本发明涉及钻探结构,特别涉及一种用于水下地质环境的钻探结构。
背景技术:
1、钻探机构对于地质勘探,地质环境分析,地质样本的采集具有重要的意义,但是现在的钻探机构只能针对地面进行钻探,对于水下等特殊环境无法进行钻探,从而影响地质工作的进度;
2、专利公开号为cn116122749a的中国专利,公开了一种钻探头结构及地浸施工钻探平台,包括第一链轮组件;第二链轮组件;驱动装置,其输出端和第二链轮组件的输入轴同轴套装连接;链条,设置在第一链轮组件和第二链轮组件之间,用于将第二链轮组件上的运动传送到第一链轮组件上;扁担梁总成,与链条连接;四方主动钻杆,设置在扁担梁总成上。本发明可以完成开孔时200m以内的加压钻进工艺,钻进1根9m的钻杆时不需要进行倒杆作业,不仅提高了成孔率,避免了多次倒杆造成孔斜的质量事故,而且缩减了辅助施工时间,提高了施工效率,实用性强,值得推广。
3、专利公开号为cn112252996a的中国专利,公开一种钻探臂架结构,涉及煤矿巷道掘进设备技术领域,包括钻臂总成、过渡连接座、探测滑架和凿岩滑架;所述钻臂总成一端与主机相连接;所述钻臂总成另一端与所述过渡连接座的一端相连接,所述凿岩滑架设置于所述过渡连接座的上方,所述凿岩滑架上设置有凿岩装置;所述探测滑架与所述过渡连接座相连接;所述探测滑架的另一端端部设置有探测装置。钻探臂架为模块化结构,方便对现有设备进行改造。钻探结合,作业效率高。操作方便,随掘随探。
4、专利公开号为cn117703278a的中国专利,公开了一种钻头结构及煤矿钻探机械,属于煤矿机械设备领域,包括支撑座,所述支撑座的上端左侧转动连接有抬起装置,所述支撑座的上端右侧转动连接有底座,所述底座的左侧下端与抬起装置转动连接所述底座的上端活动连接有钻孔装置,所述底座的设有推动机构,所述推动机构包括固定连接在底座右侧的电机,发生钻孔困难时,使卡块脱离卡槽,转块相对滑块发生转动,这样不能够强行的带动钻孔装置移动,从而有效的保护钻孔装置不会被损坏,卡块在移动的时候,卡块带动第二圆块移动,通过第一单向阀与第二单向阀,使空腔内部的气压不断的增大,使卡块与卡槽的卡合力不断的增大,这样使滑块带动钻孔装置的移动力会越来越大,从而提高钻孔的效果。
5、上述公开技术方案都没有涉及到用于水下钻探的机构或者方案,因此急需一种可以在水下开展钻探工作的机构。
技术实现思路
1、针对上述问题,本发明能够根据实际情况连接不同数量的第一连接杆,从而对水下不同深度的土层或岩石进行钻探,提高实用效果。
2、本发明所使用的技术方案是:一种用于水下地质环境的钻探结构,包括:水下管道机构、水上驱动机构和开采机构;
3、所述水下管道机构的上端与水上驱动机构的下端固定连接,所述开采机构安装在所述水下管道机构和水上驱动机构的中间圆孔里,所述开采机构包括第一连接杆、第二连接杆、钻头和限位连接板;所述第一连接杆包括第一杆体、第二出水孔、第二进水孔、第二螺纹头和限位凹槽;所述第二连接杆包括第二杆体、连接段和圆环凹槽;所述钻头包括钻头连接段、钻头工作段、凸起、回水凹槽、回水孔和出水环;
4、多个第一连接杆依次首尾连接,相邻两个第一连接杆中的第一个第一连接杆的第二螺纹头和第二个第一连接杆的第一杆体上端螺纹连接,在相邻的第一连接杆的限位凹槽上安装有限位连接板;
5、最下面的所述第一连接杆的第二螺纹头和第二连接杆的第二杆体上端螺纹连接,
6、所述钻头的钻头连接段远离钻头工作段的一端与连接段固定连接,圆环凹槽与出水环接通,圆环凹槽与第二进水孔接通;钻头的第二出水孔和第二连接杆的第二出水孔接通;在钻头连接段外侧设有回水凹槽,在所述回水凹槽上设有回水孔,所述回水孔与第二出水孔接通。
