套管助推器论文和设计

全文摘要

本实用新型提供了一种套管助推器，涉及管道铺设设备技术领域，包括推力管、锤管、夯管锤和锤座，推力管的后端与钻机相连且前端用于顶推套管；锤管的主轴平行于推力管的主轴设置于推力管上，锤管的下部嵌入推力管内；推力管的两端分别向外凸出于锤管设置。本实用新型提供的套管助推器，将锤管设置在推力管上，在钻机对推力管进行顶进的同时，还能结合夯管锤对锤座的夯锤力实现对推力管的助推，保证套管能够顺畅顶进，能够很好的应对如卵石层、回填层、沉积层等复杂地形，保证套管顶进的顺利进行。

主设计要求

1.套管助推器，其特征在于，包括:推力管(100)，后端与钻机相连且前端用于顶推套管；锤管(210)，下部嵌入所述推力管(100)内且后端设有进气管(211)；夯管锤(220)，设置于所述锤管(210)内且受所述进气管(211)的气体驱动沿所述锤管(210)的轴向往复移动；锤座(230)，设置于所述锤管(210)的前端且后端用于承受所述夯管锤(220)的锤击力；所述推力管(100)的两端分别向外凸出于所述锤管(210)设置。

设计方案

1.套管助推器，其特征在于，包括:

推力管(100)，后端与钻机相连且前端用于顶推套管；

锤管(210)，下部嵌入所述推力管(100)内且后端设有进气管(211)；

夯管锤(220)，设置于所述锤管(210)内且受所述进气管(211)的气体驱动沿所述锤管(210)的轴向往复移动；

锤座(230)，设置于所述锤管(210)的前端且后端用于承受所述夯管锤(220)的锤击力；

所述推力管(100)的两端分别向外凸出于所述锤管(210)设置。

2.如权利要求1所述的套管助推器，其特征在于，所述夯管锤(220)的前端设有锥形部，所述锤座(230)的内侧设有用于与所述锥形部接触配合的锥形孔。

3.如权利要求2所述的套管助推器，其特征在于，所述锤管(210)的后端外周罩设有消音罩(240)，所述消音罩(240)包括：

两个第一端板(241)，板面垂直于所述锤管(210)的主轴设置且与所述锤管(210)外周相连；

罩壳板(242)，两端分别与两个所述第一端板(241)相连且罩设于所述锤管(210)外部。

4.如权利要求2所述的套管助推器，其特征在于，所述推力管(100)包括：

管体(110)，后端上方设有用于使所述夯管锤(220)穿过所述推力管(100)的开口，前端设有用于与所述套管相连的衬套(113)，所述开口上设有挡盖(130)；

两个滑座(120)，设置于所述管体(110)的下方两侧且用于与所述钻机的大梁轨道滑动配合。

5.如权利要求4所述的套管助推器，其特征在于，所述滑座(120)包括：

底梁(121)，平行于所述管体(110)的主轴设置；

若干个支撑筋(122)，板面垂直于所述管体(110)的主轴设置且在所述管体(110)的轴向上均匀排布；

垫片(123)，设置于所述底梁(121)的底部且用于与所述钻机的大梁轨道滑动配合。

6.如权利要求5所述的套管助推器，其特征在于，所述垫片(123)的端部设有开口向下的凹槽，所述凹槽中设有用于连接所述垫片(123)与所述底梁(121)的螺栓。

7.如权利要求4所述的套管助推器，其特征在于，所述管体(110)的两端分别设有管端板(111)，所述管体(110)的两端向外凸出于所述管端板(111)设置，所述管端板(111)上设有贯穿孔。

8.如权利要求7所述的套管助推器，其特征在于，所述挡盖(130)包括：

弧板(131)，用于与所述管体(110)的外壁围合成圆周；

第一连接板(132)，设置于所述弧板(131)的弧形两端；

第三端板(133)，板面垂直于所述弧板(131)设置且用于与所述管端板(111)贴合；

所述管体(110)的开口处设有用于与所述第一连接板(132)相连的第二连接板(112)，所述第一连接板(132)与所述第二连接板(112)通过螺栓连接。

9.如权利要求1所述的套管助推器，其特征在于，所述推力管(100)与所述锤管(210)的连接处设有若干个板面垂直于所述推力管(100)的主轴设置的第一筋板(300)，若干个所述第一筋板(300)在所述推力管(100)的轴向上均匀排布。

