管道进行热熔连接。
2、但是现有拖管装置存在以下问题:
3、1、拖管头与管道连接热熔的连接方式,操作较为麻烦且花费时间较长,导致回拖效率较低;
4、2、拖管头在移动至转弯处时不易进入另一段钻孔内,拖管头端部与孔壁碰撞,存在钻孔塌陷卡死管道的风险;
5、3、扩孔器由于自身重力较大,易在钻孔内泥浆中下沉偏移,导致扩孔呈现上窄下宽的结构,不易于管道的回拖;
6、4、扩孔器产生的钻屑堆积在扩孔钻头前端不易于扩孔器的顺利扩孔,大量钻屑随泥浆移动至管道与孔壁之间的环形空间易划伤管道外壁,导致管道使用寿命降低。
7、因此,针对上述技术问题,如何提高扩孔器的扩孔质量和扩孔效率,以及如何提高拖管头的回拖效率是本领域技术人员需要解决的技术问题。
技术实现思路
1、本申请的目的是提供一种水平定向钻拖管装置,通过减少扩孔器的自身重力,从而减少由于扩孔器自身重力引起的中心偏移,并通过螺旋输送杆使钻屑及时排出,以此保证扩孔的顺利进行,同时该装置通过连接件实现与管道的快速连接,提高回拖效率,同时利用导向轮组减少拖管头转弯时前端与孔壁的摩擦,防止钻孔塌陷。
2、为实现上述目的,本申请提供一种水平定向钻拖管装置,包括:
3、扩孔器,包括用于扩孔的锥形壳体,所述锥形壳体内部中空,并在锥面上开设有多个镂空孔,以使钻屑进入所述锥形壳体内部;
4、钻杆,与所述锥形壳体尖端固定连接,并带动所述锥形壳体旋转,所述钻杆内部中空,且在所述钻杆内设置有螺旋输送杆,所述螺旋输送杆一端伸入在所述锥形壳体内,用于将所述锥形壳体内的钻屑沿所述钻杆内部排出;
5、拖管头,包括拖管头本体、用于将管道固定在所述拖管头本体上的连接件,所述拖管头本体一侧开设有用于容纳管道的内槽,所述拖管头本体另一侧的端部外周呈锥形结构,且在所述锥形结构上均匀分布多个导向轮组,任一所述导向轮组包括凸出所述锥形结构的导向轮,以使所述导向轮先于所述锥形结构接触孔壁,并与孔壁滚动接触;
6、旋转接头,设置在所述锥形壳体背离尖端的底面上;
7、u型环,数量为两个,并分别与所述旋转接头和所述拖管头本体连接,两个所述u型环相互穿过;
8、其中,所述连接件包括固定设置在所述内槽中且动力端伸入在所述管道内的电推杆、一端与所述电推杆动力端铰接的连杆,所述连杆另一端面向所述内槽底部延伸并铰接有固定块,所述内槽中固定设置有固定架,所述固定架套设在所述电推杆动力端外周,并与之滑动设置,所述固定架上设置有与所述连杆中部滑动铰接的固定杆,所述电推杆的伸缩动作用于控制所述固定块松开或抵紧所述管道的内壁。
9、优选地,所述扩孔器还包括用于驱动所述螺旋输送杆旋转的驱动件,所述驱动件包括:
10、电机,设置在所述锥形壳体的所述底面上,用于为所述螺旋输送杆提供动力,
11、齿轮组,转动设置在所述底面上,包括与所述电机动力端连接的第一齿轮以及与所述第一齿轮啮合的第二齿轮,所述螺旋输送杆端部插入所述第二齿轮的键槽内进行连接;
12、其中,所述电机驱动所述齿轮组,以带动所述螺旋输送杆以不同于所述钻杆的速度旋转。
13、优选地,所述底面上开设有多个通孔,所述通孔用于排出进入所述锥形壳体中的部分泥浆。
14、优选地,所述驱动件外周设置有防护罩,所述防护罩设置在所述底面的内壁上,并与所述底面配合形成用于阻挡泥浆或钻屑进入驱动件的密封区。
15、优选地,所述钻杆的外壁中设置有环形通道,所述锥形壳体的壳壁中设置有多个与所述环形通道连通的液体通道,所述锥形壳体的锥面上开设有多个与所述液体通道连通的出液口,用于向施工面喷射液体。
16、优选地,任一所述导向轮组还包括:
17、弹簧,嵌入在所述锥形结构内,所述弹簧底端与所述锥形结构固定连接;
18、滑块,滑动设置在所述锥形结构中,并与所述弹簧另一端连接,所述导向轮转动设置在所述滑块上,
19、其中,所述弹簧为压缩状态,以使所述导向轮总能先于所述锥形结构接触孔壁。
