专利名称：海底自动接杆钻机用旋转式钻杆存储机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种海底自动接杆钻机用旋转式钻杆存储机构。
背景技术：
海洋资源的开发，特别是深海多金属硫化矿为代表的矿产资源的开发是一个新开拓的 技术领域，由于用于勘探取芯的可自动接卸钻杆的钻机工作在深海海底，受到洋流、深水压 力、海底复杂地形等的影响，而且只能远距离遥控操作，因此对钻机各部件和机构的工作可 靠性、结构的简单和易于操作维修的程度有着迫切需求。目前国内尚未开发出定型的海底自 动接杆钻机，国外已有的深海自动接杆钻机均采用改进的与陆地自动接杆钻机类似的钻杆存 储机构， 一般都带有结构复杂的离合器和刹车装置，其结构复杂，用于海底钻机时其工作可 靠性较差、不便于利用水下摄像装置直接观察其工作状况、制造成本也较高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述已有技术的缺陷，提供一种结构简单，成本低廉、可靠性好 、便于利用水下摄像装置直接观察其工作状况的海底自动接杆钻机用旋转式钻杆存储机构。
本发明的技术方案是包括钻机机架、可存储若干根钻杆的钻杆存储架通过上、下安装 支架安装固定在钻机机架上，其特征在于，在上安装支架下方与钻杆存储架的中心轴同轴心 装有一个分度圆盘，在分度圆盘上距离圆心约50 500毫米的圆周上均匀分布有与存储架上 存储的钻杆数相等的圆孔，在钻杆存储架的中心轴的上端套有转盘曲柄，转盘曲柄通过转盘 液压油缸的推动绕钻杆存储架的中心轴双向摆动旋转，其摆动旋转角度等于分度圆盘上每相 邻两个圆孔的角度，在转盘曲柄上与分度圆盘上的圆孔距离圆心等距离的位置上装有摆动定 位油缸，在上安装支架上与分度圆盘上的圆孔距离圆心等距离的位置上装有固定定位油缸， 所述摆动定位油缸和固定定位油缸在液压上反向并联连接，所述摆动定位油缸的正下方装有 与摆动定位油缸的活塞杆连接的摆动定位销，所述固定定位油缸的正下方装有与固定定位油 缸的活塞杆连接的固定定位销。
摆动定位销的下端为锥形，其直径略小于分度圆盘上圆孔的直径。
所述摆动定位油缸和固定定位油缸的活塞杆从油缸两端伸出缸体的部分直径相等。以确 保摆动定位油缸和固定定位油缸不会因为水下液压系统油压与海水压力不相等而产生误动作所述钻杆存储架的上、下外围装有两个或两个以上的圆形钻杆围栏，钻杆围栏与钻杆存 储架之间设有小间隙，在这些钻杆围栏的同一个方位开有一个缺口，在缺口的两边装有弹性 挡圈。
在转盘液压油缸的油缸端盖与缸体之间的间隙内添加有调整油缸行程及调整钻杆存储架 摆动旋转角度的不同厚度的半圆垫圈。
本发明仅采用三根深海液压油缸驱动、其液压控制方便、无离合器和刹车装置、结构简 单，成本低廉、可靠性好、便于利用水下摄像装置直接观察其工作状况。
图l为本发明总体结构示意图； 图2为图1中分度圆盘部分结构示意图； 图3为摆动定位油缸和固定定位油缸结构示意图； 图4为转盘液压油缸结构示意图5为本发明钻杆围栏示意图。
具体实施例方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
参照附图本实施例包括钻机机架i、可存储若干根钻杆的圆柱形钻杆存储架ir通过上
安装支架3和下安装支架4安装固定在钻机机架1上，在上安装支架3的下方与钻杆存储架的中 心轴2同轴心装有一个分度圆盘5，在分度圆盘5上根据钻机的不同规格，在距离圆心约50 500毫米的圆周上均匀分布有与存储架11上存储的钻杆数相等的圆孔，在钻杆存储架的中心 轴2的上端套有转盘曲柄6，转盘曲柄6通过转盘液压油缸7的推动绕钻杆存储架的中心轴2双 向摆动旋转，其摆动旋转角度等于分度圆盘5上每相邻两个圆孔的角度，在转盘曲柄6上与分 度圆盘5上的圆孔距离圆心等距离的位置上装有摆动定位油缸8，在上安装支架3上与分度圆 盘[5]上的圆孔距离圆心等距离的位置上装有固定定位油缸12，所述摆动定位油缸8和固定定 位油缸12在液压上反向并联连接，使两个油缸正好反向动作。
在摆动定位油缸8的正下方装有套筒9及插在套筒9内并靠套筒9导向的摆动定位销10，摆 动定位销10与摆动定位油缸8的活塞杆连接，其下端的直径较分度圆盘5上均布圆孔的直径略 小并带锥度，因此当摆动定位油缸8活塞上下运动时，可带动摆动定位销10插入或拔出分度 圆盘5上的某个均布圆孔，如果在摆动定位销10插入分度圆盘5上的某个均布圆孔的同时转盘 液压油缸7推动转盘曲柄6摆动旋转上述固定角度，则将推动分度圆盘5进而推动整个钻杆存 储架ll及其上存储的钻杆摆动旋转相同角度；如果在摆动定位销10未插入分度圆盘5上的圆孔时推动转盘曲柄6向相反方向摆动旋转上述固定角度，则可实现转盘曲柄6的空摆退回。
