CN208106319U - 复杂地形自行式深海岩心取样钻机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种复杂地形自行式深海岩心取样钻机。所述复杂地形自行式深海岩心取样钻机用于海底的钻探取样，其包括钻机组件及底盘架，所述钻机组件设于所述底盘架，所述复杂地形自行式深海岩心取样钻机还包括自走机构，所述自走机构与所述底盘架连接，且所述自走机构用于驱动所述底盘架在所述海底移动。本实用新型提供的复杂地形自行式深海岩心取样钻机能够自由在海底行走，极大的节约深海海底钻机寻址花费的时间与资源，能实现精确定位取样。

Description

复杂地形自行式深海岩心取样钻机

技术领域

本实用新型涉及高端装备制造技术领域，具体涉及一种复杂地形自行式深海岩心取样钻机。

背景技术

海洋是人类的巨大宝库，蕴藏着大量的资源，除海水中氢、氧、氯、钠、镁、钙、钾、金、铀、溴、碘等80多种元素外，海底矿产资源亦极为丰富。富钴结壳主要分布在1000～3000m深度的海山或海台的项部和斜坡上；热液多金属的硫化物主要分布在水深2600m的活动洋脊顶部。富钴结壳和热液多金属的硫化物等海底矿产资源的资源调查中，需要采集取样。

相关技术中，取样手段主要是通过抓斗表层直接取样和小型搭载钻机岩心表层取样，较为大型的深海钻机可以进行60米岩心取样。上述取样手段中均是通过母船的脐带缆吊放至海底进行取样作业。每次取样作业前都需要将设备悬吊离海地3～10米的距离进行观察，选定位置后，再将设备放至海底。深海钻机放至海底后并不一定就可以马上进行钻进作业，往往会发现选址条件不达标，比如：地形复杂，深海钻机倾角角度无法满足钻进要求，或地质条件触底观察后发现并不满足取样条件等。选址条件不达标时需要将设备提起再进行悬吊选址，此过程一般比较漫长，让费宝贵的船时和资源，且容易出现疲劳作业。深海钻机一旦触底后，本身不能移动，如要进行区域多点取样时，需要将设备吊起，通过母船进行移动。由于起吊深海钻机的缆比较长，通过母船拖曳选址误差较大，甚至出现无法在同一个区域不放钻机两次的情况。

因此，有必要提供一种新的复杂地形自行式深海岩心取样钻机解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种复杂地形自行式深海岩心取样钻机，旨在解决相关技术中的深海钻机移位操作复杂，浪费时间和资源的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提出的复杂地形自行式深海岩心取样钻机，用于海底的钻探取样，其包括钻机组件及底盘架，所述钻机组件设于所述底盘架，所述复杂地形自行式深海岩心取样钻机还包括自走机构，所述自走机构与所述底盘架连接，且所述自走机构用于驱动所述底盘架在所述海底移动。

优选地，钻机组件包括机架、钻进装置及动力源装置，所述机架的一侧形成有第一滑轨，所述钻进装置设于所述第一滑轨，所述动力源装置设于所述机架，所述动力源装置用于驱动所述钻进装置沿所述第一滑轨运动，所述钻进装置用于在所述海底钻探取样，其中，所述动力源装置为采用自重式正压补偿系统的动力源装置。

优选地，所述自走机构包括安装板、活动支腿及驱动机构，所述安装板设于所述底盘架，所述活动支腿与所述安装板铰接，所述驱动机构用于驱动所述活动支腿移动，其中，所述驱动机构为负载敏感式液压系统。

优选地，所述活动支腿的数量至少为四个，所述驱动机构的数量与所述活动支腿的数量相等，且每个所述驱动机构单独驱动一个所述活动支腿移动。

优选地，所述活动支腿包括第一支腿及第二支腿，所述驱动机构包括第一驱动装置及第二驱动装置，所述第一支腿的一端与所述安装板铰接，所述第一支腿的另一端与所述第二支腿铰接，所述第一驱动装置的两端分别与所述安装板及所述第一支腿连接，所述第二驱动装置的两端分别与所述第一支腿及所述第二支腿连接。

