一种适用于超深勘查取心钻探的装置的制作方法

本发明属于超深勘查取心，具体涉及一种适用于超深勘查取心钻探的装置。

背景技术：

1、能源(资源)的安全关系国家经济社会可持续发展，地球深部蕴藏了自然界绝大多数的资源和能源，是维系万物生存的物质和能量基础。随着浅部矿物资源逐渐枯竭，资源开发不断走向地球深部，深部资源开采逐渐成为资源开发新常态。

2、深部钻探是深部资源勘查的重要支撑手段，目前我国在超深勘查取心钻探领域与国际先进水平还存在较大的差距，存在钻探设备单一、钻探成本高、孔内事故频繁、钻探质量指标控制不力等诸多问题，严重限制了深部资源勘探的发展。

3、在钻探设备方面，目前小口径岩心钻机提升能力低、处理复杂情况能力弱，大口径石油钻机则能耗费用高、不能实现均匀送钻，都不能满足超深勘查取心钻探的要求。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案为：

2、一种适用于超深勘查取心钻探的装置，包括：

3、钻塔和底座，所述钻塔固定安装在所述底座上；

4、提升单元，所述提升单元安装在所述底座上，用于超深孔起拔钻具；

5、动力单元，所述动力单元安装在所述底座上；所述动力单元与所述提升单元配合，所述动力单元为所述提升单元提供动力来源；

6、送钻单元，所述送钻单元安装在所述底座上；所述送钻单元与所述提升单元，用于控制所述提升单元在钻具和游车系统的自重拉力下匀速释放；

7、回转单元，所述回转单元安装在所述底座上，用于为钻具回转提供动力；

8、操控单元，所述操控单元安装在所述底座上，所述操控单元通过电气线路与所述提升单元、所述动力单元、所述送钻单元、所述回转单元连接，用于所述提升单元、所述动力单元、所述送钻单元和所述回转单元的参数设置及操作控制。

9、进一步地，所述提升单元包括绞车卷筒和绕设在所述绞车卷筒的绞车钢丝绳，所述绞车卷筒安装在所述底座上。

10、进一步地，所述送钻单元包括送钻万向轴、二级变速箱、送钻离合器、制动变频电机、一级变速箱和传动轴，所述送钻万向轴的一端与所述绞车卷筒固定连接，所述送钻万向轴的另一端与所述二级变速箱的输出端固定连接，所述二级变速箱的输入端与所述送钻离合器的一端固定连接，所述送钻离合器的另一端通过所述传动轴与所述一级变速箱的输出端固定连接，所述一级变速箱的输入端与所述制动变频电机的输出端固定连接；

11、所述二级变速箱、所述制动变频电机和所述一级变速箱均固定安装在所述底座上。

12、进一步地，所述操控单元包括有设置在所述绞车卷筒的齿卷外侧的监测仪，所述监测仪位于所述送钻万向轴的上方，所述监测仪用于实时监测所述绞车卷筒上的钢丝绳缠绕层数和直径，并计算出当前所述绞车卷筒转速下钢丝绳的下放速度，并根据所述绞车卷筒上钢丝绳的缠绕层数的增减来调节所述绞车卷筒的回转速度。

13、进一步地，所述动力单元为两台220kw变频电动机。

14、进一步地，所述回转单元包括高速转盘、转盘万向轴、变速离合箱、转盘电机传动轴和转盘变频电机，所述高速转盘设置在所述底座上，所述高速转盘的一侧与所述转盘万向轴的一端固定连接，所述转盘万向轴的另一端与所述变速离合箱的输出端固定连接，所述变速离合箱的输入端与所述转盘电机传动轴的一端固定连接，所述转盘电机传动轴的另一端与所述转盘变频电机的输出端固定连接；

