[go: up one dir, main page]

CN111119737A - 海底硬岩多点位保压取芯微型钻机 - Google Patents

海底硬岩多点位保压取芯微型钻机 Download PDF

Info

Publication number
CN111119737A
CN111119737A CN202010098479.2A CN202010098479A CN111119737A CN 111119737 A CN111119737 A CN 111119737A CN 202010098479 A CN202010098479 A CN 202010098479A CN 111119737 A CN111119737 A CN 111119737A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pressure
connecting shaft
maintaining
hole
core
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010098479.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111119737B (zh
Inventor
金永平
刘亮
彭佑多
万步炎
龚俊
颜健
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hunan University of Science and Technology
Original Assignee
Hunan University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hunan University of Science and Technology filed Critical Hunan University of Science and Technology
Priority to CN202010098479.2A priority Critical patent/CN111119737B/zh
Publication of CN111119737A publication Critical patent/CN111119737A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111119737B publication Critical patent/CN111119737B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/12Underwater drilling
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B25/00Apparatus for obtaining or removing undisturbed cores, e.g. core barrels or core extractors
    • E21B25/10Formed core retaining or severing means
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B25/00Apparatus for obtaining or removing undisturbed cores, e.g. core barrels or core extractors
    • E21B25/18Apparatus for obtaining or removing undisturbed cores, e.g. core barrels or core extractors the core receiver being specially adapted for operation under water

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

本发明公开了一种海底硬岩多点位保压取芯微型钻机,包括把手、动力头、减速箱、钻具抛弃装置、钻具、压力补偿器、置岩架和岩芯保压装置。减速箱的顶板上安装有给水接头和动力头,动力头的输出轴与减速箱的输入轴相连,所述的减速箱的输出轴设有中心孔,中心孔与给水接头的进水孔连通;下部内腔设有悬挂卡槽,通过带有悬挂卡子的可抛弃连接轴与钻连接。本发明结构简单紧凑、体积小、可靠性高,可机械手持,应急抛弃钻具;保证潜水器安全,降低故障维护的成本。所取岩芯保存于保压筒内,可实现对海底表层硬岩进行多点保压取芯。

