CN117514011A - 一种海洋矿山地质勘探用扩孔器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海洋矿山地质勘探用扩孔器，涉及海洋矿山地质勘探设备技术领域，该扩孔器包括主机座，主机座的上方设置有升降调节装置，升降调节装置内啮合有升降螺杆，升降螺杆的下方设置有驱动座，控制座内开设有内腔，其内腔中装配有驱动电机，驱动电机的转轴通过连杆传动连接有收集式扩孔钻头，通过集土式扩孔钻头进行扩孔并收集粉屑。本发明为一种海洋矿山地质勘探用扩孔器，其通过集土式扩孔钻头对地质进行钻探扩孔，通过集土式扩孔钻头进行钻探扩孔，在钻头向下扩孔的同时进行收集粉屑，在应用时更加方便，而且粉屑收集效果好；钻头内的粉屑集满时会自动触发，使得钻头上升回位，随后将粉屑自动排出，在应用时更加人性化。

Description

一种海洋矿山地质勘探用扩孔器

技术领域

本发明涉及海洋矿山地质勘探设备技术领域，具体为一种海洋矿山地质勘探用扩孔器。

背景技术

海洋矿山的开发对于满足人类对资源的需求有着重要的作用。海洋矿山是指在海洋中开采和开发的矿山资源。海洋矿山可以包括各种类型的矿产资源，例如石油、天然气、盐、石油天然气水合物、燃料沙等。海洋矿山的开发方式可以是在陆地延伸至海域的陆上矿床，也可以是直接在海底或海洋表面上进行开采。而开采前的勘查通常采用扩孔器，扩孔器是一种用于地质勘探和采矿的工具，在钻探过程中可以扩大原有钻孔的直径，以便进一步了解地质结构和矿藏储量。

现有专利文献中，一份申请日为2022.11.08，授权公告号为CN 218542156 U的“一种海洋矿山地质勘探用扩孔器”，该专利包括控制箱，所述控制箱底部设置有动力箱，所述动力箱两端设置有水箱，所述动力箱正面设置有箱门，所述动力箱底部设置有锁紧箱，所述锁紧箱底部轴心处和底部四角分别设置有出口和支撑架，所述出口底部对称设置有喷头，所述连接杆顶部设置有螺纹孔，所述螺纹孔内设置有公螺纹，所述连接杆底部设置有螺纹件，所述螺纹件表面设置有母螺纹，所述母螺纹与公螺纹配合，若干个所述连接杆通过螺纹孔与螺纹件配合不断进行螺纹连接，首端所述连接杆一端螺纹连接有扩孔器，所述扩孔器底部固定连接有钻头。

但是，该专利在钻探扩孔时，无法收集孔内的粉屑，只能在钻探结束后进行清理粉屑，导致整个扩孔过程非常不便。

发明内容

发明的目的是为了解决上述背景技术中存在的问题，而提出一种海洋矿山地质勘探用扩孔器。

为实现上述目的，发明提供如下技术方案：

一种海洋矿山地质勘探用扩孔器，该扩孔器包括主机座，主机座的上方设置有升降调节装置，升降调节装置内啮合有升降螺杆，升降螺杆的下方设置有控制座，控制座内开设有内腔，其内腔中装配有驱动电机，驱动电机的转轴通过连杆传动连接有收集式扩孔钻头，通过集土式扩孔钻头进行扩孔并收集粉屑。

通过采用上述方案，在应用时，通过控制座启动并进行工作，控制座控制升降调节装置实现集土式扩孔钻头的上下移动，控制座控制驱动电机实现集土式扩孔钻头的旋转，在钻头向下扩孔的同时进行收集粉屑，在应用时更加方便，而且粉屑收集效果好。

进一步作为优选方案，升降调节装置包括升降基座，升降基座固定装配于主机座的上方，升降基座的外侧固定有环形滑座，环形滑座内通过滑块滑动装配有升降座，升降座的外侧固定有从动齿盘，升降座的一旁还设置有升降电机，升降电机的转轴上传动连接有主动齿轮，主动齿轮始终与从动齿盘相互啮合，升降座的内侧通过螺纹与升降螺杆相互啮合。