20、优选地,所述连杆的数量至少为两个,且均匀分布在所述电推杆外周,每个所述连杆对应一个所述固定杆和所述固定块。
21、优选地,所述电推杆与所述拖管头本体同轴设置,以使多个所述固定块同步动作,并同步抵紧所述管道内壁。
22、优选地,所述电推杆动力端端部固定设置有滑架,多个所述连杆端部均与所述滑架铰接,且所述固定架位于所述内槽底部与所述滑架之间,并伸入在所述管道内,所述固定架与所述电推杆动力端间隔设置。
23、优选地,所述连杆中部开设有条形槽,所述固定杆上设置有与所述条形槽滑动铰接的销钉。
24、相对于上述背景技术,本申请的扩孔器的镂空设计一方面可减少扩孔器的自身重力,从而减少由于扩孔器自身重力引起的中心偏移,保证扩孔圆度便于管道的回拖,另一方面镂空孔可使扩孔产生的钻屑对及时从施工面脱离进入扩孔器内,以此可保证扩孔的顺利进行,防止扩孔器因动力不足卡住,提高扩孔效率。在钻屑进入扩孔器后,再通过钻杆与螺旋输送杆的差速使钻屑及时排出,使得扩孔产生的钻屑可持续进入扩孔器内,减少钻屑流向管道与孔壁之间,降低管道划伤的可能性,防止破坏管道防腐层影响使用寿命。
25、而拖管头则利用电推杆带动连杆动作,从而迫使固定块抵紧在管道内壁,从而实现拖管头本体与管道的快速连接,并且在管道与孔壁的摩擦时,可增大固定块对管道的抵紧力,使得连接更加可靠。同时,导向轮组的设置,可大大减少拖管头本体与钻孔内壁的之间的摩擦,导向轮的滚动可促使拖管头本体的转向,在防止钻孔塌陷的同时可提高回拖管道的效率。
26、此外,由于管道与钻孔内壁摩擦时,摩擦力使管道产生朝后侧移动的趋势,管道与固定块之间摩擦使管道与固定块相对固定,管道向后使得固定块带动连杆转动,使得固定块对管道压力增加,从而使管道与固定块之间摩擦力更大,使得管道与固定块之间连接更加可靠。
27、而导向轮组均匀分布在锥形结构上,任一导向轮组包括凸出锥形结构的导向轮,以使导向轮先于锥形结构接触孔壁,并与孔壁滚动接触,从而达到更好的导向转弯作用,可防止单个导向轮陷入孔壁内破坏钻孔内壁。
1.一种水平定向钻拖管装置,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的水平定向钻拖管装置,其特征在于,所述扩孔器还包括用于驱动所述螺旋输送杆旋转的驱动件,所述驱动件包括:
3.根据权利要求2所述的水平定向钻拖管装置,其特征在于,所述底面上开设有多个通孔,所述通孔用于排出进入所述锥形壳体中的部分泥浆。
4.根据权利要求2所述的水平定向钻拖管装置,其特征在于,所述驱动件外周设置有防护罩,所述防护罩设置在所述底面的内壁上,并与所述底面配合形成用于阻挡泥浆或钻屑进入驱动件的密封区。
5.根据权利要求2所述的水平定向钻拖管装置,其特征在于,所述钻杆的外壁中设置有环形通道,所述锥形壳体的壳壁中设置有多个与所述环形通道连通的液体通道,所述锥形壳体的锥面上开设有多个与所述液体通道连通的出液口,用于向施工面喷射液体。
6.根据权利要求1-5任一项所述的水平定向钻拖管装置,其特征在于,任一所述导向轮组还包括:
7.根据权利要求6所述的水平定向钻拖管装置,其特征在于,所述连杆的数量至少为两个,且均匀分布在所述电推杆外周,每个所述连杆对应一个所述固定杆和所述固定块。
8.根据权利要求7所述的水平定向钻拖管装置,其特征在于,所述电推杆与所述拖管头本体同轴设置,以使多个所述固定块同步动作,并同步抵紧所述管道内壁。
9.根据权利要求8所述的水平定向钻拖管装置,其特征在于,所述电推杆动力端端部固定设置有滑架,多个所述连杆端部均与所述滑架铰接,且所述固定架位于所述内槽底部与所述滑架之间,并伸入在所述管道内,所述固定架与所述电推杆动力端间隔设置。
10.根据权利要求9所述的水平定向钻拖管装置,其特征在于,所述连杆中部开设有条形槽,所述固定杆上设置有与所述条形槽滑动铰接的销钉。