Description

海底硬岩多点位保压取芯微型钻机
技术领域
本发明涉及一种海底硬岩多点位保压取芯微型钻机。
背景技术
利用钻探取样装备对海底固体矿产资源进行钻探取样,是分析海底固体矿产资源矿体成分和品位的基础,随着如“蛟龙号”载人潜水器、“深海勇士号”载人潜水器、“海马号”ROV等海洋装备的研制并广泛应用于海底资源勘查之中,研制载人潜水器/ROV配套海底岩芯取样钻机,满足海底固体矿产资源特别是赋存在海底表层的锰结核、富钴结壳等矿产资源钻探的迫切需求。专利ZL200420036284.1公开了一种深海载人潜水器浅孔取芯器,该取芯器主要由液压钻进动力头、钻进动力头角度调整装置、补偿与稳杆装置、抛弃取芯器装置、卡钻事故丢弃钻具装置等部分构成,具有良好的工作可靠性、稳定性和安全性。并且当取芯出现卡钻等破坏性故障时,利用抛弃装置可丢弃取芯器或其部件,以保证潜水器和人能安全返回。然而,该取芯器整体结构复杂、执行机构多、操控点多、操控难度较大、且必须固定安装在潜水器上,使得在每次进行海底固体矿产资源取芯作业前,必须先操控载人潜水器靠近待取芯点,由于海底固体矿产资源在海底存现凸凹不平的分布状态,当载人潜水器过于靠近待取芯点,将给载人潜水器带来很大的安全隐忧。与此同时,由于该取芯器固定安装在潜水器,只能通过前后调角油缸和左右摆动油缸来调整钻探角度,使得可调整的钻探角度范围较小。钻机未提供多点取芯方案,每次下水只能进行一次取芯,成本高、效率低,且未提供岩芯保压方法。ZL200420036287.5公开了这一种深海自动更换岩芯内管多点取芯钻机,该钻机包括框架式机架、脐带缆吊放装置、自动更换岩芯内管的换内管机构、全液压动力系统、机身倾角调节机构、钻进取芯机构等部分组成,该钻机可多次换内管取芯、能适应海底地形变化、工作稳定,发生卡钻事故时可安全逃生。但钻机体积硕大、结构复杂,通过机架底板的钻机支腿的伸缩调节机身倾角的方式,无法完全适应较为复杂的海底地形,且未提供岩芯保压方法。
目前,潜水器/ROV上均配备有作业机械手,利用作业机械手抓取作业工具开展海底固体矿产资源钻探取样作业,不仅可以有效解决潜水器/ROV过于靠近待取芯点,对潜水器/ROV带来的安全隐忧,同时还可以利用作业机械手的灵活性,实现不同钻探角度的灵活调整。为了克服现有深海载人潜水器浅孔取芯器技术存在的不足,防止上浮过程中上层海水对原味岩芯的污染、嗜压微生物的死亡以及单次取芯带来的高成本和低效率,高效获取高质量的原味岩芯,亟待研制一种可以利用潜水器/ROV作业机械手把持的,结构简单、操作方便、钻探角度可随作业机械手灵活调整、单次下水可对不同水深的海底表层硬岩进行多点取芯的,且紧急情况下可快速抛弃钻具的保压取芯微型钻机。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供一种结构简单、操作方便,可对不同水深的海底表层硬岩进行多点取芯的,且紧急情况下可丢弃钻具或整台钻机,保证潜水器安全,降低故障维护成本的海底硬岩多点位保压取芯微型钻机。
为实现上述方案,本发明采用如下技术方案:
一种海底硬岩多点位保压取芯微型钻机,包括动力头、减速箱、钻具抛弃装置、钻具、置岩架和岩芯保压装置;减速箱的顶板上安装有给水接头和动力头,动力头的输出轴与减速箱的输入轴相连,减速箱的输出轴设有中心孔,中心孔与给水接头的进水孔连通;
钻具抛弃装置包括弹簧、给水压板和固定环;输出轴中心孔的底部呈喇叭口状,输出轴中心孔侧壁上设有悬挂卡槽;输出轴中心孔中部设有弹簧固定凸缘和螺纹,螺纹设置在弹簧固定凸缘下方,固定环与螺纹螺接,输出轴下部侧壁上设有转速传感器;给水压板的压杆上端穿过固定环的中心孔与压板连接,压板与弹簧固定凸缘之间设有弹簧。钻具包括可抛弃连接轴、钻管和花瓣结构;可抛弃连接轴凸缘上设有外螺纹,可抛弃连接轴可通过凸缘上的外螺纹与压力补偿器Ⅱ的保压筒螺接,可抛弃连接轴下端连接有钻管,钻管底部为金刚石环形钻头,花瓣结构固定在钻管内部;可抛弃连接轴上端套有密封圈,可抛弃连接轴上端插入输出轴中心孔下端,可抛弃连接轴上的悬挂卡子与减速箱输出轴上的悬挂卡槽的配合;固定环底部和可抛弃连接轴顶部相对应的设有多个限位块,固定环底部和可抛弃连接轴顶部的限位块配合实现主轴带动可抛弃连接轴旋转;所述的岩芯保压装置能够与钻具连接,对钻具进行压力补偿,所述的岩芯保压装置固定在置岩架上。
