一种液压顶推装置及管道拉顶铺设系统的制作方法

1.本技术涉及地下管道施工技术领域，具体涉及一种液压顶推装置及管道拉顶铺设系统。


背景技术：

2.目前，地下管道铺设施工的过程中，相比于通过全开挖的施工方式进行管道铺设，设计施工人员更愿意用非开挖拖拉管施工方法进行管道铺设，非开挖拖拉管施工方法相对于全开挖的施工方式，施工更加简单高效。非开挖拖拉管施工方法主要包含步骤为：先挖掘工作井与接收井，由工作井向接收井钻出导向孔；再利用扩孔器对导向孔扩孔，同时向扩孔完的导向孔内一节节放入管道，放入管道时需要利用顶推装置进行辅助，放入后通过拉管机回拉管道，直至第一根管道的端部被回拉至接收井中。
3.非开挖拖拉管施工方法存在以下不足之处：当一节管道完全进入扩孔后的导向孔后，需要将下一节管道紧随其后放入至扩孔后的导向孔内；相邻两节管道之间需要拆除顶推装置，再放入下一节管道，再重新安装顶推装置，如此反复，大大降低了施工效率。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的缺陷，本技术的目的在于提供一种液压顶推装置及管道拉顶铺设系统，铺设相邻两节管道过程中无须拆卸顶推装置，顶推作业方便快捷，加快了管道铺设的效率。
5.为达到以上目的，采取的技术方案是：一种液压顶推装置，用于跟随在导向钻杆端部的扩孔钻头后顶推管道单元，所述液压顶推装置包括：
6.两个平行间隔设置的液压千斤顶，通过两块以上连接板固定连接；
7.管道圆盘，垂直设置于两个液压千斤顶的活动杆的端部；两个活动杆端部圆心连线经过管道圆盘的圆心，所述管道圆盘的直径大于管道单元的外直径；所述管道圆盘开设连通至边沿的u形槽，所有连接板开设连通至边沿的弧形槽；两个液压千斤顶通过所述u形槽和弧形槽活动卡设在导向钻杆上。
8.在上述技术方案的基础上，所述液压顶推装置还包含至少一根机油注入管，所述机油注入管的两端分别与两个液压千斤顶相连通，所述机油注入管的中间部分向上突起，且机油注入管的中间部分的侧壁向上开设进油口。
9.在上述技术方案的基础上，所述液压顶推装置还包含提手，所述提手安装于一个连接板的顶端面。
10.在上述技术方案的基础上，所述u形槽和弧形槽均开口朝下，所述u形槽包含位于上方的半圆部分和位于下方的矩形部分，所述半圆部分的圆心为管道圆盘的圆心；
11.所述管道圆盘沿径向设置若干加强筋，若干加强筋绕管道圆盘的圆心等角度设置；所述管道圆盘在相邻两个加强筋之间设置减重孔。
12.本技术还公开了一种管道拉顶铺设系统，用于从工作井到接收井连续铺设若干节
管道单元，所述管道拉顶铺设系统包含：
13.用于连接外部动力装置的导向钻杆；
14.用于沿导向孔钻孔的扩孔钻头，其轴线沿工作井朝向接收井，所述扩孔钻头设置于导向钻杆的一端；
15.过渡连接件，连接扩孔钻头和第一节管道单元；
16.用于通过导管沿导向孔牵引扩孔钻头的定向钻机，其设置于地面；
17.用于顶推下一节管道单元与上一节管道单元进行密封固定的上述液压顶推装置，所述液压顶推装置通过其管道圆盘的u形槽和所有连接板的弧形槽活动卡设在导向钻杆上。
18.在上述技术方案的基础上，所述管道拉顶铺设系统还包含用于向工作井内吊运管道单元的微型吊机，所述微型吊机设置于工作井周边的地面上。
19.在上述技术方案的基础上，所述液压顶推装置还包含至少一根机油注入管，所述机油注入管的两端分别与两个液压千斤顶相连通，所述机油注入管的中间部分向上突起，且机油注入管的中间部分的侧壁向上开设进油口。
20.在上述技术方案的基础上，所述液压顶推装置还包含提手，所述提手安装于一个连接板的顶端面。
