CN111947972A - 一种海底沉积物蛇形钻进驱动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种海底沉积物蛇形钻进驱动装置，包括用于推动软管(4)在螺旋形通道中螺旋运动前进和牵引软管(4)在螺旋形通道中螺旋运动回收的驱动管套(35)，驱动管套(35)安装在与齿轮圈(34)固定的旋转的能驱动圈(34)的下方，所述驱动圈(34)悬挂在受驱动下能沿竖向布置的导杆(7)水平升降的支撑板(32)下方，所述齿轮圈(34)的内侧与一对主动齿轮啮合形成齿轮副，通过主动齿轮传动带动驱动圈(34)旋转，从而驱动软管(4)在螺旋形通道中转动前行或回收。本发明结构简单，工作可靠。
Description
技术领域
本发明涉及海底浅层沉积物取样技术领域，特别涉及一种海底沉积物蛇形钻进驱动装置。
背景技术
针对10米以内的海底浅层沉积物取样，如果采用单根钻杆钻进，因杆太长不利于勘探船下水吊放；如果钻杆分段接杆钻进，沉积物样品会出现断层导致样品质量变差，如果采用软管螺旋钻进取样，可以方便海底浅层沉积物取样，但如何更为有效地驱动软管前进与后退，则需要提出新的技术以实现。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述钻杆取样的缺陷，而提供了一种海底沉积物蛇形钻进驱动装置。
为实现本发明的目的，所采用的技术方案如下：
一种海底沉积物蛇形钻进驱动装置，包括用于推动软管(4)在螺旋形通道中螺旋运动前进和牵引软管(4)在螺旋形通道中螺旋运动回收的驱动管套(35)，驱动管套(35)安装在与齿轮圈(34)固定的旋转的能驱动圈(34)的下方，所述驱动圈(34)悬挂在受驱动下能沿竖向布置的导杆(7)水平升降的支撑板(32)下方，所述齿轮圈(34)的内侧与一对主动齿轮啮合形成齿轮副，通过主动齿轮传动带动驱动圈(34)旋转，从而驱动软管(4)在螺旋形通道中转动前行或回收。
优选的，所述导杆(7)为两个，对称布置，所述支撑板(32)通过导向孔与所述的导杆(7)连接。
优选的，所述支撑板(32)与升降驱动机构连接，所述升降驱动机构包括竖向布置的螺纹杆(6)，与所述螺纹杆(6)连接的齿轮驱动螺母(31)，所述轮驱动螺母(31)与驱动电机连接。
优选的，所述螺纹杆(6)为两个，对称布置，且与一对所述导杆(7)呈十字形状布置。
本发明通过上述技术方案，能实现利用驱动圈的旋转升降来控制驱动管套旋转，进而控制所连接的软管在螺旋状通道中前进或后退，保证控制取样用的软管可以有效被驱动，实现前进与回收。
附图说明
图1是本发明的海底沉积物蛇形钻进设备的立体结构示意图；
图2－4海底沉积物蛇形钻进设备机架、滚筒以及取样装置与软管的连接图；
图5是本发明的钻进驱动装置的立体结构示意图；
图6是本发明的钻进驱动装置的立体展开结构示意图；
图中：1、机架；2、滚筒；3、海底沉积物蛇形钻进驱动装置；
31、驱动螺母；32、支撑板；33、齿轮圈；34、驱动圈；35、驱动管套；
4、软管；5、取样装置；6、螺纹杆；7、导杆。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本发明进一步说明。
应用本发明的海底沉积物蛇形钻进驱动装置3的海底沉积物蛇形钻进设备的结构参考图1－4所示，是一根软管4呈螺旋状缠绕在滚筒2内外壁间的螺旋状通道中，由海底沉积物蛇形钻进动力装置3驱动软管4一次性钻进取样。
其中，滚筒2安装在机架1上，滚筒为双层结构，内层壁上形成螺旋状凹槽的螺旋状通道21，取样用的软管呈螺纹状，置于所述螺旋状凹槽中，并由外层壁在外侧限制防止脱出所述螺旋状凹槽；
所述软管4的尾部连接锥形状的外壁上形成均匀的长孔51的取样装置5，所述取样装置5的底部形成通孔(通孔)，所述软管4自所述通孔中伸出，并自所述机架1底部的直线型的钻进约束管11中伸出，进行钻进取样。
其中，所述的滚筒2采用栅栏式结构，作用是减少壁与软管4的摩擦，整体为圆筒状的结构。
其中，所述的软管4头部可接取样装置5。取样装置整体呈锥形状筒，外壁上均布形成多个间隔布置的长孔51，所述取样装置5的底部形成通孔(未示出)，以方便软管4的伸出后，伸入到所述机架1底部的钻进约束孔11中。
其中，所述的取样装置5的底部安装在所述机架的底部，并通过所述通孔套在所述钻进约束孔(管)外，并机架在底部托住。
