[实用新型]一种配备变径岩芯取样钻杆动力头的深海钻机

说明书

本实用新型公开了一种配备变径岩芯取样钻杆动力头的深海钻机，包括变径取样钻杆动力头、机架和支腿系统和钻杆系统，变径取样钻杆动力头包括依次连接的给进油缸、油缸活塞杆、横臂、电动机、倒塔式钻杆连接头；所述横臂为水平方向的连接杆，电动机下端设置有倒塔式钻杆连接头；倒塔式钻杆连接头为若干层直径自上而下递减的阶梯式圆台结构，每层圆台的竖直面设有螺纹结构；钻杆系统设置有若干直径不同的取样钻杆，取样钻杆上端设置螺纹结构，每根取样钻杆的螺纹可以与倒塔式钻杆连接头的其中一层螺纹相对应。本实用新型结构简单，可靠性较强，单台钻机一次下水可使用多种直径不同的取样钻杆进行钻取。

技术领域

本实用新型涉及一种深海钻机，尤其涉及一种配备变径岩芯取样钻杆动力头的深海钻机。

背景技术

随着陆地金属矿产资源的日益枯竭，海洋固体矿产资源已成为世界各国瞩目的对象，海底资源的开发将有效缓解全球资源匮乏的局面，所以对海底矿产资源进行勘探尤为重要。深海岩芯取样钻机是进行深海海底地质探测，进行海底深层地质取样的主要技术手段，同时也是测量海底岩石力学性质的重要工具。

在勘探的过程中，对于深海硬岩矿床，一般采用高速旋转钻机进行取样。在钻取岩芯样品时，钻机钻进参数以及钻杆直径之间匹配关系的不同会导致取芯率存在较大差异。在实际应用中，与电机相连的动力头只能与单一直径的钻杆相连接，在面对硬度不同的深海矿石时，如多金属硫化物、富钴结壳等，无法找到针对此种矿石的钻机参数、取样钻杆直径的最优匹配，导致钻取效果差，取芯率低的后果。因此，如何应用一个钻机动力头，在一次作业时可以与多种不同直径的钻杆连接，并获得最佳的钻取效果，进而获测得针对某种深海矿石的最佳钻进参数，是目前亟待解决的问题。目前还未发现有同一钻机动力头可以同时与不同直径钻杆相连接的文献报道。

实用新型内容

为了解决上述技术所存在的不足之处，本实用新型提供了一种配备变径岩芯取样钻杆动力头的深海钻机。

为了解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种配备变径岩芯取样钻杆动力头的深海钻机，包括变径取样钻杆动力头、机架和支腿系统和钻杆系统；

所述机架和支腿系统包括钻机底座和安装在钻机底座上的机架；所述机架顶端设置有脐带缆接头，脐带缆接头一侧与外部控制系统脐带缆相连接，另一次与机内脐带缆相连接，所述机内脐带缆与变径取样钻杆动力头相连接；

所述变径取样钻杆动力头包括依次连接的给进油缸、油缸活塞杆、横臂、电动机、倒塔式钻杆连接头，所述给进油缸竖直方向设置，所述油缸活塞杆位于给进油缸下方且一端竖直方向设置于给进油缸内；所述横臂为水平方向的连接杆，横臂两端分别连接油缸活塞杆和电动机，电动机下端设置有倒塔式钻杆连接头；所述倒塔式钻杆连接头为若干层直径自上而下递减的阶梯式圆台结构，每层圆台的竖直面设有螺纹结构；

所述钻杆系统包括钻杆架和取样钻杆；所述钻杆架固定在机架内部，钻杆架设置环形的水平架，取样钻杆通过卡扣固定于水平架；钻杆系统设置有若干直径不同的取样钻杆，取样钻杆上端设置螺纹结构，每根取样钻杆的螺纹可以与倒塔式钻杆连接头的其中一层螺纹相对应。

进一步地，所述横臂的长度与钻杆架的环形水平架半径相同，所述横臂带动电动机和倒塔式钻杆连接头在以给进油缸为中心的圆周自由运动，所述取样钻杆的上端均设置在所述倒塔式钻杆连接头运动的圆周上。

进一步地，所述倒塔式钻杆连接头为有3层的阶梯式圆台结构，所述钻杆系统设置有三种不同直径的取样钻杆各两根。

进一步地，所述机架和支腿系统还包括液压系统，所述液压系统设置在钻机底座上。

进一步地，所述取样钻杆内部设置有样品管；取样钻杆底端与取样钻头相连接；所述钻机底座设置有与取样钻头相对应的取样钻孔。

进一步地，钻机底座上设置有倾斜传感器；所述倾斜传感器与外部控制系统相连。