7、优选地,所述水下管道机构包括防水管、定位轴、固定座、齿条和插入管;所述防水管下端设有插入管,在所述防水管外侧的上下端各设有一个固定座,所述多个定位轴固定安装在两个所述固定座中间,在所述防水管外侧设有齿条。
8、优选地,所述水上驱动机构包括底板、导轨、第一三角板、第二三角板、弹簧、液压缸、导出头、第一驱动电机和限位齿轮,在所述底板上述设有通孔,所述通孔与防水管同轴心;在所述底板上面设有三个导轨,所述三个导轨绕所述通孔呈圆周阵列;在所述底板上固定安装有第一驱动电机,所述第一驱动电机与齿轮固定连接,所述齿轮与限位齿轮相互啮合,所述限位齿轮滑动安装在所述第一连接杆上,且限位齿轮能够带动开采机构旋转。
9、优选地,所述第一三角板滑动安装在所述导轨上,第二三角板滑动安装在所述导轨上,且第二三角板位于第一三角板上方;在第二三角板和第一三角板之间连接有弹簧;在所述第一三角板下面设有导出头;所述液压缸缸体底部固定安装在底板上,所述液压缸活塞杆端部与第二三角板固定连接;所述导出头与开采机构的第一连接杆上端螺纹连接。
10、优选地,所述导出头包括旋转通水套管、第一螺纹连接头、第一出水管、第一进水管、限位柱、转子接通头、第一出水孔和第一进水孔,
11、所述旋转通水套管下端设有第一螺纹连接头,在所述旋转通水套管上端转动安装有转子接通头,在所述旋转通水套管外侧转动安装有第一进水管;所述第一进水管与第一进水孔接通;所述第一出水孔与第一出水管接通。
12、优选地,所述钻探结构还包括连接座和固定锚,所述连接座固定安装在水下管道机构上,所述固定锚通过绳索与连接座连接。
13、优选地,所述连接座包括座体、夹紧轮、l型连接板、第一锥齿轮、第二锥齿轮、扳手连接头、棘轮和棘爪;
14、所述座体固定安装在所述水下管道机构的定位轴上,在座体侧面转动安装有夹紧轮,在座体的侧面设有l型连接板,所述夹紧轮通过第一轴与第二锥齿轮固定连接;所述第一锥齿轮通过第二轴与扳手连接头固定连接,所述扳手连接头的第二轴转动安装在l型连接板的孔里;所述第二锥齿轮和第一锥齿轮相互啮合。
15、优选地,所述棘轮安装在夹紧轮的侧面,棘轮与夹紧轮的第一轴固定连接;在所述座体外侧设有棘爪,所述棘爪与棘轮间歇啮合。
16、优选地,所述水下地质环境的钻探结构还包括移动机构,所述移动机构包括旋转圆环、电动扳手、第二驱动电机、第三驱动电机、滑动座和外齿轮,所述滑动座滑动安装在防水管外侧,在滑动座外侧转动安装有旋转圆环,在旋转圆环外侧设有外齿轮;在所述旋转圆环上设有电动扳手,在所述滑动座外侧设有第二驱动电机,所述第二驱动电机的电机轴与齿轮连接,齿轮与齿条相互啮合;
17、所述齿条通过支架固定安装在滑动座下面,所述滑动座的电机轴上设有齿轮,所述齿轮与外齿轮相互啮合。
18、本发明的有益效果:
19、1.本发明能够根据实际情况连接不同数量的第一连接杆,从而对水下不同深度的土层或岩石进行钻探,提高实用效果。
20、2.本发明在相邻的第一连接杆和第二连接杆的限位凹槽上安装有限位连接板;限位连接板起到限位和固定相邻的第一连接杆和第二连接杆的作用。
21、3.本发明通过回水凹槽进入回水孔,再通过第二出水孔进入第二连接杆的第二出水孔中,穿过第一连接杆的第二出水孔然后进入第一出水孔中,通过第一出水管排出,实现了循环排出,提高了水下钻井效率。
22、4.本发明通过第一驱动电机旋转带动限位齿轮从而使开采机构旋转,实现了自动钻探的工作。
1.一种用于水下地质环境的钻探结构,其特征在于,包括:水下管道机构(1)、水上驱动机构(2)和开采机构(5);
