专利名称：带挤压扩壁功能的扩孔器的制作方法
技术领域：
本发明与非开挖水平定向钻进铺管装置的钻孔扩孔器有关。
背景技术：
在非开挖水平定向钻进铺管中，对软地层钻孔扩孔普遍使用如附图1所示的钻孔 扩孔器。 该装置中，扩孔器左端的接头1与钻机钻杆采用螺纹连接，接头1中有水眼2与扩 孔器体水路连通。扩孔器体由挡板4、9和外壳6与内壳5组成，其外壳6上镶焊有若干切 削具3，并开有水眼7。接头1与芯轴8、连接耳11同轴线焊接连接，整个扩孔器体亦采用焊 接与轴系零件连接，并用筋板10补强。 当钻杆受钻机施加的回转扭矩和轴向回拖力驱动时，带动扩孔器回转铣削扩大孔 壁并向右移动；扩孔器左端的连接耳11与单动接头的动耳采用螺栓销接，并通过单动接头 带领钻杆或成品管道进入扩大后的钻孔。 这类扩孔器本体的形状常用锥形、纺锤形或子弹头形，主要通过其上安装的切削 具来回转铣削扩大孔壁。它们普遍存在缺点是①扩孔器自身不具备导向能力，在非开挖 水平定向钻进铺管的弯曲轨迹钻孔或钻孔轨迹弯曲段进行扩孔工作，会产生将孔扩偏的问 题；②扩孔器自身只具有切削破碎孔壁使钻孔扩大能力，而不具备保护孔壁的护壁能力。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以保护孔壁的扩孔器，本发明的另一个目的是使扩孔
器不会将孔扩偏。 本发明是这样实现的 带挤压护壁功能的扩孔器，接头1与芯轴8的前端和扩孔器壳体6的前端固连，扩 孔器壳体6的后端有支板，扩孔器壳体与芯轴固连，支架16的中心套20与芯轴8上的多面 体轴向动配合并通过螺栓或/和定位销固定在芯轴上，支架16的轮辐或轮盘与支板分别与 若干滚轮轴两端铰连，滚轮轴与滚轮动配合，芯轴8后端与连接耳11连接。
滚轮轴两端通过轴承13与滚轮14连接，有密封压盖15，支架16中心套20的内壁 为正六面体，与其动配合的芯轴段为与其仿形的正六面体，支架16的一端通过紧定螺母， 另一端通过定位套17和定位销21固定在芯轴上，滚轮轴右端的孔与第一铰支轴承27的孔 通过第一销轴26铰接，第一铰支轴承27与支板固连，滚轮轴左端的孔与第二铰支轴承23 的孔通过第二销轴24铰连，第二铰支轴承23有燕尾滑块与支架16的燕尾槽滑动连接。
接头1与扩孔器壳体6前端之间有导向头12，导向头为与芯轴8同轴线的直筒，其 两端分别与接头1和扩孔器壳体6连接，其外壁有若干轴向肋条28。
导向头的直径小于导向孔或扩孔器壳体前端的直径。 本发明结构简单，操作方便，使扩孔器自身具有导向能力和挤压护壁能力，使之能 够更好地适应非开挖水平定向钻进铺管的弯曲轨迹钻孔或钻孔轨迹弯曲段扩孔工况，不会将孔扩偏并能够大大提高在软地层中扩孔时的钻孔护壁能力。
图1为已有扩孔器结构图。
图2为图1的右视图。
图3为本发明结构图。
图4为图3的局部放大图。
图5为图4的A向视图。
具体实施例方式
本发明的主要结构是在扩孔器的扩孔本体之前增加了一个导向头12，在扩孔本体之后增加了一套可调节直径的孔壁挤压滚轮14。 本发明主要由导向头、扩孔头和可变径孔壁挤压装置三部分组成(附图2)，各部分结构及功能说明如下 导向头主要由接头1和导向头12组成。接头1右端有螺纹，用于与钻杆连接，左端与导向头和芯轴8焊接或螺纹连接。导向头外表面安装有若干耐磨肋条28，其直径略小于导向孔或扩孔直径，用于导正扩孔头运动轨迹。导向头左端与扩孔器壳体6右端以及芯轴8焊接。 扩孔头主要由扩孔器壳体6、扩孔翼片22和切削具3等组成。扩孔器壳体6上镶焊若干扩孔翼片22，扩孔翼片22上又镶焊若干切削具3，主要用于切削破碎孔壁岩土。