21.在上述技术方案的基础上，所述u形槽和弧形槽均开口朝下，所述u形槽包含位于上方的半圆部分和位于下方的矩形部分，所述半圆部分的圆心为管道圆盘的圆心。
22.在上述技术方案的基础上，所述管道圆盘沿径向设置若干加强筋，若干加强筋绕管道圆盘的圆心等角度设置；所述管道圆盘在相邻两个加强筋之间设置减重孔。
23.本技术提供的技术方案带来的有益效果包括：
24.本技术的液压顶推装置，在使用时，上一节管道单元间接通过过渡连接件连接至扩孔钻头，扩孔钻头从工作井钻向到接收井。当上一节管道单元全部进入扩孔后的导向孔内时，放入下一节管道单元，将液压顶推装置活动卡设在导向钻杆上，两个液压千斤顶开始工作，对下一节管道单元进行顶推固定，使得上下节管道单元完成紧密固定；而由于u形槽连通至管道圆盘的边沿和弧形槽连通至连接板的边沿，在完成上下节管道单元紧密固定后，可直接从导向钻杆上整体拿掉液压顶推装置，方便快捷，相邻两节管道单元的铺设效率高；相比于传统的穿设在导向钻杆的顶推装置，无须每次顶推完一节管道单元后拆卸顶推装置，可直接从导向钻杆上整个拿掉顶推装置，大大提升了顶推效率，节省了人工成本。
附图说明
25.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为本技术实施例提供的顶推装置的俯视图；
27.图2为本技术实施例提供的管道底盘的结构示意图；
28.图3为本技术实施例提供的除管道底盘的顶推装置侧视图；
29.图4为本技术实施例提供的管道拉顶铺设系统的施工示意图；
30.附图标记：1、定向钻机；2、导管；3、工作井；4、管道单元； 5、液压顶推装置；6、微型吊机；7、扩孔钻头；8、接收井；9、导向钻杆；10、过渡连接件；51、液压千斤顶；511、活动杆；52、机油注入管；53、提手；54、管道圆盘；541、u形槽；542、加强筋； 543、减重孔；55、连接板；551、弧形槽。
具体实施方式
31.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
32.如图1、图2和图3所示，本技术公开了一种液压顶推装置的实施例，液压顶推装置5用于跟随在导向钻杆9端部的扩孔钻头7后顶推管道单元4，使得后一节管道单元4与前一节管道单元4相连。液压顶推装置5包括两个液压千斤顶51和一个管道圆盘54，两个液压千斤顶51平行间隔设置，且两个液压千斤顶51通过两块以上连接板 55固定连接。所有连接板55均垂直连接于两个液压千斤顶51，连接板55将两个液压千斤顶51固定为一个整体。
33.管道圆盘54垂直设置于两个液压千斤顶51的活动杆511的端部。两个活动杆511的端部圆心连线经过管道圆盘54的圆心，便于对管道圆盘54施加推力。管道圆盘54的直径大于管道单元4的外直径。管道圆盘54开设连通至边沿的u形槽541，所有连接板55开设连通至边沿的弧形槽551；两个液压千斤顶51通过管道圆盘54的u形槽541和连接板55的弧形槽551活动卡设在导向钻杆9上。
34.本技术的液压顶推装置5，在使用时，上一节管道单元4间接通过过渡连接件10连接至扩孔钻头7，扩孔钻头7从工作井3钻向到接收井8。当上一节管道单元4全部进入扩孔后的导向孔内时，放入下一节管道单元4，将液压顶推装置5活动卡设在导向钻杆9上，两个液压千斤顶51开始工作，对下一节管道单元4进行顶推固定，使得上下节管道单元完成紧密固定；而由于u形槽541连通至管道圆盘54的边沿和弧形槽551连通至连接板55的边沿，在完成上下节管道单元紧密固定后，可直接从导向钻杆9上整体拿掉液压顶推装置5，方便快捷，相邻两节管道单元4的铺设效率高；相比于传统的穿设在导向钻杆9的顶推装置，无须每次顶推完一节管道单元4后拆卸顶推装置，可直接从导向钻杆9上整个拿掉液压顶推装置5，大大提升了顶推效率，节省了人工成本。