其中，所述的机架1为矩形状的框架结构，可以由钢板焊接形成，外侧有四根立板，以对滚筒在外侧进行限位约束，并形成上下两部分，上部分放所述滚筒，下部分放所述取样装置，上下两部分由中间隔离架板隔开，同时兼作所述滚筒的底部支撑限位结构，底部为框架结构中部固定所述的钻进约束孔。
当然，所述软管的前端可以进一步安装连接相应的取样钻进用的钻头(未示出)，以方便海底沉积物中的钻进工作，所述的钻头采用普通的钻进钻头安装在取样的软管的前端即可。
如图1至图6，上述的海底沉积物蛇形钻进驱动装置3，包括齿轮驱动螺母31、支撑板32、齿轮圈33、驱动圈34、驱动管套35，软管4尾部与驱动管套35连接，由驱动管套35推动软管4前进和牵引软管4回收。
其中，驱动管套35与驱动圈34固结，驱动圈34与齿轮圈33固结，驱动圈34通过相应的悬挂件39(悬挂件39通过螺钉安装在支撑板32的四个十字形状外伸的延伸臂上，悬挂件与驱动圈固定)悬挂在支撑板32的下面，由齿轮圈33与支撑板32下两套呈对称布局的一对由其驱动电机37驱动的主动齿轮36形成齿轮副，通过此主动齿轮传动带动驱动圈34旋转，从而驱动软管4在滚筒2的螺旋形凹槽中转动前行，其中，所述的主动齿轮36的驱动电机37通过安装架38(与支撑板32螺钉连接或焊接)安装在所述支撑板32的下方。
其中，所述的支撑板32套在呈对称布局的两根导杆7和两根螺纹杆6上，导杆7和螺纹杆6竖向布置，固结在机架1上，螺纹杆6与齿轮驱动螺母31连接，齿轮驱动螺母31的齿轮与通过电机固定架而安装固定在支撑板32上表面上的升降电机40输出端的齿轮啮合连接，在螺纹杆6以及齿轮驱动螺母31作用下，通过升降电机正反旋转，实现控制支撑板32沿导杆进行升降移动；通过此两套具有自锁功能的螺纹副实现支撑板32沿导杆7上下移动，从而带动驱动圈34及固定在驱动圈34上的驱动管套35上下移动。
本发明中，通过所述的驱动圈34的自身旋转和沿导杆7平移实现软管4螺旋运动，当软管4通过机架1底部的钻孔约束后，软管4呈直线钻进海底沉积物层中。
其中，软管4可以是可旋转地套在所述驱动管套35中，并可在所述驱动管套35内旋转，由此可以消除软管4对驱动管套35的扭力破坏。
其中，所述的软管4的尾部连接海底沉积物蛇形钻进驱动装置3，驱动所述的软管4沿螺旋形凹槽形成的导向通道前进或后退。
当蛇形钻进取样设备吊落到预定海底位置后，通过海底沉积物蛇形钻进驱动装置3，施加外部前进力，驱动软管4沿凹槽蛇形前进，软管4头部受到机架1底部钻孔的约束，软管4由螺旋运动变为直线运动直插海底沉积物层，同时软管4壁边钻进边旋转，因软管4具有一定的硬度和壁厚，导致管壁具有相当大的抗扭能力，从而使得软管4具有一定的钻深能力。当达到预定的钻深后，通过海底沉积物蛇形钻进驱动装置3，施加反向后退力，使软管反方向运动提取软管，软管4内充满沉积物呈螺旋状回收。
本发明的海底沉积物蛇形钻进设与钻杆分段采样相比，软管取样质量好，效率高。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种海底沉积物蛇形钻进驱动装置，其特征在于，包括用于推动软管(4)在螺旋形通道中螺旋运动前进和牵引软管(4)在螺旋形通道中螺旋运动回收的驱动管套(35)，驱动管套(35)安装在与齿轮圈(34)固定的旋转的能驱动圈(34)的下方，所述驱动圈(34)悬挂在受驱动下能沿竖向布置的导杆(7)水平升降的支撑板(32)下方，所述齿轮圈(34)的内侧与一对主动齿轮啮合形成齿轮副，通过主动齿轮传动带动驱动圈(34)旋转，从而驱动软管(4)在螺旋形通道中转动前行或回收。
2.根据权利要求1所述海底沉积物蛇形钻进驱动装置，其特征在于，所述导杆(7)为两个，对称布置，所述支撑板(32)通过导向孔与所述的导杆(7)连接。
3.根据权利要求2所述海底沉积物蛇形钻进驱动装置，其特征在于，所述支撑板(32)与升降驱动机构连接，所述升降驱动机构包括竖向布置的螺纹杆(6)，与所述螺纹杆(6)连接的齿轮驱动螺母(31)，所述轮驱动螺母(31)与驱动电机连接。
4.根据权利要求3所述海底沉积物蛇形钻进驱动装置，其特征在于，所述螺纹杆(6)为两个，对称布置，且与一对所述导杆(7)呈十字形状布置。
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