CN207715084U - 一种海底钻孔取样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种海底钻孔取样装置，包括装置主体，装置主体底部可伸缩的设有若干钻孔取样机构；取样机构包括调节通道、上调节杆和下取样杆，第一电机控制第一齿轮进行转动实现上调节杆的上下移动，上调节杆上下移动的过程中，第二齿轮与第二齿条相互配合实现转动，从而带动第三扇形齿轮同步转动，第三扇形齿轮带动第四扇形齿轮转动最终实现下取样杆同步进行旋转；内取样杆的传动杆穿过密封块与旋转电机相连接；电动推杆和旋转电机控制内取样杆旋转下降，下降过程中的沉积物穿过支撑板进入储样槽中，再反向操作收回内取样杆，以实现取样操作，本实用新型能够进行多种深度同时取样的操作，灵活性高，不易造成混样，安全可靠。

Description

一种海底钻孔取样装置

技术领域

本实用新型涉及一种取样装置，特别涉及一种海底钻孔取样装置。

背景技术

在勘探开发天然气水合物的各种技术手段中，通常需要对数十米到上百米的沉积物进行钻探取芯，钻探是最直接的技术手段。目前国内的海底取样钻机，适用的海水深度一般不超过100m，且取样只有几十米。由于船只会受到海流和风浪的影响，完成取样后用船上的卷扬机起拔，经常会拉弯岩心管，取不上来海底沉积物样品。对于200米深水钻机，钻机钻进结束后，钻杆内充满了样品，此时重量大大超过钻机整体系统钻进前的重量；另外往上拉的过程中受到水的阻力，大大超过科考船的光电复合缆的承载能力，从而限制了深水钻机的钻探深度和取样能力。

专利CN201520488426.6公开了一种分体式海洋沉积物深孔钻机。承重框架的两侧对称分布两个弹簧滑块；十字形二次起吊支架支撑在承重框架底部，并与承重框架的侧部构成滑动副；钻机主体顶部液压缸伸出的活塞杆进入承重框架的第一连接孔内，实现钻机主体与承重框架的固定连接；钻机主体底部液压缸伸出的活塞杆进入十字形二次起吊支架的第二连接孔内，实现钻机主体与十字形二次起吊支架的固定连接；钻机主体起吊完成后，牵引头用于起吊十字形二次起吊支架和承重框架；牵引头由牵引头连接圆盖、U形环、牵引头主体和销组成。

专利CN201110134021.9公开了一种海底取样钻机，包括承载电缆、取样管、支架、给进油缸、液压系统、液压动力头、液压卡盘夹持器、钻头、海底控制罐、可调式伸缩支腿、机座；机座的底面至少设有3个可调式伸缩支腿，支架、液压系统、海底控制罐均设置在机座上，机座上设有取样管孔；取样管的下端依次穿过液压动力头的夹持孔、液压卡盘夹持器的夹持孔、机座上的取样管孔后位于机座的下方，取样管的下端与钻头相连接；液压动力头与支架固定，液压卡盘夹持器与机座固定；给进油缸为2个，给进油缸的缸体与机座固定，给进油缸的活塞杆与液压动力头固定。该海底取样钻机可在深的海底钻取样品。

上述两个专利虽然能够对海底沉积物进行取样，但是取样深度单一，易造成混样，无法保证取样的准确度。

实用新型内容

本实用新型针对上述问题提出了一种海底钻孔取样装置，能够进行多种深度同时取样的操作，灵活性高，不易造成混样，安全可靠。

具体的技术方案如下：

一种海底钻孔取样装置，包括装置主体，装置主体底部可伸缩的设有若干钻孔取样机构；取样机构包括调节通道、上调节杆和下取样杆，调节通道自上而下依次包括第一调节通道、第二调节通道和第三调节通道，上调节杆滑动设置在第一调节通道和第二调节通道之间，下取样杆可旋转的固定在上调节杆的底部、且位于第二调节通道中，下取样杆的底部可穿过第三调节通道移动至装置主体的下方，下取样杆的外壁上设有外螺纹；

