[发明专利]一种大型长输管道定向钻穿越扩孔工艺及管道安装工艺

权利要求书

1.一种大型长输管道定向钻穿越扩孔工艺，其特征在于，所述扩孔工艺包括以下步骤：

将安装有具有自扶正引导功能扩孔器的钻杆下入待扩孔道中，使所述扩孔器的扶正桶和前方待扩孔道的内壁接触；

驱动钻杆带动所述扩孔器旋转扩孔，在所述扩孔器的牙轮切削待扩孔道土体时，通过上部钻杆内部并经由所述扩孔器的第一、第二、第三介质流道向牙轮提供扩孔介质辅助扩孔，形成目标孔道；

其中，所述具有自扶正引导功能扩孔器包括主轴、多个牙轮、多个扶正筋、一个或多个牙轮加强筋以及依次套装固定在主轴上的基座和扶正桶，其中，

所述主轴包括第一介质流道、第二介质流道和轴身，轴身具有用于与上游钻杆连接的右端、以及用于与下游钻具连接的左端，所述第一介质流道沿轴向贯穿设置在轴身中，所述第二介质流道贯穿设置在轴身中并与所述第一介质流道交叉且连通；

所述基座具有内腔、多个牙轮座、以及与所述多个牙轮座的数量相等的第三介质流道，所述内腔将所述主轴的第二介质流道与每个第三介质流道分别连通，每个第三介质流道对应设置在所述多个牙轮座中的一个牙轮座处；

所述多个牙轮中的每个牙轮固定设置在所述多个牙轮座中的一个牙轮座上，并能够承受该牙轮座所对应的第三介质流道提供的扩孔介质；

所述一个或多个牙轮加强筋设置在基座的右侧并能够将基座或每个牙轮与主轴的轴身连接，所述一个或多个牙轮加强筋呈类锥桶状结构，并且所述类锥桶状结构的小端和大端分别依次与主轴的轴身和基座的右侧密封固定连接，以形成可充气并产生浮力的气腔；

所述扶正桶与基座的左侧和主轴的部分轴身密封固定连接，以形成可用于充气以产生浮力的气体腔；

所述多个扶正筋分别设置在所述扶正桶的外桶壁上，且所述多个扶正筋的长度延伸方向不与扶正桶的轴心线平行；扶正筋为由上、下两部分组成的长方体结构，所述长方体上部分为实心且外表面带有纹路，长方体下部分为中空结构且能够与扶正桶外壁面形成小腔体。

2.根据权利要求1所述大型长输管道定向钻穿越扩孔工艺，其特征在于，当一次扩孔不能达到目标孔径时，重复上述扩孔步骤进行多级扩孔直到达到目标孔径。

3.根据权利要求1所述的大型长输管道定向钻穿越扩孔工艺，其特征在于，所述类锥桶状结构的气腔中为空气或氮气。

4.根据权利要求1所述的大型长输管道定向钻穿越扩孔工艺，其特征在于，所述扶正桶的气体腔大小根据所扩孔的直径和需要的浮力来确定。

5.根据权利要求1所述的大型长输管道定向钻穿越扩孔工艺，其特征在于，所述扶正桶直径为1000~1350mm，所述主轴直径为150~240mm，所述基座直径等效为1000~1300mm，所述扩孔器形成孔的直径为1100~1500mm。

6.根据权利要求1所述的大型长输管道定向钻穿越扩孔工艺，其特征在于，所述扶正桶长度为500~1200mm，所述主轴长度为1300~2500mm，所述基座厚度等效为100~300mm。

7.根据权利要求1所述的大型长输管道定向钻穿越扩孔工艺，其特征在于，所述扩孔器能够利用扶正桶外桶壁和/或所述多个扶正筋与孔道内壁的接触来引导扩孔器沿前方待扩孔的孔道前进。

8.根据权利要求1所述的大型长输管道定向钻穿越扩孔工艺，其特征在于，所述基座的多个牙轮座沿周向均匀布设。

9.一种大型长输管道定向钻穿越管道安装工艺，其特征在于，所述安装工艺包括以下步骤：

采用如权利要求1~8中任意一项所述的扩孔工艺形成目标孔道；

将直径小于目标孔道直径的另一扩孔器一端与钻杆连接，另一端通过分动器与待安装管道连接，将钻杆、另一扩孔器和待安装管道一同下入目标孔道中；

驱动钻杆带动所述另一扩孔器在目标孔道中旋转前进，另一扩孔器拖动待安装管道在目标孔道中前进；

其中，所述分动器能够避免待安装管道随所述另一扩孔器一同旋转。