35.在一个实施例中，液压顶推装置5还包含至少一根机油注入管 52，机油注入管52的两端分别与两个液压千斤顶51相连通，机油注入管52的中间部分向上突起，且机油注入管52的中间部分的侧壁向上开设进油口。液压顶推装置5在使用过程中，可随时通过进油口向两个液压千斤顶51加注机油，使用便捷。
36.优选地，液压顶推装置5还包含两根机油注入管52，两根机油注入管52间隔设置，足够随时增加需要的机油。
37.在一个实施例中，液压顶推装置5还包含提手53，提手53安装于一个连接板55的顶端面。优选地，提手53安装于邻近管道圆盘 54的连接板55的顶端面。提手53便于施工人员着力，随时将整个液压顶推装置5向上提开，安放下一节管道单元4。
38.在一个实施例中，u形槽541和弧形槽551均开口朝下，u形槽 541包含位于上方的
半圆部分和位于下方的矩形部分，半圆部分的圆心为管道圆盘54的圆心。液压顶推装置5活动放置在导向钻杆9上时，导向钻杆9的圆心恰好位于u形槽541的半圆部分的圆心。
39.进一步地，管道圆盘54沿径向设置若干加强筋542，若干加强筋542绕管道圆盘54的圆心等角度设置。u形槽541弱化了管道圆盘54结构强度，若干加强筋542则加强了管道圆盘54结构强度。管道圆盘54在相邻两个加强筋542之间设置减重孔543，在保证结构强度的基础上，尽量减轻管道圆盘54的重量，进而减轻了整个液压顶推装置5的重量。
40.如图4所示，本技术还公开了一种管道拉顶铺设系统的实施例，用于从工作井3到接收井8连续铺设若干节管道单元4。管道拉顶铺设系统包含导向钻杆9、扩孔钻头7、过渡连接件10、定向钻机1和上述液压顶推装置5。
41.导向钻杆9连接外部动力装置，如图4所示，导向钻杆9的右侧连接电动机，电动机带动导向钻杆9旋转。
42.扩孔钻头7沿导向孔运动，扩孔钻头7的轴线沿工作井3朝向接收井8，扩孔钻头7设置于导向钻杆9的一端。具体地，导向孔是事先已经钻好的。如图4所示，扩孔钻头7设置于导向钻杆9的左端。
43.过渡连接件10，连接扩孔钻头7和管道单元4。扩孔钻头7沿导向孔从工作井3向接收井8运动，第一节管道单元4通过过渡连接件 10连接扩孔钻头7，扩孔钻头7向左运动第一节管道单元4也向左运动。相邻两节管道单元4通过活动卡扣密封固定连接，当使用较大的力进行对齐顶推时，相连两节管道单元4即完成密封固定。
44.定向钻机1通过导管2沿导向孔牵引扩孔钻头7，其设置于地面。如图4所示，定向钻机1通过导管2将扩孔钻头7向左拉动。
45.上述液压顶推装置5在扩孔钻头7后顶推管道单元4，使下一节管道单元4与上一节管道单元4被顶推卡接且密封固定，液压顶推装置5通过管道圆盘54的u形槽541和所有连接板55的弧形槽551 活动卡设在导向钻杆9上。当一节管道单元4进入完全进入扩孔后的导向孔后，整个提开液压顶推装置5，然后放置下一节管道单元4进行顶推。
46.在一个实施例中，管道拉顶铺设系统还包含微型吊机6，微型吊机6设置于工作井3周边的地面上，微型吊机6用于向工作井3内吊运管道单元4，当一节管道单元4进入扩孔后的导向孔，微型吊机6 向工作井3内吊运下放另外一节管道单元4。
