CN116771281B - 一种海洋工程施工用钻进设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海洋工程施工用钻进设备，涉及钻进设备技术领域，包括设置在筒体上的平台，所述平台上设有的矫正闭合机构，本发明通过设置一个矫正闭合机构，出现筒体底部触礁或是触碰到海底斜坡开始倾斜时，顶部的桨片将会根据筒体的倾斜方向，启动对应的齿轮齿条带动桨片进行往复摆动，桨片拨动产生的水流的反作用力，扶正筒体，同时，桨叶通过齿轮齿条与电动推杆的配合，可以关闭井口，避免在钻头抽出、新套管未套入的过程中，进入杂物，避免钻头因进入套管内的杂物而造成卡钻，避免经济损失，同时还能保持钻头水平，并通过与地形固定机构的配合，可以在斜坡、礁石群的复杂地形进行固定，保证钻头的稳定性以及提高进入点定位的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及钻进设备技术领域，具体为一种海洋工程施工用钻进设备。
背景技术
海洋是地球上最广阔的水体总称，由于海洋面积广阔，海洋内也拥有大量的资源，包括海洋矿物资源、海水化学资源、海洋生物资源和海洋动力资源等四项，其中大海内储备有大量的天然气与石油，是人类目前主要使用的化石资源，深海钻探、开采技术，是采集通孔300米水深以下海域水下井口设施的定位、安装、控制技术，通孔300米水深以下海域水下结构物稳定性设计、建造、控制技术等，是现有技术中对深海开采比较主要的技术手段，而海底地形繁杂，内有暗流，海底表面凹凸不平，海底也有较多的礁石与珊瑚礁，在深海钻探、开采的过程中，需要保持水平角度的开采，同时，要确保定位精确，而在现有技术中，对于有礁石的地方需要通过清礁处理或者开凿礁石才能进行开采，整体较为麻烦，经济与时间上消耗时间较多，较为不便，同时在开采的过程中，撤出钻头，装入新的套管时，在海底的套管在新套管还未装入，钻头已经抽出的过程中，可能由于海底的暗流从而进入海草、砂体、石头等杂物，从而造成后续钻头因杂物造成的卡钻，从而造成大量的经济损失。
发明内容
本发明的目的在于提供一种海洋工程施工用钻进设备，以解决背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括设置在筒体上的平台，所述平台上设有的矫正闭合机构；
所述矫正闭合机构包括所述平台上等距排布转动设有的桨片，每个所述桨片下方固定设有与其对应的封闭角，每个所述桨片均与其一侧设有的连接柱固定连接，所述连接柱的另一端与其对应的齿轮固定连接，所述齿轮下方设有齿条，所述齿条与其对应的所述齿轮啮合传动，所述齿条滑动设置在所述平台上，所述平台上等距排布设有滑槽，所述齿条滑动设置在与其对应的所述滑槽内，所述齿条的两侧还均匀设有齿，所述齿条两侧的齿还与设置在其两侧的扇形齿轮啮合传动，每个所述扇形齿轮下方固定设有带轮，其中一个所述带轮转动设置在槽内，所述槽等距排布设置在所述平台上，所述槽与所述滑槽相交，且在两个所述带轮外缠绕设有同一根传动带，同一对所述带轮之间通过传动带同步带传动，其中一个所述扇形齿轮与一号电机的电机轴固定连接，所述一号电机与保护壳固定连接，所述齿轮与所述保护壳转动连接，另一个所述扇形齿轮上转动设有连接板，所述连接板的另一端与一号电动推杆固定连接，所述一号电动推杆的伸缩端与所述连接板固定连接，所述一号电动推杆的固定端与所述平台固定板连接，靠近所述连接板一侧的所述带轮与所述槽之间花键滑动连接。
优选地，所述平台上还设有地形固定机构，所述地形固定机构包括所述平台上等距排布滑动设有的升降支撑杆，且在所述升降支撑杆与所述平台之间固定设有一号弹簧，所述升降支撑杆的另一端设有支撑脚，所述升降支撑杆与所述支撑脚铰接，每个所述支撑脚上均设有一对通孔，且在每个所述通孔的一侧均固定设有固定柱，所述固定柱上滑动设有滑块，每个所述滑块下方均固定设有与其对应的地钉，所述支撑脚上固定设有弹力带，所述弹力带套在所述滑块上，所述滑块的一侧设有锁定扣板，所述锁定扣板与所述固定柱转动连接，所述锁定扣板的一端与牵引绳固定连接，所述牵引绳经过导向轮与线轮固定连接，所述导向轮转动设置在所述固定柱上。
