CN116971742A - 一种工程浅钻装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及钻探技术领域，尤其涉及一种工程浅钻装置。包括有保护罩，保护罩设置有控制终端，保护罩固接有固定盘，固定盘固接有固定壳，固定盘和固定壳之间设置有存水腔，固定壳设置有压力显示器，固定盘和固定壳内设置有与控制终端电连接的抽水泵，保护罩内设置有与控制终端电连接的电动滑台，电动滑台设置有与控制终端电连接的驱动电机，驱动电机的驱动轴固接有固定筒，固定筒固接有周向等间距分布的破碎刀。本发明通过保护罩将钻进区域罩住，使保护罩内的水和保护罩外部的水不在互通，使本装置在后续钻进过程中保持稳定，并通过固定盘和固定壳之间存水腔内水的重量，将本装置固定至钻进区域。
Description
技术领域
本发明涉及钻探技术领域，尤其涉及一种工程浅钻装置。
背景技术
浅钻是一种用于在较浅水域的海底表层进行钻探作业的钻探技术，这种钻探方法通常用于获取海底沉积物或岩石的样本，并通过后续的检测设备对取出的海底沉积物或岩石的样本进行检测，以达到地质研究、勘探和资源开发等目的。
现有的取样方式有多种，其中一种则是通过钻进设备将钻进区域钻出柱形样品，然后由使用人员根据柱形样品检测出岩石和沉积物等物质的分布情况，而现有的钻进设备在钻进的过程中，钻筒发生转动会向四周传递噪音，并使周围的水发生振动，钻筒周围振动的水和噪音会干扰到周围的海洋生物，轻则影响周围的海洋生物的生物活动，严重则会威胁到周围海洋生物的生命安全。
发明内容
为了克服钻筒转动会向四周传递噪音，并使水发生振动，进而影响到周围海洋生物的缺点，提供了一种工程浅钻装置。
本发明的技术方案为：一种工程浅钻装置，包括有保护罩，保护罩设置有控制终端，保护罩固接有固定盘，固定盘固接有固定壳，固定盘和固定壳之间设置有存水腔，固定壳设置有压力显示器，固定盘和固定壳之间的存水腔内设置有与控制终端电连接的抽水泵，保护罩内滑动连接有与控制终端电连接的电动滑台，电动滑台设置有与控制终端电连接的驱动电机，驱动电机的驱动轴固接有固定筒，固定筒固接有周向等间距分布的破碎刀，抽水泵将水抽入固定盘和固定壳之间的存水腔，使保护罩在工作过程中保持稳定。
优选地，固定壳固接有固定件，保护罩远离固定盘的一侧固接有密封件。
优选地，固定筒设置有周向等间距分布的螺旋导向槽，螺旋导向槽用于引导水向上移动。
优选地，固定筒设置有周向等间距分布的进水孔，进水孔的外侧朝向于固定筒旋转方向的一侧，进水孔于固定筒上与螺旋导向槽错位分布。
优选地，固定盘转动连接有转动架，转动架固接有对称分布的连接架，连接架转动连接有配重块，配重块与相邻的连接架之间设置有扭簧，配重块设置有对称分布的Y形导水槽，对称分布的Y形导水槽的相向侧为出水口，对称分布的Y形导水槽的背向侧为进水口。
优选地，对称分布的连接架均滑动连接有齿条架，齿条架与相邻的连接架之间设置有弹簧，配重块固接有与相邻齿条架啮合的第一齿轮，对称分布的齿条架之间固接有位于固定壳上方的滑板。
优选地，固定盘设置有周向等间距分布的盲孔，转动架滑动连接有与固定盘的盲孔限位配合的弹性限位件。
优选地，固定筒靠近驱动电机的一侧设置有扇形通孔，驱动电机的驱动轴固接有转动件，转动件设置有进水口，转动件通过固定筒的扇形通孔与其连通。
优选地，转动件转动连接有旋转件，驱动电机的一侧固接有U形架，U形架远离驱动电机的一端转动连接有转杆，旋转件键连接有内齿圈，转动件键连接有第二齿轮，转杆键连接有与内齿圈和第二齿轮啮合的第三齿轮。
优选地，固定筒靠近驱动电机的一侧固接有固定罩，固定罩内转动连接有旋转框，旋转框通过L形杆与旋转件固接，旋转框内固接有周向等间距分布的螺旋板，螺旋板与固定筒转动配合。
有益效果为：
1、本发明通过保护罩将钻进区域罩住，使保护罩内的水和保护罩外部的水不在互通，使本装置在后续钻进过程中保持稳定，并通过固定盘和固定壳之间存水腔内水的重量，将本装置固定至钻进区域，避免海洋内的洋流带动本装置发生偏移，导致后续无法对钻进区域进行钻进。
