一种直接用贯通管道跟踪设计曲线钻孔穿越江河的装置制造方法及图纸

一种直接用贯通管道跟踪设计曲线钻孔穿越江河的装置，由钻进系统、导向系统、推进系统、夹紧系统、控制系统组成，在装置上钻进系统、导向系统、推进系统、夹紧系统、控制系统逐序连接，：直接用贯通管道跟踪设计曲线钻孔穿越江河的装置，改变了用钻杆钻孔，反复括孔在回拖穿越管道的繁琐传统工艺，做到了自动导向跟踪设计曲线钻孔穿越管道一次完成。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及埋地管道施工的一种直接用贯通管道跟踪设计曲线钻孔穿越江河的装置，属于管道穿越施工
目前埋地管道穿越施工
的装置较多，技术较为先进的如顶管拙进机，RB-5型大型、RB-3型中型定向钻等。顶管拙进机，大部分设备从日本引进的，穿越施工大部分是管中可以进人操作的较大管径。拙进机靠液压油缸向前顶进。钻下来的岩土加水在机械头中粉碎，用泵在穿越管道中设管道排出到地面。穿越管道与土壤之间注入泥浆润滑，施工工期长、施工费用高。微型顶管，距离在100M-200M之内，存在着工期长、费用高、距离短的问题。RB-5型大型和RB-3型中型定向钻大部分是从美国引进的设备。它是用泥浆马达作为钻削动力。方向靠一根弯成1.5°固定弯的钻杆在钻头后面来实现导向控制的。施工时先一根根接钻杆钻导向孔过河到对岸，在对岸接上括孔器，括孔时钻机回拖钻杆一根卸下来，从对岸在括孔器上一根根接钻杆引过来。每次括孔4-6英寸。管径较大时反复括几次孔，括最后一次孔时确认无塌孔时才能回拖穿越管道过河，如在回拖中途出现塌孔，回拖不动造成卡钻，只有将钻杆和管道一起损失在河床土层中，风险较大，不能穿越含有部分河卵石和粗砂地层。因为括孔时泥浆没有回反流速，括下来的河卵石和粗砂散落在孔中回拖管道时堆积造成卡钻。“RB-5大型定向钻，安最大钻进长度可达1KM，埋没管道最大的直径可达φ1M。该设备非常宠大，自重达170T，转移一耗资百万元以上，占地面积大，因此它的应用范围受到以上几项指标的限制”。摘自《余彬泉、陈传灿编著人民交通出版社发行的顶管施工技术》。本专利技术的目的在于提供一种直接用全部贯通的穿越管道前端连接上一套钻机自动导向跟踪设计曲线钻孔穿越江河及地面障碍物的机械装置，用来解决其它装置穿越管道工期长、费用高、穿越距离短及定向钻不能穿越含有河卵石、粗砂等地层的一系列问题。本专利技术是这样实现的由钻进系统、导向系统、推进系统、夹紧系统、控制系统组成，在装置上钻进系统、导向系统、推进系统、夹紧系统、控制系统逐序连接。本专利技术还采用如下技术方案钻进系统和导向系统包括有扩孔铰刀1、铰刀支板2、泥浆喷嘴3、管外壳4、空心轴5、轴承6、密封板7、密封支板8、进泥浆仓9、进泥浆孔10、轴万向节13、传动轴14、油管16、万向节17、螺栓窝18、导向节20、输出轴万向节21、轴支板19，在轴万向节13与输出轴万向节21之间有传动轴14，在铰刀支板2上有扩孔铰刀，轴5的端部有泥浆喷嘴3，管外壳4上有密封板7、密封支板8，轴5上有进泥浆孔10，进泥浆孔10与进泥浆仓9连通，万向节17与油缸15连接，油缸15上有油管16，管外壳4上有螺栓窝18。油缸15安装在导向节20中且呈等行程十字排列。轴5为空心。推进系统包括密封板11、起落架22、减速机23、油浸式电机24、油管25、密封线座27、扶正板28、油缸29、全密封液压站30，管外壳4上装有起落架22，扶正板28与起落架22连接，管外壳4内有减速机23、油浸式电机24、油管25、密封线座27、油缸29、全密封液压站30。穿越管道39上有无磁管段33，无磁管段33内有无磁泥浆泵35，并装有三维测斜仪34。夹紧系统包括屏蔽电缆36、桩板40、斜支撑41、整体框架42、滚轮43、管夹44、胶垫45、螺栓46、抱箍47、液压油缸48、支板49、小滚轮50、滑道51、减速机52、齿轮53、齿条54、油缸55、减速机56、齿轮58、轴59、耳板60、螺栓61、板式台车62，在穿越管道39上有板式台车62、管夹44，支板49通过螺栓46与管夹44连接，支架49上有抱箍47，抱箍47上有耳板60，耳板60上有轴59，抱箍47上有滑道51、油缸55，滑道51内有小滚轮50，支板49与液压油缸48连接，减速机52上有齿轮53，齿轮53与齿条54啮合，齿条54与减速机56上的齿轮58啮合。