[实用新型]一种深海底锥形螺旋取土钻机

说明书

技术领域

本实用新型涉及深海海底资源勘探技术领域，尤其涉及一种深海底锥形螺 旋取土钻机。

背景技术

深海海底底质情况比较复杂，既有很硬的岩石，也有很稀的淤泥，还有介 于岩石和淤泥之间的土质，其硬度和贯入阻力差异很大。对于岩石一般采用高 速旋转钻机进行取样，通过钻头切削作用获取岩芯；对于淤泥一般采用重力取 样器，利用重力将取样钻管贯入淤泥里，获取长柱状淤泥样品。然而，对于岩 石和淤泥之间的土质底质，由于其贯入阻力很大，重力取样器贯入深度非常有 限，而高速旋转钻机结构复杂，振动大，也不适合。在此情况下，需要针对深 海海底土质特性，开发一套结构简单、便于操作、成本低廉的深度取样装置。

实用新型内容

为了解决上述技术所存在的不足之处，本实用新型提供了一种深海底锥形 螺旋取土钻机。

为了解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种深海底锥形 螺旋取土钻机，包括钻机底座、钻机支架和液压系统，钻机支架的内侧设置有 导轨；钻机支架、液压系统和导轨均安装在钻机底座上；钻机支架的上端设置 有铠装电缆接头，钻机通过电缆接头上方连接的电缆与海面船只相连接；铠装 电缆接头的下方设置有液压动力头和传动件；传动件通过矩形传动螺纹与两侧 的导轨相连接；传动件的上端通过花键与液压动力头相连接、下端通过螺纹与 取样钻管相连接；钻机底座的下方设置有调平支腿；钻机底座上开设有取样钻 孔；取样钻管从钻机底座的取样钻孔中穿出；

取样钻管的下端设置有钻头、内部设置有密封器和样品管；密封器设置在 取样钻管的底部中心；样品管设置在密封器的外围，下端与取样钻管的底部相 连接；取样钻管的外围设置有螺旋叶片；钻机底座上设置有倾斜传感器；倾斜 传感器通过数字传输模块与船只上的调平系统相连接。

螺旋叶片采用不锈钢材料制成，螺旋叶片的外径从下到上逐渐变大。螺旋 叶片的外径在取样钻管上按2mm/m的比例增加。

密封器为花瓣型密封器，通过卡扣与取样钻管相连接。

钻机支架2和导轨6均通过焊接与钻机底座3相连接。

调平支腿为四个，可通过液压系统进行调平支腿的调节。

本实用新型将取样钻管设计为一个中空、外套锥形螺旋叶片的结构，通过 旋转取样钻管，在管外螺旋作用下产生向深部土层推进的贯入力，具有以下优 点：

①、结构简单，不需要较高的钻压，对设备重量没有太高要求，因此成本 低廉；②、螺旋叶片采用由下往上逐渐增大外径，因此形成的钻孔上大下 小，回拔时不易卡住，摩擦阻力小，可以实现快速回收取样钻管；③、采用低 速旋转进行取样，不需排渣，系统功率小；④、本实用新型采用慢速钻进，针 对岩石和淤泥之间的土质底质，对土层扰动小，能够保留原状土层的信息。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为图1的工作示意图。

图3为本实用新型锥形螺旋取样钻管的局部示意图。

图4为本实用新型钻头底部剖面图。

图5为本实用新型钻头的结构示意图。

图中：1、铠装电缆接头；2、钻机支架；3、钻机底座；4、液压动力头； 5、传动件；6、导轨；7、取样钻管；8、样品管；9、花瓣型密封器；10、调 平支腿；11、液压系统；12、螺旋叶片；13、钻头。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1-图2所示，本实用新型包括钻机底座3、钻机支架2和液压系统11， 钻机支架2的内侧设置有导轨6；钻机支架2、液压系统11和导轨6均安装在钻机 底座3上；其中，钻机支架2和导轨6均可通过焊接的方式与钻机底座3相连接。 钻机支架2的上端设置有铠装电缆接头1，钻机通过电缆接头1上方连接的电缆 与海面船只相连接；铠装电缆接头1的下方设置有液压动力头4和传动件5；传 动件5通过矩形传动螺纹与两侧的导轨6相连接；传动件5的上端通过花键与液 压动力头4相连接、下端通过螺纹与取样钻管7相连接；钻机底座3的下方设置 有调平支腿10；钻机底座3上开设有取样钻孔；取样钻管7从钻机底座3的取样 钻孔中穿出；