10.如权利要求2所述的套管助推器，其特征在于，所述锤管(210)的前端还设有过渡管(250)，所述过渡管(250)的前端内侧设第二端板(251)，所述过渡管(250)的外壁与所述锤座(230)的前端面之间还设有第二筋板(252)。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于管道铺设设备技术领域，更具体地说，是涉及一种套管助推器。

背景技术

水平定向钻进技术是将石油工业的定向钻进技术和传统的管线施工方法结合在一起的一项施工新技术，是在不开挖地表面的条件下，铺设多种地下公用设施的一种施工机械，它适用于沙土、粘土、卵石等地况，广泛应用于供水、电力、电讯、天然气、煤气、石油等管线铺设施工中。

传统的水平定向钻进铺管技术在如卵石层、回填层、沉积层等复杂的硬岩地层的施工中一般适应性较差，施工周期长，钻井成本高，钻进效率低下，严重影响了水平定向钻穿越钻井技术的大力普及与推广应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种套管助推器，以解决现有技术中存在的水平定向钻在复杂地形中顶进效率低、难度大的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种套管助推器，包括推力管、锤管、夯管锤和锤座，推力管的后端与钻机相连且前端用于顶推套管；锤管的下部嵌入推力管内且后端设有进气管；夯管锤设置于锤管内且受进气管的气体驱动沿锤管的轴向往复移动；锤座设置于锤管的前端且后端用于承受夯管锤的锤击力；推力管的两端分别向外凸出于锤管设置。

作为进一步的优化，夯管锤的前端设有锥形部，锤座的内侧设有用于与锥形部接触配合的锥形孔。

作为进一步的优化，锤管的后端外周罩设有消音罩，消音罩包括两个第一端板和罩壳板，两个第一端板的板面垂直于锤管的主轴设置且与锤管外周相连；罩壳板的两端分别与两个第一端板相连且罩设于锤管外部。

作为进一步的优化，推力管包括管体和两个滑座，管体的后端上方设有用于送入夯管锤的开口，开口上设有挡盖，管体的前端设有用于与套管相连的衬套；两个滑座设置于管体的下方两侧且用于与钻机的大梁轨道滑动配合。

作为进一步的优化，滑座包括底梁、若干个支撑筋和垫片，底梁平行于管体的主轴设置；若干个支撑筋的板面垂直于管体的主轴设置且在管体的轴向上均匀排布；垫片设置于底梁的底部且用于与钻机的大梁轨道滑动配合。

作为进一步的优化，垫片的端部设有开口向下的凹槽，凹槽中设有用于连接垫片与底梁的螺栓。

作为进一步的优化，管体的两端分别设有管端板，管体的两端向外凸出于管端板设置，管端板上设有贯穿孔。

作为进一步的优化，挡盖包括弧板、第一连接板和第三端板，弧板用于与管体的外壁围合成圆周；第一连接板，设置于弧板的弧形两端；第三端板的板面垂直于弧板设置且用于与管端板贴合；管体的开口处设有用于与第一连接板相连的第二连接板，第一连接板与第二连接板通过螺栓连接。

作为进一步的优化，推力管与锤管的连接处设有若干个板面垂直于推力管的主轴设置的第一筋板，若干个第一筋板在推力管的轴向上均匀排布。

作为进一步的优化，锤管前端还设有过渡管，过渡管的前端内侧设第二端板，过渡管的外壁与锤座的前端面之间还设有第二筋板。

本实用新型提供的套管助推器的有益效果在于：本实用新型提供的套管助推器，将锤管设置在推力管上，在钻机对推力管进行顶进的同时，还能结合夯管锤对锤座的夯锤力实现对推力管的助推，保证套管能够顺畅顶进，能够很好的应对如卵石层、回填层、沉积层等复杂地形，保证套管顶进的顺利进行。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的套管助推器的结构示意图；