2、当本装置与钻进区域的底部贴合后，通过抽水泵向固定盘和固定壳之间存水腔内持续添加水，增加本装置向下的作用力，通过密封件的形变加强本装置与钻进区域底部的密封性，通过增加配重的方式，增强本装置与钻进区域的固定，使本装置在后续钻进过程中保持稳定。
3、通过进水孔将周围的水导入固定筒内侧，对固定筒和破碎刀进行降温，避免固定筒和破碎刀钻进过程中与钻进区域硬性摩擦，使钻进区域周围的水温升高，导致固定筒和破碎刀的使用寿命被钻进区域周围较高的水温降低，通过旋转件的逆时针转动，抵消转动件顺时针转动产生的转动力，使固定筒在钻进过程中保持稳定。
附图说明
图1为本发明的立体结构正视图；
图2为本发明保护罩的立体结构剖视图；
图3为本发明固定壳的立体结构剖视图；
图4为本发明配重块的立体结构剖视图；
图5为本发明驱动电机、固定筒和破碎刀的立体结构示意图；
图6为本发明驱动电机、固定筒和破碎刀的立体结构爆炸图；
图7为本发明转动件的立体结构剖视图；
图8为本发明转动件的立体结构俯视图；
图9为本发明旋转件的立体结构剖视图。
图中附图标记为：101-保护罩，1011-密封件，102-固定盘，103-固定壳，1031-压力显示器，1032-固定件，104-抽水泵，105-电动滑台，106-驱动电机，107-固定筒，1071-螺旋导向槽，1072-进水孔，108-破碎刀，201-转动架，202-连接架，203-配重块，204-Y形导水槽，3-弹性限位件，301-齿条架，302-第一齿轮，303-滑板，4-转动件，501-旋转件，502-U形架，503-转杆，504-内齿圈，505-第二齿轮，506-第三齿轮，601-固定罩，602-旋转框，603-螺旋板。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
实施例1：一种工程浅钻装置，如图1-图3所示，包括有保护罩101，保护罩101设置有控制终端，保护罩101的上侧固接有固定盘102，固定盘102的上侧固接有固定壳103，固定盘102和固定壳103之间设置有存水腔，固定壳103设置有压力显示器1031，压力显示器1031用于显示固定盘102和固定壳103之间的压力，固定盘102设置有位于固定盘102和固定壳103之间存水腔内的抽水泵104，保护罩101内滑动连接有电动滑台105，电动滑台105设置有驱动电机106，驱动电机106驱动轴的下端固接有固定筒107，固定筒107固接有周向等间距分布的破碎刀108，抽水泵104将水抽入固定盘102和固定壳103之间的存水腔，使保护罩101在工作过程中保持稳定，抽水泵104、电动滑台105和驱动电机106均与控制终端电连接，通过保护罩101将钻进区域罩住，使保护罩101内的水和保护罩101外部的水不在互通，增强本装置在后期钻进过程中的稳定，避免后续钻进过程中，产生的气泡影响到周围的海洋生物，导致周围的海洋生物受到惊吓，并通过固定盘102和固定壳103之间存水腔内水的重量，将本装置固定至钻进区域，避免海洋内的洋流带动本装置发生偏移，导致后续无法对钻进区域进行钻进。
如图1-图3所示，固定壳103固接有固定件1032，图2内固定件1032的状态为固定盘102和固定壳103之间的存水腔充满水的状态，固定件1032为软性可形变材质，通过抽水泵104向固定盘102和固定壳103之间存水腔内持续添加水，增加本装置向下的作用力，保护罩101远离固定盘102的一侧固接有密封件1011，密封件1011为满气状态下的气囊，通过保护罩101将密封件1011挤压至发生形变，增强本装置与钻进区域底部的密封性。
如图2-图4所示，固定盘102的外周转动连接有转动架201，转动架201固接有左右对称分布的两个连接架202，两个连接架202的下侧均转动连接有配重块203，配重块203与相邻的连接架202之间设置有扭簧，配重块203设置有前后对称分布的Y形导水槽204，两个Y形导水槽204的背向侧为进水口，两个Y形导水槽204的相向侧为出水口，通过配重块203增加本装置的重量，增强本装置与钻进区域的固定，使本装置在后续钻进过程中保持稳定，两个Y形导水槽204用于降低配重块203与水接触的冲击力。