优选地，所述第一驱动装置的两端分别与所述安装板及所述第一支腿铰接，所述第二驱动装置分别与所述第一支腿及所述第二支腿铰接。

优选地，所述第一支腿包括第一支杆及第一连接件，所述第一支杆的一端与所述安装板铰接，所述第一连接件设于所述第一支杆的另一端，所述第一连接件与所述第二支腿铰接。

优选地，第二支腿包括第二支杆及第二连接件，所述活动支腿还包括垫盘，所述第二支杆的一端与所述第一连接件铰接，所述第二支杆的另一端与第二连接件的一端铰接，所述第二连接件的另一端与所述垫盘连接。

优选地，所述第一驱动装置的两端分别与所述安装板及所述第一连接件铰接，所述第二驱动装置的两端分别与所述第一支杆及所述第二连接件铰接。

优选地，所述自走机构包括履带式驱动机构。

本实用新型提出的复杂地形自行式深海岩心取样钻机中，通过自走机构驱动所述底盘架在所述海底移动，与相关技术中的钻机相比，无需通过脐带缆吊放钻机，不仅操作便捷，而且移位更准确，极大程度的节约了深海钻机寻址花费的时间与资源，且能够精确定位取样。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的复杂地形自行式深海岩心取样钻机一较佳实施例的结构示意图；

图2为图1所示的A部放大图；

图3为图1所示的B部放大图；

图4为图1所示的钻机组件拆除储杆装置及接换杆装置后的装配图；

图5为图1所示的复杂地形自行式深海岩心取样钻机的使用情景图；

图6为图5所示的C部放大图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种复杂地形自行式深海岩心取样钻机100。

请参照图1，在本实用新型一实施例中，复杂地形自行式深海岩心取样钻机100用于海底的钻探取样，其包括钻机组件1及底盘架2，钻机组件1设于底盘架2，复杂地形自行式深海岩心取样钻机100还包括自走机构3，自走机构3与底盘架2连接，且自走机构3用于驱动底盘架2在海底移动。

本实用新型提出的复杂地形自行式深海岩心取样钻机100中，通过自走机构3驱动底盘架2在海底移动，与相关技术中的钻机相比，无需通过脐带缆吊放钻机，不仅操作便捷，而且移位更准确，极大程度的节约了深海钻机寻址花费的时间与资源，且能够精确定位取样。

请参阅图4，钻机组件1包括机架1、钻进装置13及动力源装置14，机架1的一侧形成有第一滑轨12，钻进装置13设于第一滑轨12，动力源装置14设于机架1，动力源装置14用于驱动钻进装置13沿第一滑轨12运动，钻进装置13用于钻探海底，以钻探取样，其中，所述动力源装置14为采用自重式正压补偿系统的动力源装置。

机架1的另一侧形成有第二滑轨15，机架1还包括托架111，托架111固设于机架1的另一侧，且位于第二滑轨15的下方。钻进装置13包括高压电机箱141、液压马达箱142及空气弹簧组件143，空气弹簧组件143支撑于托架111，液压马达箱142与第二滑轨15滑动连接，且支撑于空气弹簧组件143，高压电机箱141支撑于液压马达箱142。

自重式正压补偿系统的动力源装置的运行原理如下：

液压马达箱142和空气弹簧组件143内部空间相通，并注满液压油，此空间为水下液压油箱。液压马达箱142在第二滑轨15上进行上下滑动；高压电机箱141及液压马达箱142的自重对空气弹簧组件143压缩，空气弹簧组件14363内的油形成一定压力，达到平衡状态时静止。