通过采用上述方案，升降调节装置在工作时，由升降电机驱动主动齿轮旋转，带动从动齿盘同步旋转，然后升降座随之旋转，经滑块分担转向后，带动升降螺杆上升或下降。

进一步作为优选方案，控制座包括中央处理器、控制面板、继电器和转换器，其以中央处理器为信号处理中心，驱动电机、升降电机控制面板和继电器分别由中央处理器控制连接，转换器由继电器控制连接。

通过采用上述方案，驱动电机为单向旋转电机，升降电机为双向旋转电机，中央处理器与驱动电机的正向开关相连接，中央处理器分别与升降电机的正向开关、反向开关相连接。

进一步作为优选方案，收集式扩孔钻头由多组钻头上下并排焊接而成，且每处钻头的内部均中空，且所有钻头的尺寸由上而上逐渐增大。

收集式扩孔钻头最下方的钻头的底部活动装配有钻尖，钻尖的上方固定连接有导向轴一，导向轴一的上端头固定有弹簧挡板一，导向轴一上还装套有弹簧一。

收集式扩孔钻头中每组钻头的交界处开设有多处均匀分布的收集孔，每处收集孔内活动装配单向阀，单向阀包括阀芯堵头，阀芯堵头的下方固定有导向轴二，导向轴二滑动装配于弹簧挡板二上，导向轴二上还装套有弹簧二。

收集式扩孔钻头最上方的钻头的内部上方设置有排土触发装置和排出控制装置；

排土触发装置包括环形触发座，环形触发座的两侧滑动装配于导向轴三上，导向轴三的下端头固定有弹簧挡板三，导向轴三上还装套有弹簧三，环形触发座的上表面固定有环形电极一，环形电极一的上方还固定有环形电极二，环形电极一和环形电极二分别通过导线与中央处理器相连接；

排出控制装置包括密封筒，密封筒内部中空，密封筒内装配有铁芯，铁芯上缠绕有线圈，线圈与转换器相对接，铁芯的所在位置与弹簧挡板一的所在位置上下相对应，且弹簧挡板一由磁铁材料制成。

通过采用上述方案，收集式扩孔钻头在钻探时，中央处理器控制升降电机的正向旋转，此时收集式扩孔钻头下钻，通过钻头不断实现扩孔，而在扩孔时会产生大量的粉屑，粉屑受钻头的挤压会不断向上涌出，到达钻头之间的交界处时，在重力作用下，会经收集孔处下压单向阀，随后粉尘从收集孔处进入内腔中暂存，随着内腔中粉屑的增加，直到排土触发装置被触发启动，此时环形电极一与环形电极二形成闭合回路，中央处理器控制升降电机的再反向旋转，此时收集式扩孔钻头上升回位，待回位后，继电器控制转换器向线圈通电，此时铁芯与线圈形成强力电磁铁，通过强力电磁铁的磁性对弹簧挡板一产生一定的斥力，然后限位孔处于开启状态，粉屑从限位孔处排出。

