專利名稱：一種與深海鉆機配套的自動接桿保壓取樣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于海洋勘探機械設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種與深海鉆機配套的自動接桿保壓取樣裝置。
背景技術(shù)：
海底擁有大量礦藏資源，海洋資 源的開發(fā)，特別是深海底賦存的各種礦產(chǎn)資源開發(fā)是一個新開發(fā)的技術(shù)領(lǐng)域。由于深海底復(fù)雜的地質(zhì)、洋流、壓力等環(huán)境條件，研制在深海運用的遙控鉆進及取樣設(shè)備，特別是深海鉆進遙控接卸鉆桿的大型海底取樣鉆機是當(dāng)今世界的前沿技術(shù)。專利200920064592. 8公開了一種海底自動接桿鉆機用旋轉(zhuǎn)式鉆管存儲機構(gòu)。該機構(gòu)將鉆管存儲于分度圓盤存儲架內(nèi)，通過分度圓盤的定角度旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)鉆管的取用與回收。該機構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且對操作性要求較高，同時受分度圓盤尺寸限制，其存儲鉆管的數(shù)量有限，不利于較深孔工況下的鉆進。專利190310107888. O公開了一種帶預(yù)進給和預(yù)定位裝置的深海取芯器。該機構(gòu)利用兩個平行安裝的預(yù)推進液壓缸代替機構(gòu)復(fù)雜的機械手臂，大大簡化取芯器的機構(gòu)。但是該機構(gòu)對于樣品無法保壓存儲，不利于含甲烷等易揮發(fā)成分的樣品的獲取。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種與深海鉆機配套的自動接桿保壓取樣裝置。一種與深海鉆機配套的自動接桿保壓取樣裝置，包括設(shè)置在深海鉆機上的鉆管及內(nèi)襯管存儲機構(gòu)、主機械手和含樣內(nèi)襯管保壓裝配機構(gòu)，所述主機械手和含樣內(nèi)襯管保壓裝配機構(gòu)一起完成含樣內(nèi)襯管的保壓裝配過程。所述鉆管及內(nèi)襯管存儲機構(gòu)包括鉆管存儲倉、內(nèi)襯管存儲倉、鉆管控制夾、內(nèi)襯管控制夾、斜坡槽、若干鉆管與內(nèi)襯管；兩個鉆管存儲倉和三個內(nèi)襯管存儲倉并排設(shè)置，其中兩個鉆管存儲倉內(nèi)裝鉆管，鉆管存儲倉內(nèi)最底部的鉆管預(yù)先安裝上鉆頭和內(nèi)襯管；三個內(nèi)襯管存儲倉中有兩個內(nèi)襯管存儲倉裝內(nèi)襯管，第三個內(nèi)襯管存儲倉置空；鉆管存儲倉和內(nèi)襯管存儲倉的底部分別安裝有鉆管控制夾和內(nèi)襯管控制夾，通過控制機構(gòu)可以按指令自動放下一個鉆管或內(nèi)襯管；其中斜坡槽利用鉆管及內(nèi)襯管的自重，使鉆管及內(nèi)襯管從左到右運動，至運送主機械手，其中在斜坡槽最右端有一彎道，可以促使運動的鉆管或內(nèi)襯管停住，待運送主機械手抓取。所述主機械手包括運送主機械手、回收主機械手及連接件，兩個機械手均可實現(xiàn)升降、旋轉(zhuǎn)、伸縮功能，運送主機械手位于鉆管及內(nèi)襯管存儲機構(gòu)的底部，且通過升降、旋轉(zhuǎn)和伸縮后可從斜坡槽抓取鉆管或內(nèi)襯管；回收主機械手位于鉆管及內(nèi)襯管存儲機構(gòu)的頂部，且通過升降、旋轉(zhuǎn)和伸縮后抓取含樣內(nèi)襯管或裝配好的含樣保壓鉆管。