[實用新型]冰下湖取樣鉆進用熱熔鉆頭有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201820520277.0 | 申請日： | 2018-04-13 |
| 公開（公告）號： | CN208073364U | 公開（公告）日： | 2018-11-09 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 達拉拉伊帕維爾;李亞洲;孫友宏;范曉鵬;米沙;楊陽;王婷;李梟;趙高莉 | 申請（專利權(quán)）人： | 吉林大學(xué) |
| 主分類號： | E21B10/00 | 分類號： | E21B10/00;E21B7/15;E21B21/015;E21B47/07 |
| 代理公司： | 長春市恒譽專利代理事務(wù)所(普通合伙) 22212 | 代理人： | 鞠傳龍 |
| 地址： | 130012 吉*** | 國省代碼： | 吉林;22 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 密封壓力 灰塵收集器 鉆頭 熱熔 溫度傳感器 加熱棒 上端 取樣 芯桿 鉆進 本實用新型 安全空間 電路系統(tǒng) 工作壽命 密閉 融水 外管 鉆具 裝配 損害 | ||
本實用新型公開了一種冰下湖取樣鉆進用熱熔鉆頭，包括基體、密封壓力艙和灰塵收集器，其中密封壓力艙裝配在基體的上端，密封壓力艙與基體之間通過芯桿連接，芯桿插設(shè)在密封壓力艙和基體的中間部位，灰塵收集器設(shè)在密封壓力艙的上部，灰塵收集器的上端連接有鉆具外管。有益效果：將溫度傳感器和加熱棒置于一個密閉的安全空間內(nèi)，避免了融水對溫度傳感器和加熱棒電路系統(tǒng)造成的損害。其結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，大大提高了熱熔鉆頭的工作壽命。
技術(shù)領(lǐng)域
本實用新型涉及一種熱熔鉆頭，特別涉及一種冰下湖取樣鉆進用熱熔鉆頭。
背景技術(shù)
目前，科學(xué)家已經(jīng)在南極大陸底部發(fā)現(xiàn)了超過400個冰下湖泊，這些冰下湖泊和與之相連的冰下溪流等組成了一個巨大的冰下水系統(tǒng)。這個獨特的水系統(tǒng)已經(jīng)被南極厚厚的冰蓋封存了數(shù)百萬年。通過鉆探的技術(shù)手段進入冰下湖中并取得湖水樣品對研究古氣候和尋找其中蘊藏的獨特生命形式具有重要的意義。鉆穿南極冰蓋進入冰下湖的技術(shù)方法有電動機械鉆進、熱水鉆進和熱熔鉆進。截至目前，科學(xué)家已經(jīng)在南極進行了利用電動機械鉆具和熱水鉆機鉆入冰下湖泊的嘗試。但通過熱熔鉆進方法來完成冰下湖鉆探取樣的例子尚屬空白。南極冰蓋中包含火山灰等固體顆粒，在熱熔鉆進過程中，這些顆粒會隨著鉆進深度的增加慢慢積累在熱熔鉆頭底部，導(dǎo)致熱熔鉆頭與冰層傳熱效果變差，進而使鉆進速度變慢且使其自身過熱。而且冰下湖泊上覆巨厚冰層導(dǎo)致其極有可能承受巨大的靜壓力。這對熱熔鉆頭的設(shè)計也提出了巨大的挑戰(zhàn)。目前，國外的熱熔鉆頭均沒有針對含灰塵冰層鉆進難題進行有效的設(shè)計。國內(nèi)外也未見有相關(guān)文獻資料介紹專門針對冰下湖取樣用的熱熔鉆頭。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是為了解決目前熱熔鉆頭在鉆探過程中存在的諸多問題而提供的一種冰下湖取樣鉆進用熱熔鉆頭。
本實用新型提供的冰下湖取樣鉆進用熱熔鉆頭包括基體、密封壓力艙和灰塵收集器，其中密封壓力艙裝配在基體的上端，密封壓力艙與基體之間通過芯桿連接，芯桿插設(shè)在密封壓力艙和基體的中間部位，灰塵收集器設(shè)在密封壓力艙的上部，灰塵收集器的上端連接有鉆具外管。
基體的材質(zhì)為銅質(zhì)，基體內(nèi)交錯插設(shè)有第一加熱棒和第二加熱棒，第一加熱棒的長度大于第二加熱棒的長度，第一加熱棒插設(shè)到基體的底部位置處，第二加熱棒插設(shè)到基體的中間部位，第一加熱棒和第二加熱棒與基體中心之間的基體上開設(shè)有環(huán)形的隔熱槽。
密封壓力艙由不銹鋼加工而成，密封壓力艙為門型結(jié)構(gòu)，密封壓力艙的底部與基體接觸的部位分別設(shè)有第一密封圈和第二密封圈進行密封，密封壓力艙上部與芯桿的接觸部位設(shè)有第三密封圈和第四密封圈進行密封，密封壓力艙的頂端通過鎖緊螺母與芯桿緊密貼合，密封壓力艙內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器，密封壓力艙上部鉆有兩個螺紋孔供加熱棒供電水密插件和溫度傳感器水密插件安裝，加熱棒供電水密插件和溫度傳感器水密插件與密封壓力艙之間通過其自帶的O型圈密封。
芯桿與基體之間相螺接。
灰塵收集器為圓柱形結(jié)構(gòu)，灰塵收集器的下部通過四個螺釘與密封壓力艙的上端相連接，灰塵收集器的上部通過四個螺釘與鉆具外管的下端相連接，灰塵收集器的外壁上部開設(shè)有兩圈通孔，其中下部的通孔為進水孔，上部的通孔為出水孔，灰塵收集器內(nèi)腔的頂端設(shè)置有擋板。
本實用新型的工作原理：
將組裝好的熱熔鉆頭下放至冰孔底部后通電進行熱熔鉆進，鉆進過程中，須通過溫度傳感器實時監(jiān)控鉆頭內(nèi)部溫度。鉆進過程中，產(chǎn)生的融水?dāng)y帶著冰層中的固體灰塵顆粒首先進入灰塵收集器的下部通孔中，之后固體灰塵顆粒在灰塵收集器中沉積下來，融水則通過上部通孔排出至鉆頭和孔壁環(huán)狀空間。當(dāng)鉆至冰下湖完成取樣后，熱熔鉆具回到地表，取出灰塵收集器中的灰塵顆粒進行分析。
本實用新型的有益效果：
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