如图2和图3所示，固定盘102设置有周向等间距分布的盲孔，固定盘102的盲孔朝向下方，转动架201滑动连接有弹性限位件3，弹性限位件3与固定盘102的盲孔限位配合，弹性限位件3插入固定盘102的盲孔时，对转动架201进行固定，使转动架201在后续钻进过程中不会发生转动。
当需要对海洋底部进行钻进之前，使用人员乘坐运输工具来到需要钻进的区域上方，而后通过卷扬机将本装置放入钻进区域或者直接由使用人员将本装置拖拽至钻进区域，在将本装置放入钻进区域前，使用人员通过控制终端操控抽水泵104将固定盘102和固定壳103之间存水腔内的大部分气体抽出，使其内的保持空气含量较低的状态，并使固定件1032向下形变，而后在将本装置放入钻进区域内时，使用人员通过控制终端启动抽水泵104，抽水泵104将外部的水缓慢抽取至固定盘102和固定壳103之间的存水腔内，使固定盘102和固定壳103之间存水腔内的水缓慢增多，并通过固定盘102和固定壳103之间存水腔内的水，使本装置缓慢沉入水中，进而将本装置固定至钻进区域，本装置向下移动的过程中，使用人员通过压力显示器1031随时监控固定盘102和固定壳103内的压力，当固定盘102和固定壳103之间的存水腔被外部的水全部填充之后，本装置继续向下缓慢移动，直至落到需要钻进的区域，在本装置向下移动的过程中，通过压力显示器1031显示固定盘102和固定壳103内的压力，以便使用人员及时通过控制终端将抽水泵104关闭。
通过保护罩101罩住需要钻进的区域，使保护罩101内的水和保护罩101外部的水不在互通，增强后续钻进过程中的稳定，避免后续钻进过程中，产生的气泡影响到周围的海洋生物，导致周围的海洋生物受到惊吓。
当密封件1011与钻进区域的底部接触后，固定盘102和固定壳103内的存水腔已充满水，此时本装置已固定于钻进区域，而后由使用人员通过控制终端操控抽水泵104继续将外部的水抽入固定盘102和固定壳103内的存水腔内，在此过程中，固定件1032受到固定盘102和固定壳103之间存水腔的水压影响下，使固定件1032向上形变，增大固定盘102和固定壳103内存水腔存水的容量，增大本装置向下的作用力，使本装置在后续钻进过程中保持稳定。
固定件1032发生形变后使本装置继续向下移动一段距离，挤压密封件1011并使其发生形变，使密封件1011与钻进区域的底部贴合，以增强保护罩101的密封性。
在对钻进区域进行钻进之前，使用人员将弹性限位件3向下拔至不与固定盘102的盲孔接触，以解除对转动架201的限位，而后由使用人员将转动架201、连接架202和配重块203转动至任意一侧的配重块203和Y形导水槽204与洋流的流动方向形成对向，洋流经过配重块203时，从Y形导水槽204的进水口流入，而后从Y形导水槽204的出水口流出，降低配重块203与水接触的冲击力，并通过两个配重块203提供额外的配重，增强本装置与钻进区域的固定，进一步使本装置在后续钻进过程中保持稳定。
当任意一个配重块203已转动至与洋流方向同侧时，使用人员松开弹性限位件3，使弹性限位件3插入固定盘102的盲孔内，并将转动架201及其上零件进行固定，使转动架201及其上零件在后续钻进的过程中不会发生转动。
当所有准备工作完成后，使用人员通过控制终端启动电动滑台105和驱动电机106，电动滑台105缓慢向下移动，驱动电机106的驱动轴带动固定筒107和破碎刀108进行转动，伴随着电动滑台105和驱动电机106的向下移动，破碎刀108以环状钻进的方式对钻进区域的底部进行钻进，使钻进区域的样品形成柱形，以便于后续的取样。
当不再需要对钻进区域进行钻进后，使用人员通过控制终端控制电动滑台105带动驱动电机106及其上零件向上移动，当固定筒107脱离与柱形样本接触后，使用人员通过控制终端关闭驱动电机106和电动滑台105即可，而后由使用人员使用后续的取样设备将柱形样品取出。
对钻进区域钻进完成后，使用人员通过控制终端启动抽水泵104，通过抽水泵104将固定盘102和固定壳103之间存水腔内的水向外抽出，本装置缺失重量的支持后，在自身浮力的作用下使本装置缓慢向上移动，并通过卷扬机或使用人员将本装置拖拽至水面，待本装置漂浮至水面后，使用人员通过控制终端关闭抽水泵104。