扩孔器壳体6上还开有若干水眼7，用于导出芯轴8上的水眼2的钻进液，对扩孔器进行冷却和冲洗。 可变径孔壁挤压装置主要由滚轮14、支架16、定位套17和紧定螺母18、 19组成。滚轮14的小轴两端分别安装有滚动轴承(或滑动轴承)13，并有密封压盖15密封润滑。滚轮小轴的两端分别采用铰支轴承安装在扩孔器壳体6的后面支板和支架16的前面。如图3所示，滚轮小轴右端的孔与铰支轴承27的孔通过销轴26穿在一起铰接，铰支轴承27与扩孔器壳体后面支板固连，滚轮小轴左端的孔与铰支轴承23的孔通过销轴24铰连。铰支轴承23采用燕尾滑块与支架16的燕尾槽滑动连接(见附图4)。扩孔器工作时，滚轮既随扩孔头和支架公转，又可绕小轴自转，以滚动挤压孔壁，大大减小挤压摩擦力。支架16为轮辐状(辐条数量与滚轮数量相等)或轮盘状，其中心套内壁为六方(或其它多边形)，安装在芯轴8的对应六方(或其它多边形)部位，用于可靠传动芯轴8的扭矩。支架16可沿芯轴8轴向滑动，从而可根据土层压縮性调整滚轮组的最大滚压直径。调整时，通过改变定位套17在芯轴8上的轴向位置，并通过定位销钉21销定芯轴8上的若干定位孔而定位。定位套17定位后，采用紧定螺母18和防松螺母19将支架16固定在芯轴8上。
扩孔器左端的连接耳11用于连接分动器和钻杆(或成品管道)。
权利要求
带挤压护壁功能的扩孔器，其特征在于接头(1)与芯轴(8)的前端和扩孔器壳体(6)的前端固连，扩孔器壳体(6)的后端有支板，扩孔器壳体与芯轴固连，支架(16)的中心套(20)与芯轴(8)上的多面体轴向动配合并通过螺栓或/和定位销固定在芯轴上，支架(16)的轮辐或轮盘与支板分别与若干滚轮轴两端铰连，滚轮轴与滚轮动配合，芯轴(8)后端与连接耳(11)连接。
2. 根据权利要求l所述的扩孔器，其特征在于滚轮轴两端通过轴承(13)与滚轮(14) 连接，有密封压盖(15)，支架(16)的中心套(20)的内壁为正六面体，与其动配合的芯轴段 为与其仿形的正六面体，支架(16)的一端通过紧定螺母，另一端通过定位套(17)和定位销 (21)固定在芯轴上，滚轮轴右端的孔与第一铰支轴承(27)的孔通过第一销轴(26)铰接， 第一铰支轴承(27)与支板固连，滚轮轴左端的孔与第二铰支轴承(23)的孔通过第二销轴 (24)铰连，第二铰支轴承(23)有燕尾滑块与支架(16)的燕尾槽滑动连接。
3. 根据权利要求1或2所述的扩孔器，其特征在于接头(1)与扩孔器壳体(6)前端之 间有导向头(12)，导向头为与芯轴(8)同轴线的直筒，其两端分别与接头(1)和扩孔器壳体 (6)连接，其外壁有若干轴向肋条(28)。
4. 根据权利要求3所述的扩孔器，其特征在于导向头的直径小于导向孔或扩孔器壳体 前端的直径。
全文摘要
本发明为带挤压护壁功能的扩孔器，解决已有扩孔器不具备护壁功能和在钻孔弯曲段扩孔时易将孔扩偏的问题。接头(1)与芯轴(8)的前端和扩孔器壳体(6)的前端固连，扩孔器壳体(6)的后端有支板，扩孔器壳体与芯轴固连，支架(16)的中心套(20)与芯轴(8)上的多面体轴向动配合并通过螺栓或/和定位销固定在芯轴上，支架的轮辐或轮盘和支板分别与若干滚轮轴两端铰连，滚轮轴与滚轮动配合，芯轴(8)后端与连接耳(11)连接。
文档编号E21B10/32GK101701507SQ20091021602
公开日2010年5月5日 申请日期2009年10月30日 优先权日2009年10月30日
发明者李山, 涂昌鹏 申请人:上海佳友市政建筑有限公司;成都理工大学