[发明专利]一种可让开孔口的岩芯钻机动力头

说明书

技术领域

本发明涉及一种地质钻探设备，具体地说是一种可让开孔口的岩芯钻机动力头，属于地质勘探领域。

背景技术

海洋蕴藏着丰富的资源，有甚至可以颠覆现有社会结构的生物和矿产资源，是人类未来发展的战略性矿产资源、金属资源、水资源和食物资源基地，海底钻探技术是开展海洋地质调查、资源勘探和矿产评估的基本保证。沉没式海底岩心钻机是海底钻探设备中比较先进的一种取样方式。在海底钻探中，钻探设备置于海床上，操作员可以在母船上进行远程控制。在海底钻探中，除了要达到陆地钻机的同等水平要求之外，还对钻机的自动化程度、远程控制性能、密封性能、可靠性等有较高要求。

国内在海底勘探装备领域的研究起步较晚，近年来开始重视这方面的研究，现有钻机自动化程度普遍不高，需要人工辅助工作，依赖性较强，这造成钻机作业效率较低。对于常用的绳索取芯方式，取芯的自动化程度也不高。

目前国内海底前钻技术和岩芯钻机还存在以下问题：

1．钻探和取芯自动化程度不高，绳索取芯过程较为复杂，从而使远程控制和自动化钻探的难度增加。

2．防水密封性能不好，特别是水下动密封问题一直没有得到有效的解决，而且密封件在海水环境中工作更易腐蚀。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构科学紧凑，防水密封性好，工作可靠，可横向移动让开钻杆孔口实现自动化或者远程控制的钻进和绳索取芯作业的可让开孔口的岩芯钻机动力头。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：提供一种可让开孔口的岩芯钻机动力头，包括外箱体、动力机构、传动系统和密封单元，所述的外箱体由箱体、上箱盖组成，箱体与上箱盖之间由定位销定位，用螺钉连接；动力机构为液压马达；传动系统由主动齿轮轴和被动齿轮组成；密封单元包含有心轴上端盖、水龙头密封压盖、紧定螺钉、心轴下端盖、心轴密封压盖、心轴密封锁紧螺母对心轴与箱体之间实施动密封，各部件之间的静密封使用密封胶或O型圈；所述的上箱盖上连接有上端盖，上端盖上安装有液压马达，箱体和取样器管连接，箱体上带有导轨，导轨和托板上的导槽配合，托板安装在钻塔上，箱体和取样器管可沿托板上的导槽横向移动，使心轴让开钻杆孔口，取样器管对准钻杆孔口位置，取样器放置在取样器管的内腔实现取样；所述的心轴和主动齿轮轴、箱体、上箱盖之间由滚动轴承连接，心轴和被动齿轮通过花键连接，心轴通过螺纹连接钻杆，冲洗液通过心轴内腔输送到钻头处；所述的主动齿轮轴预留有轴孔和键槽连接液压马达。

本发明的可让开孔口的岩芯钻机动力头，所述的密封单元包括动密封和静密封两部分，由心轴上端盖、紧定螺钉、水龙头密封压盖、心轴下端盖、心轴密封压盖、心轴密封锁紧螺母组成对外箱体的动密封；心轴动密封是在心轴上端盖、水龙头密封压盖之间设置了密封圈，对心轴上端盖和心轴实现动密封，通过拧卸紧定螺钉调节调整密封的轴向压力；在心轴下端盖、心轴密封压盖之间也设置了密封圈，对心轴下端和箱体之间实现动密封，同时采用心轴密封锁紧螺母防止松动；所述的静密封包括箱体、上箱盖和液压马达之间的静密封，心轴上端盖与上箱盖之间，心轴上端盖与水龙头接头之间，以及心轴下端盖与箱体之间，使用密封胶或O型圈实现静密封。密封单元采用动密封和静密封结合，有效地解决了水下密封问题，使本发明的岩芯钻机动力头可以用于水底或陆上环境。

本发明的可让开孔口的岩芯钻机动力头，所述的心轴动密封是心轴可以转动，心轴上端盖相对箱体静止。

在进行绳索取样时，先将心轴与钻杆拧开，箱体和取样器管沿托板上的导槽横向移动，使心轴离开钻杆孔口，取样器管对准钻杆孔口位置，然后放下取样器管中的取样器进行取样。

本发明的岩芯钻机动力头与现有技术相比，具有如下优点：

1、本发明的岩芯钻机动力头结构科学紧凑，心轴可让开钻杆孔口的方式和取样器管的设计，使取样器管内的取样器经过横向移动对准钻杆孔口，便于绳索取芯实现自动化。

2、本发明的岩芯钻机动力头，密封结构设计合理，防水性能好，其中动密封结构设计更是具有特色，工作可靠，使用寿命长，适于水下岩心钻机，也可应用于陆地岩心钻探。

附图说明

图1为本发明一种可让开孔口的岩芯钻机动力头结构示意图。

图2为本发明的心轴密封结构示意图。

图3为本发明的水龙头接头处的密封结构示意图。

图4为本发明的动力头外观结构侧视示意图。

图5为本发明的心轴让开钻杆孔口的状态示意图。