实施例2：在实施例1的基础之上，如图5和图6所示，固定筒107设置有周向等间距分布的螺旋导向槽1071，螺旋导向槽1071的旋向与固定筒107的转动方向相反，通过螺旋导向槽1071将水向上带动，加快较热的水向上流动的速度，固定筒107设置有周向等间距分布的进水孔1072，进水孔1072的外侧朝向于固定筒107旋转方向的一侧，进水孔1072于固定筒107上与螺旋导向槽1071错位分布，通过进水孔1072将固定筒107周围的水导入固定筒107内侧，对固定筒107和破碎刀108进行降温。
如图1-图3所示，对称分布的连接架202均滑动连接有齿条架301，齿条架301与相邻的连接架202之间设置有弹簧，配重块203固接有第一齿轮302，第一齿轮302与相邻齿条架301啮合，对称分布的齿条架301之间固接有滑板303，滑板303位于固定壳103的上方，在本装置向上移动过程中，通过两个齿条架301与第一齿轮302的啮合，使两个配重块203旋转90°，减小两个配重块203向上移动时与水的接触面积，进而减少本装置向上移动的阻力。
如图5-图7所示，固定筒107的上侧设置有四个扇形通孔，驱动电机106的驱动轴固接有转动件4，转动件4由固定筒和旋转壳组成，转动件4的上部设置有进水口，转动件4通过固定筒107的扇形通孔与其连通，通过转动件4的上部将水导入固定筒107内，对固定筒107进行降温。
如图5-图9所示，转动件4转动连接有位于其下部的旋转件501，驱动电机106的左侧固接有U形架502，U形架502的下端转动连接有转杆503，旋转件501键连接有内齿圈504，转动件4键连接有第二齿轮505，转杆503键连接有第三齿轮506，第三齿轮506与内齿圈504和第二齿轮505啮合，通过第三齿轮506与内齿圈504和第二齿轮505啮合，使内齿圈504逆时针转动的情况下，第二齿轮505顺时针转动，通过内齿圈504和旋转件501的逆时针转动，抵消转动件4和第二齿轮505顺指针转动产生的力，使固定筒107在转动过程中保持稳定，固定筒107的上侧固接有固定罩601，固定罩601内转动连接有旋转框602，旋转框602通过L形杆与旋转件501固接，旋转框602内固接有周向等间距分布且与固定筒107转动配合的四个螺旋板603。
在对钻进区域进行钻进时，固定筒107和破碎刀108及其上零件进行顺时针转动，固定筒107顺时针转动的过程中，通过进水孔1072将固定筒107周围的水导入固定筒107内侧，对固定筒107和破碎刀108进行降温，以降低固定筒107和破碎刀108钻进过程中，四周水的温度。
固定筒107顺时针转动的过程中，钻进区域内较热的水向上流动，在螺旋导向槽1071螺旋向上的作用下，加快较热的水向上流动的速度。
固定筒107顺时针转动的过程中带动转动件4进行转动，通过转动件4的进水口将周围的水导入其内，转动件4内的水通过固定筒107的扇形通孔流入固定筒107内，对固定筒107再度进行降温，以增强对固定筒107降温的效果。
转动件4转动的过程中带动第二齿轮505进行顺时针转动，通过第二齿轮505与第三齿轮506的啮合，使第三齿轮506带动内齿圈504和旋转件501及其上零件进行逆时针转动，并通过旋转件501的逆时针转动，抵消转动件4顺时针转动产生的转动力，使固定筒107在钻进过程中保持稳定。
旋转件501逆时针转动的过程中带动旋转框602和四个螺旋板603进行转动，通过螺旋板603的转动，将螺旋导向槽1071向上传递的热水再次向上传递，使热水从旋转件501和螺旋板603之间散出，避免进水孔1072和固定筒107转动过程中，将热水再度导入固定筒107内，导致固定筒107的降温效率被降低。