上调节杆为正四棱柱结构，上调节杆的侧壁上设有第一齿条，第二调节通道的顶部可旋转的设有第一齿轮，第一齿轮通过第一电机加以控制，第一齿轮与第一齿条相啮合，第二调节通道壁上还设有第二齿条，第二齿条纵向设置在第一齿轮的下方，上调节杆的底部可转动的设有第一转轴，第一转轴一端固定第二齿轮、另一端固定第三扇形齿轮，第二齿轮与第三扇形齿轮实现联动，第二齿轮与第二齿条相啮合，第三扇形齿轮与固定在下取样杆顶部的第四扇形齿轮相啮合，第一电机控制第一齿轮进行转动实现上调节杆的上下移动，上调节杆上下移动的过程中，第二齿轮与第二齿条相互配合实现转动，从而带动第三扇形齿轮同步转动，第三扇形齿轮带动第四扇形齿轮转动最终实现下取样杆同步进行旋转；

下取样杆包括外取样杆和内取样杆，内取样杆为圆锥体结构，内取样杆上设有开口向上的储样槽，储样槽顶部向内倾斜的设有若干支撑板，支撑板顶部设有传动杆，外取样杆为圆柱体结构，外取样杆中设有开口向下的调节槽，调节槽中设有密封块，密封块上方可移动的设有调节板，调节板底部固定旋转电机，调节板顶部与电动推杆相连接，电动推杆固定在调节槽的顶部；内取样杆的传动杆穿过密封块与旋转电机相连接；电动推杆和旋转电机控制内取样杆旋转下降，下降过程中的沉积物穿过支撑板进入储样槽中，再反向操作收回内取样杆，以实现取样操作。

进一步的，外取样杆的调节槽的底部设有若干插槽，插槽的开口方向均按顺时针或逆时针方向相同设置，内取样杆的顶部设有与插槽相契合的插块，通过旋转电机和电动推杆的同步作用控制插槽与插块的锁紧与开启。

进一步的，每个钻孔取样机构的伸出长度均不同。

进一步的，第三调节通道底部设有可复位的弹簧挡板。

进一步的，装置主体上设有若干支撑脚。

进一步的，上调节杆顶部设有限位杆。

进一步的，装置主体的顶部设有吊绳。

进一步的，支撑脚底部可旋转的设有麻花螺旋钻头，麻花螺栓钻头通过减速电机控制旋转。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型设置了若干伸出长度均不同的钻孔取样机构，可以对不同深度的沉积物进行取样操作，操作过程中，先通过第一电机控制第一齿轮进行转动实现上调节杆的上下移动，上调节杆上下移动的过程中，第二齿轮与第二齿条相互配合实现转动，从而带动第三扇形齿轮同步转动，第三扇形齿轮带动第四扇形齿轮转动最终实现下取样杆同步进行旋转，将不同的下取样杆钻入不同深度的沉积物中；再通过电动推杆和旋转电机控制内取样杆旋转下降，下降过程中的沉积物穿过支撑板进入储样槽中，再反向操作收回内取样杆，并通过插槽和插块的作用实现密封固定，以实现取样操作；取样操作完成后，反向操作第一电机，使下取样杆收回调节通道中；

支撑脚底部可旋转的设有麻花螺旋钻头，麻花螺栓钻头通过减速电机控制旋转，可以将取样装置固定在海底，为设备在海底表面起反力作用，确保取样操作时，设备不会在往下受力时上浮；

综上所述，本实用新型能够进行多种深度同时取样的操作，灵活性高，不易造成混样，安全可靠，稳定性好。

附图说明

图1为本实用新型取样状态时的局部剖视图。

图2为本实用新型未取样状态时的局部剖视图。

图3为图1中A部分放大图。

图4为本实用新型下取样杆锁紧状态时的剖视图。

图5为本实用新型下取样杆打开状态时的剖视图。

具体实施方式

为使本实用新型的技术方案更加清晰明确，下面结合附图对本实用新型进行进一步描述，任何对本实用新型技术方案的技术特征进行等价替换和常规推理得出的方案均落入本实用新型保护范围。

