一种新型顶管机头的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种新型顶管机头，其用于非开挖钻顶结合管道穿越技术领域。
【背景技术】
[0002]非开挖施工的地质条件有时候非常复杂，水平定向钻施工过程中，需要进行多次扩孔过程，大大增加了工作的时间，且容易发生孔内事故，而且顶管技术的导向是采用顶管机头后面的导向油缸，在土体的抗力下使管道前进方向发生改变，这就要求土体有足够的抗力。在软土层中顶管导向容易发生偏差，而纠正这种偏差又比较困难，使管道容易产生不均匀下沉。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种结构简单、适应性强、施工效率高的新型顶管机头。
[0004]本实用新型所采用的技术方案为:一种新型顶管机头，其包括圆柱形壳体，在壳体的前端设置有刀盘，所述刀盘通过设置在壳体内的液压动力系统驱动，其特征在于:在刀盘的前端设置有与钻杆相连的钻杆接头，在钻杆接头内设置有与注浆润滑系统相连的润滑泥浆运输通道，所述润滑泥浆运输通道依次延伸至刀盘、液压动力系统、壳体后与泥浆喷射环相连。
[0005]按上述技术方案，在壳体内设置有送桨口与排桨口与泥浆循环系统相连通，刀盘的后端为锥形，在刀盘与壳体之间设置有锥形破碎盘，所述破碎盘固定设置在壳体内，在破碎盘上设置有多个与送桨口相连通的高压泥浆喷嘴，在破碎盘上设置有筛孔与排桨口相连通。
[0006]按上述技术方案，所述液压动力系统包括内啮合式行星齿轮机构、固定在壳体上的液压马达，液压马达通过内啮合式行星齿轮机构驱动刀盘转动。
[0007]按上述技术方案，高压泥浆喷嘴呈轴对称布置。
[0008]按上述技术方案，在破碎盘的顶端对称布置有两组高压泥浆喷嘴，在破碎盘两侧与水平面呈30°夹角的方向设置有两组高压泥浆喷嘴，在破碎盘的两侧水平面方向对称设置有两组高压泥浆喷嘴。
[0009]按上述技术方案，所述润滑泥浆运输通道依次通过钻杆接头、内啮合式行星齿轮机构的传动内齿轮、壳体的中心。
[0010]按上述技术方案，刀盘与内啮合式行星齿轮机构的传动内齿轮由多颗螺栓固定连接。
[0011]本实用新型所取得的有益效果为:1、本实用新型没有激光导向装置、导向油缸以及纠偏油缸，通过刀盘前端设计的钻杆连接的钻杆接头，使得钻杆牵拉导向变为可能，结构上更加简单，在管线回拖过程中，钻杆牵引顶管机头沿着导向孔的轨迹铺设管道，牵引导向性能可靠；2、本实用新型可以通过更换刀盘或刀具，以应对任何地质条件，基本适应所有地层；3、本实用新型刀盘和传动内齿轮均有润滑泥浆运输通道，为润滑泥浆的运输提供了通道，起到润滑减阻的作用；4、通过应用本实用新型使用在钻顶结合技术中，超挖量很小，形成较小的环形空间，润滑泥浆量也随之减少，不易引起地面沉降或隆起，提高了工程的安全性；5、通过使用本实用新型，整个工程可以一次性完成管线的铺设，施工速度快。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的主剖视图。
[0013]图2为本实用新型的主视图。
[0014]图3为破碎盘的立体图。
[0015]图4-6为破碎盘上高压泥浆喷嘴的喷射方向示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0017]如图1、2所示，本实施例提供了一种新型顶管机头，其包括圆柱形壳体2，在壳体2的前端设置有刀盘1，所述刀盘I通过设置在壳体内的液压动力系统驱动，在刀盘的前端设置有与钻杆相连的钻杆接头10，在钻杆接头10的外周设置有丝扣，方便与钻杆固定连接，在钻杆接头10内设置有与注浆润滑系统相连的润滑泥浆运输通道9。在壳体内设置有送桨口 8与排桨口 6与泥浆循环系统相连通，刀盘I的后端为锥形，在刀盘I与壳体2之间设置有锥形破碎盘3，所述破碎盘3固定设置在壳体2内，在破碎盘3上设置有多个与送桨口相连通的高压泥浆喷嘴5 (如图3-6所示)，在破碎盘上设置有筛孔11与排桨口 6相连通。
[0018]本实施例中，所述液压动力系统包括内啮合式行星齿轮机构、固定在壳体2上的液压马达7，其中，沿圆周方向分布了 3个液压马达7，内啮合式行星齿轮机构包括传动内齿轮4、与液压马达7输出轴相连的小齿轮，液压马达7通过内啮合式行星齿轮机构驱动刀盘I转动，其中，润滑泥浆运输通道9设置在顶管机头的中心位置，其依次延伸至刀盘1、传动内齿轮4、壳体2的中心孔后与泥浆喷射环(图中未示出)相连。
