[实用新型]测试用冰孔的制作装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种冰孔制作装置，特别涉及一种测试用冰孔的制作装置。

背景技术

南极冰盖钻进始于20世纪中期，自50多年前铠装电缆式电动机械钻具在美国寒区研究与工程实验室研制成功以来，美国、丹麦、俄罗斯、法国、德国和日本等国家相继研发了电缆式电动机械钻具，并在南极进行了深孔取芯钻进，得到了普遍应用，2011年11月，中国第28次南极科学考察队，在南极最高冰穹A上的昆仑站协助中国极地研究中心形式深冰芯钻探的先导孔钻进施工作业。2012年11月，中国第29次南极科学考察队在南极昆仑站进行了深冰芯试钻工作，并成功取得了首支冰芯。目前我们正在进行冰下基岩铠装电缆机械钻具的研发工作。从以往深冰芯的钻进经验看，钻具的反扭装置能否平衡钻头钻进基岩的扭矩是冰下基岩取心钻进成功与否的关键。因此反扭装置在冰孔中最大反扭矩的测试显得尤为重要，因此，在日常试验中就需要相应孔径的冰孔进行有关钻探试验。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决研发出的冰钻及冰下基岩钻具反扭装置没有测试冰孔的问题，而提供的一种测试用冰孔的制作装置。

本实用新型所述的测试用冰孔的制作装置由制冰装置和扩孔钻具两部分组成，其中制冰装置用于初始冰孔的制作，扩孔钻具用于冲扩出符合要求孔径的冰孔，制冰装置由冰筒、冰筒底座、芯管和扳杆组成，冰筒与冰筒底座之间通过密封垫相密封，芯管插设在冰筒的内腔中，芯管通过定位座固定在冰筒底座上，芯管的下部设有堵头，芯管的外壁与冰筒内壁之间形成有环形空腔，冰筒的顶端设有芯管固定套，能够保证芯管居中固定在冰筒的内腔中，扳杆设在芯管的顶端，扩孔钻具由中心管、扩孔钻头、刮刀、堵头和六方轴组成，其中扩孔钻头设在中心管的前端，刮刀布设在中心管外壁的周圈，堵头插设在中心管的后端，六方轴插设在堵头的空腔中。

冰筒下部的侧壁上开设有测试口，用于连接温度传感器，注水前用组合垫圈和螺塞将测试口封闭。

本实用新型的工作原理：

先制作初始冰孔，制作方法是向芯管的外壁与冰筒内壁之间的环形空腔中注入适量的水，在低温环境中使水冻结成冰，然后将冰筒底座和密封垫拆除后向芯管中注入适量热水，适当时间后将扳杆插入芯管上部设置的槽中转动芯管，将芯管取出形成初始冰孔。利用扩孔钻具对初始冰孔进行扩孔使冰孔直径达到要求。

本实用新型的有益效果：

结构简单、操作方便，能够制作出各种规格的测试用冰孔，能够满足反扭装置的在冰孔中最大反扭矩的测试需要，为反扭装置的进一步优化提供了充足的数据支持。

附图说明

图1为本实用新型所述的制冰装置主视图。

图2为图1中延A-A断面剖视图。

图3为本实用新型所述的扩孔钻具侧视图。

图4为图3中延B-B断面剖视图。

图5为本实用新型所述的六方轴示意图。

1、制冰装置    2、扩孔钻具   11、冰筒   12、冰筒底座   13、芯管

14、扳杆  15、堵头  16、环形空腔   17、芯管固定套   18、测试口

21、中心管    22、扩孔钻头    23、刮刀    24、堵头    25、六方轴。

具体实施方式

请参阅图1、图2、图3、图4和图5所示：

本实用新型所述的测试用冰孔的制作装置由制冰装置1和扩孔钻具2两部分组成，其中制冰装置1用于初始冰孔的制作，扩孔钻具2用于冲扩出符合要求孔径的冰孔，制冰装置1由冰筒11、冰筒底座12、芯管13和扳杆14组成，冰筒11与冰筒底座12之间通过密封垫相密封，芯管13插设在冰筒11的内腔中，芯管13通过定位座固定在冰筒底座12上，芯管13的下部设有堵头15，芯管13的外壁与冰筒11内壁之间形成有环形空腔16，冰筒11的顶端设有芯管固定套17，能够保证芯管13居中固定在冰筒11的内腔中，扳杆14设在芯管13的顶端，扩孔钻具2由中心管21、扩孔钻头22、刮刀23、堵头24和六方轴25组成，其中扩孔钻头22设在中心管21的前端，刮刀23布设在中心管21外壁的周圈，堵头24插设在中心管21的后端，六方轴25插设在堵头24的空腔中。

冰筒11下部的侧壁上开设有测试口18，用于连接温度传感器，注水前用组合垫圈和螺塞将测试口18封闭。

本实用新型的工作原理：

先制作初始冰孔，制作方法是向芯管13的外壁与冰筒11内壁之间的环形空腔16中注入适量的水，在低温环境中使水冻结成冰，然后将冰筒底座12和密封垫拆除后向芯管13中注入适量热水，适当时间后将扳杆14插入芯管13上部设置的槽中转动芯管13，将芯管13取出形成初始冰孔。利用扩孔钻具2对初始冰孔进行扩孔使冰孔直径达到要求。