当温度或水压的等因素使内部压力提高或油的体积增大时，空气弹簧组件143被抬升，体积变大，达到一个新的压力平衡；

当温度或水压的等因素使内部压力降低或油的体积减少时，空气弹簧组件143被压缩，体积变小，达到一个新的压力平衡；

此过程为正压补偿过程，由于空气弹簧组件143内部压力比环境海水压力高，能够有效的防止海水的进入空气弹簧组件143内。

请再次参阅图1，钻进组件还包括储杆装置16及接换杆装置17，储杆装置16与接换杆装置17均设于机架1，钻进装置13上设于钻杆，储杆装置16用于储存备用的钻杆，接换杆装置17用于拆卸设于钻进装置13上的旧的钻杆，并将备用的钻杆组装至钻进装置13。

本实施例中，自走机构3包括安装板31、活动支腿32及驱动机构33，安装板31设于底盘架2，活动支腿32与安装板31铰接，驱动机构33用于驱动活动支腿32移动，其中，所述驱动机构33为负载敏感式液压系统，从而优化自走机构3的结构，以便于自动机构的移动。

可以理解在其他实施例中，自走机构3可以包括履带式驱动机构，自走机构3也可以包括其他合理的装置，仅需满足驱动底盘架2在海底移动即可。

请再次参阅图1，活动支腿32的数量至少为四个，驱动机构33的数量与活动支腿32的数量相等，且每个驱动机构33单独驱动一个活动支腿32移动。以便于复杂地形自行式深海岩心取样钻机100的移动，且驱动机构33能够调整活动支腿32的位置，以保证底盘架2位于水平的位置。本实施例中，活动支腿32的数量为六个，六个活动支腿32分为两组，每组活动支腿32设于底盘架2的两侧。

请结合参阅图1-3，活动支腿32包括第一支腿321及第二支腿322，驱动机构33包括第一驱动装置331及第二驱动装置332，第一支腿321的一端与安装板31铰接，第一支腿321的另一端与第二支腿322铰接，第一驱动装置331的两端分别与安装板31及第一支腿321连接，第二驱动装置332的两端分别与第一支腿321及第二支腿322连接，从而增加活动支腿32活动的灵活性。

第一驱动装置331的两端分别与安装板31及第一支腿321铰接，第二驱动装置332分别与第一支腿321及第二支腿322铰接，从而更进一步的增加活动支腿32活动的灵活性，并便于活动支腿32的收缩，以满足复杂地形自行式深海岩心取样钻机100以合适的状态吊放入海底。作为本实施例的一种优选的方式，第一驱动装置331的两端均通过转轴与安装板31以及第一支腿321铰接，第二驱动装置332均通过转轴与第一支腿321以及第二支腿322铰接。

第一支腿321包括第一支杆3211及第一连接件3212，第一支杆3211的一端与安装板31铰接，第一连接件3212设于第一支杆3211的另一端，第一连接件3212与第二支腿322铰接，从而增加第一支腿321与第二支腿322的连接强度，并增加二者之间的灵活组配。作为本实施例的一种优选的方式，第一支杆3211的一端套入第一连接件3212，并贯穿第一连接件3212。

请结合参阅图5-6，第二支腿322包括第二支杆3221及第二连接件3222，活动支腿32还包括垫盘323，第二支杆3221的一端与第一连接件3212铰接，第二支杆3221的另一端与第二连接件3222的一端铰接，第二连接件3222的另一端与垫盘323连接，从而实现第二支杆3221与垫盘323的柔性连接，以保证复杂地形自行式深海岩心取样钻机100的平稳着落与稳定行走。

请结合参阅图1、图2、图3及图6，本实施例中，第一驱动装置331的两端分别于安装板31及第一连接件3212铰接，第二驱动装置332的两端分别于第一支杆3211及第二连接件3222铰接，从而便于第一支腿321与第二支腿322在吊放过程中的收缩，以及行走过程中灵活移动。作为本实施的一种优选的方式，第一驱动装置331的两端均通过转轴与安装板31以及第一连接件3212铰接，第二驱动装置332的两端均通过转轴与第一支杆3211以及第二连接件3222铰接。

请再次参阅图6，第二支杆3221的另一端上形成有活动槽(未标号)，第二连接件3222收容于活动槽内，且与第二支杆3221铰接，便于第二连接件3222的收放，提供结构整体的灵活性。