15、所述变速离合箱和转盘变频电机均固定安装在所述底座上。

16、进一步地，所述高速转盘设置在所述钻塔在所述底座上投影的中心。

17、本发明的有益效果：

18、本发明提供的一种适用于超深勘查取心钻探的装置，应用石油钻机提升能力强的优点，满足了超深勘查取心钻进过程中起拔钻具、处理复杂情况的需求；

19、通过设置送钻单元，实现了均匀送钻，解决了石油钻机送钻不均匀的难题；

20、通过绞车卷筒钢丝下放速度修正监测仪，根据卷筒上钢丝绳缠绕层数自动调节卷筒转速，真正做到了卷筒上钢丝绳均匀下放，实现了均匀送钻；

21、独立设置且最高回转速度可达400转/分钟的高速转盘，通过变频可无级调控转速，满足了勘查取心钻探在回转速度方面的要求；

22、另外，本发明对整个钻机的控制装置及仪器仪表进行了集成，方便了解钻进参数、方便操作控制。

23、此外，本发明通过改造动力系统、回转系统，降低了原zj30钻机能耗，使其更适宜于勘查取心钻探；同时，充分利用了已有zj30钻机的优点及相应设备，改造成本费用低。

技术特征：

1.一种适用于超深勘查取心钻探的装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的适用于超深勘查取心钻探的装置，其特征在于，所述提升单元包括绞车卷筒和绕设在所述绞车卷筒的绞车钢丝绳，所述绞车卷筒安装在所述底座上。

3.根据权利要求2所述的适用于超深勘查取心钻探的装置，其特征在于，所述送钻单元包括送钻万向轴、二级变速箱、送钻离合器、制动变频电机、一级变速箱和传动轴，所述送钻万向轴的一端与所述绞车卷筒固定连接，所述送钻万向轴的另一端与所述二级变速箱的输出端固定连接，所述二级变速箱的输入端与所述送钻离合器的一端固定连接，所述送钻离合器的另一端通过所述传动轴与所述一级变速箱的输出端固定连接，所述一级变速箱的输入端与所述制动变频电机的输出端固定连接；

4.根据权利要求3所述的适用于超深勘查取心钻探的装置，其特征在于，所述操控单元包括有设置在所述绞车卷筒的齿卷外侧的监测仪，所述监测仪位于所述送钻万向轴的上方，所述监测仪用于实时监测所述绞车卷筒上的钢丝绳缠绕层数和直径，并计算出当前所述绞车卷筒转速下钢丝绳的下放速度，并根据所述绞车卷筒上钢丝绳的缠绕层数的增减来调节所述绞车卷筒的回转速度。

5.根据权利要求1所述的适用于超深勘查取心钻探的装置，其特征在于，所述动力单元为两台220kw变频电动机。

6.根据权利要求1所述的适用于超深勘查取心钻探的装置，其特征在于，所述回转单元包括高速转盘、转盘万向轴、变速离合箱、转盘电机传动轴和转盘变频电机，所述高速转盘设置在所述底座上，所述高速转盘的一侧与所述转盘万向轴的一端固定连接，所述转盘万向轴的另一端与所述变速离合箱的输出端固定连接，所述变速离合箱的输入端与所述转盘电机传动轴的一端固定连接，所述转盘电机传动轴的另一端与所述转盘变频电机的输出端固定连接；

7.根据权利要求6所述的适用于超深勘查取心钻探的装置，其特征在于，所述高速转盘设置在所述钻塔在所述底座上投影的中心。

技术总结
本发明公开了一种适用于超深勘查取心钻探的装置，属于超深勘查取心技术领域，包括：钻塔和底座，钻塔固定安装在底座上；提升单元，安装在底座上，用于超深孔起拔钻具；动力单元，安装在底座上；动力单元与提升单元配合，动力单元为提升单元提供动力来源；送钻单元，安装在底座上；送钻单元与提升单元配合，用于控制提升单元在钻具和游车系统的自重拉力下匀速释放；回转单元，安装在底座上，用于为钻具回转提供动力；操控单元，操控单元安装在底座上，操控单元通过电气线路与提升单元、送钻单元、回转单元连接，用于提升单元、送钻单元和回转单元的参数设置及操作控制。本发明通过设置送钻单元，实现了均匀送钻，解决了石油钻机送钻不均匀的难题。

技术研发人员：王勇军,邢春艳,刘刚,赵长亮,王肖波,王小刚,王磊,张涛,袁宝宏,马志刚,焦祥臣,边兆国
受保护的技术使用者：山东省地质矿产勘查开发局第二水文地质工程地质大队（山东省鲁北地质工程勘察院）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11