[0019]本实施例中，在破碎盘3的顶端对称布置有两组高压泥浆喷嘴，在破碎盘两侧与水平面呈30°夹角的方向设置有两组高压泥浆喷嘴，在破碎盘的两侧水平面方向对称设置有两组高压泥浆喷嘴。
[0020]使用时，钻杆按照钻杆、钻杆密封器、中通式分动器、新型顶管机头的顺序安装，在钻杆的牵拉导向作用下开始回拖扩孔铺管。其中。钻杆为新型顶管机头以及后面连接的管道提供导向牵引力，用以克服掘进时的阻力，同时，液压马达7低速转动，带动小齿轮转动，小齿轮与传动内齿轮4相啮合，从而带动传动内齿轮4转动，最终将切削地层需要的扭矩传递给刀盘1，完成掘进工作。润滑泥浆通过润滑泥浆运输通道9经过刀盘1、传动内齿轮4进入润滑泥浆管道，并最终进入泥浆喷射环注入到管道与孔壁之间的环形空间中，起到润滑减阻的作用。循环泥浆通过送桨口 8运输至破碎盘处，由高压泥浆喷嘴喷射出(图4-6所示)。由于高压喷嘴的空间排布轴对称。顶端的两组高压喷嘴和与水平面成30°夹角的两组高压喷嘴向刀盘I中心喷射高压泥浆，以防止泥包钻事故的发生；水平布置的两组高压喷嘴向筛孔处喷射高压泥浆，以防止切削下来的岩肩、土块等发生堵塞；携带了岩肩的泥浆的流动通道通过筛孔及排桨口 6 口进入泥浆循环系统进行净化及循环利用。[0021 ] 钻顶结合管道穿越技术是由水平定向钻机提供拉力，随着管道进入地层的长度增加，阻力也越来越大。这时候需要推管机在出土端给管道施加推力，辅助工程进行。这样就使得新型顶管机头刀盘与机身连接处的受力方式与传统的顶管机完全不同:传统的顶管机刀盘与机身连接处在轴向只承受压力；而新型顶管机头刀盘与机身连接处在轴向主要承受拉力。这就要求新型顶管机头连接处的机构要有较好的抗拉性能。因此，本实施例中，刀盘I与传动内齿轮4由四颗螺栓固定，使其能承受径向上的拉力，满足钻顶结合管道穿越技术的要求。
【主权项】
1.一种新型顶管机头，其包括圆柱形壳体，在壳体的前端设置有刀盘，所述刀盘通过设置在壳体内的液压动力系统驱动，其特征在于:在刀盘的前端中心设置有与钻杆相连的钻杆接头，在钻杆接头内设置有与注浆润滑系统相连的润滑泥浆运输通道，所述润滑泥浆运输通道依次延伸至刀盘、液压动力系统、壳体后与泥浆喷射环相连。
2.根据权利要求1所述的一种新型顶管机头，其特征在于，在壳体内设置有送桨口与排桨口与泥浆循环系统相连通，刀盘的后端为锥形，在刀盘与壳体之间设置有锥形破碎盘，所述破碎盘固定设置在壳体内，在破碎盘上设置有多个与送桨口相连通的高压泥浆喷嘴，在破碎盘上设置有筛孔与排桨口相连通。
3.根据权利要求2所述的一种新型顶管机头，其特征在于高压泥浆喷嘴呈轴对称布置。
4.根据权利要求3所述的一种新型顶管机头，其特征在于在破碎盘的顶端对称布置有两组高压泥浆喷嘴，在破碎盘两侧与水平面呈30°夹角的方向设置有两组高压泥浆喷嘴，在破碎盘的两侧水平面方向对称设置有两组高压泥浆喷嘴。
5.根据权利要求1或2所述的一种新型顶管机头，其特征在于所述液压动力系统包括内啮合式行星齿轮机构、固定在壳体上的液压马达，液压马达通过内啮合式行星齿轮机构驱动刀盘转动。
6.根据权利要求5所述的一种新型顶管机头，其特征在于所述润滑泥浆运输通道依次通过钻杆接头、内啮合式行星齿轮机构的传动内齿轮、壳体的中心。
7.根据权利要求3所述的一种新型顶管机头，其特征在于，刀盘与内啮合式行星齿轮机构的传动内齿轮由多颗螺栓固定连接。
【专利摘要】本实用新型公开了一种新型顶管机头，其包括圆柱形壳体，在壳体的前端设置有刀盘，所述刀盘通过设置在壳体内的液压动力系统驱动，其特征在于：在刀盘的前端中心设置有与钻杆相连的钻杆接头，在钻杆接头内设置有与注浆润滑系统相连的润滑泥浆运输通道，所述润滑泥浆运输通道依次延伸至刀盘、液压动力系统、壳体后与泥浆喷射环相连。本实用新型所取得的有益效果为：1、本实用新型通过刀盘前端设计的钻杆连接的钻杆接头，使得钻杆牵拉导向变为可能，结构上更加简单；2、可以通过更换刀盘或刀具，以应对任何地质条件，基本适应所有地层；3、通过使用本实用新型施工，不易引起地面沉降或隆起，整个工程可以一次性完成管线的铺设，施工速度快。
【IPC分类】E21B7-04, E21B21-00, E21B7-28
【公开号】CN204492656
【申请号】CN201520177812
【发明人】马保松, 王鹏, 闫雪峰, 曾聪
【申请人】中国地质大学（武汉）, 深圳市钻通工程机械股份有限公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年3月27日