[發(fā)明專(zhuān)利]海底硬巖多點(diǎn)位保壓取芯微型鉆機(jī)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010098479.2
• 申請(qǐng)日: 2020-02-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111119737A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金永平;劉亮;彭佑多;萬(wàn)步炎;龔俊;顏健
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 湖南科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E21B7/12
• 分類(lèi)號(hào): E21B7/12;E21B25/18;E21B25/10
• 代理公司: 湘潭市匯智專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 43108
• 代理人: 烏景瑞

本發(fā)明公開(kāi)了一種海底硬巖多點(diǎn)位保壓取芯微型鉆機(jī)，包括把手、動(dòng)力頭、減速箱、鉆具拋棄裝置、鉆具、壓力補(bǔ)償器、置巖架和巖芯保壓裝置。減速箱的頂板上安裝有給水接頭和動(dòng)力頭，動(dòng)力頭的輸出軸與減速箱的輸入軸相連，所述的減速箱的輸出軸設(shè)有中心孔，中心孔與給水接頭的進(jìn)水孔連通；下部?jī)?nèi)腔設(shè)有懸掛卡槽，通過(guò)帶有懸掛卡子的可拋棄連接軸與鉆連接。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、體積小、可靠性高，可機(jī)械手持，應(yīng)急拋棄鉆具；保證潛水器安全，降低故障維護(hù)的成本。所取巖芯保存于保壓筒內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)海底表層硬巖進(jìn)行多點(diǎn)保壓取芯。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種海底硬巖多點(diǎn)位保壓取芯微型鉆機(jī)。

背景技術(shù)

利用鉆探取樣裝備對(duì)海底固體礦產(chǎn)資源進(jìn)行鉆探取樣,是分析海底固體礦產(chǎn)資源礦體成分和品位的基礎(chǔ)，隨著如“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器、“深海勇士號(hào)”載人潛水器、“海馬號(hào)”ROV等海洋裝備的研制并廣泛應(yīng)用于海底資源勘查之中，研制載人潛水器/ROV配套海底巖芯取樣鉆機(jī)，滿(mǎn)足海底固體礦產(chǎn)資源特別是賦存在海底表層的錳結(jié)核、富鈷結(jié)殼等礦產(chǎn)資源鉆探的迫切需求。專(zhuān)利ZL200420036284.1公開(kāi)了一種深海載人潛水器淺孔取芯器，該取芯器主要由液壓鉆進(jìn)動(dòng)力頭、鉆進(jìn)動(dòng)力頭角度調(diào)整裝置、補(bǔ)償與穩(wěn)桿裝置、拋棄取芯器裝置、卡鉆事故丟棄鉆具裝置等部分構(gòu)成，具有良好的工作可靠性、穩(wěn)定性和安全性。并且當(dāng)取芯出現(xiàn)卡鉆等破壞性故障時(shí)，利用拋棄裝置可丟棄取芯器或其部件，以保證潛水器和人能安全返回。然而，該取芯器整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜、執(zhí)行機(jī)構(gòu)多、操控點(diǎn)多、操控難度較大、且必須固定安裝在潛水器上，使得在每次進(jìn)行海底固體礦產(chǎn)資源取芯作業(yè)前，必須先操控載人潛水器靠近待取芯點(diǎn)，由于海底固體礦產(chǎn)資源在海底存現(xiàn)凸凹不平的分布狀態(tài)，當(dāng)載人潛水器過(guò)于靠近待取芯點(diǎn)，將給載人潛水器帶來(lái)很大的安全隱憂(yōu)。與此同時(shí)，由于該取芯器固定安裝在潛水器，只能通過(guò)前后調(diào)角油缸和左右擺動(dòng)油缸來(lái)調(diào)整鉆探角度，使得可調(diào)整的鉆探角度范圍較小。鉆機(jī)未提供多點(diǎn)取芯方案，每次下水只能進(jìn)行一次取芯，成本高、效率低，且未提供巖芯保壓方法。ZL200420036287.5公開(kāi)了這一種深海自動(dòng)更換巖芯內(nèi)管多點(diǎn)取芯鉆機(jī)，該鉆機(jī)包括框架式機(jī)架、臍帶纜吊放裝置、自動(dòng)更換巖芯內(nèi)管的換內(nèi)管機(jī)構(gòu)、全液壓動(dòng)力系統(tǒng)、機(jī)身傾角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、鉆進(jìn)取芯機(jī)構(gòu)等部分組成，該鉆機(jī)可多次換內(nèi)管取芯、能適應(yīng)海底地形變化、工作穩(wěn)定，發(fā)生卡鉆事故時(shí)可安全逃生。但鉆機(jī)體積碩大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，通過(guò)機(jī)架底板的鉆機(jī)支腿的伸縮調(diào)節(jié)機(jī)身傾角的方式，無(wú)法完全適應(yīng)較為復(fù)雜的海底地形，且未提供巖芯保壓方法。

目前，潛水器/ROV上均配備有作業(yè)機(jī)械手，利用作業(yè)機(jī)械手抓取作業(yè)工具開(kāi)展海底固體礦產(chǎn)資源鉆探取樣作業(yè)，不僅可以有效解決潛水器/ROV過(guò)于靠近待取芯點(diǎn)，對(duì)潛水器/ROV帶來(lái)的安全隱憂(yōu)，同時(shí)還可以利用作業(yè)機(jī)械手的靈活性，實(shí)現(xiàn)不同鉆探角度的靈活調(diào)整。為了克服現(xiàn)有深海載人潛水器淺孔取芯器技術(shù)存在的不足，防止上浮過(guò)程中上層海水對(duì)原味巖芯的污染、嗜壓微生物的死亡以及單次取芯帶來(lái)的高成本和低效率，高效獲取高質(zhì)量的原味巖芯，亟待研制一種可以利用潛水器/ROV作業(yè)機(jī)械手把持的，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、鉆探角度可隨作業(yè)機(jī)械手靈活調(diào)整、單次下水可對(duì)不同水深的海底表層硬巖進(jìn)行多點(diǎn)取芯的，且緊急情況下可快速拋棄鉆具的保壓取芯微型鉆機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，可對(duì)不同水深的海底表層硬巖進(jìn)行多點(diǎn)取芯的，且緊急情況下可丟棄鉆具或整臺(tái)鉆機(jī)，保證潛水器安全，降低故障維護(hù)成本的海底硬巖多點(diǎn)位保壓取芯微型鉆機(jī)。

為實(shí)現(xiàn)上述方案，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種海底硬巖多點(diǎn)位保壓取芯微型鉆機(jī)，包括動(dòng)力頭、減速箱、鉆具拋棄裝置、鉆具、置巖架和巖芯保壓裝置；減速箱的頂板上安裝有給水接頭和動(dòng)力頭，動(dòng)力頭的輸出軸與減速箱的輸入軸相連，減速箱的輸出軸設(shè)有中心孔，中心孔與給水接頭的進(jìn)水孔連通；