一種新型頂管機頭的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種新型頂管機頭，其用于非開挖鉆頂結合管道穿越技術領域。
【背景技術】
[0002]非開挖施工的地質條件有時候非常復雜，水平定向鉆施工過程中，需要進行多次擴孔過程，大大增加了工作的時間，且容易發生孔內事故，而且頂管技術的導向是采用頂管機頭后面的導向油缸，在土體的抗力下使管道前進方向發生改變，這就要求土體有足夠的抗力。在軟土層中頂管導向容易發生偏差，而糾正這種偏差又比較困難，使管道容易產生不均勻下沉。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現有技術存在的不足提供一種結構簡單、適應性強、施工效率高的新型頂管機頭。
[0004]本實用新型所采用的技術方案為:一種新型頂管機頭，其包括圓柱形殼體，在殼體的前端設置有刀盤，所述刀盤通過設置在殼體內的液壓動力系統驅動，其特征在于:在刀盤的前端設置有與鉆桿相連的鉆桿接頭，在鉆桿接頭內設置有與注漿潤滑系統相連的潤滑泥漿運輸通道，所述潤滑泥漿運輸通道依次延伸至刀盤、液壓動力系統、殼體后與泥漿噴射環相連。
[0005]按上述技術方案，在殼體內設置有送槳口與排槳口與泥漿循環系統相連通，刀盤的后端為錐形，在刀盤與殼體之間設置有錐形破碎盤，所述破碎盤固定設置在殼體內，在破碎盤上設置有多個與送槳口相連通的高壓泥漿噴嘴，在破碎盤上設置有篩孔與排槳口相連通。
[0006]按上述技術方案，所述液壓動力系統包括內嚙合式行星齒輪機構、固定在殼體上的液壓馬達，液壓馬達通過內嚙合式行星齒輪機構驅動刀盤轉動。
[0007]按上述技術方案，高壓泥漿噴嘴呈軸對稱布置。
[0008]按上述技術方案，在破碎盤的頂端對稱布置有兩組高壓泥漿噴嘴，在破碎盤兩側與水平面呈30°夾角的方向設置有兩組高壓泥漿噴嘴，在破碎盤的兩側水平面方向對稱設置有兩組高壓泥漿噴嘴。
[0009]按上述技術方案，所述潤滑泥漿運輸通道依次通過鉆桿接頭、內嚙合式行星齒輪機構的傳動內齒輪、殼體的中心。
[0010]按上述技術方案，刀盤與內嚙合式行星齒輪機構的傳動內齒輪由多顆螺栓固定連接。
[0011]本實用新型所取得的有益效果為:1、本實用新型沒有激光導向裝置、導向油缸以及糾偏油缸，通過刀盤前端設計的鉆桿連接的鉆桿接頭，使得鉆桿牽拉導向變為可能，結構上更加簡單，在管線回拖過程中，鉆桿牽引頂管機頭沿著導向孔的軌跡鋪設管道，牽引導向性能可靠；2、本實用新型可以通過更換刀盤或刀具，以應對任何地質條件，基本適應所有地層；3、本實用新型刀盤和傳動內齒輪均有潤滑泥漿運輸通道，為潤滑泥漿的運輸提供了通道，起到潤滑減阻的作用；4、通過應用本實用新型使用在鉆頂結合技術中，超挖量很小，形成較小的環形空間，潤滑泥漿量也隨之減少，不易引起地面沉降或隆起，提高了工程的安全性；5、通過使用本實用新型，整個工程可以一次性完成管線的鋪設，施工速度快。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的主剖視圖。
[0013]圖2為本實用新型的主視圖。
[0014]圖3為破碎盤的立體圖。
[0015]圖4-6為破碎盤上高壓泥漿噴嘴的噴射方向示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0017]如圖1、2所示，本實施例提供了一種新型頂管機頭，其包括圓柱形殼體2，在殼體2的前端設置有刀盤1，所述刀盤I通過設置在殼體內的液壓動力系統驅動，在刀盤的前端設置有與鉆桿相連的鉆桿接頭10，在鉆桿接頭10的外周設置有絲扣，方便與鉆桿固定連接，在鉆桿接頭10內設置有與注漿潤滑系統相連的潤滑泥漿運輸通道9。在殼體內設置有送槳口 8與排槳口 6與泥漿循環系統相連通，刀盤I的后端為錐形，在刀盤I與殼體2之間設置有錐形破碎盤3，所述破碎盤3固定設置在殼體2內，在破碎盤3上設置有多個與送槳口相連通的高壓泥漿噴嘴5 (如圖3-6所示)，在破碎盤上設置有篩孔11與排槳口 6相連通。
[0018]本實施例中，所述液壓動力系統包括內嚙合式行星齒輪機構、固定在殼體2上的液壓馬達7，其中，沿圓周方向分布了 3個液壓馬達7，內嚙合式行星齒輪機構包括傳動內齒輪4、與液壓馬達7輸出軸相連的小齒輪，液壓馬達7通過內嚙合式行星齒輪機構驅動刀盤I轉動，其中，潤滑泥漿運輸通道9設置在頂管機頭的中心位置，其依次延伸至刀盤1、傳動內齒輪4、殼體2的中心孔后與泥漿噴射環(圖中未示出)相連。