上述的海底硬岩多点位保压取芯微型钻机中,所述的可抛弃连接轴的中心孔内设有压阀;所述的压阀包括阀芯、给水压杆、弹簧和固定环;所述的可抛弃连接轴上设有阀芯孔和压杆孔,阀芯孔和压杆孔沿着可抛弃连接轴轴线方向设置,阀芯孔和压杆孔连通,阀芯孔内设有阀芯和固定环,阀芯与固定环之间设有弹簧,阀芯能堵住压杆孔,阀芯连接有给水压杆,给水压杆从压杆孔伸出。
上述的海底硬岩多点位保压取芯微型钻机中,还包括压力补偿器Ⅰ,压力补偿器Ⅰ固定安装在减速箱的侧壁上;压力补偿器Ⅰ包括压力补偿筒、端盖、活塞及弹簧;所述的压力补偿筒下端开口,压力补偿筒下端开口处设有端盖,压力补偿筒下端处侧壁上设有海水入口;压力补偿筒内设有活塞,活塞与端盖之间通过弹簧连接;所述的压力补偿筒顶部设有两个油管接头,一个油管接头连接进油管,进油管上设单向阀,另一油管接头连接出油管的一端,所述的减速箱的顶板上设有一个油管接头,出油管的另一端与减速箱上的油管接头连接。
上述的海底硬岩多点位保压取芯微型钻机中,所述的置岩架包括上盘、下盘和多个立柱,上盘和下盘平行设置,上盘和下盘之间通过立柱固定连接;上盘上设有多组通孔,每组通孔包括两相互连通的通孔,下盘上布置有与上盘的多组通孔位置、尺寸相同的多组盲孔,每组盲孔包括两相互连通的盲孔,多套岩芯保压装置的保压筒和压力补偿器Ⅱ成组穿过上盘的多组通孔固定于下盘的多组盲孔内。
上述的海底硬岩多点位保压取芯微型钻机中,所述的岩芯保压装置包括保压筒和压力补偿器Ⅱ,保压筒的中心孔呈阶梯状,阶梯过渡面处安装有密封圈。取芯完成后,通过可抛弃连接轴凸缘上的外螺纹,将钻具与保压筒螺接,钻管将保存于保压筒内;所述压力补偿器Ⅱ包括压力补偿筒、活塞、补偿器端盖及充气阀;压力补偿筒一端开口,另一端通过管道与保压筒中心孔底部连通;补偿器端盖固定在压力补偿筒开口处,补偿器端盖上设有与充气阀连通的连接孔;活塞置于压力补偿筒内。
上述的海底硬岩多点位保压取芯微型钻机中,所述压力补偿器Ⅰ的端盖的顶面上设有支柱,弹簧套在支柱上。
上述的海底硬岩多点位保压取芯微型钻机中,还包括把手,所述的把手固定安装在减速箱的侧壁上。
上述的海底硬岩多点位保压取芯微型钻机中,给水接头顶部进水孔处设有进水接口,进水接口用于连接进水管。
上述的海底硬岩多点位保压取芯微型钻机中,所述固定环底部及可抛弃连接轴顶部对称设置的限位块数为4~10个。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明结构简单紧凑、体积小、可靠性高,可机械手持、多点取芯,应急抛弃钻具;保证潜水器安全,降低故障维护的成本。岩芯保存于保压筒内,可实现对海底表层岩层的保压取芯。本发明由潜水器机械手握持,可根据海底地形变化进行多角度钻进取芯,非作业时可收放于指定位置;钻机动力头采用液压驱动,使钻机满足不同硬度岩石的钻进取芯;通过更换不同钻头,可实现海底取芯、钻孔等多种功能;可抛弃连接轴与钻机采用卡扣连接,发生卡钻事故时,通过钻具抛弃装置抛弃钻具,保证潜水器安全。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的岩芯保压装置结构示意图。
图3为本发明的岩芯保压装置安装在置岩架的示意图。
图4为本发明的可抛弃连接轴结构示意图
图5为本发明的可抛弃连接轴轴向进入主轴状态图。
图6为本发明的可抛弃连接轴悬挂卡子轴向卡入主轴卡槽槽口状态图。
图7为本发明的可抛弃连接轴悬挂卡子旋转卡入主轴卡槽状态图。
图8为本发明的钻机主体与钻具未安装状态图。
图9为本发明的钻机主体与钻具安装完成状态图。
图10为本发明钻进取芯状态图。
图11为本发明携带岩芯进入保压筒状态图。
图12为本发明的芯保存于保压筒状态图。
图13为本发明的置岩架集满取芯后的钻具的状态图。
图14为本发明的紧急抛弃钻杆状态图。
