[发明专利]海底硬岩多点位保压取芯微型钻机

说明书

本发明公开了一种海底硬岩多点位保压取芯微型钻机，包括把手、动力头、减速箱、钻具抛弃装置、钻具、压力补偿器、置岩架和岩芯保压装置。减速箱的顶板上安装有给水接头和动力头，动力头的输出轴与减速箱的输入轴相连，所述的减速箱的输出轴设有中心孔，中心孔与给水接头的进水孔连通；下部内腔设有悬挂卡槽，通过带有悬挂卡子的可抛弃连接轴与钻连接。本发明结构简单紧凑、体积小、可靠性高，可机械手持，应急抛弃钻具；保证潜水器安全，降低故障维护的成本。所取岩芯保存于保压筒内，可实现对海底表层硬岩进行多点保压取芯。

技术领域

本发明涉及一种海底硬岩多点位保压取芯微型钻机。

背景技术

利用钻探取样装备对海底固体矿产资源进行钻探取样,是分析海底固体矿产资源矿体成分和品位的基础，随着如“蛟龙号”载人潜水器、“深海勇士号”载人潜水器、“海马号”ROV等海洋装备的研制并广泛应用于海底资源勘查之中，研制载人潜水器/ROV配套海底岩芯取样钻机，满足海底固体矿产资源特别是赋存在海底表层的锰结核、富钴结壳等矿产资源钻探的迫切需求。专利ZL200420036284.1公开了一种深海载人潜水器浅孔取芯器，该取芯器主要由液压钻进动力头、钻进动力头角度调整装置、补偿与稳杆装置、抛弃取芯器装置、卡钻事故丢弃钻具装置等部分构成，具有良好的工作可靠性、稳定性和安全性。并且当取芯出现卡钻等破坏性故障时，利用抛弃装置可丢弃取芯器或其部件，以保证潜水器和人能安全返回。然而，该取芯器整体结构复杂、执行机构多、操控点多、操控难度较大、且必须固定安装在潜水器上，使得在每次进行海底固体矿产资源取芯作业前，必须先操控载人潜水器靠近待取芯点，由于海底固体矿产资源在海底存现凸凹不平的分布状态，当载人潜水器过于靠近待取芯点，将给载人潜水器带来很大的安全隐忧。与此同时，由于该取芯器固定安装在潜水器，只能通过前后调角油缸和左右摆动油缸来调整钻探角度，使得可调整的钻探角度范围较小。钻机未提供多点取芯方案，每次下水只能进行一次取芯，成本高、效率低，且未提供岩芯保压方法。ZL200420036287.5公开了这一种深海自动更换岩芯内管多点取芯钻机，该钻机包括框架式机架、脐带缆吊放装置、自动更换岩芯内管的换内管机构、全液压动力系统、机身倾角调节机构、钻进取芯机构等部分组成，该钻机可多次换内管取芯、能适应海底地形变化、工作稳定，发生卡钻事故时可安全逃生。但钻机体积硕大、结构复杂，通过机架底板的钻机支腿的伸缩调节机身倾角的方式，无法完全适应较为复杂的海底地形，且未提供岩芯保压方法。

目前，潜水器/ROV上均配备有作业机械手，利用作业机械手抓取作业工具开展海底固体矿产资源钻探取样作业，不仅可以有效解决潜水器/ROV过于靠近待取芯点，对潜水器/ROV带来的安全隐忧，同时还可以利用作业机械手的灵活性，实现不同钻探角度的灵活调整。为了克服现有深海载人潜水器浅孔取芯器技术存在的不足，防止上浮过程中上层海水对原味岩芯的污染、嗜压微生物的死亡以及单次取芯带来的高成本和低效率，高效获取高质量的原味岩芯，亟待研制一种可以利用潜水器/ROV作业机械手把持的，结构简单、操作方便、钻探角度可随作业机械手灵活调整、单次下水可对不同水深的海底表层硬岩进行多点取芯的，且紧急情况下可快速抛弃钻具的保压取芯微型钻机。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单、操作方便，可对不同水深的海底表层硬岩进行多点取芯的，且紧急情况下可丢弃钻具或整台钻机，保证潜水器安全，降低故障维护成本的海底硬岩多点位保压取芯微型钻机。

为实现上述方案，本发明采用如下技术方案：

一种海底硬岩多点位保压取芯微型钻机，包括动力头、减速箱、钻具抛弃装置、钻具、置岩架和岩芯保压装置；减速箱的顶板上安装有给水接头和动力头，动力头的输出轴与减速箱的输入轴相连，减速箱的输出轴设有中心孔，中心孔与给水接头的进水孔连通；