所述含樣內(nèi)襯管保壓裝配機構(gòu)包括輔助機械手、裝配機械手、保壓蓋、旋蓋機構(gòu)、保壓蓋存儲機構(gòu)，和主機械手一同完成內(nèi)襯管的保壓裝配過程；輔助機械手、裝配機械手兩個機械手均可實現(xiàn)升降、旋轉(zhuǎn)、伸縮功能；輔助機械手位于深孔鉆井平臺的同心圓周上，且通過升降、旋轉(zhuǎn)和伸縮后可從運送主機械手抓取鉆管；裝配機械手也位于深孔鉆井平臺的同心圓周上，且通過旋轉(zhuǎn)、伸縮可將保壓蓋套裝在輔助機械手抓取的鉆管處；旋蓋機構(gòu)安裝于裝配機械手內(nèi)，通過旋轉(zhuǎn)一定角度可擰緊保壓蓋；保壓蓋存儲機構(gòu)位于裝配機械手初始位置附近，分為完全對齊的上下兩個保壓蓋存儲倉，可存儲一定數(shù)量的保壓蓋，中間留出一定距離的空間，可放入一段鉆管。以上所有機構(gòu)運動所需的能量均由鉆機液壓動力系統(tǒng)提供。本實用新型與背景技術(shù)相比，具有的有益效果是它能充分利用鉆機空間，存儲較多的鉆管和內(nèi)襯管，且操作簡單方便，使用成本較低，并能廣泛適用于多深度鉆孔場合。同時利用鉆管和內(nèi)襯管自重作為動力達(dá)到部分運動效果，一定程度上節(jié)約能源；與之配合的保壓蓋裝配設(shè)計利用鉆機自帶的液壓系統(tǒng)，簡化保壓過程，一定程度上降低了使用成本。結(jié)合現(xiàn)有深孔鉆進技術(shù)，大大提高取樣效率，進一步降低成本。

圖I是本發(fā)明的總體設(shè)計布局圖；圖2是本發(fā)明鉆管、內(nèi)襯管存儲機構(gòu)側(cè)視圖及主機械手布局；圖3是本發(fā)明含樣內(nèi)襯管保壓裝配機構(gòu)。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。如圖I所示，本發(fā)明一種與深海鉆機配套的自動接桿保壓取樣裝置，包括設(shè)置在深海鉆機上的鉆管及內(nèi)襯管存儲機構(gòu)I、主機械手6和含樣內(nèi)襯管保壓裝配機構(gòu)2，所述主機械手6和含樣內(nèi)襯管保壓裝配機構(gòu)2 —起完成含樣內(nèi)襯管的保壓裝配過程。深海鉆機還包括深孔鉆進平臺5、鉆機液壓控制系統(tǒng)3和支撐調(diào)平機構(gòu)4。深孔鉆進平臺5可完成對鉆管9的下鉆和回收，同時完成對內(nèi)襯管10的下放和含樣內(nèi)襯管10的回收；鉆機液壓控制系統(tǒng)3分布于鉆機內(nèi)部對角線的兩側(cè)且其液壓管道不與其他部件發(fā)生干涉；支撐調(diào)平機構(gòu)4位于鉆機的左側(cè)頂角、右側(cè)和下部位置，對鉆機其支撐調(diào)平作用。如圖2所示,所述鉆管及內(nèi)襯管存儲機構(gòu)I包括鉆管存儲倉7、內(nèi)襯管存儲倉8、鉆管控制夾11、內(nèi)襯管控制夾12、斜坡槽13、若干鉆管9與內(nèi)襯管10 ;兩個鉆管存儲倉7和三個內(nèi)襯管存儲倉8并排設(shè)置，兩個鉆管存儲倉7設(shè)置在鉆管及內(nèi)襯管存儲機構(gòu)I的左側(cè)，三個內(nèi)襯管存儲倉8設(shè)置在鉆管及內(nèi)襯管存儲機構(gòu)I的右側(cè)，其中兩個鉆管存儲倉7內(nèi)裝鉆管9，鉆管存儲倉7內(nèi)最底部的鉆管9預(yù)先安裝上鉆頭和內(nèi)襯管9 ;三個內(nèi)襯管存儲倉7中有兩個內(nèi)襯管存儲倉7裝內(nèi)襯管10，第三個內(nèi)襯管存儲倉8置空；鉆管存儲倉7和內(nèi)襯管存儲倉8的底部分別安裝有鉆管控制夾11和內(nèi)襯管控制夾12，通過控制機構(gòu)可以按指令自動放下一個鉆管9或內(nèi)襯管10 ;其中斜坡槽13利用鉆管9及內(nèi)襯管10的自重，使鉆管9及內(nèi)襯管10從左到右運動，至運送主機械手14，其中在斜坡槽13最右端有一彎道，可以促使運動的鉆管9或內(nèi)襯管10停住，待運送主機械手14抓取。所述主機械手6包括運送主機械手14、回收主機械手15及連接件16，兩個機械手均可實現(xiàn)升降、旋轉(zhuǎn)、伸縮功能，運送主機械手14位于鉆管及內(nèi)襯管存儲機構(gòu)I的底部，且通過升降、旋轉(zhuǎn)和伸縮后可從斜坡槽13抓取鉆管9或內(nèi)襯管10 ;回收主機械手15位于鉆管及內(nèi)襯管存儲機構(gòu)I的頂部,且通過升降、旋轉(zhuǎn)和伸縮后抓取含樣內(nèi)襯管10或裝配好的含樣保壓鉆管9。