优选地，所述线轮转动设置在二号电机上，且在所述线轮与所述二号电机之间固定设有扭力弹簧，所述牵引绳缠绕设置在所述线轮上，所述扭力弹簧用于辅助所述线轮的收紧，所述二号电机上滑动设有锁定块，所述锁定块与二号电动推杆固定连接，所述二号电动推杆的伸缩端与所述锁定块固定连接，所述二号电动推杆的固定端与所述二号电机固定连接。
优选地，所述二号电机等距排布固定设置在升降板上，所述升降板与限位杆滑动连接，所述限位杆固定设置在所述平台上，所述升降板与螺杆螺旋传动，所述螺杆与二号电机的电机轴固定连接，所述二号电机固定设置在所述平台内，所述平台下方固定设有挡板。
优选地，所述筒体上等距排布固定设有固定壳于所述升降板的下方，所述固定壳内滑动设有滑板，所述滑板与所述固定壳之间固定设有一对二号弹簧，所述固定壳远离所述滑板的一端固定设有距离传感器，所有电机、电动推杆及传感器均通过外接的控制台控制，所述筒体内设有套管，所述套管内设有钻头。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明通过设置一个矫正闭合机构，出现筒体底部触礁或是触碰到海底斜坡开始倾斜时，顶部的桨片将会根据筒体的倾斜方向，启动对应的齿轮齿条带动桨片进行往复摆动，从而通过桨片拨动水流，桨片拨动产生的水流的反作用力，从而扶正筒体，同时，桨叶通过齿轮齿条与电动推杆的配合，可以关闭井口，避免在钻头抽出、新套管未套入的过程中，进入杂物，避免钻头因进入套管内的杂物而造成卡钻，避免经济损失，同时还能保持钻头水平，并通过与地形固定机构的配合，可以在斜坡、礁石群的复杂地形进行固定，保证钻头的稳定性以及提高进入点定位的准确性。
附图说明
图1为本发明实施例第一外观示意图。
图2为本发明实施例第二外观示意图。
图3为本发明实施例第一局部结构示意图。
图4为本发明实施例第二局部结构示意图。
图5为本发明实施例第三局部结构示意图。
图6为本发明实施例图1中A处放大示意图。
图7为本发明实施例图3中B处放大示意图。
图8为本发明实施例图4中C处放大示意图。
图9为本发明实施例图5中D处放大示意图。
图中：11、筒体；13、平台；14、升降支撑杆；15、支撑脚；16、一号弹簧；17、桨片；18、套管；19、保护壳；20、挡板；21、封闭角；22、钻头；24、升降板；25、固定壳；26、限位杆；27、螺杆；28、二号电机；29、固定柱；30、通孔；31、地钉；32、滑块；33、锁定扣板；34、弹力带；35、导向轮；36、牵引绳；37、连接柱；38、滑槽；39、槽；40、带轮；41、扇形齿轮；42、一号电机；43、齿条；44、齿轮；45、传动带；46、二号电动推杆；47、锁定块；48、线轮；49、滑板；50、二号弹簧；51、距离传感器；52、连接板；53、一号电动推杆；54、扭力弹簧；61、矫正闭合机构；62、地形固定机构；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
结合附图1-图9，所述的一种海洋工程施工用钻进设备，包括设置在筒体11上的平台13，所述平台13上设有的矫正闭合机构61。
所述矫正闭合机构61包括所述平台13上等距排布转动设有的桨片17，每个所述桨片17下方固定设有与其对应的封闭角21，每个所述桨片17均与其一侧设有的连接柱37固定连接，所述连接柱37的另一端与其对应的齿轮44固定连接，所述齿轮44下方设有齿条43，所述齿条43与其对应的所述齿轮44啮合传动，所述齿条43滑动设置在所述平台13上，所述平台13上等距排布设有滑槽38，所述齿条43滑动设置在与其对应的所述滑槽38内，所述齿条43的两侧还均匀设有齿，所述齿条43两侧的齿还与设置在其两侧的扇形齿轮41啮合传动，每个所述扇形