[發明專利]一種海底勘查鉆機

在審

• 申請號: 202011355013.2
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112267832A
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 王清巖;鐘蔚嶺;盛潔;李昊軒;鄭顯赫;李鎧軍
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: E21B7/124
• 分類號: E21B7/124;E21B19/14;E21B49/02
• 代理公司: 長春市吉利專利事務所(普通合伙) 22206
• 代理人: 王楠楠;李曉莉

1.一種海底勘查鉆機，該鉆機配置有隨動電控箱和液壓動力站，在隨動電控箱內布置有PLC控制器，所述PLC控制器與位于鉆井船上的遠程PLC系統通過CAN總線通信連接；液壓動力站固定在鉆機頂部，其特征在于：液壓動力站采用電液比例負載敏感液壓系統，液壓動力站與位于鉆井船上的遠程PLC系統通過CAN總線通信連接，所述鉆機包括自行底盤(1)、龍門式機架(2)、鉆桿排列運移裝置(3)、排管機(4)、給進機構、動力頭(7)、回轉驅動裝置(13)和夾持擰卸裝置；所述自行底盤(1)包括底盤本體、過渡法蘭座(11)及液壓卡盤座，底盤本體、過渡法蘭座(11)和液壓卡盤座的中部均具有通孔且三者同軸設置，過渡法蘭座(11)固定在底盤本體上方，液壓卡盤座固定在過渡法蘭座(11)下方；所述回轉驅動裝置(13)安裝在自行底盤(1)的過渡法蘭座(11)上，且用于驅動回轉驅動裝置(13)旋轉部進行旋轉的液壓馬達輸出軸上安裝有絕對值編碼器，該絕對值編碼器與PLC控制器連接；所述龍門式機架(2)的下部穿過回轉驅動裝置(13)的內孔固定在自行底盤(1)的過渡法蘭座(11)上；所述給進機構由鏈傳動裝置(5)和給進滑車(6)構成，給進滑車(6)與設置在龍門式機架(2)上的滑車導軌滑動連接；鏈傳動裝置(5)包括鏈條、鏈接頭、主動鏈輪、從動鏈輪和鏈輪驅動液壓馬達，鏈條通過鏈接頭及銷軸連接到給進滑車(6)上；主動鏈輪與鏈輪驅動液壓馬達連接；從動鏈輪通過鏈條與主動鏈輪連接；所述動力頭(7)采用長銷軸(12)安裝在給進滑車(6)上；所述鉆桿排列運移裝置(3)包括第一環形構件、第二環形構件及連接在第一環形構件和第二環形構件之間的立柱，第一環形構件和第二環形構件呈上下正對布置，第一環形構件的頂部通過上承盤(16)采用回轉支承(14)聯接在位于龍門式機架(2)上部的鉆桿排列運移裝置安裝法蘭上，第一環形構件沿圓周方向均勻開設有縱向貫穿通孔；第二環形構件的底部通過下承盤(15)采用呈環形陣列設置的螺栓組固定在回轉驅動裝置(13)的旋轉部上，第二環形構件朝向第一環形構件的一側沿周向均勻布置有限位圓筒，限位圓筒和縱向貫穿通孔數量一致，且一一對應，其中縱向貫穿通孔孔壁開有寬度大于鉆桿外徑且小于鉆桿接頭外徑的開口；所述夾持擰卸裝置包括背鉗(8)、夾鉗卸扣器、液壓卡盤及卸扣用回轉驅動裝置，背鉗(8)安裝在動力頭(7)下部；夾鉗卸扣器通過過渡法蘭與卸扣用回轉驅動裝置的旋轉輸出法蘭采用螺栓組剛性聯接；液壓卡盤通過液壓卡盤座安裝在過渡法蘭座(11)下方，卸扣用回轉驅動裝置安裝在自行底盤(1)的中央區域，并位于液壓卡盤上方，卸扣用回轉驅動裝置的軸線與動力頭(7)主軸回轉軸線重合；所述排管機(4)通過排管機安裝法蘭(10)固定在龍門式機架(2)上，排管機(4)包括機械手(17)、伸展動臂(101)、伸展拉桿(102)、支撐臂(103)、三角架(104)、變幅液壓油缸、升降液壓油缸、伸展液壓油缸、輕型回轉驅動裝置(110)、第一升降滑車(107)、第二升降滑車(108)以及導軌立柱(111)，輕型回轉驅動裝置(110)具有蝸輪蝸桿傳動結構和回轉驅動液壓馬達，其中蝸輪蝸桿傳動結構中的蝸桿輸入端聯接回轉驅動液壓馬達輸出軸，蝸桿輸出軸上安裝有用于測定排管機(4)整體回轉角度的絕對值編碼器，該絕對值編碼器與PLC控制器連接，輕型回轉驅動裝置(110)的頂部聯接座下方采用銷軸和螺栓固定有導軌立柱(111)；導軌立柱(111)上部安裝有伸展液壓油缸鉸軸支座(112)，導軌立柱(111)的底部安裝有升降液壓油缸鉸軸支座(113)；第一升降滑車(107)和第二升降滑車(108)均滑動連接在導軌立柱(111)上，第一升降滑車(107)和第二升降滑車(108)上均設置有與PLC控制器連接的位移傳感器，第一升降滑車(107)位于伸展液壓油缸鉸軸支座(112)上方，第二升降滑車(108)位于伸展液壓油缸鉸軸支座(112)和升降液壓油缸鉸軸支座(113)之間，第二升降滑車(108)內設置有下安裝耳座；伸展動臂(101)和支撐臂(103)構成了排管機(4)的伸展機構，在伸展動臂(101)上設置有與PLC控制器連接的傾角傳感器，伸展動臂(101)具有兩端耳環和中間耳座三處鉸接結構；支撐臂(103)的兩端具有耳環結構，分別為下端耳環、上端耳環；支撐臂(103)的下端耳環采用鉸軸與第二升降滑車(108)內的下安裝耳座聯接，支撐臂(103)的上端耳環與伸展動臂(101)的中間耳座采用銷軸鉸接；伸展液壓油缸的活塞桿(116)采用耳環和鉸軸配合與第一升降滑車(107)相聯接；伸展液壓油缸的缸筒(117)采用中間鉸軸安裝在伸展液壓油缸鉸軸支座(112)上；升降液壓油缸的缸筒(114)采用中間鉸軸與升降液壓油缸鉸軸支座(113)聯接，升降液壓油缸的活塞桿(115)采用耳環和鉸軸配合與第二升降滑車(108)相聯接；三角架(104)鉸接于伸展動臂(101)的下端耳環處，三角架(104)的三個角部分別命名為a、b及c，三角架(104)與伸展動臂(101)鉸接于b處，三角架(104)的上耳座與機械手安裝架(109)的承重耳座鉸接于a處；變幅液壓油缸的缸筒(105)采用耳環安裝在變幅液壓油缸支承座上，變幅液壓油缸支承座焊接在機械手安裝架(109)下部，變幅液壓油缸的活塞桿(106)的耳環與三角架(104)的下耳座鉸接于c處；機械手安裝架(109)上下兩端均安裝有機械手(17)，其中機械手(17)上設置有用于控制其夾持鉆桿的夾持油缸；其中變幅液壓油缸、升降液壓油缸、伸展液壓油缸、夾持油缸以及回轉驅動液壓馬達構成了排管機(4)的液壓執行機構，排管機(4)采用五聯電液比例負載敏感閥與液壓執行機構連通，用于控制液壓執行機構動作，每一聯電液比例負載敏感閥的一端接入與其對應的執行機構進出油口、另一端連接油箱與進油油路。