当固定定位油缸12的活塞上下运动时，亦可带动固定定位销13插入或拔出分度圆盘5上 的某个均布圆孔， 一旦固定定位销13插入分度圆盘5上的某个圆孔时，整个钻杆存储架ll就 相对于机架被锁定而不能旋转，只有当固定定位销13拔出分度圆盘5上的均布圆孔时，钻杆 存储架ll方可旋转。摆动定位销10和固定定位销13二者同一时刻总只有一个插在分度圆盘5 上的一个均布圆孔中，从而确保钻杆存储架ll不会产生不受控制的转动。
摆动定位油缸8和固定定位油缸12的活塞杆从油缸两端伸出缸体，且保证两端伸出的活 塞杆直径相等，从而确保摆动定位油缸8和固定定位油缸12不会因为水下液压系统油压与海 水压力不相等而产生误动作。
转盘液压油缸7采用如图所示的结构，其油缸端盖与缸体之间可以通过添加不同厚度的 半圆垫圈的方式调整油缸行程，从而可以调整钻杆存储架11每次摆动旋转的角度。
钻杆存储架11柱体的外围与钻杆存储架中心轴2同轴心安装有两个以上的圆形的钻杆围 栏14，这些钻杆围栏14固定在机架1上，与钻杆存储架ll柱体之间有小间隙，不会妨碍钻杆 存储架ll的旋转运动，其作用是限制钻杆存储架ll上存储的钻杆不会从钻杆存储架ll上倾倒 滑脱，同时在所有钻杆围栏14的同一个方位都开有一个缺口，在缺口部位的两边均装有弹性 的挡圈16，这些弹性挡圈16可以挡住钻杆不能从钻杆存储架11上通过缺口自由倾倒滑脱，但 可以用 一定的力量将单根钻杆从钻杆存储架11上通过这些缺口取出或存入钻杆存储架11 。
权利要求
1.一种海底自动接杆钻机用旋转式钻杆存储机构，其特征在于，包括钻机机架[1]，可存储若干根钻杆的钻杆存储架[11]通过上安装支架[3]和下安装支架[4]安装固定在钻机机架上，在上安装支架下方与钻杆存储架的中心轴同轴心装有一个分度圆盘[5]，在分度圆盘[5]上距离圆心约50～500毫米的圆周上均匀分布有与存储架[11]上存储的钻杆根数相等的圆孔，在钻杆存储架的中心轴[2]的上端套有转盘曲柄[6]，转盘曲柄[6]通过转盘液压油缸[7]的推动绕钻杆存储架的中心轴[2]双向摆动旋转，其摆动旋转角度等于分度圆盘[5]上每相邻两个圆孔的角度，在转盘曲柄[6]上与分度圆盘[5]上的圆孔距离圆心等距离的位置上装有摆动定位油缸[8]，在上安装支架[3]上与分度圆盘[5]上的圆孔距离圆心等距离的位置上装有固定定位油缸[12]，所述摆动定位油缸[8]和固定定位油缸[12]在液压上反向并联连接，所述摆动定位油缸[8]的正下方装有与摆动定位油缸[8]的活塞杆连接的摆动定位销[10]，所述固定定位油缸[12]的正下方装有与固定定位油缸[12]的活塞杆连接的固定定位销[13]。
2.根据权利要求l所述的海底自动接杆钻机用旋转式钻杆存储机构， 其特征在于，所述摆动定位销[10]的下端为锥形，其直径略小于分度圆盘上圆孔的直径。
3.根据权利要求l所述的海底自动接杆钻机用旋转式钻杆存储机构， 其特征在于，所述摆动定位油缸和固定定位油缸的活塞杆从油缸两端伸出缸体的部分直径相等。
4.根据权利要求l所述的海底自动接杆钻机用旋转式钻杆存储机构， 其特征在于，所述钻杆存储架的上、下外围装有两个或两个以上的圆形钻杆围栏，钻杆围栏 与钻杆存储架之间设有小间隙，在钻杆围栏的同一个方位开有缺口，在缺口的两边装有弹性 挡圈。
5.根据权利要求l所述的海底自动接杆钻机用旋转式钻杆存储机构， 其特征在于，在转盘液压油缸的油缸端盖与缸体之间的间隙内添加有调整油缸行程及调整钻 杆存储架摆动旋转角度的不同厚度的半圆垫圈。
全文摘要
本发明公开了一种海底自动接杆钻机用旋转式钻杆存储机构。在上安装支架下方与钻杆存储架的中心轴同轴心装有一个分度圆盘，在分度圆盘上分布有与存储架上存储的钻杆数相等的圆孔，在钻杆存储架的中心轴的上端套有转盘曲柄，转盘曲柄通过转盘液压油缸的推动绕钻杆存储架的中心轴双向摆动旋转，其摆动旋转角度等于分度圆盘上每相邻两个圆孔的角度，在转盘曲柄上与分度圆盘上的圆孔离圆心等距离的位置上装有摆动定位油缸，在上安装支架上与分度圆盘上的圆孔距圆心等距离的位置上装有固定定位油缸，摆动定位油缸和固定定位油缸在液压上反向并联连接，在摆动定位油缸的正下方装有摆动定位销，在固定定位油缸的正下方装有固定定位销。
文档编号E21B12/00GK101555773SQ20091030261
公开日2009年10月14日 申请日期2009年5月26日 优先权日2009年5月26日
发明者万步炎, 黄筱军 申请人:长沙矿山研究院