[发明专利]一种用于深层连续取芯的水下顶驱装置

说明书

技术领域

本发明属于机械设备技术领域，涉及一种用于深层连续取芯的水下顶驱装置。

背景技术

许多重要的海底资源是埋藏在沉积物之下，而钻探取芯是海洋工程地质调查的重要手段之一。水下顶驱装置是整个沉积物钻探取芯专用海底钻机的核心设备之一，被誉为水下钻机的心脏，通常安装在海底钻机井架主体内。在连续钻探取芯作业时，用于驱动钻具旋转钻进，且在换取、续接、拆卸钻具过程中实现上卸扣动作，以及导引支撑取样工具进行取芯作业等功能。

目前，国内外应用的沉积物海底钻机都是在海底表层取样，只能实现一次入海单筒取芯，取样长度较浅，在功能和结构上完全不能适应海底深层沉积物的连续多段钻探取芯作业，不能满足深层沉积物连续多段钻探取芯作业要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于深层连续取芯的水下顶驱装置，解决了现有技术中存在的只能实现一次入海单筒取芯，取样长度较浅的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种用于深层连续取芯的水下顶驱装置，包括减速器，减速器的两侧分别设置有左游动滑车及右游动滑车，左游动滑车与左升降机构连接，右游动滑车与右升降机构连接；减速器中穿有中心管总成，中心管总成包括上端的导向喇叭和下部的圆柱管，圆柱管的下段圆周套装有背钳总成，圆柱管的圆周套装有大齿轮，大齿轮同时分别与两个小齿轮啮合传动连接，两个小齿轮分别通过一个联轴器与一个主马达传动连接。

本发明的用于深层连续取芯的水下顶驱装置，其特点还在于：

减速器的上盖设置有压力平衡装置。

左升降机构和右升降机构结构一致，均包括一个与减速器主体连接的支架，支架上固定安装有一个升降马达，升降马达与齿轮传动连接；在井架上竖直平行固定安装有两组齿条，每组齿条与一个齿轮传动连接，支架上另外设置有滚轮总成。

圆柱管与大齿轮之间依次设置有内花键套、主空心轴及驱动键，其中大齿轮通过驱动键与主空心轴组成传动副，圆柱管上段外圆周设置有外花键，主空心轴内圆周镶插有内花键套，圆柱管的外花键与内花键套组成花键副。

本发明的有益效果是，结构布局合理、传动效率高、功能可靠、质量轻且能实现上述多重功能的液压低速大扭矩水下顶驱装置，具体包括以下方面：1）在海洋钻井作业中，该装置克服了超深水、超高压环境，有效实现了水下传动装置的良好运行。

2）该装置主体结构布局合理，经济有效的科学功率分配，尤其是利用顶驱自身动力及配合背钳总成，实现了钻具和中心管的连接和拆卸。

3）该装置的上下升降运动，通过齿轮与齿条捏合实现水下装置的精准升降位置，实现快速、平稳上升和下降，提高了运行效率。

4）该装置的中心管总成为花键副连接的浮动结构，该浮动结构可满足在拆卸和连接旋扣过程中，能够补偿中心管的周向位移。

附图说明

图1是本发明装置的结构示意图；

图2是图1中的A视向结构示意图；

图3是本发明装置的传动原理示意图；

图4是本发明方法中的中心管总成4的结构示意图。

图中，1.左升降机构，2.左游动滑车，3.主马达，4.中心管总成，5.压力平衡装置，6.减速器上盖，7.减速器，8.右游动滑车，9.右升降机构，10.背钳总成，11.滚轮总成，12.齿轮，13.升降马达，14.支架，15.导向喇叭，16.圆柱管，17.内花键套，18.主空心轴，19.大齿轮，20.驱动键，21.小齿轮，22.井架，23.齿条。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

参照图1、图2、图3，本发明装置的结构是，包括减速器7，减速器7的两侧分别设置有左游动滑车2及右游动滑车8，左游动滑车2与左升降机构1连接，右游动滑车8与右升降机构9连接；

左升降机构1和右升降机构9结构一致，均包括一个与减速器7主体连接的支架14，支架14上固定安装有一个升降马达13，升降马达13与齿轮12传动连接，在井架22上竖直平行固定安装有两组齿条23，每组齿条23与一个齿轮12传动连接，支架14上另外设置有滚轮总成11，用于左升降机构1和右升降机构9与井架22之间的支撑定位；