本裝置有平行布置的兩個主機械手6。如圖3所示，所述含樣內(nèi)襯管保壓裝配機構(gòu)2包括輔助機械手17、裝配機械手18、保壓蓋19、旋蓋機構(gòu)20、保壓蓋存儲機構(gòu)21，和主機械手6 —同完成內(nèi)襯管的保壓裝配過程；輔助機械手17、裝配機械手18兩個機械手均可實現(xiàn)升降、旋轉(zhuǎn)、伸縮功能；輔助機械手17位于深孔鉆進平臺5的同心圓周上，且通過升降、旋轉(zhuǎn)和伸縮后可從運送主機械手14抓取鉆管9 ;裝配機械手18也位于深孔鉆進平臺5的同心圓周上，且通過旋轉(zhuǎn)、伸縮可將保壓蓋19套裝在輔助機械手17抓取的鉆管9處；旋蓋機構(gòu)20安裝于裝配機械手18內(nèi)，通過旋轉(zhuǎn)一定角度可擰緊保壓蓋19 ;保壓蓋存儲機構(gòu)21位于裝配機械手18初始位置附近，分為完全對齊的上下兩個保壓蓋存儲倉，可存儲一定數(shù)量的保壓蓋19，中間留出一定距離的空間，可放入一段鉆管9。 一種與深海鉆機配套的自動接桿保壓取樣裝置，其使用方法包括下鉆及回收和保壓裝配兩個部分，具體過程如下I.下鉆及回收過程I)開始鉆孔前,鉆管9和內(nèi)襯管10依次排列并分別存儲于鉆管存儲倉7和內(nèi)襯管存儲倉8內(nèi)。2)開始鉆孔，鉆管控制夾11打開，使一根鉆管9順利落入斜坡槽13，鉆管8在重力作用下運動至斜坡槽13最右邊彎道處，運送主機械手14抓取鉆管9，此時鉆管9的兩端由2個運送主機械手14同時抓取并抬升至適當(dāng)高度，左側(cè)的運送主機械手14移動至鉆管9的中心位置固定，另一運送主機械手14松開，僅由一個運送主機械手14將鉆管9旋轉(zhuǎn)至豎直狀態(tài)，并運送至深孔鉆進平臺5并由動力頭下鉆，下鉆完畢由繩索取回含樣內(nèi)襯管10，并通過回收主機械手15抓取至預(yù)先置空的內(nèi)襯管存儲倉8頂部放下，含樣內(nèi)襯管10在重力作用下落入內(nèi)襯管存儲倉8底部。3)—次鉆管9下鉆及含樣內(nèi)襯管10回收完畢，進行下一次下鉆及回收過程，按“內(nèi)襯管10 —鉆管9”順序下鉆，并回收含樣內(nèi)襯管10，循環(huán)若干次直至全部鉆管9下鉆完畢，全部含樣內(nèi)襯管10回收完畢。2.保壓裝配過程I)裝配前，全部內(nèi)襯管10存儲于內(nèi)襯管存儲倉8內(nèi)，全部鉆管9位于鉆機平面以下。2)裝配開始內(nèi)襯管控制夾12打開，含樣內(nèi)襯管10在重力作用下運動至斜坡槽13最右端彎道處，運送主機械手14抓取含樣內(nèi)襯管10傳遞給裝配機械手18，抓取過程與鉆管9類似；動力頭回收頂部鉆管9，由運送主機械手14抓取該鉆管9傳遞給輔助機械手17 ;裝配機械手18抬升至一定高度，輔助機械手17伸縮至裝配機械手18正下方，裝配機械手18將含樣內(nèi)襯管10下放至鉆管9，鉆管9將含樣內(nèi)襯管10套在內(nèi)部，此時鉆管9作為保壓管使用；輔助機械手17將裝有含樣內(nèi)襯管10的鉆管9運送至保壓蓋存儲機構(gòu)21，置于上下保壓蓋存儲倉之間，其軸線與保壓蓋中心線重合，上下保壓蓋存儲倉分別推出一個保壓蓋，裝配機械手18對鉆管9兩頭進行壓蓋封裝并保壓。3)裝配完畢，回收主機械手15將保壓完畢的鉆管9重新存放于鉆管存儲倉7內(nèi)適當(dāng)位置。[0027]4)循環(huán)執(zhí)行上述步驟若干次，直至全部鉆管9裝配完畢，并回收至鉆管及內(nèi)襯 管存儲機構(gòu)I。