附图标记

装置主体1、钻孔取样机构2、调节通道3、上调节杆4、下取样杆5、第一调节通道6、第二调节通道7、第三调节通道8、外螺纹9、第一齿轮10、第二齿条11、第一转轴12、第二齿轮13、第三扇形齿轮14、第四扇形齿轮15、外取样杆16、内取样杆17、储样槽18、支撑板19、传动杆20、调节槽21、密封块22、调节板23、旋转电机24、电动推杆25、插槽26、插块27、弹簧挡板28、支撑脚29、限位杆30、吊绳31、麻花螺旋钻头32。

如图所示一种海底钻孔取样装置，包括装置主体1，装置主体底部可伸缩的设有若干钻孔取样机构2；取样机构包括调节通道3、上调节杆4和下取样杆5，调节通道自上而下依次包括第一调节通道6、第二调节通道7和第三调节通道8，上调节杆滑动设置在第一调节通道和第二调节通道之间，下取样杆可旋转的固定在上调节杆的底部、且位于第二调节通道中，下取样杆的底部可穿过第三调节通道移动至装置主体的下方，下取样杆的外壁上设有外螺纹9；

上调节杆为正四棱柱结构，上调节杆的侧壁上设有第一齿条，第二调节通道的顶部可旋转的设有第一齿轮10，第一齿轮通过第一电机加以控制，第一齿轮与第一齿条相啮合，第二调节通道壁上还设有第二齿条11，第二齿条纵向设置在第一齿轮的下方，上调节杆的底部可转动的设有第一转轴12，第一转轴一端固定第二齿轮13、另一端固定第三扇形齿轮14，第二齿轮与第三扇形齿轮实现联动，第二齿轮与第二齿条相啮合，第三扇形齿轮与固定在下取样杆顶部的第四扇形齿轮15相啮合，第一电机控制第一齿轮进行转动实现上调节杆的上下移动，上调节杆上下移动的过程中，第二齿轮与第二齿条相互配合实现转动，从而带动第三扇形齿轮同步转动，第三扇形齿轮带动第四扇形齿轮转动最终实现下取样杆同步进行旋转；

下取样杆包括外取样杆16和内取样杆17，内取样杆为圆锥体结构，内取样杆上设有开口向上的储样槽18，储样槽顶部向内倾斜的设有若干支撑板19，支撑板顶部设有传动杆20，外取样杆为圆柱体结构，外取样杆中设有开口向下的调节槽21，调节槽中设有密封块22，密封块上方可移动的设有调节板23，调节板底部固定旋转电机24，调节板顶部与电动推杆25相连接，电动推杆固定在调节槽的顶部；内取样杆的传动杆穿过密封块与旋转电机相连接；电动推杆和旋转电机控制内取样杆旋转下降，下降过程中的沉积物穿过支撑板进入储样槽中，再反向操作收回内取样杆，以实现取样操作。

进一步的，外取样杆的调节槽的底部设有若干插槽26，插槽的开口方向均按顺时针或逆时针方向相同设置，内取样杆的顶部设有与插槽相契合的插块27，通过旋转电机和电动推杆的同步作用控制插槽与插块的锁紧与开启。