图中:1—把手,2—减速箱,3—从动齿轮,4—弹簧,5—轴承,6—下盖,7—主轴,8—进水管,9—进水接口,10—给水接头,11—密封圈,12—动力头,13—动力头输出轴,14—连接套,15—单向阀,16—出油管,17—压力补偿筒,18—活塞,19—海水入口,20—支柱,21—补偿器端盖,22—主动齿轮轴,23—键,24—油封,25—固定环,26—限位块,27—给水压板,28—转速传感器,29—给水压杆,30—悬挂卡子,31—阀芯,32—可抛弃连接轴,33—钻管,34—花瓣结构,35—保压筒,36—高压管,37—充气阀,38—上盘,39—下盘。具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1所示,本发明包括把手1、动力头12、减速箱2、钻具抛弃装置、钻具、压力补偿器、岩芯保压装置和置岩架。所述的减速箱的顶板上安装有给水接头10和动力头12,动力头12通过动力头输出轴13与主动齿轮轴22(齿轮箱2的输入轴)相连,主动齿轮轴22通过轴承5-2安装在减速箱2内;主动齿轮轴22上设有主动齿轮;主轴7通过轴承5-1安装在减速箱2内,主轴7与主动齿轮轴22平行,主轴7(齿轮箱2的输出轴)上设有从动齿轮3,主动齿轮与从动齿轮3啮合;所述的主轴7设有中心孔,主轴7的中心孔与给水接头10的进水孔连通。
钻具抛弃装置包括主轴7、弹簧4-1、给水压板27和固定环25。主轴7的中心孔的底部呈喇叭口状,主轴7的中心孔侧壁上设有悬挂卡槽71,如图5所示,主轴7的中心孔侧壁上悬挂卡槽71下方设有允许悬挂卡子30进入的凹槽72, 凹槽72与悬挂卡槽71连通。主轴7的内孔中部设有弹簧固定凸缘和螺纹,螺纹设置在弹簧固定凸缘下方,固定环25与螺纹螺接,主轴7下部套有转速传感器28。给水压板27的压杆上端穿过固定环25的中心孔与压板连接,压板与弹簧固定凸缘之间设有弹簧4-1。钻具包括可抛弃连接轴32、钻管33和花瓣结构34;可抛弃连接轴32的凸缘上设有外螺纹,可抛弃连接轴32可通过凸缘上的外螺纹与压力补偿器Ⅱ的保压筒17-2螺接,可抛弃连接轴下端连接有钻管,钻管底部为金刚石环形钻头,花瓣结构固定在钻管内部;可抛弃连接轴32中心孔内设有压阀,可抛弃连接轴32上端套有密封圈11-3,可抛弃连接轴32上端插入主轴7内孔下端,悬挂卡子30通过凹槽72进入悬挂卡槽71内,实现可抛弃连接轴32与主轴7的连接。所述固定环25底部和可抛弃连接轴32顶部相对应的设置4~10个限位块26,如图4所示,可抛弃连接轴32顶部的限位块26的数为6个,固定环25底部和可抛弃连接轴32顶部的限位块26配合,实现主轴7带动可抛弃连接轴32的旋转。所述的岩芯保压装置能够与钻具连接,对钻具进行压力补偿。
所述的压阀包括阀芯31、给水压杆29、弹簧4-3和固定环25;所述的可抛弃连接轴32上设有阀芯孔和压杆孔,阀芯孔和压杆孔沿着可抛弃连接轴32的轴线方向设置,阀芯孔和压杆孔连通,阀芯孔内设有阀芯31和固定环25,阀芯31与固定环25之间设有弹簧4-3,阀芯31能堵住压杆孔,阀芯31连接有给水压杆29,给水压杆29从压杆孔伸出,给水压杆29上端能够与给水压板27接触。所述的压力补偿器Ⅰ固定安装在减速箱2的侧壁上;压力补偿器Ⅰ包括压力补偿筒17-1、端盖21-1、活塞18-1及弹簧4-2;所述的压力补偿筒17-1下端开口,压力补偿筒17-1下端开口处设有端盖21-1,压力补偿筒17-1下端处侧壁上设有海水入口19;压力补偿筒17-1内设有活塞18-1,活塞18-1与端盖21-1之间通过弹簧4-2连接。端盖21-1的顶面上设有支柱20-1,弹簧4-2套在支柱上。所述的压力补偿筒17-1顶部设有两个油管接头,一个油管接头连接进油管,进油管上设单向阀15,另一油管接头连接出油管16的一端,所述的减速箱的顶板上设有一个油管接头,出油管16的另一端与减速箱2上的油管接头连接。
