一种扩孔器与回拉扩孔总成的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及非开挖施工中铺设管线时回拉扩孔阶段的装备，尤其涉及一种扩孔器与回拉扩孔总成。
【背景技术】
[0002]非开挖施工技术是在不开挖地表的情况下，利用地质工程的技术手段，对各种地下管道和电缆进行探测、检查、铺设、修复或更换的一种高科技实用新技术，国外称为TT(Trenchless Technology)或No-Dig。可广泛用于穿越公路、铁路、建筑物、河流、农作物和植被保护区、古迹保护区等不允许或不能开挖的条件下进行供水/石油天然气/煤气管道/电缆、通讯线路等管线的铺设、修复和更换，具有不影响交通、不破坏环境、施工周期短、综合施工成本低、社会效益显著等优点。
[0003]通常情况下，首先采用定向钻进技术钻进一个导向孔，随后在钻柱的后端换接大直径的扩孔器和直径小于扩孔器的待铺设管线，在回拉扩孔的同时将管线一同拉入钻孔中，完成非开挖条件下的铺管作业。对于在岩土体中进行非开挖条件下管线铺设回拉扩孔时，目前常用的扩孔器(或称为扩孔钻头)包括翼状扩孔钻头、螺旋形扩孔钻头、凹槽状扩孔钻头、牙轮式扩孔钻头、杆状扩孔钻头、双向纺锤形扩孔钻头、粗径钻具形扩孔钻头、环刀形扩孔钻头等，它们主要是以硬质合金作为钻头的切削具；目前采用的扩孔钻进方法，主要是依靠钻机带动钻具回转的方式进行扩孔作业的，该方法获得的扩孔钻进效率和现有扩孔器的切削碎岩能力均有限。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种扩孔器与回拉扩孔总成，解决现有技术的不足。
[0005]本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下:一种扩孔器，其包括中心贯通的钻头本体，所述钻头本体的中部沿周向设有多个均匀分布在所述钻头本体外侧的切削单元；相邻的所述切削单元之间设有用于将所述钻头本体内部的不断循环着的有压浆液排出的倾斜状的贯通孔；至少有一个所述贯通孔的出口端嵌固有空化射流喷嘴；所述切削单元包括切削具、钢体和孕镶金刚石条；所述钢体固定在所述钻头本体外侧的圆周面上；所述切削具嵌固于所述钢体上；所述孕镶金刚石条设置在所述钢体的外侧。
[0006]本实用新型的有益效果是:在每两个周向相邻的切削单元之间设置有一个空化射流喷嘴，不断循环着的冲洗液在一定的泵压(大于1MPa)作用下从空化射流喷嘴出口高速(大于40m/s)喷出后可形成能量相对集中的空化射流，可有效辅助切削单元实现对岩土体的切削破碎，从而提升扩孔钻进的作业效率。
[0007]进一步:所述空化射流喷嘴与所述贯通孔一体成型，或所述空化射流喷嘴通过螺纹、焊接或过盈配合的固定方式嵌固于所述贯通孔出口端处。
[0008]进一步:所述空化射流喷嘴内腔的中部设有阶梯孔，所述空化射流喷嘴的出口端设有喇叭口。
[0009]进一步:所述贯通孔的轴线与所述钻头本体的轴线之间的夹角为30°至60°。
[0010]进一步:所述钻头本体内部偏下的位置处设有用于阻隔中心通道的底部隔液板；所述钻头本体的一端设有用于连接冲击器的螺纹；所述钻头本体的另一端设有用于与分动器、钻杆柱或成品管道连接的螺纹。
[0011]本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下:一种回拉扩孔总成，其包括冲击器、封液接头和上述的扩孔器；所述扩孔器的一端与所述冲击器之间通过螺纹密封连接，所述扩孔器的另一端与所述封液接头通过螺纹密封连接。
[0012]本实用新型的有益效果是:利用本实用新型在岩土体中实施非开挖条件下管线铺设回拉扩孔时，可同时实现扭力冲击器联合扩孔器的高效回转切削碎岩式扩孔钻进，或液动冲击器联合扩孔器的冲击回转碎岩式扩孔钻进，同时与从空化射流喷嘴高速喷出的空化射流辅助碎岩相耦合的多工艺扩孔钻进方法，可有效提升本实用新型在岩土体中实施非开挖条件下管线铺设回拉扩孔时的作业效率。
[0013]进一步:所述冲击器为扭力冲击器或液动冲击器。
[0014]进一步:所述封液接头内腔的中部设有用于封堵有压浆液并使其能够在扩孔器的中心通道内积蓄能量并向上累积起来的中部隔液板。
[0015]进一步:所述封液接头远离所述扩孔器的一端设有用于与分动器、钻杆柱或成品管道连接的螺纹。
