一种海底钻机用抛弃机构的制作方法

本发明涉及一种海底钻机用抛弃机构，是一种用于水下深海遥控潜水器(rov)配备取样钻机进行换接钻杆和卡钻时抛弃钻杆的装置，属于地质勘探领域。

背景技术：

国内在深海微型钻机方面的研究刚刚起步，至今为止尚未成功研发出能够集钻进、取芯、换钻于一体的深海微型取芯钻机。在国家发明专利申请cn201610446948.9中公开了一种深海小型多管取芯钻机，其中包括了动力系统、钻进系统和供水系统，钻进系统中包含了换钻及抛弃机构；在中国实用新型专利cn203626676u公开了一种深海小型电动取芯潜钻钻机，该装置包括钻进系统及动力系统。在这两件申请中，前者采用l型转接头作为抛弃及换钻机构，实际操作中对钻机液压系统及钻具配合要求较高，后者为单次取样的小型钻机，并没有设计钻杆与动力系统的换钻与抛弃机构。

因此，确有必要提供一种新的抛弃用机构，以克服上述缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的是解决rov配套设备的上述钻机技术上的不足，提高取芯钻机钻进效率及换钻的成功率，提供一种更为高效的抛弃机构。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种海底钻机用抛弃机构，装设于具有动力头输出轴的海底钻机上，其包括插拔油缸座、连接于所述插拔油缸座上的液压油缸和导轨、收容于所述插拔油缸座中的拔插滑块、上短接接头和下短接接头及推杆，其特征在于：所述上短接接头的一端安装在所述海底钻机的动力头输出轴上，所述上短接接头的另一端与所述下短接接头的一端可分离的套合；所述下短接接头的另一端与所述推杆连接，以实现动力头输出轴和所述推杆的连接；所述拔插滑块安装在所述导轨上；所述液压油缸的活塞杆与所述拔插滑块连接，活塞杆可推动所述拔插滑块在所述导轨上的滑动从而让所述拔插滑块卡箍所述上、下短接接头而将所述上、下短接接头固定连接。

进一步地，所述插拔油缸座为倒u型结构。

进一步地，所述拔插滑块包括拔插部和滑块，所述拔插部与所述滑块通过螺栓连接；所述滑块包括滑孔，所述滑块通过滑孔滑动安装在所述导轨上。

进一步地，所述拔插部包括卡箍空间，所述拔插部的卡箍空间与套合的所述上、下短接接头的外部形状及尺寸相适配，使得套合的所述上、下短接接头可在所述拔插部的卡箍空间内固定卡箍住。

进一步地，所述插拔油缸座在径向与轴向上均开设有孔，所述轴向上的孔包括穿孔，可供动力头输出轴穿过；所述径向上的孔包括定位孔和通孔，所述拔插部通过铰链与所述液压油缸的活塞杆连接，当所述液压油缸的活塞杆伸出时，推动所述拔插滑块的运动，定位孔可供所述拔插部的定位柱插入；通孔可供所述液压油缸的活塞杆通过。

进一步地，所述插拔油缸座的定位孔的数量与所述拔插部的定位柱的数量相同。

进一步地，所述液压油缸通过螺栓连接在所述插拔油缸座上。

进一步地，所述上短接接头、下短接接头为上六角短接接头、下六角短接接头。

进一步地，所述下短接接头通过内外多角的配合，与所述上短接接头可分离的套合，实现径向定位及提供扭矩的作用。

进一步地，所述上短接接头、下短接接头的外形设计均为工字型圆柱台阶。

与现有技术相比，本发明的抛弃机构具有的有益效果是：

1、本发明的抛弃机构结构简单、体积小、重量轻，操作简单；

2、本发明的抛弃机构能够更加有效、可靠地完成去钻逃生的动作，有利于海底钻机的弃钻逃生；

3、本发明的抛弃机构采用推杆与钻机钻杆连接的形式，只需调整钻杆于推杆连接头尺寸就可实现与多种不同外径规格钻杆连接的功能，通用性强。

附图说明

图1为本发明抛弃机构总体结构图；

图2为本发明抛弃机构结构示意图；

图3为本发明的拔插滑块结构示意图；

图4为本发明的上、下六角短接接头结构示意图；

图5为本发明的插拔油缸座结构示意图。

上述图中：1.动力头输出轴，2.插拔油缸座，3.上短接接头，4.下短接接头，5.推杆，6.拔插滑块，7.导轨，8.液压油缸。

具体实施方式

为进一步方便本领域普通技术人员更好地理解本发明的实质，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详述：

如图1所示，本发明提供一种海底钻机用抛弃机构，装设于具有动力头输出轴1的海底钻机上，包括插拔油缸座2、连接于所述插拔油缸座2上的液压油缸8和导轨7、收容于所述插拔油缸座2中的拔插滑块6、上短接接头3、下短接接头4及推杆5，其中所述插拔油缸座2与马达固定连接在海底钻机的钻机机架上。所述拔插滑块6安装在所述导轨7上，所述拔插滑块6与所述液压油缸8的活塞杆连接；所述上短接接头3的一端安装在所述动力头输出轴1上，也即液压马达输出轴上，所述上短接接头3的另一端与所述下短接接头4的一端可分离的套合；所述下短接接头4的另一端与所述推杆5连接，以实现动力头输出轴和所述推杆的连接，所述推杆5与海底钻机的钻杆连接。

