[发明专利]多自由度微钻试验台

说明书

本发明涉及一种多自由度微钻试验台，包括：机架；可进行竖向移动、横向移动和角度调节的位置调节机构，连接于机架；安装于位置调节机构的钻机机构；设于机架底部的岩样箱，正对于钻机机构的下方设置；设于机架底部且连通于岩样箱的泥浆池，泥浆池连接有泥浆泵，泥浆泵和钻机机构的上端连通。本发明解决现有技术中微钻实验台无法根据岩样和钻具的相对位置以及钻进需求进行调节，难以满足实验要求的问题。

技术领域

本发明涉及钻探领域，尤指一种多自由度微钻试验台。

背景技术

近年来我国盾构施工技术的不断普及，和深度资源的勘察与开发，对钻进深度的要求越来越深，勘察的经济成本也越来越高，而钻头的强度与稳定性、岩石的可钻性与研磨性都直接决定了勘察的经济成本。长期以来，钻头时效、寿命、磨损与岩石可钻性、研磨性等参数都是根据钻探作业现场实际钻头的使用磨损数据来总结归纳。从而获得岩石性质和改进施工工艺。但野外作业条件复杂，环境因素影响大，人为操作的随机性都使得现场取得的数据不能完全说明问题。而目前常用的钻探设备都相对笨重，体积较大，不易运输。

中国地质大学(北京)的地质超深钻探国家专业实验室设计了MDES2000型微钻进实验台。实验台机构主要包括:回转机构、给进机构、平台移动机构、泥浆循环系统、数据测量传感元件。在工作过程中，该微钻试验台可以完成实时钻进参数的采集和监测功能并可以通过计算机进行处理和存储，还可自动或手动控制完成钻探任务。

中国地质大学(武汉)在2001年研制的微钻实验台由主机、泵站、操纵台三大件分体设计，同时拥有钻压传感器、转速传感器、泥浆流量计、钻速传感器和扭矩传感器等数据采集装置。

但是，上述的微钻实验台无法根据岩样和钻具的相对位置以及钻进需求进行调节，难以满足实验要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种多自由度微钻试验台，解决现有技术中微钻实验台无法根据岩样和钻具的相对位置以及钻进需求进行调节，难以满足实验要求的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供一种多自由度微钻试验台，包括：

机架；

可进行竖向移动、横向移动和角度调节的位置调节机构，连接于所述机架；

安装于所述位置调节机构的钻机机构；

设于所述机架底部的岩样箱，正对于所述钻机机构的下方设置；以及

设于所述机架底部且连通于所述岩样箱的泥浆池，所述泥浆池连接有泥浆泵，所述泥浆泵和所述钻机机构的上端连通。

本发明多自由度微钻试验台的进一步改进在于，所述位置调节机构包括：

设于所述机架的驱动机构；

竖向设于所述机架的竖轨；

滑设于所述竖轨的横轨；

滑设于所述横轨的滑块，所述滑块和所述驱动机构驱动连接；

固定于所述滑块的角度调节板，开设有半圆形轨，所述钻机机构连接于所述角度调节板且可沿着所述半圆形轨调节角度。

本发明多自由度微钻试验台的进一步改进在于，

所述竖轨有两个，两个所述竖轨竖向并排设置于所述机架；

所述横轨横向滑设于两个所述竖轨。

本发明多自由度微钻试验台的进一步改进在于，所述驱动机构包括：

设于所述机架的伺服电机；

安装于所述伺服电机的位置编码器，通过矢量控制且搭配伺服电机控制器实现调节定位。