【附图说明】
[0016]图1-1为连接扭力冲击器时回拉扩孔总成整体的三维模型示意图；
[0017]图1-2为连接液动冲击器时回拉扩孔总成整体的三维模型示意图；
[0018]图2-1为连接扭力冲击器时回拉扩孔总成各部件分离开来的三维模型示意图；
[0019]图2-2为连接液动冲击器时回拉扩孔总成各部件分离开来的三维模型示意图；
[0020]图3-1为扩孔器主体部分的三维模型轴测示意图；
[0021]图3-2为扩孔器主体部分的三维模型正视图；
[0022]图3-3为扩孔器主体部分的三维模型剖视图；
[0023]图3-4为第二实施例中扩孔器主体部分的三维模型剖视图；
[0024]图4-1为空化射流喷嘴的三维模型轴测示意图；
[0025]图4-2为空化射流喷嘴的三维模型剖视图；
[0026]图5-1为嵌固空化射流喷嘴后组成完整的扩孔器三维模型轴测示意图；
[0027]图5-2为嵌固空化射流喷嘴后组成完整的扩孔器三维模型剖视图；
[0028]图5-3为嵌固空化射流喷嘴后组成完整的第二实施例的扩孔器三维模型剖视图；
[0029]图6-1为封液接头的三维模型轴测示意图；
[0030]图6-2为封液接头的三维模型剖视图；
[0031]图7为扩孔器与封液接头连接后的三维模型剖视图。
[0032]附图中，各标号所代表的部件如下:
[0033]1、扭力冲击器；2、液动冲击器3、扩孔器；4、封液接头；31、上端连接螺纹；32、切削单元；321、切削具；322、钢体；323、孕镶金刚石条；33、贯通孔；34、下端连接螺纹；35、空化射流喷嘴；351、液流入口 ；352、液流出口 ；36、底部隔液板；41、上螺纹；42、中部隔液板；43、下螺纹。
【具体实施方式】
[0034]以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
[0035]第一实施例:
[0036]如图3-1、图3-2、图3-3、图5_1、图5_2所示，扩孔器3是切削破碎岩土体的主要工具，其包括中心贯通的钻头本体，所述钻头本体的中部沿周向设有多个均匀分布在所述钻头本体外侧的切削单元32 ;相邻的所述切削单元32之间设有用于将所述钻头本体内部不断循环着的有压浆液排出的倾斜状的贯通孔33，所述贯通孔33的一端连通所述钻头本体内部的中心通道，所述贯通孔33的另一端连通所述钻头本体的外侧；切削单元32和贯通孔33沿周向均布在所述钻头本体上。在若干个所述贯通孔33的出口端嵌固有空化射流喷嘴35，对于本实用新型中所提及的空化射流喷嘴35，不局限于空化射流喷嘴的结构，也可使用其他能够产生高压射流的喷嘴结构和型式。钻头本体的上部设有上端连接螺纹31，下部设有下端连接螺纹34。
[0037]如图3-1所示，切削单元32是切削破碎孔壁周遭岩土体的主要结构，它由切削具321、钢体322和孕镶金刚石条323构成，所述钢体322固定在所述钻头本体外侧的圆周面上，切削具321嵌固于钢体322中构成切削单元的主体，由于在正常扩孔钻进时，钻机通常提供的是顺时针的回转扭矩，因而本实用新型采用的切削具321的排布方式取决于扩孔钻进时钻具回转的方向，即切削具321的正面(切削面)朝向应与钻机回转的方向一致。孕镶金刚石条323嵌固在钢体322的外侧用于钻孔的保径。本实用新型采用的所述切削具321采用PDC材料制成，但不局限于此，也可采用CBN、斯拉乌季契、TSP、P⑶等其它适宜切削破碎岩土体的材料制成。同时本实用新型采用的所述钢体322与所述钻头本体可以采用一体成型结构。
[0038]如图3-3所示，贯通孔33均匀地布设在相邻的两个切削单元32之间，呈30°至60°的贯通状斜孔，贯通孔33的数目与切削单元32的数目一致。
[0039]如图4-1、图4-2所示，空化射流喷嘴35内腔的中部设有阶梯孔，空化射流喷嘴35的出口端设有喇叭口。空化射流喷嘴35通过螺纹、焊接或过盈配合的方式嵌固于贯通孔33的出口端处，也可以所述空化射流喷嘴35与所述贯通孔33 —体成型。空化射流喷嘴35的数目与贯通孔33的数目相一致。在钻机提供整套钻具回转扭矩和回拉扩孔钻压时，扩孔器3在钻杆柱的带动下高速回转并切削破碎孔壁周遭岩土体实现扩孔钻进，同时以正循环方式不断循环着的有压浆液(最好采用低固相或无固相泥浆。其中，低固相泥浆:是指粘土含量(以重量计)&l