[發明專利]一種海底深孔鉆機及其應用方法

有效

• 申請號: 201810871557.0
• 申請日: 2018-08-02
• 公開（公告）號: CN108868612B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 王榮耀;陳國明;高宇清
• 申請（專利權）人: 長沙礦山研究院有限責任公司;中國石油大學(華東)
• 主分類號: E21B7/124
• 分類號: E21B7/124;E21B19/14
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所(普通合伙) 43001
• 代理人: 鄧淑紅

本發明公開了一種海底深孔鉆機及其應用方法，鉆機包括相互獨立的機架和儲管架，機架上安裝有底行履帶、機械臂、鉆進系統和聲學系統，儲管架用于存放鉆桿和/或鉆具，機架、底行履帶、機械臂、鉆進系統和聲學系統形成鉆機本體。儲管架和鉆機本體先后下放至海底，鉆機本體通過聲學系統搜尋儲管架位置后底行履帶行走至儲管架附近，作業過程中機械臂將儲管架上的鉆桿和/或鉆具移運至鉆進系統，鉆進系統將鉆桿和/或鉆具連接好后進行鉆孔取樣工作，同時將收回的鉆桿和/或鉆具移運至儲管架。儲管架和鉆機本體分別下放至海底，兩者的重量和體積都有較大的減小，支持母船的收放機構可支持儲管架上放置較多的鉆桿和/或鉆具，實現大深度深孔的鉆探。

技術領域

本發明屬于海洋礦產資源勘探領域，具體為一種海底深孔鉆機及其應用方法。

背景技術

海底鉆機是開展海洋地質及環境科學研究、進行海洋礦產資源勘探和海底工程地質勘察的重要技術裝備。為了滿足不斷探索深海資源科學考察的需求，海底巖芯取樣鉆機鉆孔深度越來越深。與海面鉆機不同,海底鉆機的下放和回收依賴于支持母船的收放機構。

目前的海底鉆機為整體式結構，它們的重量和體積都較大，而其重量和體積被收放機構的光電纜承載能力和A型架允許通過空間的限制,成為約束海底鉆機向大深度發展的瓶頸。

發明內容

本發明的主要目的之一在于提供一種可解決大孔深鉆機下放時受支持母船收放機構承載能力和A型架允許通過空間限制難題的分體式海底深孔鉆機，實現大深度深孔的鉆探。

本發明提供的這種海底深孔鉆機，包括相互獨立的機架和儲管架，機架上安裝有底行履帶、機械臂和鉆進系統，儲管架用于存放鉆桿和/或鉆具，機架、底行履帶、機械臂和鉆進系統形成鉆機本體；儲管架和鉆機本體先后單獨下放至海底，鉆機本體通過聲學系統搜尋儲管架位置后通過底行履帶行走至儲管架附近，作業過程中通過機械臂將儲管架上的鉆桿和/或鉆具移運至鉆進系統，鉆進系統將鉆桿和/或鉆具連接好后進行鉆孔取樣工作，作業過程中通過機械臂將收回的鉆桿和/或鉆具移運至儲管架。

上述技術方案的一種實施方式中，所述機架包括框架體和連接于其下端的底座，所述框架體的前側為開口結構，所述底行履帶有兩套，對稱連接于底座的左右兩側。

上述技術方案的一種實施方式中，所述機械臂為可前后屈伸、上下俯仰和可360度旋轉的多自由度機械臂。

上述技術方案的一種實施方式中，所述機械臂安裝于機架底座的前部，其底部有可旋轉的安裝座，其末端為鉆桿夾持機械爪。

上述技術方案的一種實施方式中，所述儲管架包括底板、頂框和將兩者連為一體的立桿，底板的上側連接有多孔板。

上述技術方案的一種實施方式中，所述多孔板上均布圓孔，各鉆桿分別插入圓孔中，下端通過所述底板支承限位。

上述技術方案的一種實施方式中，所述頂框中心位置處連接有吊環。

本海底深孔鉆機存放鉆桿和/鉆具的儲管架和安裝有鉆進系統、機械臂和底行履帶的鉆機本體相互獨立，所以儲管架和鉆機本體的重量和體積相較于現有技術的整體式結構都有較大的減小，儲管架和鉆機本體分別通過支持母船的收放機構和A型架下放至海底，在海底鉆機本體與儲管架對位后通過機械臂搬運鉆桿和/或鉆具。儲管架單獨下放至海底，所以支持母船的收放機構可支持儲管架上放置較多的鉆桿和/或鉆具，從而實現大深度深孔的鉆探。

本發明還提供了一種上述海底深孔鉆機的應用方法，包括以下步驟：

(1)通過支持母船側壁吊用鋼纜下放所述儲管架；

(2)通過支持母船船尾A型架用鎧裝光電復合纜下放所述鉆機本體；

(3)操作鉆機本體往儲管架偏移方向行駛,通過聲學系統搜尋儲管架，搜尋過程中根據鎧裝光電復合纜的張力變化適當放纜；