帶壓開孔工程手動(dòng)帶壓開孔機(jī)原理


上圖為天津市先鋒管道工程機(jī)械有限公司生產(chǎn)內(nèi)景，歡迎來廠考察設(shè)備和技術(shù)。


隨著國內(nèi)使用的油氣管道、城市供水、供暖管道大量臨近使用壽命，管道的安全問題也日益增加。當(dāng)突發(fā)事件發(fā)生時(shí)，需要做事故搶修工作，如帶壓搶修、更換失效管段、加裝裝置、分輸改造等，這些施工作業(yè)都要求在管道的運(yùn)行中完成，即實(shí)施不停輸作業(yè)。相比大型管不停輸維修設(shè)備重量大、價(jià)格昂貴、現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)要求高等特點(diǎn)，手電動(dòng)帶壓開孔機(jī)重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單更適用于需要緊密連接和難以操作的位置。手動(dòng)帶壓開孔機(jī)是油氣運(yùn)輸管道、城市供水、供暖管網(wǎng)不可缺少的基本維修設(shè)備，利用該設(shè)備能在流體輸送的情況下，對(duì)損壞的管段進(jìn)行切割、開孔，減少了流體停輸帶來的損失。鑒于公司目前市場(chǎng)上一些手動(dòng)帶壓開孔機(jī)還存在結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性差等諸多問題，有必要優(yōu)化手動(dòng)帶壓開孔機(jī)的結(jié)構(gòu)，使其既能滿足動(dòng)載荷下的強(qiáng)度要求，又能達(dá)到體積的最小化。

1 開孔機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

手動(dòng)開孔機(jī)主要由旋轉(zhuǎn)手柄、差速套筒、定位套筒和鉆桿四部分組成，其設(shè)計(jì)是在手動(dòng)的旋轉(zhuǎn)的動(dòng)作之下，讓鉆頭即完成轉(zhuǎn)動(dòng)切削管壁，又同時(shí)完成鉆桿的縱向伸縮?？蓡为?dú)一人操作，有效利用人工力矩完成開孔工作。

（1）轉(zhuǎn)動(dòng)手柄：通過旋轉(zhuǎn)手柄帶動(dòng)鉆桿旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)刀具完成旋轉(zhuǎn)切割。

（2差速筒：轉(zhuǎn)動(dòng)差速筒，通過定位套筒與差速筒間的梯形螺紋副將差速筒的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)為套筒間的軸向位移，使鉆桿縱向伸縮，實(shí)現(xiàn)刀具進(jìn)給。

（3）定位套筒：套筒底端的管螺紋與閥門轉(zhuǎn)接器連接，實(shí)現(xiàn)開孔機(jī)在指定管段的定位；帶壓作業(yè)中，將壁面上的穩(wěn)壓孔外接高壓球閥作為安全閥，以保證作業(yè)安全；定位套筒外壁的位置標(biāo)示，用以顯示進(jìn)給深度。

（4）鉆桿：將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳遞給鉆頭或開孔桶刀，其材料選取和幾何結(jié)構(gòu)按新型的構(gòu)造下重新設(shè)計(jì)。

2、手動(dòng)帶壓開孔器安全性能

在管道輸送中，都是有壓力的，根據(jù)這一特點(diǎn)，開孔作業(yè)需要在一個(gè)密閉、無泄漏的工作環(huán)境下進(jìn)行開孔作業(yè)。針對(duì)這一特點(diǎn), 利用設(shè)備的密封性進(jìn)行氮?dú)庵脫Q, 使開孔器內(nèi)部充滿氮?dú)?/span>, 使刀具切削過程與空氣隔絕。開孔器主要有密封系統(tǒng)、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)、進(jìn)給系統(tǒng)、鉆具及排屑系統(tǒng)等組成密封系統(tǒng)。密封系統(tǒng)主要是由于開孔作業(yè)部分的密封及傳動(dòng)裝置的密封，使開孔鉆全密閉，從而實(shí)現(xiàn)10MPa以上高壓開孔的需求。根據(jù)開孔作業(yè)的需要, 所以需在干管上焊接一個(gè)短接管, 以便于開孔器的連接, 在連接法蘭上安裝配套的開孔用閥門 (可采用閘閥 ), 安裝閥門主要是為了便于開孔作業(yè)完成后, 關(guān)閉閥門可安全拆下開孔器, 便于連接其他支管。

2.1動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)

動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)是以外接手持電鉆頭或人工為動(dòng)力源，可以兩項(xiàng)調(diào)換，并以齒輪傳動(dòng)進(jìn)行變速傳動(dòng), 使動(dòng)力傳動(dòng)給動(dòng)力軸, 進(jìn)行開孔作業(yè)。

2.2進(jìn)給系統(tǒng)

進(jìn)給系統(tǒng)主要是采用螺紋傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。主要包括 T型螺紋、螺母、光筒軸、接頭等部分組成。這一結(jié)構(gòu)可轉(zhuǎn)動(dòng)手輪, 通過絲杠螺母?jìng)鲃?dòng), 推動(dòng)光筒軸做軸向運(yùn)動(dòng), 然后推動(dòng)接頭, 使其帶動(dòng)主動(dòng)軸實(shí)現(xiàn)進(jìn)給這一功能。