本实用新型提供的复杂地形自行式深海岩心取样钻机100的一种操作方法如下：

当复杂地形自行式深海岩心取样钻机100姿态不满足钻进需求时，底盘架2通过六个活动支腿32进行自动调平。

需要在复杂地形进行行走时，利用间隔的三个活动支腿32支撑底盘架2，其他三个间隔分布的活动支腿32缓慢抬起，并向需要移动的方向移动一段距离后触底支撑钻机，再利用其他三个活动支腿32缓慢抬起，并向需要移动的方向移动一段距离后触底支撑钻机，如此三个活动支腿32支撑三个支腿抬起移动的方式交替移动，达到行走的目的。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种复杂地形自行式深海岩心取样钻机，用于海底的钻探取样，其包括钻机组件及底盘架，所述钻机组件设于所述底盘架，其特征在于，所述复杂地形自行式深海岩心取样钻机还包括自走机构，所述自走机构与所述底盘架连接，且所述自走机构用于驱动所述底盘架在所述海底移动。

2.如权利要求1所述的复杂地形自行式深海岩心取样钻机，其特征在于，钻机组件包括机架、钻进装置及动力源装置，所述机架的一侧形成有第一滑轨，所述钻进装置设于所述第一滑轨，所述动力源装置设于所述机架，所述动力源装置用于驱动所述钻进装置沿所述第一滑轨运动，所述钻进装置用于在所述海底钻探取样，其中，所述动力源装置为采用自重式正压补偿系统的动力源装置。

3.如权利要求1所述的复杂地形自行式深海岩心取样钻机，其特征在于，所述自走机构包括安装板、活动支腿及驱动机构，所述安装板设于所述底盘架，所述活动支腿与所述安装板铰接，所述驱动机构用于驱动所述活动支腿移动，其中，所述驱动机构为负载敏感式液压系统。

4.如权利要求3所述的复杂地形自行式深海岩心取样钻机，其特征在于，所述活动支腿的数量至少为四个，所述驱动机构的数量与所述活动支腿的数量相等，且每个所述驱动机构单独驱动一个所述活动支腿移动。

5.如权利要求3所述的复杂地形自行式深海岩心取样钻机，其特征在于，所述活动支腿包括第一支腿及第二支腿，所述驱动机构包括第一驱动装置及第二驱动装置，所述第一支腿的一端与所述安装板铰接，所述第一支腿的另一端与所述第二支腿铰接，所述第一驱动装置的两端分别与所述安装板及所述第一支腿连接，所述第二驱动装置的两端分别与所述第一支腿及所述第二支腿连接。

6.如权利要求5所述的复杂地形自行式深海岩心取样钻机，其特征在于，所述第一驱动装置的两端分别与所述安装板及所述第一支腿铰接，所述第二驱动装置分别与所述第一支腿及所述第二支腿铰接。

7.根据权利要求6所述的复杂地形自行式深海岩心取样钻机，其特征在于，所述第一支腿包括第一支杆及第一连接件，所述第一支杆的一端与所述安装板铰接，所述第一连接件设于所述第一支杆的另一端，所述第一连接件与所述第二支腿铰接。

8.如权利要求7所述的复杂地形自行式深海岩心取样钻机，其特征在于，第二支腿包括第二支杆及第二连接件，所述活动支腿还包括垫盘，所述第二支杆的一端与所述第一连接件铰接，所述第二支杆的另一端与第二连接件的一端铰接，所述第二连接件的另一端与所述垫盘连接。

9.如权利要求8所述的复杂地形自行式深海岩心取样钻机，其特征在于，所述第一驱动装置的两端分别与所述安装板及所述第一连接件铰接，所述第二驱动装置的两端分别与所述第一支杆及所述第二连接件铰接。

10.如权利要求1所述的复杂地形自行式深海岩心取样钻机，其特征在于，所述自走机构包括履带式驱动机构。