结合图2和图5所示，所述插拔油缸座2可以是倒u型结构，该倒u型结构分别在轴向和径向上设有若干个孔，所述插拔油缸座2在轴向上的孔包括倒u型结构的底座上的穿孔2a，可供动力头输出轴1穿过；所述插拔油缸座2在径向上的孔包括分别位于倒u型结构的两个侧壁上的定位孔2b和通孔2c，其中定位孔2b可供拔插滑块6的定位柱插入，以实现所述上、下短接接头3、4的轴向定位，通孔2c可供液压油缸8的活塞杆通过，活塞杆可推动所述拔插滑块6在所述导轨7上的滑动。

如图3所示，所述拔插滑块6包括拔插部6a和滑块6b，所述拔插部6a包括卡箍空间6e，所述拔插部6a的卡箍空间6e与套合的所述上、下短接接头3、4的外部形状及尺寸相适配，使得套合的所述上、下短接接头3、4可在所述拔插部6a的卡箍空间6e内被固定卡箍住。所述拔插部6a上还包括若干个定位柱6d，所述若干个定位柱6d在空间位置上相互平行；所述拔插部6a的定位柱6d可以包括但不限于圆柱和棱柱，其中棱柱可以包括但不限于三棱柱、四棱柱、五棱柱……多棱柱；优选的，所述拔插部6a的定位柱6d为圆柱体。所述拔插部6a的定位柱6d可插入所述插拔油缸座2的定位孔2b，以实现所述上、下短接接头3、4的轴向定位。所述拔插部6a与所述滑块6b通过螺栓固定连接在一起，所述滑块6b上包括滑孔6c，可供所述导轨7穿过，也即所述滑块6b通过滑孔6c滑动安装在所述导轨7上。所述滑块6b上的滑孔6c的数量与所述导轨7的数量相同；所述滑块6b上的滑孔6c的数量可以是多个；优选的，所述滑块6b上的滑孔6c的数量是两个。

所述拔插部6a通过铰链与所述液压油缸8的活塞杆连接，当所述液压油缸8的活塞杆伸出时，活塞杆推动所述拔插滑块6的滑块6b让拔插滑块6在导轨7上滑动，从而让所述拔插部6a的定位柱6d可插入所述插拔油缸座2在径向上开设的定位孔2b，以实现所述上、下短接接头3、4的轴向定位。所述插拔油缸座2的定位孔2b的数量与所述拔插部6a的定位柱6d的数量相同，所述插拔油缸座2的定位孔2b的数量可以是多个；优选的，所述插拔油缸座2的定位孔2b的数量是四个(如图5所示)。

如图4所示，所述下短接接头4通过内外多角的配合，与所述上短接接头3可分离的套合，实现径向定位及提供扭矩的作用，当所述液压油缸8的活塞杆伸出时，推动所述拔插滑块6的滑动，使得所述拔插部6a的卡箍空间6e卡箍住套合的所述上、下短接接头3、4，进而实现上、下短接接头3、4的固定连接，从而通过上短接接头3、拔插滑块6、下短接接头4将所述动力头输出轴1和固定在一起的所述推杆5和钻杆连接起来，实现钻进时的传动。所述上、下短接接头3、4包括但不限于上、下三角短接接头，上、下四角短接接头，上、下五角短接接头，上、下六角短接接头，上、下八角短接接头……上、下多角短接接头；优选的，所述上、下短接接头3、4是上、下六角短接接头。所述上、下短接接头3、4的外形设计可以是工字型圆柱台阶。

具体地，所述液压油缸8通过螺栓连接在所述插拔油缸座2上；所述导轨7与所述插拔油缸座2固定连接，所述导轨7起导向作用；所述拔插滑块6在所述导轨7上滑动，从而所述拔插滑块6起轴向限位作用。

具体操作的过程是：在正常的钻进过程中，所述液压油缸8的活塞杆伸出，活塞杆推动所述拔插滑块6的滑块6b，让所述拔插滑块6在所述导轨7上滑动，进而让所述拔插部6a的定位柱6d插入所述插拔油缸座2的定位孔2b，并使所述上、下短接接头3、4被卡箍在所述拔插部6a的卡箍空间6e内，从而通过拔插部6a将套合的所述上、下短接接头3、4固定连接，以实现对上、下短接接头3、4的轴向定位，此时可以进行正常的钻进活动；如果在钻进过程中发生卡钻、蹩钻事故，在钻进或提钻时整个钻杆结构提不起来，则此时可以停止马达的工作，停止钻进用动力头输出轴1及所述液压油缸8的运行，收回所述液压油缸8的活塞杆，活塞杆带动所述拔插滑块6，使得拔插部6a抽离所述插拔油缸座2的定位孔2b，释放其对所述上、下短接接头3、4的连接作用，此时套合的所述上、下短接接头3、4实现分离，之后即可提起钻机使得钻杆结构与钻机主体脱离，所述动力输出头1、上短接接头3、插拔油缸座2、液压油缸8和导轨7等结构跟随钻机被提起来，但钻杆连带着的所述下短接接头4和所述推杆5留在了原地而被抛弃，这一方案对深海取芯钻机及rov本体的逃生起到了保障作用。

本发明的海底钻机用抛弃机构设计科学，结构简单、重量轻，操作方便简单，能够更加有效、可靠地完成弃钻逃生的动作，有利于海底钻机的安全作业。

综上所述，以上仅对本发明进行了详细说明，但并不应以此限制本发明的保护范围。但凡依照本发明的技术方案所做的简单改进、修饰或等效变换，都落在本发明的权利要求保护范围之内。