[0019]本實施例中，在破碎盤3的頂端對稱布置有兩組高壓泥漿噴嘴，在破碎盤兩側與水平面呈30°夾角的方向設置有兩組高壓泥漿噴嘴，在破碎盤的兩側水平面方向對稱設置有兩組高壓泥漿噴嘴。
[0020]使用時，鉆桿按照鉆桿、鉆桿密封器、中通式分動器、新型頂管機頭的順序安裝，在鉆桿的牽拉導向作用下開始回拖擴孔鋪管。其中。鉆桿為新型頂管機頭以及后面連接的管道提供導向牽引力，用以克服掘進時的阻力，同時，液壓馬達7低速轉動，帶動小齒輪轉動，小齒輪與傳動內齒輪4相嚙合，從而帶動傳動內齒輪4轉動，最終將切削地層需要的扭矩傳遞給刀盤1，完成掘進工作。潤滑泥漿通過潤滑泥漿運輸通道9經過刀盤1、傳動內齒輪4進入潤滑泥漿管道，并最終進入泥漿噴射環注入到管道與孔壁之間的環形空間中，起到潤滑減阻的作用。循環泥漿通過送槳口 8運輸至破碎盤處，由高壓泥漿噴嘴噴射出(圖4-6所示)。由于高壓噴嘴的空間排布軸對稱。頂端的兩組高壓噴嘴和與水平面成30°夾角的兩組高壓噴嘴向刀盤I中心噴射高壓泥漿，以防止泥包鉆事故的發生；水平布置的兩組高壓噴嘴向篩孔處噴射高壓泥漿，以防止切削下來的巖肩、土塊等發生堵塞；攜帶了巖肩的泥漿的流動通道通過篩孔及排槳口 6 口進入泥漿循環系統進行凈化及循環利用。[0021 ] 鉆頂結合管道穿越技術是由水平定向鉆機提供拉力，隨著管道進入地層的長度增加，阻力也越來越大。這時候需要推管機在出土端給管道施加推力，輔助工程進行。這樣就使得新型頂管機頭刀盤與機身連接處的受力方式與傳統的頂管機完全不同:傳統的頂管機刀盤與機身連接處在軸向只承受壓力；而新型頂管機頭刀盤與機身連接處在軸向主要承受拉力。這就要求新型頂管機頭連接處的機構要有較好的抗拉性能。因此，本實施例中，刀盤I與傳動內齒輪4由四顆螺栓固定，使其能承受徑向上的拉力，滿足鉆頂結合管道穿越技術的要求。
【主權項】
1.一種新型頂管機頭，其包括圓柱形殼體，在殼體的前端設置有刀盤，所述刀盤通過設置在殼體內的液壓動力系統驅動，其特征在于:在刀盤的前端中心設置有與鉆桿相連的鉆桿接頭，在鉆桿接頭內設置有與注漿潤滑系統相連的潤滑泥漿運輸通道，所述潤滑泥漿運輸通道依次延伸至刀盤、液壓動力系統、殼體后與泥漿噴射環相連。
2.根據權利要求1所述的一種新型頂管機頭，其特征在于，在殼體內設置有送槳口與排槳口與泥漿循環系統相連通，刀盤的后端為錐形，在刀盤與殼體之間設置有錐形破碎盤，所述破碎盤固定設置在殼體內，在破碎盤上設置有多個與送槳口相連通的高壓泥漿噴嘴，在破碎盤上設置有篩孔與排槳口相連通。
3.根據權利要求2所述的一種新型頂管機頭，其特征在于高壓泥漿噴嘴呈軸對稱布置。
4.根據權利要求3所述的一種新型頂管機頭，其特征在于在破碎盤的頂端對稱布置有兩組高壓泥漿噴嘴，在破碎盤兩側與水平面呈30°夾角的方向設置有兩組高壓泥漿噴嘴，在破碎盤的兩側水平面方向對稱設置有兩組高壓泥漿噴嘴。
5.根據權利要求1或2所述的一種新型頂管機頭，其特征在于所述液壓動力系統包括內嚙合式行星齒輪機構、固定在殼體上的液壓馬達，液壓馬達通過內嚙合式行星齒輪機構驅動刀盤轉動。
6.根據權利要求5所述的一種新型頂管機頭，其特征在于所述潤滑泥漿運輸通道依次通過鉆桿接頭、內嚙合式行星齒輪機構的傳動內齒輪、殼體的中心。
7.根據權利要求3所述的一種新型頂管機頭，其特征在于，刀盤與內嚙合式行星齒輪機構的傳動內齒輪由多顆螺栓固定連接。
【專利摘要】本實用新型公開了一種新型頂管機頭，其包括圓柱形殼體，在殼體的前端設置有刀盤，所述刀盤通過設置在殼體內的液壓動力系統驅動，其特征在于：在刀盤的前端中心設置有與鉆桿相連的鉆桿接頭，在鉆桿接頭內設置有與注漿潤滑系統相連的潤滑泥漿運輸通道，所述潤滑泥漿運輸通道依次延伸至刀盤、液壓動力系統、殼體后與泥漿噴射環相連。本實用新型所取得的有益效果為：1、本實用新型通過刀盤前端設計的鉆桿連接的鉆桿接頭，使得鉆桿牽拉導向變為可能，結構上更加簡單；2、可以通過更換刀盤或刀具，以應對任何地質條件，基本適應所有地層；3、通過使用本實用新型施工，不易引起地面沉降或隆起，整個工程可以一次性完成管線的鋪設，施工速度快。
【IPC分類】E21B7-04, E21B21-00, E21B7-28
【公開號】CN204492656
【申請號】CN201520177812
【發明人】馬保松, 王鵬, 閆雪峰, 曾聰
【申請人】中國地質大學（武漢）, 深圳市鉆通工程機械股份有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年3月27日