權(quán)利要求1.ー種與深海鉆機配套的自動接桿保壓取樣裝置，包括設(shè)置在深海鉆機上的鉆管及內(nèi)襯管存儲機構(gòu)(I)、主機械手(6 )和含樣內(nèi)襯管保壓裝配機構(gòu)(2 )，所述主機械手(6 )和含樣內(nèi)襯管保壓裝配機構(gòu)(2) —起完成含樣內(nèi)襯管的保壓裝配過程； 所述鉆管及內(nèi)襯管存儲機構(gòu)(I)包括鉆管存儲倉(7)、內(nèi)襯管存儲倉(8)、鉆管控制夾(11)、內(nèi)襯管控制夾(12)、斜坡槽(13)、若干鉆管(9)與內(nèi)襯管(10);兩個鉆管存儲倉(7)和三個內(nèi)襯管存儲倉(8)并排設(shè)置，其中兩個鉆管存儲倉(7)內(nèi)裝鉆管(9)，鉆管存儲倉(7)內(nèi)最底部的鉆管(9)預(yù)先安裝上鉆頭和內(nèi)襯管(10);三個內(nèi)襯管存儲倉(8)中有兩個內(nèi)襯管存儲倉(8)裝內(nèi)襯管(9)，第三個內(nèi)襯管存儲倉(8)置空；鉆管存儲倉(7)和內(nèi)襯管存儲倉(8)的底部分別安裝有鉆管控制夾(11)和內(nèi)襯管控制夾(12)，通過控制機構(gòu)可以按指令自動放下一個鉆管(9)或內(nèi)襯管(10);其中斜坡槽(13)利用鉆管(9)及內(nèi)襯管(10)的自重，使鉆管(9)及內(nèi)襯管(10)從左到右運動，至運送主機械手(14)，其中在斜坡槽(13)最右端有ー彎道，可以促使運動的鉆管(9)或內(nèi)襯管(10)停住，待運送主機械手(14)抓取；所述主機械手(6)包括運送主機械手(14)、回收主機械手(15)及連接件(16)，兩個機械手均可實現(xiàn)升降、旋轉(zhuǎn)、伸縮功能，運送主機械手(14)位于鉆管及內(nèi)襯管存儲機構(gòu)(I)的底部，且通過升降、旋轉(zhuǎn)和伸縮后可從斜坡槽(13)抓取鉆管(9)或內(nèi)襯管(10);回收主機械手(15)位于鉆管及內(nèi)襯管存儲機構(gòu)(I)的頂部，且通過升降、旋轉(zhuǎn)和伸縮后抓取含樣內(nèi)襯管(10)或裝配好的含樣保壓鉆管(9)； 所述含樣內(nèi)襯管保壓裝配機構(gòu)(2)包括輔助機械手(17)、裝配機械手(18)、保壓蓋(19)、旋蓋機構(gòu)(20)、保壓蓋存儲機構(gòu)(21)，和主機械手(6)—同完成內(nèi)襯管的保壓裝配過程；輔助機械手(17)、裝配機械手(18)兩個機械手均可實現(xiàn)升降、旋轉(zhuǎn)、伸縮功能；輔助機械手(17)位于深孔鉆進平臺(5)的同心圓周上，且通過升降、旋轉(zhuǎn)和伸縮后可從運送主機械手(14)抓取鉆管(9);裝配機械手(18)也位于深孔鉆進平臺(5)的同心圓周上，且通過旋轉(zhuǎn)、伸縮可將保壓蓋(19)套裝在輔助機械手(17)抓取的鉆管(9)處；旋蓋機構(gòu)(20)安裝于裝配機械手(18)內(nèi)，通過旋轉(zhuǎn)一定角度可擰緊保壓蓋(19);保壓蓋存儲機構(gòu)(21)位于裝配機械手(18)初始位置附近，分為完全對齊的上下兩個保壓蓋存儲倉，可存儲一定數(shù)量的保壓蓋(19 )，中間留出一定距離的空間，可放入一段鉆管(9 ); 以上所有機構(gòu)運動所需的能量均由鉆機液壓動カ系統(tǒng)(3)提供。
專利摘要本實用新型涉及一種與深海鉆機配套的自動接桿保壓取樣裝置。本實用新型包括設(shè)置在深海鉆機上的鉆管及內(nèi)襯管存儲機構(gòu)、主機械手和含樣內(nèi)襯管保壓裝配機構(gòu)。其中鉆管及內(nèi)襯管存儲機構(gòu)包括鉆管存儲倉、內(nèi)襯管存儲倉、鉆管控制夾、內(nèi)襯管控制夾、斜坡槽、若干鉆管與內(nèi)襯管；其中主機械手包括運送主機械手、回收主機械手及連接件；其中含樣內(nèi)襯管保壓裝配機構(gòu)包括輔助機械手、裝配機械手、保壓蓋、旋蓋機構(gòu)、保壓蓋存儲機構(gòu)，和主機械手一同完成內(nèi)襯管的保壓裝配過程。本實用新型與深海鉆機配套使用，充分利用深海鉆機空間，在取樣后完成對樣品的保壓，保壓過程簡便實用。
文檔編號E21B19/14GK202627995SQ20122028610
公開日2012年12月26日 申請日期2012年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月18日
發(fā)明者秦華偉, 陳建橋, 葉瑛, 朱敬如, 胡杭民, 陳鷹 申請人:杭州電子科技大學(xué)