[發明專利]冰芯鉆孔開口保護裝置

在審

• 申請號: 201711221021.6
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN107859496A
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 劉亞平;侯書貴;徐建中;李傳金;杜志恒;張王濱
• 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: E21B25/00
• 分類號: E21B25/00
• 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

本發明涉及一種冰芯鉆孔開口保護裝置，在鉆機運行過程中，可防止器物掉入冰芯鉆孔內阻塞冰芯鉆孔、損壞甚至卡死冰芯鉆機，保證冰芯鉆取工作的順利進行。

背景技術

冰芯鉆孔是利用冰芯鉆機從冰川表面垂直向下連續鉆取多節冰芯并將冰芯提升到地面后形成的孔洞，冰芯鉆孔從冰川表面的冰芯鉆孔開口一直延伸到冰川底部的基巖。鉆取冰芯時，冰芯鉆機通過位于冰芯鉆孔上部的冰芯鉆機支架和電纜多次通過冰芯鉆孔開口下降和提升來鉆取和提取冰芯，由于裸露的冰芯鉆孔開口與地面平行，工作人員隨身攜帶的工具、器具以及其它物品如螺絲刀、手套、記號筆等器物意外掉落，從地面滑入冰芯鉆孔。由于冰芯鉆孔直徑很小且深度很深，很難將器物從孔中取出，造成冰芯鉆孔的阻塞，堅硬的器物可能損壞冰芯鉆機的刀頭，致使冰芯鉆機無法向下鉆進；另一方面冰芯鉆機也會被器物卡住，使冰芯鉆機卡死在鉆孔內無法提出，最終只能放棄冰芯鉆機，導致該支冰芯鉆取工作的失敗，不得不選擇合適的冰芯鉆取點重新鉆取冰芯，造成人力物力的極大浪費。

發明內容

鑒于上述，本發明的目的在于提供一種冰芯鉆孔開口保護裝置，用于防止器物掉入冰芯鉆孔內。

本發明的目的是這樣實現的：

一種冰芯鉆孔開口保護裝置，由槽板、鋼圈、蓋帽和鋼釬組成，槽板為四周邊沿折彎向下，呈矩形盒狀結構，扣在冰芯鉆孔上方。槽板四角有孔，鋼釬通過孔將槽板固定于地面；鋼圈固結于槽板的中心，并與鉆孔的中心相對，鋼圈上罩有蓋帽，蓋帽中心開有孔和切口，鉆取冰芯時，與鉆頭連接的電纜通過切口置于孔中。

本發明的優點和產生的有益效果是：

1、本發明的槽板為矩形盒狀結構，盒口向下可扣在冰芯鉆孔上面，槽板的槽邊可切入冰川表面，四根固定鋼釬從四角固定槽板，這樣可有效防止槽板在水平方向上的轉動、滑動和垂直方向上的移動，使得本發明與冰芯鉆孔開口相對位置保持固定，鋼圈位于槽板的中心，與槽板固結于一體，鋼圈的中心與鉆孔的中心相對，便于冰芯鉆機進出冰芯鉆孔，提高冰芯鉆取工作的效率。

2、本發明槽板上鋼圈的口徑為150 mm, 大于冰芯鉆孔直徑95 mm；蓋帽的口徑170 mm又大于鋼圈的口徑，罩在鋼圈上，防止蓋帽與鋼圈凍結，方便蓋帽的快速蓋上和取下，避免了冰芯鉆機頻繁進出冰芯鉆孔時與鋼圈碰撞；蓋帽電纜通孔直徑大于電纜直徑，這樣方便電纜在蓋帽孔內的穿行，減少電纜與蓋帽孔孔壁的摩擦；鋼圈豎立，可防止掉落地面器物滑進冰芯鉆孔；與鉆頭連接的電纜通過蓋帽的切口置于電纜通孔內，進行冰芯的鉆取和提取工作。

3、本發明結構簡單、設計合理，可有效避免冰芯鉆取的過程中，器物掉入冰芯鉆孔內，發生冰芯鉆孔阻塞、冰芯鉆機損壞和卡死等現象，保證冰芯鉆取工作的順利進行，減少人力物力的浪費。

附圖說明

圖1是本發明結構示意圖。

具體實施方式

本發明采用的冰芯鉆機為專為高山極端條件下設計的輕型鉆機（型號：BZXJ-ⅡD），該輕型鉆機的鉆架高度：~3 m、鉆頭重：21 kg、鉆桶長度：1.75 m、鉆取冰芯直徑：94-95 mm、單次鉆取冰芯長度：0.7-0.8 m、電機功率：0.3 kW、電源動力：220 V，2 kW交流汽油發電機、電纜（型號：4H-181A）長度: 300 m、電纜直徑（4.72 mm）、鉆深深度：200-250 m。鉆機連接方式如下：電纜從絞車引出后，通過鉆架上的滑輪與鉆頭連接，冰芯鉆桶卡在鉆頭前端，刀頭安裝在鉆桶前端，這樣整個冰芯鉆機通過電纜垂直吊裝在鉆架下。

下面結合附圖和實施例對本發明的技術方案作進一步說明：

如圖1所示，一種冰芯鉆孔開口保護裝置，由槽板1、鋼圈2、蓋帽3和鋼釬4組成。鋼圈2的口徑為150 mm, 大于冰芯鉆孔直徑95 mm；蓋帽3的口徑為170 mm；槽板1為四周邊沿向下繰，呈矩形盒狀結構，扣在冰芯鉆孔上方。槽板1四角有孔，長度300 mm鋼釬4通過槽板1四角的孔將槽板1固定于冰川表面的雪（冰）層；鋼圈壁高35 mm，固結于槽板1的中心，并與鉆孔5的中心相對，鋼圈2上罩有蓋帽3，蓋帽3中心開有孔8和切口7，切口寬5.5 mm；孔8的直徑為7.5 mm；在鉆孔5中，與鉆頭連接的電纜6通過切口7置于孔8中。

工作時，第一支冰芯鉆取完畢后，95 mm的冰芯鉆孔5的開口形成，提升冰芯鉆機至冰川表面并從冰芯鉆孔5開口處移開。先將槽板1盒口朝下扣在冰芯鉆孔5開口處的冰川表面，并且讓冰芯鉆孔5的中心與鋼圈2的中心對齊，然后用手將槽板1向下按壓，使槽板1四周的槽邊從冰川表面切入，直到槽板1的底部與冰川表面接觸；通過4根鋼釬4分別穿過槽板1四角的孔將槽板1固定于冰川表面，并用鐵錘向下敲擊固定鋼釬4，直到鋼釬4完全深入冰川內部。槽板1固定好后，將蓋帽3扣在鋼圈2上，完成冰芯鉆孔開口的保護。繼續冰芯鉆取時，挪開蓋帽3，露出冰芯鉆孔5，冰芯鉆機在電纜的作用下垂直下降，并通過鋼圈2進入冰芯鉆孔5內，然后讓電纜6通過蓋帽3上的切口7移到蓋帽3的孔8中，蓋帽3蓋住鋼圈2，繼續降下冰芯鉆機至冰芯鉆孔5底部進行冰芯的鉆取和提取。當一節冰芯鉆取完畢并提升至冰芯鉆孔5開口處時，將蓋帽3從鋼圈2上取下，再將電纜6從孔8和切口7中移開，繼續提升冰芯鉆機至冰芯鉆孔5的上方，立即用蓋帽3蓋住鋼圈2，以保護冰芯鉆孔5的開口，避免器物掉落地面滑進冰芯鉆孔。