进一步的，每个钻孔取样机构的伸出长度均不同。

进一步的，第三调节通道底部设有可复位的弹簧挡板28。

进一步的，装置主体上设有若干支撑脚29。

进一步的，上调节杆顶部设有限位杆30。

进一步的，装置主体的顶部设有吊绳31。

进一步的，支撑脚底部可旋转的设有麻花螺旋钻头32，麻花螺栓钻头通过减速电机控制旋转

本实用新型设置了若干伸出长度均不同的钻孔取样机构，可以对不同深度的沉积物进行取样操作，操作过程中，先通过第一电机控制第一齿轮进行转动实现上调节杆的上下移动，上调节杆上下移动的过程中，第二齿轮与第二齿条相互配合实现转动，从而带动第三扇形齿轮同步转动，第三扇形齿轮带动第四扇形齿轮转动最终实现下取样杆同步进行旋转，将不同的下取样杆钻入不同深度的沉积物中；再通过电动推杆和旋转电机控制内取样杆旋转下降，下降过程中的沉积物穿过支撑板进入储样槽中，再反向操作收回内取样杆，并通过插槽和插块的作用实现密封固定，以实现取样操作；取样操作完成后，反向操作第一电机，使下取样杆收回调节通道中。

Claims (8)

1.一种海底钻孔取样装置，其特征为，包括装置主体，装置主体底部可伸缩的设有若干钻孔取样机构；取样机构包括调节通道、上调节杆和下取样杆，调节通道自上而下依次包括第一调节通道、第二调节通道和第三调节通道，上调节杆滑动设置在第一调节通道和第二调节通道之间，下取样杆可旋转的固定在上调节杆的底部、且位于第二调节通道中，下取样杆的底部可穿过第三调节通道移动至装置主体的下方，下取样杆的外壁上设有外螺纹；

上调节杆为正四棱柱结构，上调节杆的侧壁上设有第一齿条，第二调节通道的顶部可旋转的设有第一齿轮，第一齿轮通过第一电机加以控制，第一齿轮与第一齿条相啮合，第二调节通道壁上还设有第二齿条，第二齿条纵向设置在第一齿轮的下方，上调节杆的底部可转动的设有第一转轴，第一转轴一端固定第二齿轮、另一端固定第三扇形齿轮，第二齿轮与第三扇形齿轮实现联动，第二齿轮与第二齿条相啮合，第三扇形齿轮与固定在下取样杆顶部的第四扇形齿轮相啮合，第一电机控制第一齿轮进行转动实现上调节杆的上下移动，上调节杆上下移动的过程中，第二齿轮与第二齿条相互配合实现转动，从而带动第三扇形齿轮同步转动，第三扇形齿轮带动第四扇形齿轮转动最终实现下取样杆同步进行旋转；

下取样杆包括外取样杆和内取样杆，内取样杆为圆锥体结构，内取样杆上设有开口向上的储样槽，储样槽顶部向内倾斜的设有若干支撑板，支撑板顶部设有传动杆，外取样杆为圆柱体结构，外取样杆中设有开口向下的调节槽，调节槽中设有密封块，密封块上方可移动的设有调节板，调节板底部固定旋转电机，调节板顶部与电动推杆相连接，电动推杆固定在调节槽的顶部；内取样杆的传动杆穿过密封块与旋转电机相连接；电动推杆和旋转电机控制内取样杆旋转下降，下降过程中的沉积物穿过支撑板进入储样槽中，再反向操作收回内取样杆，以实现取样操作。

2.如权利要求1所述的一种海底钻孔取样装置，其特征为，外取样杆的调节槽的底部设有若干插槽，插槽的开口方向均按顺时针或逆时针方向相同设置，内取样杆的顶部设有与插槽相契合的插块，通过旋转电机和电动推杆的同步作用控制插槽与插块的锁紧与开启。

3.如权利要求1所述的一种海底钻孔取样装置，其特征为，每个钻孔取样机构的伸出长度均不同。

4.如权利要求1所述的一种海底钻孔取样装置，其特征为，第三调节通道底部设有可复位的弹簧挡板。

5.如权利要求1所述的一种海底钻孔取样装置，其特征为，装置主体上设有若干支撑脚。

6.如权利要求1所述的一种海底钻孔取样装置，其特征为，上调节杆顶部设有限位杆。

7.如权利要求1所述的一种海底钻孔取样装置，其特征为，装置主体的顶部设有吊绳。

8.如权利要求1所述的一种海底钻孔取样装置，其特征为，支撑脚底部可旋转的设有麻花螺旋钻头，麻花螺栓钻头通过减速电机控制旋转。