如图2所示,所述的岩芯保压装置包括保压筒35和压力补偿器Ⅱ,保压筒35的中心孔为阶梯孔,阶梯孔的台阶面处安装有密封圈11-1。取芯完成后,通过可抛弃连接轴32凸缘上的外螺纹,将钻具与保压筒35螺接,钻管33将保存于保压筒35内。所述压力补偿器Ⅱ包括压力补偿筒17-2、活塞18-2、补偿器端盖21-2及充气阀37;压力补偿筒17-2一端开口,另一端通过高压管36与保压筒35中心孔底部连通。补偿器端盖21-2固定在压力补偿筒17-2开口处,充气阀37通过高压管36与压力补偿筒17-2连通,活塞18-2置于压力补偿筒17-2内。
如图3所示,所述的置岩架包括上盘38、下盘39和多个支柱20-2,上盘38和下盘39平行设置;上盘38和下盘39之间通过支柱20-2固定。上盘38布置有多组通孔,每组通孔包括两相互连通的通孔。下盘39布置有与上盘38的多组通孔位置、尺寸相同的多组盲孔,每组盲孔包括两相互连通的盲孔,多套岩芯保压装置的保压筒35和压力补偿器Ⅱ成组穿过上盘38的一组通孔固定于下盘39的一组盲孔内。
本发明使用时,操作过程如下:
1. 如图3所示,本发明下水之前,首先将多套岩芯保压装置的保压筒35和压力补偿器Ⅱ成组穿过置岩架的上盘38的一组相互连通的通孔,并将保压筒35和压力补偿器Ⅱ的底部下放至于下盘39的一组相互连通的盲孔内,使保压筒35和压力补偿器Ⅱ稳定安装在置岩架内。然后,分别通过可抛弃连接轴32凸缘上的外螺纹,将多根钻具分别与多套保压筒35螺接。最后,通过单向阀15向压力补偿器Ⅰ的压力补偿筒17-1顶部和活塞18-1之间的腔隙内预充油液,并通过充气阀37分别向所有的岩芯保压装置的压力补偿器Ⅱ的压力补偿筒17-2顶部和活塞18-2之间的腔隙内预充0.3倍海底取样点水深压力的氮气。
2. 从置岩架上的其中一个保压筒35上拧下一根钻具,将该钻具的可抛弃连接轴32上端插入主轴7内孔下端,两个悬挂卡子30通过凹槽72进入悬挂卡槽71内,如图5、图6所示;如图7所示,再旋转主轴7,使可抛弃连接轴32卡紧在悬挂卡槽71内,并推动给水压板27压缩弹簧4-1。在弹簧4-1的作用下,给水压板27推动给水压杆29下移,打开压阀。通过弹簧4-1、悬挂卡子30与悬挂卡槽71、可抛弃连接轴32与主轴7的配合不仅可以实现钻具33的稳固连接,而且打通了经进水管8、进水接口9, 给水接头10、固定环25透水孔、压阀,钻具内腔之间的冲洗通道。
3. 本发明从海面随潜水器下潜到指定海底取样点的下潜过程中,海水在外界压力作用下通过海水入口19进入压力补偿器Ⅰ,推动活塞18-1上移,使压力补偿器Ⅰ内的油液进入减速箱2,保证减速箱2与海水压力平衡。
4. 如图8、图9所示,潜水器到达指定海底取样点后,首先通过操控潜水器上的一只机械手握紧把手1,将本发明的海底硬岩多点位保压取芯微型钻机对准指定取样点。然后驱动动力头12带动主轴7旋转,进而带动钻具旋转。可抛弃连接轴32与主轴7之间通过悬挂卡子30与悬挂卡槽71连接传递扭矩和进给力。如图10所示,随着海底硬岩多点位保压取芯微型钻机整体的下移,钻具深入海底岩层切取岩芯。同时,通过进水管8向钻具内部提供冲洗水。
如图14所示,若钻进取芯过程中发生卡钻,通过反转动力头12旋转方向,使悬挂卡子30逐渐脱离悬挂卡槽71,直至无法反转,连接轴与主轴7达到如图6所示的位置,轴向提升钻机,即可使钻具的可抛弃连接轴32与主轴7脱离,从而抛弃钻具。
5. 如图11所示,钻进取芯过程结束后,首先操控潜水器机械手将本发明整体上移,同时带出已取得的岩芯。然后,操控潜水器上的机械手将本发明移动至置岩架上已被取出钻具的那根保压筒35的上方,并通过可抛弃连接轴32凸缘上的外螺纹,将取得岩芯的钻具与已被取出钻具的那根保压筒35螺接,钻管33将保存于保压筒35内,如图12所示。待保压筒35与可抛弃连接轴32螺接完备,反转海底硬岩多点位保压取芯微型钻机转向,同时机械手上提海底硬岩多点位保压取芯微型钻机,使主轴7与钻具的可抛弃连接轴32脱离,完成单次取芯过程。
6.操控潜水器上的另一只机械手从置岩架上的另一个保压筒35上拧下一根空的钻具,重复步骤2-5,直至所有空的钻具全部完成海底取芯,并分别螺接到置岩架上的保压筒35为止(如图13所示,为置岩架集满取芯后的钻具的状态图),从而完成对海底表层硬岩进行多点位保压取芯。

