[发明专利]管道置换系统及方法

权利要求书

1.一种管道置换系统，其特征在于，包括：

钻杆，所述钻杆的外径小于旧管，所述钻杆穿过旧管的一端；

环切钻头组件，所述环切钻头组件的一端连接于所述钻杆的穿过旧管的一端，所述环切钻头组件的另一端与新管的一部可拆卸连接，所述环切钻头组件的用于连接新管的端部与新管之间可发生相对转动；

顶进装置，所述顶进装置的端部与新管的另一部可拆卸连接，所述顶进装置的用于连接新管的端部与新管之间可发生相对转动；

所述环切钻头组件的外径大于或等于旧管外径；

所述钻杆通过拉动所述环切钻头组件朝旧管的另一端移动以使所述环切钻头组件对旧管进行破碎，所述顶进装置通过推动新管朝向所述环切钻头组件移动以带动新管占据旧管移动前的位置；

所述环切钻头组件包括：

破碎钻头，所述钻杆连接于所述破碎钻头的一端，所述破碎钻头的另一端用于连接新管；

切割刀头，所述切割刀头连接于所述钻杆并位于所述破碎钻头的远离所述顶进装置的一侧；

所述切割刀头通过随所述钻杆旋转以对旧管进行初步切割，所述破碎钻头通过随所述钻杆旋转以对完成初步切割后的旧管进行粉碎。

2.根据权利要求1所述的管道置换系统，其特征在于，还包括：

水平定向钻机，所述钻杆连接于所述水平定向钻机，所述水平定向钻机通过驱动所述钻杆移动以带动所述环切钻头组件朝旧管的另一端移动。

3.根据权利要求2所述的管道置换系统，其特征在于，所述水平定向钻机通过驱动所述钻杆转动以带动所述环切钻头组件旋转进而对旧管进行破碎。

4.根据权利要求1所述的管道置换系统，其特征在于，所述破碎钻头的用于连接所述钻杆的一端设有倾斜面，所述倾斜面为围绕于所述钻杆的周向的环形结构，所述切割刀头设有多个，多个所述切割刀头以所述环形倾斜面的轴心为中心圆周阵列分布，所述切割刀头的一端连接于所述钻杆，另一端连接于所述倾斜面。

5.根据权利要求1所述的管道置换系统，其特征在于，所述环切钻头组件还包括刀头驱动件，所述破碎钻头的用于连接所述钻杆的一端设有倾斜面，所述切割刀头的一端通过铰接件铰接于所述钻杆，所述切割刀头的另一端延伸至所述倾斜面，所述倾斜面设有用于容置所述切割刀头的收纳槽；

所述刀头驱动件通过驱动所述切割刀头沿所述铰接件为轴并向远离所述破碎钻头的方向转动以使所述切割刀头伸出至所述收纳槽的外部进而完成对旧管的初步切割，所述刀头驱动件通过驱动所述切割刀头沿所述铰接件为轴并向靠近所述破碎钻头的方向转动以使完成对旧管的初步切割后的所述切割刀头收缩至所述收纳槽的内部。

6.根据权利要求1所述的管道置换系统，其特征在于，还包括：

显示器；

可视摄像头，通过中继器与所述显示器电性连接，所述可视摄像头设置于所述顶进装置，所述可视摄像头用于实时观测所述环切钻头组件破碎情况和/或新管的置换过程，所述顶进装置的用于连接可视摄像头的位置与所述环切钻头组件可发生相对转动。

7.根据权利要求6所述的管道置换系统，其特征在于，还包括：

雷达天线，通过对位于地下水丰富的地质层的管道的上方地质层部分进行检测以获知管道的上方是否有坍塌情况；

声纳探头，通过对位于无水地质层的管道的上方地质层部分进行检测以获知管道的上方是否有坍塌情况；

所述雷达天线和所述声纳探头均设置于所述顶进装置，所述顶进装置的用于连接所述雷达天线及所述声纳探头的位置与所述环切钻头组件可发生相对转动。

8.根据权利要求1-7任一项所述的管道置换系统，其特征在于，还包括：

扶正器，所述扶正器套设于所述钻杆，所述扶正器的周侧与旧管的内表面抵接。

9.一种利用权利要求1-8任一项所述的管道置换系统的管道置换方法，其特征在于，包括：

将所述钻杆从连通旧管的一端的第一观察井穿入旧管，所述钻杆穿出至连通旧管的另一端的第二观察井；

将所述环切钻头组件放入穿出有所述钻杆的第二观察井内并将所述环切钻头组件的一端连接于所述钻杆穿出至第二观察井的端部，将新管的一端连接于所述环切钻头组件的另一端，将新管的另一端连接于所述顶进装置；

通过牵拉所述钻杆，使所述钻杆通过拉动所述环切钻头组件朝旧管的连通第一观察井的一端移动以使所述环切钻头组件对旧管进行破碎，所述顶进装置通过推动新管朝所述环切钻头组件移动以带动新管占据旧管移动前的位置。