图2为图1中推力管的局部剖视结构示意图；

图3为图1的主视局部剖视结构示意图；

图4为图1中滑座的左视半剖结构示意图。

图中：100、推力管；110、管体；111、管端板；112、第二连接板；113、衬套；120、滑座；121、底梁；122、支撑筋；123、垫片；130、挡盖；131、弧板；132、第一连接板；133、第三端板；210、锤管；211、进气管；220、夯管锤；230、锤座；240、消音罩；241、第一端板；242、罩壳板；250、过渡管；251、第二端板；252、第二筋板；300、第一筋板。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请一并参阅图1至图4，现对本实用新型提供的套管助推器进行说明。套管助推器包括推力管100、锤管210、夯管锤220和锤座230，推力管100的后端与钻机相连且前端用于顶推套管；锤管210的下部嵌入推力管100内且后端设有进气管211；夯管锤220设置于锤管210内且受进气管211的气体驱动沿锤管210的轴向往复移动；锤座230设置于锤管210的前端且后端用于承受夯管锤220的锤击力；推力管100的两端分别向外凸出于锤管210设置。本装置将主轴平行设置的推力管100和锤管210结合为一体，能够在钻机对推力管100进行顶推的同时，更好的借助锤管210的夯锤力进行辅助，锤管210、夯管锤220和锤座230的工作原理实质上是一个低频、大冲击功的气动冲击器，由压缩空气驱动，在夯管过程中，进气管211用于向锤管210中输送气体，以便驱动夯管锤220产生向锤座230一侧的运动，夯管锤220在气体的作用下产生很大的冲击力，向锤座230一侧快速运动，实现有效的夯锤效果，直至夯管锤220的前端与锤座230相接触时停止，实现向前的顶推作用，提高了顶推能力，增强了顶进效果，提高了顶进速度。锤管210采用下部嵌置于推力管100内的形式，能够使其夯锤力最大限度的靠近顶推力的中心，实现向前的顶进效果。

本实用新型提供的套管助推器，与现有技术相比，本实用新型提供的套管助推器，将锤管210设置在推力管100上，在钻机对推力管100进行顶进的同时，还能结合夯管锤220对锤座230的夯锤力实现对推力管100的助推，保证套管能够顺畅顶进，能够很好的应对如卵石层、回填层、沉积层等复杂地形，保证套管顶进的顺利进行。

请一并参阅图1至图3，作为本实用新型提供的套管助推器的一种具体实施方式，作为进一步的优化，夯管锤220的前端设有锥形部，锤座230的内侧设有用于与锥形部接触配合的锥形孔。夯管锤220的锥形部于锤座230上的锥形孔能够形成良好的配合，有效的将夯管锤220产生的锤击力传递给锤座230，进而实现锤座230对推力管100的辅助顶进作用。

请一并参阅图1至图3，作为本实用新型提供的套管助推器的一种具体实施方式，锤管210的后端外周罩设有消音罩240，消音罩240包括两个第一端板241和罩壳板242，两个第一端板241的板面垂直于锤管210的主轴设置且与锤管210外周相连；罩壳板242的两端分别与两个第一端板241相连且罩设于锤管210外部。消音罩240的设置能够有效的降低锤管210在锤击过程中的冲击响声，避免对外界环境造成较大的噪声影响。消音罩240为罩设在锤管210外周的一个封闭的壳体，第一端板241从轴向两端对罩壳板242进行封堵，保证良好的封闭隔音效果。

请一并参阅图1至图4，作为本实用新型提供的套管助推器的一种具体实施方式，推力管100包括管体110和两个滑座120，管体110的后端上方设有用于送入夯管锤220的开口，开口上设有挡盖130，管体110的前端设有用于与套管相连的衬套113；两个滑座120设置于管体110的下方两侧且用于与钻机的大梁轨道滑动配合。衬套113的两端分别与管体110和套管相连，起到对二者的有效衔接的作用，管体110的后端用于和钻机的输出端相连并受钻机的顶推，下方的滑座120则用于和钻机的轨道大梁滑动配合，在钻机的推动下滑座120沿钻机的轨道大梁向前滑动，实现推力管100对套管的顶推作用，保证顶推方向的精准。

