一种深海海底大深度取样钻机制造技术

本发明专利技术公开了一种深海海底大深度取样钻机，包括吊架、钻杆转移机构、钻杆拆装与钻进机构、绳索取芯装置和两个钻杆储存机构；钻杆储存机构包括转轴、至少两个固定套设在转轴上的卡盘和用于驱动转轴绕自身轴线转动的第一驱动机构；钻杆转移机构包括旋转架、固设在旋转架上的机械手和用于驱动旋转架绕旋转架的轴线转动的第二驱动机构；钻杆拆装与钻进机构包括滑道、回转钻进动力头和第三驱动机构，第三驱动机构能够驱动回转钻进动力头沿滑道滑动；绳索取芯装置包括卷扬机、滑轮液压推进机构、第一钢丝绳和绳索取芯钻具。本发明专利技术的深海海底大深度取样钻机提高了钻杆之间对接和拆卸的效率。效率。效率。

【技术实现步骤摘要】
一种深海海底大深度取样钻机


[0001]本专利技术涉及海底钻探
，特别是涉及一种深海海底大深度取样钻机。

技术介绍

[0002]目前，深海海底钻机，已成为海底资源勘探、海洋地质调查和海洋科学考察不可或缺的重要技术装备，得到了世界各海洋强国的重视和应用，许多科研成果已经应用于实际的海洋调查项目，取得了可观的经济效益和社会效益。深海海底钻机由船载的光电铠装复合缆布放至海底，在海底完成钻进取样、钻具的自动对接与拆卸等一系列的工作。与海洋钻机相比具有钻探成本低、效率高，样品扰动小、易保压，设备体积小、易操作和船舶适应性强等优点，还起到了钻杆之间的对接与拆卸功能，此外，还可以为钻进液提供接口。
[0003]现有使用的深海海底钻机缺乏系统性的模块化设计，无法系统性地完成整个海底自动化取样过程，除此之外，回转钻进动力头与陆地上使用的类型相似，在进行海底钻进取样工作时，针对于钻杆之间的对接与拆卸工作过程，效率较低，而且由于需要远程操控液压系统进行工作，存在一定的误差，从而引起钻杆之间难以对接或者由于对接不牢引起钻具的丢失等一系列问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种深海海底大深度取样钻机，以解决上述现有技术存在的问题，提高钻杆之间对接和拆卸的效率。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]本专利技术提供了一种深海海底大深度取样钻机，包括：
[0007]吊架，所述吊架的顶部设置有吊装头；
[0008]两个钻杆储存机构，所述钻杆储存机构包括转轴、至少两个固定套设在所述转轴上的卡盘和用于驱动所述转轴绕自身轴线转动的第一驱动机构，所述转轴通过轴承与所述吊架转动连接，所述第一驱动机构固设在所述吊架上，一个所述钻杆储存机构中的所述卡盘用于与钻杆卡接，另一个所述钻杆储存机构中的所述卡盘用于与内芯卡接；
[0009]钻杆转移机构，所述钻杆转移机构包括旋转架、固设在所述旋转架上的机械手和用于驱动所述旋转架绕所述旋转架的轴线转动的第二驱动机构，所述旋转架通过轴承与所述吊架转动连接，所述第二驱动机构固设在所述吊架上，所述机械手能够抓紧所述钻杆和所述内芯，且所述机械手能够驱动被抓紧物进行水平方向的移动；
[0010]钻杆拆装与钻进机构，所述钻杆拆装与钻进机构包括滑道、回转钻进动力头和第三驱动机构，所述滑道与所述吊架固连，所述回转钻进动力头与所述滑道滑动配合，所述第三驱动机构能够驱动所述回转钻进动力头沿所述滑道滑动；
[0011]绳索取芯装置，所述绳索取芯装置包括卷扬机、滑轮液压推进机构、第一钢丝绳和绳索取芯钻具；所述卷扬机固设在所述吊架的顶部，所述滑轮液压推进机构包括固设在所述吊架上的液压缸、与所述液压缸的推杆固连的滑块和安装在所述滑块上的滑轮；
[0012]所述钻杆转移机构设置在两个所述钻杆储存机构之间，所述钻杆拆装与钻进机构与两个所述钻杆储存机构呈三角形分布于所述吊架内。
[0013]优选的，所述吊架包括有卡盘支撑架，所述转轴通过轴承与所述卡盘支撑架转动连接，所述第一驱动机构固设在所述卡盘支撑架上。
[0014]优选的，所述卡盘周向设置有多个夹持孔，且每个所述夹持孔都在所述卡盘的边缘处开口，所述卡盘能够通过所述夹持孔夹持钻杆或内芯，一个所述卡盘上的多个所述夹持孔与其它任意一个所述卡盘上的多个所述夹持孔一一对应，且相互对应的两个所述夹持孔正对。
[0015]优选的，所述吊架的底部周向均匀设置有至少三个支撑机构，所述支撑机构包括一端与所述吊架的底端铰接的支撑腿架和一端与所述吊架铰接的支撑腿液压油缸，所述支撑腿液压油缸的另一端与所述支撑腿架的另一端铰接。