其它功能就不一一描述了。

隨著國內(nèi)使用的油氣管道、城市供水、供暖管道大量臨近使用壽命，管道的安全問題也日益增加。當(dāng)突發(fā)事件發(fā)生時(shí)，需要做事故搶修工作，如帶壓搶修、更換失效管段、加裝裝置、分輸改造等，這些施工作業(yè)都要求在管道的運(yùn)行中完成，即實(shí)施不停輸作業(yè)。相比大型管不停輸維修設(shè)備重量大、價(jià)格昂貴、現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)要求高等特點(diǎn)，手電動(dòng)帶壓開孔機(jī)重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單更適用于需要緊密連接和難以操作的位置。手動(dòng)帶壓開孔機(jī)是油氣運(yùn)輸管道、城市供水、供暖管網(wǎng)不可缺少的基本維修設(shè)備，利用該設(shè)備能在流體輸送的情況下，對(duì)損壞的管段進(jìn)行切割、開孔，減少了流體停輸帶來的損失。鑒于公司目前市場(chǎng)上一些手動(dòng)帶壓開孔機(jī)還存在結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性差等諸多問題，有必要優(yōu)化手動(dòng)帶壓開孔機(jī)的結(jié)構(gòu)，使其既能滿足動(dòng)載荷下的強(qiáng)度要求，又能達(dá)到體積的最小化。

1 開孔機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

手動(dòng)開孔機(jī)主要由旋轉(zhuǎn)手柄、差速套筒、定位套筒和鉆桿四部分組成，其設(shè)計(jì)是在手動(dòng)的旋轉(zhuǎn)的動(dòng)作之下，讓鉆頭即完成轉(zhuǎn)動(dòng)切削管壁，又同時(shí)完成鉆桿的縱向伸縮。可單獨(dú)一人操作，有效利用人工力矩完成開孔工作。

（1）轉(zhuǎn)動(dòng)手柄：通過旋轉(zhuǎn)手柄帶動(dòng)鉆桿旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)刀具完成旋轉(zhuǎn)切割。

（2差速筒：轉(zhuǎn)動(dòng)差速筒，通過定位套筒與差速筒間的梯形螺紋副將差速筒的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)為套筒間的軸向位移，使鉆桿縱向伸縮，實(shí)現(xiàn)刀具進(jìn)給。

（3）定位套筒：套筒底端的管螺紋與閥門轉(zhuǎn)接器連接，實(shí)現(xiàn)開孔機(jī)在指定管段的定位；帶壓作業(yè)中，將壁面上的穩(wěn)壓孔外接高壓球閥作為安全閥，以保證作業(yè)安全；定位套筒外壁的位置標(biāo)示，用以顯示進(jìn)給深度。

（4）鉆桿：將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳遞給鉆頭或開孔桶刀，其材料選取和幾何結(jié)構(gòu)按新型的構(gòu)造下重新設(shè)計(jì)。

2、手動(dòng)帶壓開孔器安全性能

在管道輸送中，都是有壓力的，根據(jù)這一特點(diǎn)，開孔作業(yè)需要在一個(gè)密閉、無泄漏的工作環(huán)境下進(jìn)行開孔作業(yè)。針對(duì)這一特點(diǎn), 利用設(shè)備的密封性進(jìn)行氮?dú)庵脫Q, 使開孔器內(nèi)部充滿氮?dú)?/span>, 使刀具切削過程與空氣隔絕。開孔器主要有密封系統(tǒng)、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)、進(jìn)給系統(tǒng)、鉆具及排屑系統(tǒng)等組成密封系統(tǒng)。密封系統(tǒng)主要是由于開孔作業(yè)部分的密封及傳動(dòng)裝置的密封，使開孔鉆全密閉，從而實(shí)現(xiàn)10MPa以上高壓開孔的需求。根據(jù)開孔作業(yè)的需要, 所以需在干管上焊接一個(gè)短接管, 以便于開孔器的連接, 在連接法蘭上安裝配套的開孔用閥門 (可采用閘閥 ), 安裝閥門主要是為了便于開孔作業(yè)完成后, 關(guān)閉閥門可安全拆下開孔器, 便于連接其他支管。

2.1動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)

動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)是以外接手持電鉆頭或人工為動(dòng)力源，可以兩項(xiàng)調(diào)換，并以齒輪傳動(dòng)進(jìn)行變速傳動(dòng), 使動(dòng)力傳動(dòng)給動(dòng)力軸, 進(jìn)行開孔作業(yè)。

2.2進(jìn)給系統(tǒng)

進(jìn)給系統(tǒng)主要是采用螺紋傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。主要包括 T型螺紋、螺母、光筒軸、接頭等部分組成。這一結(jié)構(gòu)可轉(zhuǎn)動(dòng)手輪, 通過絲杠螺母?jìng)鲃?dòng), 推動(dòng)光筒軸做軸向運(yùn)動(dòng), 然后推動(dòng)接頭, 使其帶動(dòng)主動(dòng)軸實(shí)現(xiàn)進(jìn)給這一功能。

其它功能就不一一描述了。

隨著國內(nèi)使用的油氣管道、城市供水、供暖管道大量臨近使用壽命，管道的安全問題也日益增加。當(dāng)突發(fā)事件發(fā)生時(shí)，需要做事故搶修工作，如帶壓搶修、更換失效管段、加裝裝置、分輸改造等，這些施工作業(yè)都要求在管道的運(yùn)行中完成，即實(shí)施不停輸作業(yè)。相比大型管不停輸維修設(shè)備重量大、價(jià)格昂貴、現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)要求高等特點(diǎn)，手電動(dòng)帶壓開孔機(jī)重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單更適用于需要緊密連接和難以操作的位置。手動(dòng)帶壓開孔機(jī)是油氣運(yùn)輸管道、城市供水、供暖管網(wǎng)不可缺少的基本維修設(shè)備，利用該設(shè)備能在流體輸送的情況下，對(duì)損壞的管段進(jìn)行切割、開孔，減少了流體停輸帶來的損失。鑒于公司目前市場(chǎng)上一些手動(dòng)帶壓開孔機(jī)還存在結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性差等諸多問題，有必要優(yōu)化手動(dòng)帶壓開孔機(jī)的結(jié)構(gòu)，使其既能滿足動(dòng)載荷下的強(qiáng)度要求，又能達(dá)到體積的最小化。

1 開孔機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

手動(dòng)開孔機(jī)主要由旋轉(zhuǎn)手柄、差速套筒、定位套筒和鉆桿四部分組成，其設(shè)計(jì)是在手動(dòng)的旋轉(zhuǎn)的動(dòng)作之下，讓鉆頭即完成轉(zhuǎn)動(dòng)切削管壁，又同時(shí)完成鉆桿的縱向伸縮?？蓡为?dú)一人操作，有效利用人工力矩完成開孔工作。

（1）轉(zhuǎn)動(dòng)手柄：通過旋轉(zhuǎn)手柄帶動(dòng)鉆桿旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)刀具完成旋轉(zhuǎn)切割。

（2差速筒：轉(zhuǎn)動(dòng)差速筒，通過定位套筒與差速筒間的梯形螺紋副將差速筒的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)為套筒間的軸向位移，使鉆桿縱向伸縮，實(shí)現(xiàn)刀具進(jìn)給。

（3）定位套筒：套筒底端的管螺紋與閥門轉(zhuǎn)接器連接，實(shí)現(xiàn)開孔機(jī)在指定管段的定位；帶壓作業(yè)中，將壁面上的穩(wěn)壓孔外接高壓球閥作為安全閥，以保證作業(yè)安全；定位套筒外壁的位置標(biāo)示，用以顯示進(jìn)給深度。

（4）鉆桿：將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳遞給鉆頭或開孔桶刀，其材料選取和幾何結(jié)構(gòu)按新型的構(gòu)造下重新設(shè)計(jì)。

2、手動(dòng)帶壓開孔器安全性能

在管道輸送中，都是有壓力的，根據(jù)這一特點(diǎn)，開孔作業(yè)需要在一個(gè)密閉、無泄漏的工作環(huán)境下進(jìn)行開孔作業(yè)。針對(duì)這一特點(diǎn), 利用設(shè)備的密封性進(jìn)行氮?dú)庵脫Q, 使開孔器內(nèi)部充滿氮?dú)?/span>, 使刀具切削過程與空氣隔絕。開孔器主要有密封系統(tǒng)、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)、進(jìn)給系統(tǒng)、鉆具及排屑系統(tǒng)等組成密封系統(tǒng)。密封系統(tǒng)主要是由于開孔作業(yè)部分的密封及傳動(dòng)裝置的密封，使開孔鉆全密閉，從而實(shí)現(xiàn)10MPa以上高壓開孔的需求。根據(jù)開孔作業(yè)的需要, 所以需在干管上焊接一個(gè)短接管, 以便于開孔器的連接, 在連接法蘭上安裝配套的開孔用閥門 (可采用閘閥 ), 安裝閥門主要是為了便于開孔作業(yè)完成后, 關(guān)閉閥門可安全拆下開孔器, 便于連接其他支管。

2.1動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)

動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)是以外接手持電鉆頭或人工為動(dòng)力源，可以兩項(xiàng)調(diào)換，并以齒輪傳動(dòng)進(jìn)行變速傳動(dòng), 使動(dòng)力傳動(dòng)給動(dòng)力軸, 進(jìn)行開孔作業(yè)。

2.2進(jìn)給系統(tǒng)

進(jìn)給系統(tǒng)主要是采用螺紋傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。主要包括 T型螺紋、螺母、光筒軸、接頭等部分組成。這一結(jié)構(gòu)可轉(zhuǎn)動(dòng)手輪, 通過絲杠螺母?jìng)鲃?dòng), 推動(dòng)光筒軸做軸向運(yùn)動(dòng), 然后推動(dòng)接頭, 使其帶動(dòng)主動(dòng)軸實(shí)現(xiàn)進(jìn)給這一功能。

其它功能就不一一描述了。