一种用于碎石地层及强风化岩地层的切削式扩孔器制造技术

本实用新型专利技术涉及扩孔器技术领域，具体涉及一种用于碎石地层及强风化岩地层的切削式扩孔器。包括钻杆、肋杆和腰环；所述的钻杆外周套装有腰环，所述的腰环通过十字支撑杆与钻杆固连；所述的钻杆与腰环之间还设置有多个肋杆，所述的肋杆斜撑于钻杆与腰环之间，所述肋杆一端固连在钻杆上，一端固连于腰环；所述的腰环在钻杆行进方向的一侧上设置有截齿；所述的肋杆外侧设置有截齿，每根所述的肋杆上最少设置有两个截齿，截齿通过垫板与肋杆固连，且截齿齿尖轴线与肋杆之间的夹角为锐角。本实用新型专利技术，解决了现有扩孔器在碎石地层及强风化岩地层施工困难的问题，在多种地层结构中得到了应用，极大地降低了施工成本，提高了施工效率，保证了施工质量。证了施工质量。证了施工质量。

【技术实现步骤摘要】
一种用于碎石地层及强风化岩地层的切削式扩孔器


[0001]本技术涉及扩孔器
，具体涉及一种用于碎石地层及强风化岩地层的切削式扩孔器。

技术介绍

[0002]扩孔器是定向钻扩孔施工的必备钻具，不同地层选用的扩孔器的结构形式也有所区别，目前主要有挤扩式、流道式、切削式以及岩石扩孔器(牙轮式、滚刀式)等类型。
[0003]挤扩式扩孔器以挤压地层实现扩孔，常用于松软土层。流道式扩孔器在挤扩的同时具有较好的排屑效果，适用性较广，在一般土层中都可使用。切削式扩孔器主要通过切削地层实现扩孔，适用粘土等密实的土层。岩石扩孔器包括牙轮扩孔器和滚刀扩孔器，适用于岩石地层及硬土层。当施工路段的地层中含有碎石和强风化岩，挤扩式、流道式扩孔器不适用。切削式扩孔器可用，但磨损严重。岩石扩孔器适用，但施工成本高，是普通扩孔器施工成本的3倍。因此，在保证质量的前提下，如何通过改革降低施工成本是碎石地层及强风化岩地层扩孔中的首要任务。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于：提供一种能够在不增加施工成本的情况下，高效完成地层中含有碎石和强风化岩扩孔工作的，用于碎石地层及强风化岩地层的切削式扩孔器。
[0005]本技术的技术方案是：
[0006]一种用于碎石地层及强风化岩地层的切削式扩孔器，包括钻杆、肋杆和腰环；其特征在于：所述的钻杆外周套装有腰环，所述的腰环通过十字支撑杆与钻杆固连；所述的钻杆与腰环之间还设置有多个肋杆，所述的肋杆斜撑于钻杆与腰环之间，所述肋杆一端固连在钻杆上，一端固连于腰环；所述的腰环在钻杆行进方向的一侧上设置有截齿；所述的肋杆外侧设置有截齿，所述的截齿通过垫板与肋杆固连，且截齿齿尖轴线与肋杆之间的夹角为锐角。
[0007]进一步的，所述的肋杆设置有四根，肋杆均布设置在钻杆和腰环之间。
[0008]进一步的，所述的截齿与肋杆的焊接角度为45度，即截齿与肋杆焊接点所在圆的切线呈45度夹角。
[0009]进一步的，每根所述的肋杆上最少设置有两个截齿。
[0010]进一步的，所述的腰环上每两个肋杆之间的截齿最少为两个。
[0011]进一步的，所述的截齿之间的间距为100～200mm。
[0012]进一步的，所述的截齿为3060型截齿。
[0013]本技术的有益效果在于：
[0014]1、普通扩孔器遇到软硬不均的地层时，会向软地层偏移，而本技术的扩孔器能将硬物质破碎，从而更精准的按照设计高程进行回扩，提高了施工精度；
[0015]2、普通切削式扩孔器遇到碎石地层及强风化岩地层时，回扩困难，扩孔器磨损严
重且施工不易完成，本技术的扩孔器仅在原有基础上增加少量成本改进，就可高效完成施工；
[0016]3、对比现有的普通切削式扩孔器，本技术的扩孔器能够有效节省工期，降低了施工成本；
[0017]4、通过改良与创新的切削式扩孔器，有效地在多种地层结构中得到了应用，极大地降低了施工成本，提高了施工效率，填补了介于普通土和岩石类地层中市场中无合适扩孔器的空白。
附图说明：
[0018]图1为本技术的结构示意图；
[0019]图2为截齿结构示意图；
[0020]图3为截齿与肋杆连接结构示意图；
[0021]图4为实施例2中的扩孔器结构示意图。
[0022]图中：1、钻杆；2、截齿；2
‑
1、垫板；3、腰环；4、十字支撑杆；5、肋杆。
具体实施方式：