齿轮41下方固定设有带轮40，其中一个所述带轮40转动设置在槽39内，所述槽39等距排布设置在所述平台13上，所述槽39与所述滑槽38相交，且在两个所述带轮40外缠绕设有同一根传动带45，同一对所述带轮40之间通过传动带45同步带传动，其中一个所述扇形齿轮41与一号电机42的电机轴固定连接，所述一号电机42与保护壳19固定连接，所述齿轮44与所述保护壳19转动连接，所述保护壳19用于防止所述进水，保护内部结构，另一个所述扇形齿轮41上转动设有连接板52，所述连接板52的另一端与一号电动推杆53固定连接，所述一号电动推杆53的伸缩端与所述连接板52固定连接，所述一号电动推杆53的固定端与所述平台13固定板连接，靠近所述连接板52一侧的所述带轮40与所述槽39之间花键滑动连接。
有益地，所述平台13上还设有地形固定机构62，所述地形固定机构62包括所述平台13上等距排布滑动设有的升降支撑杆14，且在所述升降支撑杆14与所述平台13之间固定设有一号弹簧16，所述升降支撑杆14的另一端设有支撑脚15，所述升降支撑杆14与所述支撑脚15铰接，每个所述支撑脚15上均设有一对通孔30，且在每个所述通孔30的一侧均固定设有固定柱29，所述固定柱29上滑动设有滑块32，每个所述滑块32下方均固定设有与其对应的地钉31，所述地钉31与所述通孔30对齐，且所述地钉31可以穿过所述通孔30，所述支撑脚15上固定设有弹力带34，所述弹力带34为弹性材质，所述弹力带34套在所述滑块32上，所述滑块32的一侧设有锁定扣板33，所述锁定扣板33用于锁定所述滑块32，所述锁定扣板33与所述固定柱29转动连接，所述锁定扣板33的一端与牵引绳36固定连接，所述牵引绳36经过导向轮35与线轮48固定连接，所述导向轮35转动设置在所述固定柱29上。
有益地，所述线轮48转动设置在二号电机28上，且在所述线轮48与所述二号电机28之间固定设有扭力弹簧54，所述牵引绳36缠绕设置在所述线轮48上，所述扭力弹簧54用于辅助所述线轮48的收紧，所述二号电机28上滑动设有锁定块47，所述锁定块47可用于锁定所述线轮48的旋转，所述锁定块47与二号电动推杆46固定连接，所述二号电动推杆46的伸缩端与所述锁定块47固定连接，所述二号电动推杆46的固定端与所述二号电机28固定连接。
有益地，所述二号电机28等距排布固定设置在升降板24上，所述升降板24与限位杆26滑动连接，所述限位杆26固定设置在所述平台13上，所述升降板24与螺杆27螺旋传动，所述螺杆27与二号电机28的电机轴固定连接，所述二号电机28固定设置在所述平台13内，所述平台13下方固定设有挡板20，所述挡板20用于防止所述平台13与所述升降板24之间进入杂物。
有益地，所述筒体11上等距排布固定设有固定壳25于所述升降板24的下方，所述固定壳25内滑动设有滑板49，所述滑板49与所述固定壳25之间固定设有一对二号弹簧50，所述固定壳25远离所述滑板49的一端固定设有距离传感器51，所述距离传感器51用于检测所述滑板49的位置，所有电机、电动推杆及传感器均通过外接的控制台控制，所述筒体11内设有套管18，所述套管18内设有钻头22，所述二号弹簧50并不足以支撑所述滑板49的重量。
本发明使用方法：
初始状态下：所述桨片17、所述封闭角21全部呈展开状态，所述封闭角21的一角与所述套管18相抵，所述一号弹簧16为正常状态，所述平台13与所述升降板24为最远距离，所述滑块32被所述锁定扣板33扣住锁定，所述弹力带34与为压缩状态，所述牵引绳36为紧绷状态，每个所述扇形齿轮41都与所述齿条43的侧面齿啮合，所述齿轮44与所述齿条43啮合，所述一号电动推杆53、所述二号电动推杆46为收缩状态，所述扭力弹簧54为压缩状态，所述二号弹簧50为正常状态。