Claims (9)

1.一种海底硬岩多点位保压取芯微型钻机,其特征是:包括动力头、减速箱、钻具抛弃装置、钻具、置岩架和岩芯保压装置;减速箱的顶板上安装有给水接头和动力头,动力头的输出轴与减速箱的输入轴相连,减速箱的输出轴设有中心孔,中心孔与给水接头的进水孔连通;
钻具抛弃装置包括弹簧、给水压板和固定环;输出轴中心孔的底部呈喇叭口状,输出轴中心孔侧壁上设有悬挂卡槽;输出轴中心孔中部设有弹簧固定凸缘和螺纹,螺纹设置在弹簧固定凸缘下方,固定环与螺纹螺接,输出轴下部侧壁上设有转速传感器;给水压板的压杆上端穿过固定环的中心孔与压板连接,压板与弹簧固定凸缘之间设有弹簧;
钻具包括可抛弃连接轴、钻管和花瓣结构;可抛弃连接轴凸缘上设有外螺纹,可抛弃连接轴可通过凸缘上的外螺纹与压力补偿器Ⅱ的保压筒螺接,可抛弃连接轴下端连接有钻管,钻管底部为金刚石环形钻头,花瓣结构固定在钻管内部;可抛弃连接轴上端套有密封圈,可抛弃连接轴上端插入输出轴中心孔下端,可抛弃连接轴上的悬挂卡子与减速箱输出轴上的悬挂卡槽的配合;固定环底部和可抛弃连接轴顶部相对应的设有多个限位块,固定环底部和可抛弃连接轴顶部的限位块配合实现主轴带动可抛弃连接轴旋转;所述的岩芯保压装置能够与钻具连接,对钻具进行压力补偿,所述的岩芯保压装置固定在置岩架上。
2.根据权利要求1所述的海底硬岩多点位保压取芯微型钻机,其特征是:所述的可抛弃连接轴的中心孔内设有压阀;所述的压阀包括阀芯、给水压杆、弹簧和固定环;所述的可抛弃连接轴上设有阀芯孔和压杆孔,阀芯孔和压杆孔沿着可抛弃连接轴轴线方向设置,阀芯孔和压杆孔连通,阀芯孔内设有阀芯和固定环,阀芯与固定环之间设有弹簧,阀芯能堵住压杆孔,阀芯连接有给水压杆,给水压杆从压杆孔伸出。
3.根据权利要求1所述的海底硬岩多点位保压取芯微型钻机,其特征是:还包括压力补偿器Ⅰ,压力补偿器Ⅰ固定安装在减速箱的侧壁上;压力补偿器Ⅰ包括压力补偿筒、端盖、活塞及弹簧;所述的压力补偿筒下端开口,压力补偿筒下端开口处设有端盖,压力补偿筒下端处侧壁上设有海水入口;压力补偿筒内设有活塞,活塞与端盖之间通过弹簧连接;所述的压力补偿筒顶部设有两个油管接头,一个油管接头连接进油管,进油管上设单向阀,另一油管接头连接出油管的一端,所述的减速箱的顶板上设有一个油管接头,出油管的另一端与减速箱上的油管接头连接。
4.根据权利要求1所述的海底硬岩多点位保压取芯微型钻机,其特征是:所述的置岩架包括上盘、下盘和多个立柱,上盘和下盘平行设置,上盘和下盘之间通过立柱固定连接;上盘上设有多组通孔,每组通孔包括两相互连通的通孔,下盘上布置有与上盘的多组通孔位置、尺寸相同的多组盲孔,每组盲孔包括两相互连通的盲孔,多套岩芯保压装置的保压筒和压力补偿器Ⅱ成组穿过上盘的多组通孔固定于下盘的多组盲孔内。
5.根据权利要求1所述的海底硬岩多点位保压取芯微型钻机,其特征是:所述的岩芯保压装置包括保压筒和压力补偿器Ⅱ,保压筒的中心孔呈阶梯状,阶梯过渡面处安装有密封圈;取芯完成后,通过可抛弃连接轴凸缘上的外螺纹,将钻具与保压筒螺接,钻管将保存于保压筒内;所述压力补偿器Ⅱ包括压力补偿筒、活塞、补偿器端盖及充气阀;压力补偿筒一端开口,另一端通过管道与保压筒中心孔底部连通;补偿器端盖固定在压力补偿筒开口处,补偿器端盖上设有与充气阀连通的连接孔;活塞置于压力补偿筒内。
6.根据权利要求1所述的海底硬岩多点位保压取芯微型钻机,其特征是:所述压力补偿器Ⅰ的端盖的顶面上设有支柱,弹簧套在支柱上。
7.根据权利要求1所述的海底硬岩多点位保压取芯微型钻机,其特征是:还包括把手,所述的把手固定安装在减速箱的侧壁上。
8.根据权利要求1所述的海底硬岩多点位保压取芯微型钻机,其特征是:给水接头顶部进水孔处设有进水接口,进水接口用于连接进水管。
9.根据权利要求1所述的海底硬岩多点位保压取芯微型钻机,其特征是:所述固定环底部及可抛弃连接轴顶部对称设置的限位块数为4~10个。
CN202010098479.2A 2020-02-18 2020-02-18 海底硬岩多点位保压取芯微型钻机 Active CN111119737B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010098479.2A CN111119737B (zh) 2020-02-18 2020-02-18 海底硬岩多点位保压取芯微型钻机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010098479.2A CN111119737B (zh) 2020-02-18 2020-02-18 海底硬岩多点位保压取芯微型钻机