进一步作为优选方案，主机座的底部两侧分别通过销钉固定。

通过采用上述方案，在固定时直接将销钉嵌入待勘探的山体上，其操作简单，固定迅速。

进一步作为优选方案，升降座的外侧还装配有两处相互对称的紧固螺钉，紧固螺钉的端头能够抵接至环形滑座的表面。

通过采用上述方案，在未工作时，可通过紧固螺钉将升降调节装置进行自锁。

进一步作为优选方案，钻尖的上表面固定有两处相互对称的防转头，防转头限位装配于收集式扩孔钻头中最下方钻头底部的限位孔内。

通过采用上述方案，防转头用于钻尖的防转，还能对限位孔进行封堵。

与现有技术相比，发明的有益效果：

通过集土式扩孔钻头对地质进行钻探扩孔，在钻头向下扩孔的同时进行收集粉屑，在应用时更加方便，而且粉屑收集效果好；

钻头内的粉屑集满时会自动触发，使得钻头上升回位，随后将粉屑自动排出，在应用时更加人性化。

附图说明

图1为本发明的外部结构示意图；

图2为本发明的内部结构示意图；

图3为图2中的部分结构放大图一；

图4为图2中的部分结构放大图二；

图5为图4中A处的局部放大图；

图6为图4中B处的局部放大图；

图7为本发明中收集式扩孔钻头7在粉屑收集时的内部结构示意图；

图8为图7中的部分结构放大图；

图9为图8中C处的局部放大图；

图10为本发明中收集式扩孔钻头7在触发回位时的内部结构示意图；

图11为图10中的部分结构放大图；

图12为图11中D处的局部放大图；

图13为本发明中收集式扩孔钻头7在粉屑排出时的内部结构示意图；

图14为图13中的部分结构放大图；

图15为图14中E处的局部放大图；

图16为本发明的工作原理图。

图中：1-主机座；2-升降调节装置；3-升降螺杆；4-控制座；5-驱动电机；6-连杆；7-收集式扩孔钻头；8-升降基座；9-环形滑座；10-滑块；11-升降座；12-紧固螺钉；13-从动齿盘；14-升降电机；15-主动齿轮；16-钻尖；17-防转头；18-限位孔；19-密封筒；20-导向轴一；21-弹簧挡板一；22-弹簧一；23-铁芯；24-线圈；25-收集孔；26-阀芯堵头；27-导向轴二；28-弹簧挡板二；29-弹簧二；30-环形触发座；31-导向轴三；32-弹簧挡板三；33-弹簧三；34-环形电极一；35-环形电极二；36-销钉。

实施方式

下面将结合发明实施例中的附图，对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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，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，都属于发明保护的范围。

请参照图1-16，本发明提供一种技术方案：

一种海洋矿山地质勘探用扩孔器，该扩孔器包括主机座1，主机座1的上方设置有升降调节装置2，升降调节装置2内啮合有升降螺杆3，升降螺杆3的下方设置有控制座4，控制座4内开设有内腔，其内腔中装配有驱动电机5，驱动电机5的转轴通过连杆6传动连接有收集式扩孔钻头7，通过集土式扩孔钻头6进行扩孔并收集粉屑。

在应用时，通过控制座4启动并进行工作，控制座4控制升降调节装置2实现集土式扩孔钻头6的上下移动，控制座4控制驱动电机5实现集土式扩孔钻头6的旋转，在钻头向下扩孔的同时进行一次收集粉屑，在钻头向上回位时还会进行二次收集粉屑，在应用时更加方便，而且粉屑收集效果好。

升降调节装置2包括升降基座8，升降基座8固定装配于主机座1的上方，升降基座8的外侧固定有环形滑座9，环形滑座9内通过滑块10滑动装配有升降座11，升降座11的外侧固定有从动齿盘13，升降座11的一旁还设置有升降电机14，升降电机14的转轴上传动连接有主动齿轮15，主动齿轮15始终与从动齿盘13相互啮合，升降座11的内侧通过螺纹与升降螺杆3相互啮合。

升降调节装置2在工作时，由升降电机14驱动主动齿轮15旋转，带动从动齿盘13同步旋转，然后升降座11随之旋转，经滑块10分担转向后，带动升降螺杆3上升或下降。

控制座4包括中央处理器、控制面板、继电器和转换器，其以中央处理器为信号处理中心，驱动电机5、升降电机14控制面板和继电器分别由中央处理器控制连接，转换器由继电器控制连接。

驱动电机5为单向旋转电机，升降电机14为双向旋转电机，中央处理器与驱动电机5的正向开关相连接，中央处理器分别与升降电机14的正向开关、反向开关相连接。

收集式扩孔钻头7由多组钻头上下并排焊接而成，且每处钻头的内部均中空，且所有钻头的尺寸由上而上逐渐增大。

收集式扩孔钻头7最下方的钻头的底部活动装配有钻尖16，钻尖16的上方固定连接有导向轴一20，导向轴一20的上端头固定有弹簧挡板一21，导向轴一20上还装套有弹簧一22。

收集式扩孔钻头7中每组钻头的交界处开设有多处均匀分布的收集孔25，每处收集孔25内活动装配单向阀，单向阀包括阀芯堵头26，阀芯堵头26的下方固定有导向轴二27，导向轴二27滑动装配于弹簧挡板二28上，导向轴二27上还装套有弹簧二29。