当需要使用本发明时，将所述套管18与所述钻头22套入所述筒体11内，并与所述筒体11一起下沉，直至靠近定位点，所述筒体11的底部与所述支撑脚15将会优先接触到周边的环境，此时，在控制台的作用下，各个所述距离传感器51将会启动，所述距离传感器51启动后，将会检测所述滑板49的位置，是否发生变化，当所述筒体11或所述支撑脚15一侧触底时，将会发生倾斜，倾斜端的所述滑板49在重力的作用下将会向一侧滑动，从而使得所述二号弹簧50被挤压从而被该侧的所述距离传感器51所检测，从而发射信号给外接的控制台，通过控制台，驱动同侧的所述一号电机42启动，所述一号电机42启动后其电机轴将会带动所述扇形齿轮41旋转，从而带动所述带轮40旋转，从而通过所述传动带45带动另一侧的所述带轮40、所述扇形齿轮41同步传动，从而通过与所述齿条43侧齿的啮合，带动所述齿条43往复运动，从而通过所述齿条43带动所述齿轮44旋转，从而通过所述齿轮44带动所述连接柱37旋转，从而通过所述连接柱37带动所述桨片17往复摆动，而由于所述桨片17由于形状问题，将会向单侧推动，从而使得其较大的一面，往复推动水流，从而通过反作用力，将所述筒体11推平，在所述筒体11复位时，所述滑板49将会在所述二号弹簧50的作用下复位，所述距离传感器51检测到所述滑板49复位后，将会停止该侧的所述一号电机42启动，而后在随着外部设备带动所述筒体11的继续下沉，已经与物体接触的所述支撑脚15将会贴在物体的表面，所述升降支撑杆14将会在所述平台13上滑动，所述升降支撑杆14不会在左右偏移，而是保持稳定，所述一号弹簧16被拉伸，直至其余所述支撑脚15都与物体接触，所述筒体11保持稳定触底，所述筒体11的底面与海底接触或者是靠近至不能再下降的程度，而随着所述升降支撑杆14的滑动，所述牵引绳36也将被放松，从而在所述扭力弹簧54的作用下，被所述线轮48所收紧，从而使得所述牵引绳36还是保持紧绷状态，而在所述筒体11触底稳定后，所述二号电动推杆46将会在控制台的作用下启动，从而进行伸展，通过所述锁定块47夹紧所述线轮48，使得所述线轮48无法再旋转，此时所述二号电机28将在控制台的作用下启动，其电机轴带动所述螺杆27旋转，从而使得所述升降板24上升，从而拽动所述牵引绳36，从而通过拽动所述牵引绳36从而带动所述锁定扣板33旋转，从而使得所述锁定扣板33不在锁定所述滑块32，所述滑块32在没有被锁定后，将会在所述弹力带34的作用下，快速下降，带动所述地钉31下降，插入所述通孔30内，从而与所述通孔30下方的地形进行锁定，除了硬度较高的地形无法被插入，大部分地形都将会被所述地钉31所插入，从而保持设备的稳定。
从而可以开始进行钻进工作，在单次钻探工作结束后，所述套管18将会被套入地质层内被打通的井道内，此时，所述钻头22将会被抽出，上方将会下入下一级套管，而在所述钻头22被抽出与套入下一级套管之间将会有一定的时间间隙，在这段时间内杂物将会有可能进入所述套管18内，影响后续工作，此时，在控制台的作用下，所述一号电动推杆53将会被启动，从而带动所述扇形齿轮41上移，从而使得单侧所述扇形齿轮41不在与所述齿条43啮合，而后所述一号电机42将会启动，从而带动另一侧所述扇形齿轮41旋转，从而带动所述齿条43滑动，使得所述桨片17、所述封闭角21完全收束，所述封闭角21将会相互贴合，封堵所述筒体11上方的通孔，从而避免有杂物进入，直至下一级套管抵达位置，才会再次打开复位，在闭合期间，从而防止因杂物落入所述套管18造成的杂物卡钻的现象发生。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (3)
1.一种海洋工程施工用钻进设备，包括设置在筒体(11)上的平台(13)，其特征在于：所述平台(13)上设有的矫正闭合机构(61)；