对钻进区域钻进完成后，使用人员通过控制终端操控抽水泵104抽取固定盘102和固定壳103之间存水腔内的水，本装置缺失水重量的支持后，本装置缓慢向上移动，通过周围的水与滑板303的接触，将滑板303和两个齿条架301向下挤压，两个齿条架301向下移动的过程中挤压相邻的弹簧，并通过两个齿条架301与第一齿轮302的啮合，带动两个配重块203进行转动，使两个配重块203旋转90°，并减小两个配重块203向上移动时与水的接触面积，进而减少本装置向上移动的阻力。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨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，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种工程浅钻装置，其特征是，包括有保护罩(101)，保护罩(101)设置有控制终端，保护罩(101)固接有固定盘(102)，固定盘(102)固接有固定壳(103)，固定盘(102)和固定壳(103)之间设置有存水腔，固定壳(103)设置有压力显示器(1031)，固定盘(102)和固定壳(103)之间的存水腔内设置有与控制终端电连接的抽水泵(104)，保护罩(101)内滑动连接有与控制终端电连接的电动滑台(105)，电动滑台(105)设置有与控制终端电连接的驱动电机(106)，驱动电机(106)的驱动轴固接有固定筒(107)，固定筒(107)固接有周向等间距分布的破碎刀(108)，抽水泵(104)将水抽入固定盘(102)和固定壳(103)之间的存水腔，使保护罩(101)在工作过程中保持稳定。
2.如权利要求1所述的一种工程浅钻装置，其特征是，固定壳(103)固接有固定件(1032)，保护罩(101)远离固定盘(102)的一侧固接有密封件(1011)。
3.如权利要求1所述的一种工程浅钻装置，其特征是，固定筒(107)设置有周向等间距分布的螺旋导向槽(1071)，螺旋导向槽(1071)用于引导水向上移动。
4.如权利要求3所述的一种工程浅钻装置，其特征是，固定筒(107)设置有周向等间距分布的进水孔(1072)，进水孔(1072)的外侧朝向于固定筒(107)旋转方向的一侧，进水孔(1072)于固定筒(107)上与螺旋导向槽(1071)错位分布。
5.如权利要求1所述的一种工程浅钻装置，其特征是，固定盘(102)转动连接有转动架(201)，转动架(201)固接有对称分布的连接架(202)，连接架(202)转动连接有配重块(203)，配重块(203)与相邻的连接架(202)之间设置有扭簧，配重块(203)设置有对称分布的Y形导水槽(204)，对称分布的Y形导水槽(204)的相向侧为出水口，对称分布的Y形导水槽(204)的背向侧为进水口。
6.如权利要求5所述的一种工程浅钻装置，其特征是，对称分布的连接架(202)均滑动连接有齿条架(301)，齿条架(301)与相邻的连接架(202)之间设置有弹簧，配重块(203)固接有与相邻齿条架(301)啮合的第一齿轮(302)，对称分布的齿条架(301)之间固接有位于固定壳(103)上方的滑板(303)。
7.如权利要求5所述的一种工程浅钻装置，其特征是，固定盘(102)设置有周向等间距分布的盲孔，转动架(201)滑动连接有与固定盘(102)的盲孔限位配合的弹性限位件(3)。
8.如权利要求3所述的一种工程浅钻装置，其特征是，固定筒(107)靠近驱动电机(106)的一侧设置有扇形通孔，驱动电机(106)的驱动轴固接有转动件(4)，转动件(4)设置有进水口，转动件(4)通过固定筒(107)的扇形通孔与其连通。
9.如权利要求8所述的一种工程浅钻装置，其特征是，转动件(4)转动连接有旋转件(501)，驱动电机(106)的一侧固接有U形架(502)，U形架(502)远离驱动电机(106)的一端转动连接有转杆(503)，旋转件(501)键连接有内齿圈(504)，转动件(4)键连接有第二齿轮(505)，转杆(503)键连接有与内齿圈(504)和第二齿轮(505)啮合的第三齿轮(506)。
10.如权利要求9所述的一种工程浅钻装置，其特征是，固定筒(107)靠近驱动电机(106)的一侧固接有固定罩(601)，固定罩(601)内转动连接有旋转框(602)，旋转框(602)通过L形杆与旋转件(501)固接，旋转框(602)内固接有周向等间距分布的螺旋板(603)，螺旋板(603)与固定筒(107)转动配合。
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