[0016]优选的，所述第一驱动机构和所述第二驱动机构均采用电机；所述第三驱动机构包括位移油缸、移动块、第二钢丝绳和第三钢丝绳，所述位移油缸与所述滑道固连，且所述位移油缸的活塞杆能够沿所述滑道的长度方向进行伸缩，所述移动块固设在所述位移油缸的活塞杆的自由端，所述移动块上设置有第一滑轮、第二滑轮、第三滑轮和第四滑轮，所述滑道的一端安装有第五滑轮和第六滑轮，所述滑道的另一端安装有第七滑轮和第八滑轮，所述滑板上安装有第一卡紧块和第二卡紧块；所述第二钢丝绳依次绕在所述第一滑轮、所述第五滑轮、所述第一卡紧块、所述第六滑轮和所述第二滑轮上，所述第二钢丝绳一端与所述第一滑轮固连、另一端与所述第二滑轮固连，所述第二钢丝绳与所述第一卡紧块固连；所述第三钢丝绳依次绕在所述第三滑轮、所述第七滑轮、所述第二卡紧块、所述第八滑轮和所述第四滑轮上，所述第三钢丝绳一端与所述第三滑轮固连、另一端与所述第四滑轮固连，所述第三钢丝绳与所述第二卡紧块固连。
[0017]优选的，所述吊架上还设置有液压站，所述液压站用于为所述深海海底大深度取样钻机中的油缸提供液压油。
[0018]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0019]本专利技术的深海海底大深度取样钻机提高了钻杆之间对接和拆卸的效率。本专利技术的深海海底大深度取样钻机不但可以完成钻进工作，而且能够储存大容量的钻管和内芯，能够高效安全的完成钻管的自动对接与拆卸，还能够将绳索取芯钻具精准的布放至钻杆内部并精准地取出内芯，完成完整的取样过程，从而提高深海海底钻机的勘探取样效率，可推动深海地质资源及矿产资源的调查研究，这种整体结构设计不仅可以应用于深海海底钻探，还可以有效地推广到其他综合性应用场合，具有一定的普适性和推广前景。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本专利技术深海海底大深度取样钻机的结构示意图；
[0022]图2为本专利技术深海海底大深度取样钻机的液压站的结构示意图；
[0023]图3为本专利技术深海海底大深度取样钻机的吊架的结构示意图；
[0024]图4为本专利技术深海海底大深度取样钻机的钻杆储存机构的结构示意图；
[0025]图5为本专利技术深海海底大深度取样钻机的钻杆转移机构的结构示意图；
[0026]图6为本专利技术深海海底大深度取样钻机的钻杆拆装与钻进机构的结构示意图；
[0027]图7为本专利技术深海海底大深度取样钻机的钻杆拆装与钻进机构的部分结构示意图；
[0028]图8为本专利技术深海海底大深度取样钻机的绳索取芯装置的结构示意图；
[0029]其中：1、钻杆；2、液压站；3、吊架；4、钻杆储存机构；5、钻杆转移机构；6、钻杆拆装与钻进机构；7、绳索取芯装置；2
‑
1、油箱；2
‑
2、滤油器；2
‑
3、电机泵；2
‑
4、控制阀箱；3
‑
1、支撑腿架；3
‑
2、支撑腿液压油缸；3
‑
3、吊架；3
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深海海底大深度取样钻机，其特征在于，包括：吊架，所述吊架的顶部设置有吊装头；两个钻杆储存机构，所述钻杆储存机构包括转轴、至少两个固定套设在所述转轴上的卡盘和用于驱动所述转轴绕自身轴线转动的第一驱动机构，所述转轴通过轴承与所述吊架转动连接，所述第一驱动机构固设在所述吊架上，一个所述钻杆储存机构中的所述卡盘用于与钻杆卡接，另一个所述钻杆储存机构中的所述卡盘用于与内芯卡接；钻杆转移机构，所述钻杆转移机构包括旋转架、固设在所述旋转架上的机械手和用于驱动所述旋转架绕所述旋转架的轴线转动的第二驱动机构，所述旋转架通过轴承与所述吊架转动连接，所述第二驱动机构固设在所述吊架上，所述机械手能够抓紧所述钻杆和所述内芯，且所述机械手能够驱动被抓紧物进行水平方向的移动；钻杆拆装与钻进机构，所述钻杆拆装与钻进机构包括滑道、回转钻进动力头和第三驱动机构，所述滑道与所述吊架固连，所述回转钻进动力头与所述滑道滑动配合，所述第三驱动机构能够驱动所述回转钻进动力头沿所述滑道滑动；绳索取芯装置，所述绳索取芯装置包括卷扬机、滑轮液压推进机构、第一钢丝绳和绳索取芯钻具；所述卷扬机固设在所述吊架的顶部，所述滑轮液压推进机构包括固设在所述吊架上的液压缸、与所述液压缸的推杆固连的滑块和安装在所述滑块上的滑轮；所述钻杆转移机构设置在两个所述钻杆储存机构之间，所述钻杆拆装与钻进机构与两个所述钻杆储存机构呈三角形分布于所述吊架内。2.根据权利要求1所述的深海海底大深度取样钻机，其特征在于：所述吊架包括有卡盘支撑架，所述转轴通过轴承与所述卡盘支撑架转动连接，所述第一驱动机构固设在所述卡盘支撑架上。3.根据权利要求1所述的深海海底大深度取样钻机，其特征在于：所述卡盘周向设置有多个夹持孔，且每个所述夹持...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈家旺，刘后宏，王世民，周航，胡晓辉，任自强，刘晓晓，
申请(专利权)人：海南浙江大学研究院，
类型：发明
国别省市：