请一并参阅图1至图4，作为本实用新型提供的套管助推器的一种具体实施方式，滑座120包括底梁121、若干个支撑筋122和垫片123，底梁121平行于管体110的主轴设置；若干个支撑筋122的板面垂直于管体110的主轴设置且在管体110的轴向上均匀排布；垫片123设置于底梁121的底部且用于与钻机大梁轨道滑动配合。底梁121结合若干个支撑筋122能够对管体110进行有效的承托，稳定的承托效果，同时底梁121下部设置的垫片123能够与钻机的轨道大梁的上表面接触，避免底梁121与钻机的轨道大梁直接接触造成的磨损，垫片123能够根据磨损程度进行及时的更换。

请一并参阅图1至图3，作为本实用新型提供的套管助推器的一种具体实施方式，垫片123的端部设有开口向下的凹槽，凹槽中设有用于连接垫片123与底梁121的螺栓。垫片123与底梁121之间通过螺栓连接，为了避免连接部件与钻机的轨道大梁产生相对位置干涉，在垫片123的底部设置用于容纳螺栓的头部的凹槽，实现螺栓内嵌与凹槽中的效果，同时螺栓连接也便于后续垫片123的更换，本实施例中的垫片123采用尼龙材质的构件。尼龙材质的耐磨性能优越，能增加其使用寿命，且尼龙材质的构件的自润滑性能优越，且能够耐各种化学剂腐蚀，具有重量轻和方便安装的特点。

请一并参阅图1至图3，作为本实用新型提供的套管助推器的一种具体实施方式，管体110的两端分别设有管端板111，管体110的两端向外凸出于管端板111设置，管端板111上设有贯穿孔。管端板111的设置能够避免外部物体进入管体110中造成施工过程中的干扰，同时还能有效的增加管体110的强度，保证管体110稳定不变形，设置的贯通孔能够便于气体在其中进行流通，避免顶推过程中产生阻力。

请一并参阅图1至图2，作为本实用新型提供的套管助推器的一种具体实施方式，挡盖130包括弧板131、第一连接板132和第三端板133，弧板131用于与管体110的外壁围合成圆周；第一连接板132设置于弧板131的弧形两端；第三端板133的板面垂直于弧板131设置且用于与管端板111贴合；管体110的开口处设有用于与第一连接板132相连的第二连接板112，第一连接板132与第二连接板112通过螺栓连接。开口的设置便于夯管锤220的放入和取出，同时也便于后续锤管210的检修。挡盖130的设置能够有效地的对管体110的开口进行密封，弧板131用于和管体110的外壁进行围拢，第三端板133用于和管端板111进行有效拼接，实现对管体110端部的封堵，弧板131的弧形两端设置的第一连接板132和管体110的开口处的第二连接板112通过螺栓连接，实现挡盖130对管体110的开口的有效封堵，保证管体110的整体性。

请一并参阅图1至图3，作为本实用新型提供的套管助推器的一种具体实施方式，推力管100与锤管210的连接处设有若干个板面垂直于推力管100的主轴设置的第一筋板300，若干个第一筋板300在推力管100的轴向上均匀排布。第一筋板300的设置提高了推力管100与锤管210连接的强度，保证二者之间的相对稳定性，有效的将钻机的顶推力和夯管锤220的锤击力进行结合，实现对前端套管的有效顶进。

请一并参阅图1至图3，作为本实用新型提供的套管助推器的一种具体实施方式，锤管210还包括设置于锤管210前端的过渡管250，过渡管250的前端内侧设第二端板251，过渡管250的外壁与锤座230的前端面之间还设有第二筋板252。过渡管250的设置便于增加锤管210与管体110之间接触的面积，避免锤座230受到夯管锤220的锤击力后与管体110之间产生较大的相对作用力，引起装置的损坏。过渡管250外周的第二筋板252则进一步增大了过渡管250与管体110之间的接触面积，提高了连接强度，既便于力的有效传递，又延长了装置的使用寿命。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

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设计说明书

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