所述矫正闭合机构(61)包括所述平台(13)上等距排布转动设有的桨片(17)，每个所述桨片(17)下方固定设有与其对应的封闭角(21)，每个所述桨片(17)均与其一侧设有的连接柱(37)固定连接，所述连接柱(37)的另一端与其对应的齿轮(44)固定连接，所述齿轮(44)下方设有齿条(43)，所述齿条(43)与其对应的所述齿轮(44)啮合传动，所述齿条(43)滑动设置在所述平台(13)上，所述平台(13)上等距排布设有滑槽(38)，所述齿条(43)滑动设置在与其对应的所述滑槽(38)内，所述齿条(43)的两侧还均匀设有齿，所述齿条(43)两侧的齿还与设置在其两侧的扇形齿轮(41)啮合传动，每个所述扇形齿轮(41)下方固定设有带轮(40)，其中一个所述带轮(40)转动设置在槽(39)内，所述槽(39)等距排布设置在所述平台(13)上，所述槽(39)与所述滑槽(38)相交，且在两个所述带轮(40)外缠绕设有同一根传动带(45)，同一对所述带轮(40)之间通过传动带(45)同步带传动，其中一个所述扇形齿轮(41)与一号电机(42)的电机轴固定连接，所述一号电机(42)与保护壳(19)固定连接，所述齿轮(44)与所述保护壳(19)转动连接，另一个所述扇形齿轮(41)上转动设有连接板(52)，所述连接板(52)的另一端与一号电动推杆(53)固定连接，所述一号电动推杆(53)的伸缩端与所述连接板(52)固定连接，所述一号电动推杆(53)的固定端与所述平台(13)固定板连接，靠近所述连接板(52)一侧的所述带轮(40)与所述槽(39)之间花键滑动连接；
所述平台(13)上还设有地形固定机构(62)，所述地形固定机构(62)包括所述平台(13)上等距排布滑动设有的升降支撑杆(14)，且在所述升降支撑杆(14)与所述平台(13)之间固定设有一号弹簧(16)，所述升降支撑杆(14)的另一端设有支撑脚(15)，所述升降支撑杆(14)与所述支撑脚(15)铰接，每个所述支撑脚(15)上均设有一对通孔(30)，且在每个所述通孔(30)的一侧均固定设有固定柱(29)，所述固定柱(29)上滑动设有滑块(32)，每个所述滑块(32)下方均固定设有与其对应的地钉(31)，所述支撑脚(15)上固定设有弹力带(34)，所述弹力带(34)套在所述滑块(32)上，所述滑块(32)的一侧设有锁定扣板(33)，所述锁定扣板(33)与所述固定柱(29)转动连接，所述锁定扣板(33)的一端与牵引绳(36)固定连接，所述牵引绳(36)经过导向轮(35)与线轮(48)固定连接，所述导向轮(35)转动设置在所述固定柱(29)上；
所述线轮(48)转动设置在二号电机(28)上，且在所述线轮(48)与所述二号电机(28)之间固定设有扭力弹簧(54)，所述牵引绳(36)缠绕设置在所述线轮(48)上，所述扭力弹簧(54)用于辅助所述线轮(48)的收紧，所述二号电机(28)上滑动设有锁定块(47)；
所述锁定块(47)与二号电动推杆(46)固定连接，所述二号电动推杆(46)的伸缩端与所述锁定块(47)固定连接，所述二号电动推杆(46)的固定端与所述二号电机(28)固定连接；
所述筒体(11)上等距排布固定设有固定壳(25)于升降板(24)的下方，所述固定壳(25)内滑动设有滑板(49)，所述滑板(49)与所述固定壳(25)之间固定设有一对二号弹簧(50)；
所述固定壳(25)远离所述滑板(49)的一端固定设有距离传感器(51)，所有电机、电动推杆及传感器均通过外接的控制台控制，所述筒体(11)内设有套管(18)，所述套管(18)内设有钻头(22)。
2.根据权利要求1所述的一种海洋工程施工用钻进设备，其特征在于：所述二号电机(28)等距排布固定设置在升降板(24)上，所述升降板(24)与限位杆(26)滑动连接，所述限位杆(26)固定设置在所述平台(13)上，所述升降板(24)与螺杆(27)螺旋传动。
3.根据权利要求2所述的一种海洋工程施工用钻进设备，其特征在于：所述螺杆(27)与二号电机(28)的电机轴固定连接，所述二号电机(28)固定设置在所述平台(13)内，所述平台(13)下方固定设有挡板(20)。
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