47.在一个实施例中，液压顶推装置还包含至少一根机油注入管52，机油注入管52的两端分别与两个液压千斤顶51相连通，机油注入管 52的中间部分向上突起，且机油注入管52的中间部分的侧壁向上开设进油口。液压顶推装置在使用过程中，可随时通过进油口向两个液压千斤顶51加注机油，使用便捷。
48.优选地，液压顶推装置还包含两根机油注入管52，两根机油注入管52间隔设置，足够随时增加需要的机油。
49.在一个实施例中，液压顶推装置还包含提手53，提手53安装于一个连接板55的顶端面。优选地，提手53安装于邻近管道圆盘54 的连接板55的顶端面。提手53便于施工人员着力，随时将整个液压顶推装置向上提开，安放下一节管道单元4。
50.在一个实施例中，u形槽541和弧形槽551均开口朝下，u形槽 541包含位于上方的半圆部分和位于下方的矩形部分，半圆部分的圆心为管道圆盘54的圆心。液压顶推装置活动放置在导向钻杆9上时，导向钻杆9的圆心恰好位于u形槽541的半圆部分的圆心。
51.进一步地，管道圆盘54沿径向设置若干加强筋542，若干加强筋542绕管道圆盘54的圆心等角度设置。u形槽541弱化了管道圆盘54结构强度，若干加强筋542则加强了管道圆盘54结构强度。管道圆盘54在相邻两个加强筋542之间设置减重孔543，在保证结构强度的基础上，尽量减轻管道圆盘54的重量，进而减轻了整个液压顶推装置的重量。
52.本技术的管道拉顶铺设过程包含以下步骤：
53.开挖工作井3和接收井8，布置定向钻机1；
54.根据施工要求，开挖小直径的导向孔；
55.布置扩孔钻头7、导向钻杆9和过渡连接件10，用外部电动机带动导向钻杆9转动，扩孔钻头7从工作井3到接收井8钻孔运动；过渡连接件10连接扩孔钻头7和第一节管道单元4；当第一节管道单元4完全进入扩孔后的导向孔内，放入第二节管道单元4，利用本技术的液压顶推装置5进行顶推，使得第二节管道单元4与第一节管道单元封闭固定；
56.扩孔钻头7继续向接收井8运动，第二节管道单元4完全进入扩孔后的导向孔内；将液压顶推装置5整个向上提开，放入下一节管道单元4，将液压顶推装置5活动卡设在导向钻杆9上，顶推下一节管道单元4，反复如此，直至将若干管道单元4从工作井3铺设至接收井8。
57.本技术的管道拉顶铺设系统，采用上述液压顶推装置5，当上一节管道单元4全部进入扩孔后的导向孔内时，放入下一节管道单元4，将液压顶推装置5活动卡设在导向钻杆9上，两个液压千斤顶51开始工作，对下一节管道单元4进行顶推固定，使得上下节管道单元完成紧密固定；而由于u形槽541连通至管道圆盘54的边沿和弧形槽 551连通至连接板55的边沿，在完成上下节管道单元紧密固定后，可直接从导向钻杆9上整体拿掉液压顶推装置5，方便快捷，相邻两节管道单元4的铺设效率高；相比于传统的穿设在导向钻杆9的顶推装置，无须每次顶推完一节管道单元4后拆卸顶推装置，可直接从导向钻杆9上整个拿掉液压顶推装置5，大大提升了顶推效率，节省了人工成本。
58.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
59.需要说明的是，在本技术中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
60.以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术
将不会被限制于本文所示的这些实施例，而要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。