2.根据权利要求1所述的一种用于水下地质环境的钻探结构,其特征在于,所述水下管道机构(1)包括防水管(101)、定位轴(102)、固定座(103)、齿条(104)和插入管(105);所述防水管(101)下端设有插入管(105),在所述防水管(101)外侧的上下端各设有一个固定座(103),所述多个定位轴(102)固定安装在两个所述固定座(103)中间,在所述防水管(101)外侧设有齿条(104)。
3.根据权利要求1所述的一种用于水下地质环境的钻探结构,其特征在于,所述水上驱动机构(2)包括底板(201)、导轨(202)、第一三角板(203)、第二三角板(204)、弹簧(205)、液压缸(206)、导出头(207)、第一驱动电机(208)和限位齿轮(209),在所述底板(201)上述设有通孔,所述通孔与防水管(101)同轴心;在所述底板(201)上面设有三个导轨(202),所述三个导轨(202)绕所述通孔呈圆周阵列;在所述底板(201)上固定安装有第一驱动电机(208),所述第一驱动电机(208)与齿轮固定连接,所述齿轮与限位齿轮(209)相互啮合,所述限位齿轮(209)滑动安装在所述第一连接杆(501)上,且限位齿轮(209)能够带动开采机构(5)旋转。
4.根据权利要求3所述的一种用于水下地质环境的钻探结构,其特征在于,所述第一三角板(203)滑动安装在所述导轨(202)上,第二三角板(204)滑动安装在所述导轨(202)上,且第二三角板(204)位于第一三角板(203)上方;在第二三角板(204)和第一三角板(203)之间连接有弹簧(205);在所述第一三角板(203)下面设有导出头(207);所述液压缸(206)缸体底部固定安装在底板(201)上,所述液压缸(206)活塞杆端部与第二三角板(204)固定连接;所述导出头(207)与开采机构(5)的第一连接杆(501)上端螺纹连接。
5.根据权利要求4所述的一种用于水下地质环境的钻探结构,其特征在于,所述导出头(207)包括旋转通水套管(2071)、第一螺纹连接头(2072)、第一出水管(2073)、第一进水管(2074)、限位柱(2075)、转子接通头(2076)、第一出水孔(2077)和第一进水孔(2078);
6.根据权利要求1所述的一种用于水下地质环境的钻探结构,其特征在于,所述钻探结构还包括连接座(3)和固定锚(6),所述连接座(3)固定安装在水下管道机构(1)上,所述固定锚(6)通过绳索与连接座(3)连接。
7.根据权利要求6所述的一种用于水下地质环境的钻探结构,其特征在于,所述连接座(3)包括座体(301)、夹紧轮(302)、l型连接板(303)、第一锥齿轮(304)、第二锥齿轮(305)、扳手连接头(306)、棘轮(307)和棘爪(308);
8.根据权利要求7所述的一种用于水下地质环境的钻探结构,其特征在于,所述棘轮(307)安装在夹紧轮(302)的侧面,棘轮(307)与夹紧轮(302)的第一轴固定连接;在所述座体(301)外侧设有棘爪(308),所述棘爪(308)与棘轮(307)间歇啮合。
9.根据权利要求6所述的一种用于水下地质环境的钻探结构,其特征在于,所述水下地质环境的钻探结构还包括移动机构(4),所述移动机构(4)包括旋转圆环(401)、电动扳手(402)、第二驱动电机(403)、第三驱动电机(404)、滑动座(405)和外齿轮(406),所述滑动座(405)滑动安装在防水管(101)外侧,在滑动座(405)外侧转动安装有旋转圆环(401),在旋转圆环(401)外侧设有外齿轮(406);在所述旋转圆环(401)上设有电动扳手(402),在所述滑动座(405)外侧设有第二驱动电机(403),所述第二驱动电机(403)的电机轴与齿轮连接,齿轮与齿条(104)相互啮合;
