手动带压开孔钻的优化

随着国内使用的油气管道、城市供水、供暖管道大量临近使用寿命，管道的安全问题也日益增加。当突发事件发生时，需要做事故抢修工作，如带压抢修、更换失效管段、加装装置、分输改造等，这些施工作业都要求在管道的运行中完成，即实施不停输作业。相比大型管不停输维修设备重量大、价格昂贵、现场技术要求高等特点，手电动带压开孔机重量轻、结构简单更适用于需要紧密连接和难以操作的位置。手动带压开孔机是油气运输管道、城市供水、供暖管网不可缺少的基本维修设备，利用该设备能在流体输送的情况下，对损坏的管段进行切割、开孔，减少了流体停输带来的损失。鉴于公司目前市场上一些手动带压开孔机还存在结构和稳定性差等诸多问题，有必要优化手动带压开孔机的结构，使其既能满足动载荷下的强度要求，又能达到体积的最小化。

1 开孔机的结构设计

手动开孔机主要由旋转手柄、差速套筒、定位套筒和钻杆四部分组成，其设计是在手动的旋转的动作之下，让钻头即完成转动切削管壁，又同时完成钻杆的纵向伸缩。可单独一人操作，有效利用人工力矩完成开孔工作。

（1）转动手柄：通过旋转手柄带动钻杆旋转，进而驱动刀具完成旋转切割。

（2差速筒：转动差速筒，通过定位套筒与差速筒间的梯形螺纹副将差速筒的旋转运动转为套筒间的轴向位移，使钻杆纵向伸缩，实现刀具进给。

（3）定位套筒：套筒底端的管螺纹与阀门转接器连接，实现开孔机在指定管段的定位；带压作业中，将壁面上的稳压孔外接高压球阀作为安全阀，以保证作业安全；定位套筒外壁的位置标示，用以显示进给深度。

（4）钻杆：将旋转运动和进给运动传递给钻头或开孔桶刀，其材料选取和几何结构按新型的构造下重新设计。

2、手动带压开孔器安全性能

在管道输送中，都是有压力的，根据这一特点，开孔作业需要在一个密闭、无泄漏的工作环境下进行开孔作业。针对这一特点, 利用设备的密封性进行氮气置换, 使开孔器内部充满氮气, 使刀具切削过程与空气隔绝。开孔器主要有密封系统、动力传动系统、进给系统、钻具及排屑系统等组成密封系统。密封系统主要是由于开孔作业部分的密封及传动装置的密封，使开孔钻全密闭，从而实现10MPa以上高压开孔的需求。根据开孔作业的需要, 所以需在干管上焊接一个短接管, 以便于开孔器的连接, 在连接法兰上安装配套的开孔用阀门 (可采用闸阀 ), 安装阀门主要是为了便于开孔作业完成后, 关闭阀门可安全拆下开孔器, 便于连接其他支管。

2.1动力传动系统

动力传动系统是以外接手持电钻头或人工为动力源，可以两项调换，并以齿轮传动进行变速传动, 使动力传动给动力轴, 进行开孔作业。

2.2进给系统

进给系统主要是采用螺纹传动实现的。主要包括 T型螺纹、螺母、光筒轴、接头等部分组成。这一结构可转动手轮, 通过丝杠螺母传动, 推动光筒轴做轴向运动, 然后推动接头, 使其带动主动轴实现进给这一功能。

其它功能就不一一描述了。