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111119737A true CN111119737A (zh) 2020-05-08
CN111119737B CN111119737B (zh) 2024-07-02

Family

ID=70492109

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010098479.2A Active CN111119737B (zh) 2020-02-18 2020-02-18 海底硬岩多点位保压取芯微型钻机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111119737B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111734333A (zh) * 2020-05-28 2020-10-02 国家深海基地管理中心 基于深海缆控潜水器的液压自补偿岩芯取样作业装置
CN112031689A (zh) * 2020-08-31 2020-12-04 中油国家油气钻井装备工程技术研究中心有限公司 一种海底钻机用护帽存贮与释放机构
CN112255020A (zh) * 2020-10-21 2021-01-22 自然资源部第一海洋研究所 一种便于具有样品防护作用的深海长柱状取样器
CN113775309A (zh) * 2021-09-24 2021-12-10 国家深海基地管理中心 深海运载器岩芯取样运转装置
CN114000845A (zh) * 2021-11-11 2022-02-01 广州海洋地质调查局 一种保压筒、海底保压取芯钻机及使用方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2704679Y (zh) * 2004-06-25 2005-06-15 长沙矿山研究院 深海载人潜水器浅孔取芯器
CN200978640Y (zh) * 2006-10-09 2007-11-21 长沙矿山研究院 翻转式深海硬岩保真取芯器
CN105863541A (zh) * 2016-06-20 2016-08-17 中国地质大学(武汉) 一种深海小型多管取芯钻机
CN107313732A (zh) * 2017-08-17 2017-11-03 北京探矿工程研究所 一种绳索回转式保温保压取样钻具
US20190234835A1 (en) * 2018-01-31 2019-08-01 Shanghai Jiao Tong University Underwater Engineering Institute Co.,Ltd Mechanical handheld hermatic sampler for marine sediment and sampling, pressure mataining method thereof
CN211500532U (zh) * 2020-02-18 2020-09-15 湖南科技大学 海底硬岩多点位保压取芯微型钻机

