[发明专利]一种柔性和刚性管材通用的裂管法施工的破碎头及方法

权利要求书

1.一种柔性和刚性管材通用的裂管法施工的破碎头，其特征在于：它包括破碎头主体（5），所述破碎头主体（5）上设置有用于切割破碎的刀头（3），所述破碎头主体（5）的头部滑动安装有保护罩结构（6），所述保护罩结构（6）的内部设置有套管（14），所述套管（14）与破碎头主体（5）固定相连，所述套管（14）的一端加工有主滑槽（15），在套管（14）的另一端内侧壁上呈反向对称加工有组合滑道结构，所述组合滑道结构的内部通过滑动配合有弹性解锁件（20），所述弹性解锁件（20）的一端连接有主绳索（23），另一端连接有副绳索（21），所述副绳索（21）与保护罩结构（6）相连；

所述破碎头主体（5）包括设置在其头部的弧形头（4），所述弧形头（4）的前端中心部位固定有连接柱（1），所述连接柱（1）的外圆周上，并沿着其轴线方向均布加工有多道凹槽（2），所述刀头（3）至少有两把，并呈均布固定在弧形头（4）的外壁上；

所述保护罩结构（6）包括用于和破碎头主体（5）相配合的空腔（7），所述空腔（7）的头部设置有弧形腔（8），所述弧形腔（8）与破碎头主体（5）的弧形头（4）相配合，所述弧形腔（8）的头部设置有滑套管（9），所述滑套管（9）与破碎头主体（5）的连接柱（1）构成滑动配合，所述弧形腔（8）上设置有多道切割槽（13），所述切割槽（13）与破碎头主体（5）上的刀头（3）相配合，并保证刀头（3）能够顺利穿过。

2.根据权利要求1所述一种柔性和刚性管材通用的裂管法施工的破碎头，其特征在于：所述滑套管（9）的内壁上设置有多道均布的并沿其轴向布置的限位凸起（12），所述限位凸起（12）与连接柱（1）上的凹槽（2）相配合并防止两者相对转动。

3.根据权利要求2所述一种柔性和刚性管材通用的裂管法施工的破碎头，其特征在于：所述滑套管（9）上加工有贯穿布置的预留孔（10），所述预留孔（10）上贯穿安装有横杆（11），所述横杆（11）贯穿套管（14）上的主滑槽（15），并能够沿着主滑槽（15）滑动。

4.根据权利要求1所述一种柔性和刚性管材通用的裂管法施工的破碎头，其特征在于：所述组合滑道结构包括加工在套管（14）内部的弧形滑道（16），所述弧形滑道（16）的两端通过直滑道（18）相连，所述弧形滑道（16）和直滑道（18）都不贯穿套管（14），在弧形滑道（16）的中间部位加工有锁定孔（17），所述弹性解锁件（20）与弧形滑道（16）和直滑道（18）构成滑动导向配合，所述弧形滑道（16）靠近主滑槽（15）的一端尾部设置有弹片（19），所述弹片（19）使得弹性解锁件（20）只能沿着弧形滑道（16）滑动到远离主滑槽（15）的一端。

5.根据权利要求4所述一种柔性和刚性管材通用的裂管法施工的破碎头，其特征在于：所述弧形滑道（16）和直滑道（18）采用T型滑道结构，使得弹性解锁件（20）在其内部滑动而不至于脱落；所述锁定孔（17）靠近主滑槽（15）的一端壁厚大于其另一端的壁厚，以保证锁定孔（17）限位孔卡住弹性解锁件（20），同时便于弹性解锁件（20）沿着弧形滑道（16）滑动。

6.根据权利要求1所述一种柔性和刚性管材通用的裂管法施工的破碎头，其特征在于：所述弹性解锁件（20）包括U型卡簧（20），在U 型卡簧（20）的两个端头部位固定有环状凸起（22），所述环状凸起（22）与组合滑道结构的弧形滑道（16）和直滑道（18）相配合，并使得弹性解锁件（20）始终沿着组合滑道结构滑动而不发生脱落。

7.根据权利要求6所述一种柔性和刚性管材通用的裂管法施工的破碎头，其特征在于：所述U型卡簧（20）的开口端与主绳索（23）相连，另一端与副绳索（21）相连，进而使得在拉动主绳索（23）带动弹性解锁件（20）在组合滑道结构内部滑动时，同步带动另一端与之连接的保护罩结构（6）沿着主滑槽（15）滑动，从而使得保护罩结构（6）相对于破碎头主体（5）移动，实现包裹刀头和露出刀头的目的。

8.采用权利要求1-7任意一项所述柔性和刚性管材通用的裂管法施工的破碎头进行裂管施工的方法，其特征在于，包括以下步骤：

当两个检查井之间刚性管材和柔性管材直接相接且需要进行裂管施工时，施工方法如下：

步骤一：在待裂管修复的两座检查井之间穿驱动杆（24），同步在驱动杆（24）中穿入主绳索（23），主绳索（23）的一端位于裂管的接收井，另一端和弹性解锁件（20）的开口端相连接；

步骤二：逐步在工作井内安装已经组装好的套管（14）和弹性解锁件（20），并将保护罩结构（6）套装在套管（14）的外部，并在保护罩结构（6）的预留孔（10）处穿横杆（11），并将弹性解锁件（20）通过副绳索（21）与横杆（11）相连接，然后安装破碎头主体（5），将破碎头主体（5）通过套管（14）与驱动杆（24）刚性连接，保证两者不会发生相对位移，保护罩结构（6）套装在构件破碎头主体（5）上，起到保护的作用，保护罩结构（6）在横杆（11）和主滑槽（15）的约束下能够沿套管（14）的主滑槽（15）滑动；

步骤三：开始进行裂管施工，如刚开始段是柔性管材，则在接收井端拉动弹性解锁件（20）的主绳索（23），使弹性解锁件（20）由处于锁定孔（17）的位置，沿组合滑道结构的弧形滑道（16）滑动到远离弹片（19）的一端，并使得弹性解锁件（20）解除锁定，进而解除保护罩结构（6）的锁定，再拉动驱动杆（24），此时保护罩结构（6）将在旧管道（25）端头推动下沿着主滑槽（15）滑动，直到其与破碎头主体（5）相配合，使得刀头（3）从切割槽（13）完全露出，然后拉动驱动杆（24），通过刀头（3）切割旧管道（25），并在破碎头主体（5）后侧顶进新管材；

步骤四：开始进行裂管施工，如刚开始段是刚性管材，则在接收井端拉动主绳索（23），通过主绳索（23）带动弹性解锁件（20），并通过弹性解锁件（20）和副绳索（21）同步带动保护罩结构（6）沿着主滑槽（15）滑动，当弹性解锁件（20）滑动到锁定孔（17）的位置时，弹性解锁件（20）将处于锁定状态，此时保护罩结构（6）也移动到远离破碎头主体（5）的一端，并使得保护罩结构（6）完全罩住破碎头主体（5），进而对刀头（3）进行保护，然后拉动驱动杆（24），通过保护罩结构（6）胀裂旧管道（25），并在在破碎头主体（5）后侧顶进新管材。