收集式扩孔钻头7最上方的钻头的内部上方设置有排土触发装置和排出控制装置；

排土触发装置包括环形触发座30，环形触发座30的两侧滑动装配于导向轴三31上，导向轴三31的下端头固定有弹簧挡板三32，导向轴三31上还装套有弹簧三33，环形触发座30的上表面固定有环形电极一34，环形电极一34的上方还固定有环形电极二35，环形电极一34和环形电极二35分别通过导线与中央处理器相连接；

排出控制装置包括密封筒19，密封筒19内部中空，密封筒19内装配有铁芯23，铁芯23上缠绕有线圈24，线圈24与转换器相对接，铁芯23的所在位置与弹簧挡板一21的所在位置上下相对应，且弹簧挡板一21由磁铁材料制成。

收集式扩孔钻头7在钻探时，中央处理器控制升降电机14的正向旋转，此时收集式扩孔钻头7下钻，通过钻头不断实现扩孔，而在扩孔时会产生大量的粉屑，粉屑受钻头的挤压会不断向上涌出，到达钻头之间的交界处时，在重力作用下，会经收集孔25处下压单向阀，随后粉尘从收集孔25处进入内腔中暂存，随着内腔中粉屑的增加，直到排土触发装置被触发启动，此时环形电极一34与环形电极二35形成闭合回路，中央处理器控制升降电机14的再反向旋转，此时收集式扩孔钻头7上升回位，待回位后，继电器控制转换器向线圈24通电，此时铁芯23与线圈24形成强力电磁铁，通过强力电磁铁的磁性对弹簧挡板一21产生一定的斥力，然后限位孔18处于开启状态，粉屑从限位孔18处排出。

上述中，主机座1的底部两侧分别通过销钉36固定。在固定时直接将销钉36嵌入待勘探的山体上，其操作简单，固定迅速。

上述中，升降座11的外侧还装配有两处相互对称的紧固螺钉12，紧固螺钉12的端头能够抵接至环形滑座9的表面。在未工作时，可通过紧固螺钉12将升降调节装置2进行自锁。

上述中，钻尖16的上表面固定有两处相互对称的防转头17，防转头17限位装配于收集式扩孔钻头7中最下方钻头底部的限位孔18内。防转头1用于钻尖16的防转，还能对限位孔18进行封堵。

本发明的工作原理：

在应用时，通过控制座4的控制面板启动并进行工作，控制座4控制升降调节装置2实现集土式扩孔钻头6的上下移动，升降调节装置2在工作时，由升降电机14驱动主动齿轮15旋转，带动从动齿盘13同步旋转，然后升降座11随之旋转，经滑块10分担转向后，带动升降螺杆3上升或下降。控制座4控制驱动电机5实现集土式扩孔钻头6的旋转，收集式扩孔钻头7在钻探时，中央处理器控制升降电机14的正向旋转，此时收集式扩孔钻头7下钻，通过钻头不断实现扩孔，而在扩孔时会产生大量的粉屑，粉屑受钻头的挤压会不断向上涌出，到达钻头之间的交界处时，在重力作用下，会经收集孔25处下压单向阀，随后粉尘从收集孔25处进入内腔中暂存，随着内腔中粉屑的增加，直到排土触发装置被触发启动，此时环形电极一34与环形电极二35形成闭合回路，中央处理器控制升降电机14的再反向旋转，此时收集式扩孔钻头7上升回位，待回位后，继电器控制转换器向线圈24通电，此时铁芯23与线圈24形成强力电磁铁，通过强力电磁铁的磁性对弹簧挡板一21产生一定的斥力，然后限位孔18处于开启状态，粉屑从限位孔18处排出。

对于本领域技术人员而言，显然发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种海洋矿山地质勘探用扩孔器，该扩孔器包括主机座（1），所述主机座（1）的上方设置有升降调节装置（2），所述升降调节装置（2）内啮合有升降螺杆（3），所述升降螺杆（3）的下方设置有控制座（4），所述控制座（4）内开设有内腔，其内腔中装配有驱动电机（5）；