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2704679Y (zh) * 2004-06-25 2005-06-15 长沙矿山研究院 深海载人潜水器浅孔取芯器
CN200978640Y (zh) * 2006-10-09 2007-11-21 长沙矿山研究院 翻转式深海硬岩保真取芯器
CN105863541A (zh) * 2016-06-20 2016-08-17 中国地质大学(武汉) 一种深海小型多管取芯钻机
CN107313732A (zh) * 2017-08-17 2017-11-03 北京探矿工程研究所 一种绳索回转式保温保压取样钻具
US20190234835A1 (en) * 2018-01-31 2019-08-01 Shanghai Jiao Tong University Underwater Engineering Institute Co.,Ltd Mechanical handheld hermatic sampler for marine sediment and sampling, pressure mataining method thereof
CN211500532U (zh) * 2020-02-18 2020-09-15 湖南科技大学 海底硬岩多点位保压取芯微型钻机

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘广平 等: "全海深沉积物气密取样器分析与试验研究", 《中国机械工程》, vol. 30, no. 23, 31 December 2019 (2019-12-31) *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111734333A (zh) * 2020-05-28 2020-10-02 国家深海基地管理中心 基于深海缆控潜水器的液压自补偿岩芯取样作业装置
CN112031689A (zh) * 2020-08-31 2020-12-04 中油国家油气钻井装备工程技术研究中心有限公司 一种海底钻机用护帽存贮与释放机构
CN112255020A (zh) * 2020-10-21 2021-01-22 自然资源部第一海洋研究所 一种便于具有样品防护作用的深海长柱状取样器
CN112255020B (zh) * 2020-10-21 2022-07-19 自然资源部第一海洋研究所 一种便于具有样品防护作用的深海长柱状取样器
CN113775309A (zh) * 2021-09-24 2021-12-10 国家深海基地管理中心 深海运载器岩芯取样运转装置
CN113775309B (zh) * 2021-09-24 2023-03-07 国家深海基地管理中心 深海运载器岩芯取样运转装置
CN114000845A (zh) * 2021-11-11 2022-02-01 广州海洋地质调查局 一种保压筒、海底保压取芯钻机及使用方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111119737B (zh) 2024-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111119737A (zh) 海底硬岩多点位保压取芯微型钻机
CN111119738B (zh) 潜水器用便携式海底多点位保真取芯钻机
CN102913162B (zh) 深海沉积物连续保压取芯海底钻机及作业方法
CN109025880B (zh) 一种适用于海底绳索取心钻机的沉积物取心钻进工艺
KR101670303B1 (ko) 해양 시추 장치 및 해양 시추 방법
US7090019B2 (en) Casing cutter
CN104354843B (zh) 配合rov的海洋油船微型打捞钻孔装置及方法
CN110924887A (zh) 深海海底钻机绳索取芯打捞系统及其使用方法
NO316809B1 (no) Fremgangsmåte og koplingsstykke for tilføyelse eller fjerning av et rørelement
WO2020034643A1 (zh) 海底天然气水合物保压绳索取心钻机钻进工艺
JP2011510188A (ja) 海底ドリルシステム及びドリルシステムの操縦方法
NO331443B1 (no) Apparat og fremgangsmate for innforing eller fjerning av en rorstreng fra et havbunnsborehull
NO332003B1 (no) Apparat og fremgangsmate for sirkulering av fluid gjennom en rorstreng
CN104594800B (zh) 一种搭载式深海岩芯钻机
JP2010174466A (ja) ワイヤーライン・ダブルチューブ・コアバーレル・コアリングにおけるコア採取装置及び採取方法
CN101705785A (zh) 矿用联动全液压钻机
CN206737872U (zh) 搭载式深海矿产资源取芯钻机
WO2005024174A1 (ja) 遠隔操作ワイヤラインコアサンプリング装置
CN111058771A (zh) 一种潜器搭载的海底多点位冲击钻进取岩芯微型钻机
CN103226070A (zh) 新型液压活塞取样机具
CN115711124B (zh) 利用铠装电缆式电动机械钻具在深海钻探取心的方法
CN211500532U (zh) 海底硬岩多点位保压取芯微型钻机
CN211549584U (zh) 机械手持式海底保压取芯微型钻机
CN106988696B (zh) 搭载式深海矿产资源取芯钻机
CN114233176A (zh) 一种基于深海海底钻机的回转钻进动力头

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant