CN107096948A - 一种可自动回收鞍形板的筒刀 - Google Patents

Abstract

一种可自动回收鞍形板的筒刀，主要包括：主刀体、钻杆、可张合卡爪、钻头、磁铁、螺栓，钻头在筒刀本身的旋转运动的带动下预先钻入管道，可张合卡爪通过钻孔时收起，进入管道后在重力及离心力作用下张开；待主刀体完成传统的开孔作业之后，可张合卡爪将卡住切割出的鞍形板，并随筒刀的提出带出鞍形板；筒刀内壁上的磁铁可以吸附开孔作业过程产生的铁屑。本发明可在原有筒刀的基础上进行改进，不影响传统的筒刀开孔作业，具有结构简单，工作可靠，方便快捷等优点，应用前景广泛。

Description

一种可自动回收鞍形板的筒刀

技术领域:

本发明涉及一种筒刀，具体涉及一种能自动回收管道切割所产生的鞍形板的筒刀。

背景技术:

筒刀是用于在大型圆柱形管体上或圆柱形筒体上加工圆孔的刀具，主要作用是对管线管体进行开孔作业。是管线，特别是大口径的管线安装及维护时的重要装备之一，在石油、天然气等能源管线安装和大口径的城市供水管线安装等领域被广泛的使用。

在管道不停输开孔作业的过程中，筒刀切削开孔会产生一块鞍形板，此鞍形板通常随着开孔作业的完成，由筒刀带出；但在某些情况下，鞍形板会掉入运行的管线中，给后续管线的运行、清管及管道内检测带来极大的麻烦。若采用常规的停输、放空管线的方法取出鞍形板，将会带来巨大的经济损失，并严重影响下游用户的生产和生活。

发表于期刊《石油工业技术监督》(2009年11月15日)的论文《探测打捞装置的研制》中，中国石油管道局维抢修分公司研发中心研制出一种探测打捞装置，利用摄像探测+磁铁吸附的方法取出掉落的鞍形板。虽然成功取出了掉落的鞍形板，但用摄像机定位掉落的鞍形板操作比较繁琐，在确定鞍形板掉落位置后用磁铁吸附时，必须保证磁铁吸附在鞍形板中央，且吸附之后的提升过程必须保证平稳，否则会导致鞍形板重新掉落，这些无疑从各个方面增加了该装置的操作难度。

为了克服现有的筒刀开孔易使切出的鞍形板掉落的问题，本发明将钻头和可张合卡爪整合到现有的筒刀中，利用筒刀自身的旋转运动实现钻头的钻进和卡爪的张合，提出了一种可自动回收鞍形板的筒刀，可以自动取出筒刀给管道开孔时产生的鞍形板。

发明内容：

本发明涉及一种可自动回收鞍形板的筒刀，主要包括：主刀体、钻杆、可张合卡爪、钻头、磁铁、螺栓，主刀体与钻杆以及钻头三者同轴，主刀体和钻杆通过螺栓连接，钻杆和钻头之间采用焊接连接，可张合卡爪布置在钻杆上靠近钻头尾部的地方，若干块磁铁均匀布置于筒刀内壁靠近筒底的位置。

所述的主刀体为圆筒形金属结构，筒底通过螺栓与旋转轴相连，筒顶沿周向均匀分布有若干刀齿。

所述的钻杆末端为圆盘状，并通过螺栓与主刀体连接，钻杆直径约为主刀体内径的0.1倍，轴向长度与主刀体轴向长度相当。

所述的钻头焊接于钻杆端部，其直径比钻杆直径略大，轴向长度约为主刀体轴向长度的0.3倍。

所述的可张合卡爪由若干沿周向均匀分布的斜锥体组成，采用铰接与钻杆相连，其外侧面为圆柱面，并做光滑处理，斜锥体的上斜平面可以和钻杆紧密贴合；可张合卡爪贴合时，斜锥体外侧面与钻杆外表弧面共同构成一个完整的圆柱面；可张合卡爪张开时，斜锥体的下斜平面可以到达水平状态。

本发明在工作时，钻头先在管道上钻孔，可张合卡爪通过钻孔到达管道内部，进而在重力和离心力的作用下张开，卡住筒刀切出的鞍形板，防止其掉入管道中；筒刀内壁上的磁铁可以吸附筒刀开孔作业中产生的铁屑。

与现有的筒刀装置相比，该装置具有如下益处：

(1)在现有筒刀的基础上进行改进，不影响传统的筒刀开孔作业，在提出筒刀的同时将鞍形板带出，操作便捷。

(2)在筒刀开孔作业的过程中将铁屑等废渣吸附，保证了管道的安全平稳运行，减轻了清管作业强度。

(3)装置组成简单，成本低、无需维护。

附图说明：

图1为本发明的组成示意图；

图2为本发明纵截面图；

图3为可张合卡爪合上过程示意图；

图4为可张合卡爪张开过程示意图；

图5为可张合卡爪斜锥体构成图。

图中：1.主刀体；2.钻杆；3.可张合卡爪；4.钻头；5.磁铁；6.螺栓；7.管道；8.鞍形板；9.旋转轴；10.斜锥体；11.上斜平面；12.外侧面；13.下斜平面。

具体实施方式:

下面结合附图对本发明的实施例做详细说明：本实施例在以发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本发明主要包括：主刀体1、钻杆2、可张合卡爪3、钻头4、磁铁5、螺栓6，主刀体1与钻杆2以及钻头4三者同轴，主刀体1和钻杆2通过螺栓6连接，钻杆2和钻头4之间采用焊接连接，可张合卡爪3布置在钻杆2上靠近钻头4尾部的地方，若干块磁铁5均匀布置于筒刀内壁靠近筒底的位置。

如图2所示，所述的主刀体1为圆筒形金属结构，筒底通过螺栓6与旋转轴9相连，筒顶沿周向均匀分布有若干刀齿。

所述的钻杆2末端为圆盘状，并通过螺栓6与主刀体1连接，钻杆2直径约为主刀体1内径的0.1倍，轴向长度与主刀体1轴向长度相当。

所述的钻头4焊接于钻杆2端部，其直径比钻杆2直径略大，轴向长度约为主刀体1轴向长度的0.3倍。

所述的可张合卡爪3由若干沿周向均匀分布的斜锥体10组成，采用铰接与钻杆2相连，其外侧面12为圆柱面，并做光滑处理，斜锥体10的上斜平面11可以和钻杆2紧密贴合；可张合卡爪3合上时，斜锥体10外侧面12与钻杆2外表弧面共同构成一个完整的圆柱面；可张合卡爪3张开时，斜锥体10的下斜平面13可以到达水平状态。

本发明工作过程简述如下：

当本发明的钻头4未与管道7外壁接触时，可张合卡爪3在重力作用下处于张开状态，在进行管道7开孔作业时，筒刀一边绕轴做旋转运动，一边向下行进。本发明的钻头4先于筒刀刀齿与管道7外壁接触，在筒刀旋转运动的带动下，钻头4预先钻入管道7；可张合卡爪3也随之进入，在此过程中时，由于钻孔的空间限制，可张合卡爪3会收起；钻杆2直径比钻头4直径略小，可张合卡爪3外表面做光滑处理，从而保证可张合卡爪3顺利通过钻孔。

当可张合卡爪3完全通过钻孔后，在重力及离心力的作用下，会重新张开，此时，主刀体1的刀齿继续进行传统的开孔工作；开孔工作完成后，筒刀向上提出，可张合卡爪3会将鞍形板8一起带出。筒刀开孔作业所产生的铁屑等杂物可被磁铁5吸附，从而一并被带出。

本发明巧妙的将钻头4和可张合卡爪3整合到现有的筒刀中，利用筒刀本身的旋转运动实现钻头4的钻进和可张合卡爪3的张合，实现了自动回收鞍形板8的功能。避免了用筒刀给管道7开孔时发生的鞍形板8掉落问题，保证了管道7的安全平稳运行，减少了经济损失。本发明可在原有筒刀的基础上进行改进，不影响传统的筒刀开孔作业，具有结构简单，工作可靠，方便快捷等优点。

Claims (5)

1.一种可自动回收鞍形板的筒刀，其特征在于：主要包括主刀体(1)、钻杆(2)、可张合卡爪(3)、钻头(4)、磁铁(5)、螺栓(6)，主刀体(1)与钻杆(2)以及钻头(4)三者同轴，主刀体(1)和钻杆(2)通过螺栓(6)连接，钻杆(2)和钻头(4)之间采用焊接连接，可张合卡爪(3)布置在钻杆(2)上靠近钻头(4)尾部的地方，若干块磁铁(5)均匀布置于筒刀内壁靠近筒底的位置。

2.根据权利要求1所述的一种可自动回收鞍形板的筒刀，其特征在于：所述的主刀体(1)为圆筒形金属结构，筒底通过螺栓(6)与旋转轴(9)相连，筒顶沿周向均匀分布有若干刀齿。

3.根据权利要求1所述的一种可自动回收鞍形板的筒刀，其特征在于：所述的钻杆(2)末端为圆盘状，并通过螺栓(6)与主刀体(1)连接，钻杆(2)直径约为主刀体(1)内径的0.1倍，轴向长度与主刀体(1)轴向长度相当。

4.根据权利要求1所述的一种可自动回收鞍形板的筒刀，其特征在于：所述的钻头(4)焊接于钻杆(2)端部，其直径比钻杆(2)直径略大，轴向长度约为主刀体(1)轴向长度的0.3倍。

5.根据权利要求1所述的一种可自动回收鞍形板的筒刀，其特征在于：所述的可张合卡爪(3)由若干沿周向均匀分布的斜锥体(10)组成，采用铰接与钻杆(2)相连，其外侧面(12)为圆柱面，并做光滑处理，斜锥体(10)的上斜平面(11)可以和钻杆(2)紧密贴合；可张合卡爪(3)贴合时，斜锥体(10)外侧面(12)与钻杆(2)外表弧面共同构成一个完整的圆柱面；可张合卡爪(3)张开时，斜锥体(10)的下斜平面(13)可以到达水平状态。