[發明專利]一種用于冰川鉆探的汽油鉆

有效

• 申請號: 201210589171.3
• 申請日: 2012-12-29
• 公開（公告）號: CN103899245A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 杜文濤;秦翔;劉宇碩;朱榮;孫維君;趙尚學
• 申請（專利權）人: 中國科學院寒區旱區環境與工程研究所
• 主分類號: E21B7/00
• 分類號: E21B7/00
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司 62002
• 代理人: 馬正良

技術領域

本發明屬于一種高效、便捷的汽油冰川花桿鉆，是冰川物質平衡野觀測作業點布設中使用的儀器，屬于機械領域。

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背景技術

冰川/冰蓋作為氣候變化的指示器，儲存了全球淡水資源的75％，是氣候變化及干旱區水文水資源研究的關注熱點，具有重要的科學價值和社會意義。作為描述冰川特征和衡量冰川變化最基本的物理量，冰川物質平衡是聯系大氣圈-冰凍圈-水圈相互作用的關鍵要素。研究物質平衡變化及其與氣候、水文間的關系亦成為最為當前氣候、海洋、冰凍圈等學科關注的熱點領域，也是國際“氣候與冰凍圈研究計劃”（CliC）、“全球變化與陸地生態計劃”（LUCC）及中“國際冰川協會”（IGS）優先考慮的關鍵科學問題之一?；U法是冰川學中物質平衡測量最傳統、最基本的方法，也是最耗時、耗力、耗人的野外環節。在冰川上均勻布設和補充花桿，特別是對于半定位、定位監測的冰川，能高效、快捷且較少人參與的布置多根深度在3m左右（對于一般冰川而言，年消融量《3000mm.w.e.a）的花桿，是連續、均勻獲取冰川物質平衡的關鍵所在。

目前，在山地冰川上多使用產生高壓水蒸氣的蒸汽鉆鉆取花桿孔，在實際操作過程中需要攜帶燃料、灶頭、水及蒸汽鍋爐等配件，儀器自身較重。往往需要3-4名工作人員才能操作，且銜接環節較多，出錯的幾率較高。同時，高寒山區，氣壓較平原有所不同，操作的過程中對于氣壓的控制需要有一定經驗，還存在一定的危險性。如中國發明專利《冰川鉆探用熱水鉆》（專利號：94231252.X）披露的高壓水蒸氣鍋爐屬于高壓容器，在實際野外操作中曾發生蒸汽鍋爐爆炸傷人的事件。同時，由于野外采水的不潔，容易造成蒸汽鉆水循環系統的堵塞，且燃料的不完全燃燒產生的小顆粒物也易造成動力系統堵塞。此外，還有手工的各種冰鉆，這些冰鉆均屬于手工鉆適合在河冰上打孔，在冰川這種高寒、高海拔、缺氧的特殊惡劣工作環境下，手工鉆孔作業強度大，工作人員體力消耗嚴重，打孔效率不高，冰體內與大氣的溫差易造成鉆取過程中產生的液態水冰凍而導致鉆頭無法正常工作。且打孔深度很難超過1.5m。

發明內容

[0003]?針對現有技術存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種用于冰川鉆探的汽油鉆，是用于布置花桿觀測網的鉆孔器械。該鉆機由汽油機提供動力，有快、中、慢三種轉速和對應力量可供選擇；配有不同長度的多根鉆桿可根據實地需求有針對性的選擇；鉆桿和鉆頭的更換方便、該鉆機具有高效、便捷、輕便等特點；特別適于較為密集冰川花桿網陣的集中布設。

本發明的目的是這樣實現的：

一種用于冰川鉆探的汽油鉆，主要包括汽油機、變速裝置、變速控制器、環形把手、油箱、拉線開關、鉆桿和鉆頭。汽油機與變速裝置連接，環形把手與連接板連接，連接板固接汽油機和變速裝置，變速控制器設置在環形把手上，與變速裝置連接；油箱位于汽油機下部，與汽油機連接，汽油機上置有拉線開關，鉆桿的一端穿過連接板，在變速裝置與鉆桿銜接處，通過鉆桿與變速裝置連接處銷子孔中插入銷子緊固，，鉆桿的另一端通過鉆桿卡口孔，當鉆桿與鉆頭連接處銷子孔與鉆頭與鉆桿連接處銷子孔重合時，插入銷子固定；鉆頭嵌口處焊有雙錐形刀片刀片錐度為25°-30°。

與現有技術相比，本發明具有如下優點：

1、汽油機做動力，避免動力源不足，且動力強勁，工作效率高，設有變速裝置用以調節快、中、慢的三種速度和力量；可依據實際情況調整，平均鉆深速率可達0.05米/秒，大大降低了時間投入，減少工作人員的體力消耗。

2、重量輕，效率高。便于高寒山區攜帶使用。該鉆總重輕為5.8kg，（鉆機、鉆桿及鉆頭重量之和），而現今常用的蒸汽花桿鉆僅鍋爐及鉆頭重量就超過15kg，所有配件之和約19kg；?鉆機動力源為汽油，避免了高寒山區長時間在冰川作業時幾乎不存在不同點位移動工作時的能量衰減。

3、鉆頭與鉆桿之間、鉆桿與變速裝置連接處，采用銷鎖緊固，裝拆方便。

4、鉆桿整體為螺旋曲線型，便于鉆深時的力量分解及抽鉆時的冰屑導出，鉆桿內空，減重以便攜帶和保證動力用以實際鉆取。一套汽油冰川鉆配以3根鉆桿（1m，1.5m，3m），用以不同條件不同需求下的鉆深，鉆孔深度可達3m，可高效快捷的布置花桿觀測網。

5.操作人員2名，有效改善了人員和資金投入；鉆機以人力拉線啟動，避免了開關在高寒山區的開啟難的問題。

6.制作成本低。對于蒸汽鉆而言大大降低了成本，對于其他形式的鉆機而言，避免了能源衰減的不足。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。