[0023]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0024]如附图1～4所示，一种用于碎石地层及强风化岩地层的切削式扩孔器，包括钻杆1、肋杆5和腰环3；所述的钻杆1外周套装有腰环3，所述的腰环3通过十字支撑杆4与钻杆1固连；所述的钻杆1与腰环3之间还设置有多个肋杆5，所述的肋杆5斜撑于钻杆1与腰环3之间，所述肋杆5一端固连在钻杆1上，一端固连于腰环3；所述的腰环3在钻杆1行进方向的一侧上设置有截齿2；所述的肋杆5外侧设置有截齿2，所述的截齿2通过垫板2
‑
1与肋杆5焊接固连为一体，且截齿2齿尖轴线与肋杆5之间的夹角为锐角。所述的肋杆5设置有四根，肋杆5均布设置在钻杆1和腰环3之间。每根所述的肋杆5上最少设置有两个截齿2。
[0025]所述的截齿2与肋杆5的焊接角度为45度，即截齿2与肋杆5焊接点所在圆的切线呈45度夹角，这样在钻杆1旋进过程中，肋杆5带动截齿2转动，截齿2能够更大角度地，将施工地层中坚硬的碎石层或强风化岩地层正面破碎掉，而不会偏向较软地层，从而更精准地按照设计高程进行回扩。
[0026]所述的腰环3上每两个肋杆5之间的截齿2最少为两个，所述的截齿2之间的间距为100～200mm，截齿2通过垫板2
‑
1调整角度，分别与肋杆5和腰环3焊接固定，这样既能保证截齿2的工作面积，同时兼顾成本。
[0027]实施例1，本技术在具体实施例中的应用：
[0028]在某地下管网施工工程中，需采用水平定向钻施工，地层中含有碎石和强风化岩，挤扩式、流道式扩孔器不适用。切削式扩孔器可用，但磨损严重。岩石扩孔器适用，但施工成本高，是普通扩孔器施工成本的3倍。因此，保证质量的前提下，采用本技术的用于碎石
地层及强风化岩地层的切削式扩孔器。
[0029]首先，对现有的切削式扩孔器进行升级改造，在切削式扩孔器肋杆5、腰环3上增加3060型截齿2，提高其坚硬程度。在每根肋杆5上增加2个截齿2，两个肋杆5间的腰环3上各增加2个截齿2。截齿2与肋杆5钢板的焊接角度为45
°
，截齿2间距为100～200mm，截齿2通过垫板2
‑
1调整角度，分别与肋杆5和腰环3焊接固定；准备工作完成后，启动钻杆，开始施工。
[0030]改进前：以400mm扩孔器为例，用普通切削式扩孔器回扩困难，扩孔器磨损严重(400mm扩孔器约2000元)，用时2天(共花费约1.1万元)，且施工未完成。用岩石扩孔器需增加施工成本约10.8万元。
[0031]改进后：在普通切削式扩孔器的基础上增加12个截齿2，即高硬度合金钻头(285元/个，工费800元，合计4220元)。利用改造后的扩孔器，第一级扩孔(400mm)，共计4小时32分钟完成扩孔施工；第二级扩孔(500mm)，共计5小时09分钟完成扩孔施工；第三级扩孔(600mm)，共计5小时33分钟便完成扩孔施工。对比改进前的普通切削式扩孔器，节省了工期且完成了其不能完成的任务。对比岩石扩孔器，节省了约9.5万元。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于碎石地层及强风化岩地层的切削式扩孔器，包括钻杆(1)、肋杆(5)和腰环(3)；其特征在于：所述的钻杆(1)外周套装有腰环(3)，所述的腰环(3)通过十字支撑杆(4)与钻杆(1)固连；所述的钻杆(1)与腰环(3)之间还设置有多个肋杆(5)，所述的肋杆(5)斜撑于钻杆(1)与腰环(3)之间，所述肋杆(5)一端固连在钻杆(1)上，一端固连于腰环(3)；所述的腰环(3)在钻杆(1)行进方向的一侧上设置有截齿(2)；所述的肋杆(5)外侧设置有截齿(2)，所述的截齿(2)通过垫板(2
‑
1)与肋杆(5)固连，且截齿(2)齿尖轴线与肋杆(5)之间的夹角为锐角。2.根据权利要求1所述的一种用于碎石地层及强风化岩地层的切削式扩孔器，其特征在于：所述的肋杆(5)设置有四根，肋杆(5)均布设置在钻杆(1)和腰环(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，狄艳林，吴立彬，郭林泽，赵腾云，张全乐，王晓伟，马永波，王峰，刘占伟，王起明，张大庆，刘冉冉，李卓，刘志永，
申请(专利权)人：中冀建勘集团有限公司，
类型：新型
国别省市：