其特征在于：所述驱动电机（5）的转轴通过连杆（6）传动连接有收集式扩孔钻头（7），通过集土式扩孔钻头（6）进行扩孔并收集粉屑。

2.根据权利要求1所述的一种海洋矿山地质勘探用扩孔器，其特征在于：所述升降调节装置（2）包括升降基座（8），所述升降基座（8）固定装配于主机座（1）的上方，所述升降基座（8）的外侧固定有环形滑座（9），所述环形滑座（9）内通过滑块（10）滑动装配有升降座（11），所述升降座（11）的外侧固定有从动齿盘（13），所述升降座（11）的一旁还设置有升降电机（14），所述升降电机（14）的转轴上传动连接有主动齿轮（15），所述主动齿轮（15）始终与从动齿盘（13）相互啮合，所述升降座（11）的内侧通过螺纹与升降螺杆（3）相互啮合。

3.根据权利要求2所述的一种海洋矿山地质勘探用扩孔器，其特征在于：所述控制座（4）包括中央处理器、控制面板、继电器和转换器，其以中央处理器为信号处理中心，所述驱动电机（5）、升降电机（14）控制面板和继电器分别由中央处理器控制连接，所述转换器由继电器控制连接。

4.根据权利要求3所述的一种海洋矿山地质勘探用扩孔器，其特征在于：所述收集式扩孔钻头（7）由多组钻头上下并排焊接而成，且每处所述钻头的内部均中空，且所有所述钻头的尺寸由上而上逐渐增大。

5.根据权利要求4所述的一种海洋矿山地质勘探用扩孔器，其特征在于：所述收集式扩孔钻头（7）最下方的钻头的底部活动装配有钻尖（16），所述钻尖（16）的上方固定连接有导向轴一（20），所述导向轴一（20）的上端头固定有弹簧挡板一（21），所述导向轴一（20）上还装套有弹簧一（22）。

6.根据权利要求5所述的一种海洋矿山地质勘探用扩孔器，其特征在于：所述收集式扩孔钻头（7）中每组钻头的交界处开设有多处均匀分布的收集孔（25），每处所述收集孔（25）内活动装配单向阀，所述单向阀包括阀芯堵头（26），所述阀芯堵头（26）的下方固定有导向轴二（27），所述导向轴二（27）滑动装配于弹簧挡板二（28）上，所述导向轴二（27）上还装套有弹簧二（29）。

7.根据权利要求6所述的一种海洋矿山地质勘探用扩孔器，其特征在于：所述收集式扩孔钻头（7）最上方的钻头的内部上方设置有排土触发装置和排出控制装置；

所述排土触发装置包括环形触发座（30），所述环形触发座（30）的两侧滑动装配于导向轴三（31）上，所述导向轴三（31）的下端头固定有弹簧挡板三（32），所述导向轴三（31）上还装套有弹簧三（33），所述环形触发座（30）的上表面固定有环形电极一（34），所述环形电极一（34）的上方还固定有环形电极二（35），所述环形电极一（34）和环形电极二（35）分别通过导线与中央处理器相连接；

所述排出控制装置包括密封筒（19），所述密封筒（19）内部中空，所述密封筒（19）内装配有铁芯（23），所述铁芯（23）上缠绕有线圈（24），所述线圈（24）与转换器相对接，所述铁芯（23）的所在位置与弹簧挡板一（21）的所在位置上下相对应，且所述弹簧挡板一（21）由磁铁材料制成。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的一种海洋矿山地质勘探用扩孔器，其特征在于：所述主机座（1）的底部两侧分别通过销钉（36）固定。

9.根据权利要求2-7中任一项所述的一种海洋矿山地质勘探用扩孔器，其特征在于：所述升降座（11）的外侧还装配有两处相互对称的紧固螺钉（12），所述紧固螺钉（12）的端头能够抵接至环形滑座（9）的表面。

10.根据权利要求5-7中任一项所述的一种海洋矿山地质勘探用扩孔器，其特征在于：所述钻尖（16）的上表面固定有两处相互对称的防转头（17），所述防转头（17）限位装配于收集式扩孔钻头（7）中最下方钻头底部的限位孔（18）内。