穿越管道39与管夹44之间有胶垫45。整体框架42上有桩板40，桩板40与斜支撑41连接，桩板40上有滚轮43，滚轮43上有屏蔽电缆36。本专利技术的优点在于直接用贯通管道跟踪设计曲线钻孔穿越江河的装置，改变了用钻杆钻孔，反复括孔在回拖穿越管道的繁琐传统工艺，做到了自动导向跟踪设计曲线钻孔穿越管道一次完成。控向方法是这样实现的用无磁管段中安装的三维测斜仪监测到穿越管道运行的垂深角度、方向角度，自动转角等信号数据，经屏壁电缆传输到电脑，电脑按输入的设计曲线和原编制输入的十三个方位的导向程序，指令安装在管道中的全密封液压站，经油管趋动装在导向节中的四台双向式等行程十字排列油缸来实现导向跟踪设计曲线运行的方法，形成一套完整的测控向系统。本专利技术其特征在于穿越管道的推进法的改变和创新，在管道推进系统中，研究设计出来了，不损伤防腐层的液压管道夹紧器主要由两只同步液压油缸、斜圆筒型抱箍、斜铁支板、离合式半圆管夹、夹线胶垫、固定螺栓、小滚轮、滑道等组成。实现了随意夹紧穿越管道的任何位置，进行推进的方法。在实现直接推进穿越管道方法中，选用了同步组合二级立式行星摆线针减速机，采用每两台同步组合的方法，用齿轮沿齿条推进。在与RB型美国定向钻采用液压马达，牵引力相等时其输入功率低6倍。配合液压齿轮离合器，使推进减速机齿轮与齿条分离，用速退减速机使推进减速机整体退回原位，再从新夹紧穿穿越管道继续推进的方法，保证了穿越管道正常钻进尺速度。液压纠偏部分穿越管道在运行时出现旋转偏差，起动液压油缸随时纠正。可伸缩括孔扶正板，在向前钻进中如遇有桩基础等障碍物，用推进减速机反转回拖穿越管道时，为减少阻力，趋动可伸缩括孔扶正板经起落架缩回贴紧穿越管道。本专利技术其特征在于钻进系统的结构，将钻机动力的减速机和油浸式电机安装在导向节后边，用输出轴万向节和传动轴连轴万向节传送钻机动力，带动钻机空心轴和两片钻括孔铰刀钻削岩土。实现本专利技术主要有泥浆系统、钻进系统、管道推进系统、测控向系统、穿越管道发送系统、总控制系统。下面将已有的RB-5大型和RB-3中型定向钻与本专利技术的几项指标进行一下比较一、引进一台RB-5大型定向钻需人民币叁仟万元。而组装一套本专利技术的同样功率的机械装置需人民币贰佰叁拾万元。投资费用对比比例为1/13。二、RB-5型定向钻用液压马达牵引力为400T，所需功率为430KW，而本专利技术的机械装置用二级减速机牵引力为400T，所需功率为70KW，输入功率对比比例为6∶1。三、RB-5型定向钻搬迁一次费用高达百万元以上。而本专利技术的机械装置用RB-5型定向钻的搬迁费即可完成一条管径φ401mm，距离1km的管道穿越施工。四、引进一台RB-3型中型定向钻需人民币壹仟伍百万元。而组装一套本专利技术的同样功率机械装置需人民币壹佰陆拾万元。投资比例为9∶1。五、RB-3型定向钻用液压马达牵引力为150T，所需功率为230KW。而本专利技术的机械装置用二级减速机牵引牵引力为150T，所需功率为35KW，输入功率对比比例为6∶1。六、RB-5型定向钻RB-3型定向钻穿越φ529管径，距离1KM，需7-8昼夜连续钻括孔作业才能完成。而本专利技术穿越φ529管径，距离1KM，可在24小时内完成施工，对比比例为7∶1。七、施工费用与中型定向定相比较可节省1/5。经过已上七项指标，本专利技术与目前应处在世界先进地位的R本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直接用贯通管道跟踪设计曲线钻孔穿越江河的装置，其特征在于：由钻进系统、导向系统、推进系统、夹紧系统、控制系统组成，在装置上钻进系统、导向系统、推进系统、夹紧系统、控制系统逐序连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冯树刚，冯岩，
申请(专利权)人：冯树刚，冯岩，
类型：发明
国别省市：21[中国|辽宁]