适用于海底钻机绳索取心钻具的挂钩式快捷拆装内管总成的制作方法

1.本实用新型涉及一种适用于海底钻机绳索取心钻具的挂钩式快捷拆装内管总成。


背景技术：

2.随着陆地矿产资源逐渐消耗殆尽，海洋资源因其储量巨大将成为未来社会经济发展的潜在替代能源。目前，海底岩心钻探作业主要有两种形式，其分别为大型钻探船取样和海底钻机取样。海底钻机是指通过铠装电缆在母船甲板上进行远程遥控的一类高度自动化、模块化的海底取样装备。相比于利用大型钻探船取样，海底钻机具有作业效率高、隐蔽性强、对母船配置要求低等特点，在海洋地质勘探领域具有广泛的应用前景。
3.目前常用的适用于海底钻机绳索取心钻具的内管总成包括弹卡组件、单动组件及内管，且均采用螺纹连接。相比于陆域钻探，海底钻探受场地限制，由于螺纹连接的方式不便于海底对内管总成进行快速拆装，在每次作业前需将所需的全部内管总成一同下放至海底，且每次钻进结束后在海上需对内管总成上端中的弹卡组件、单动组件进行保养，增加了海上作业的辅助作业时间。此外，因海底钻探作业每次下放整机重量有严格限制，能够携带的内管总成数量与单根内管总成的重量直接相关，所以单根内管总成过重则所能携带的内管总成总数量减小，从而直接影响了海底钻机的有效取心能力。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种结构简单，操作快捷，可满足快速拆装要求的适用于海底钻机绳索取心钻具的挂钩式快捷拆装内管总成。
5.本实用新型采用的技术方案是：一种适用于海底钻机绳索取心钻具的挂钩式快捷拆装内管总成，包括弹卡组件、单动组件、挂钩式拆装装置及内管，所述的弹卡组件与单动组件连接，其特征是：所述的挂钩式拆装装置包括挂钩接头、压缩弹簧、弹簧导正座、滑套及钩罩接头；单动组件通过内管接头与挂钩接头连接；挂钩接头与内管接头上分别设有弹簧孔及弹簧盲孔，弹簧孔与弹簧盲孔连通且同轴；压缩弹簧一端与弹簧盲孔底部连接，另一端与弹簧导正座连接；所述的挂钩接头设有长直孔，长直孔的长度方向沿着内管的轴线方向；滑套套在挂钩接头上，滑套上设有销钉孔，销钉孔内设有圆柱销，圆柱销的轴线垂直于内管的中心线，圆柱销穿过挂钩接头上的长直孔；弹簧导正座支撑在圆柱销上；所述的挂钩接头设有两个对称的挂钩槽，每个挂钩槽内铰接一个挂钩；挂钩上设有腰型孔，圆柱销穿过两个挂钩上的腰型孔，圆柱销上下移动能驱动两个挂钩绕铰接副转动实现对钩罩接头的抓捕和脱钩；所述的钩罩接头内孔的上端设有向内的凸缘，凸缘能与挂钩相互咬合；钩罩接头与内管连接。
6.上述的适用于海底钻机绳索取心钻具的快捷拆装内管总成中，所述的弹簧导正座底部设有弧形凹槽，圆柱销嵌在弧形凹槽内。
7.上述的适用于海底钻机绳索取心钻具的快捷拆装内管总成中，所述的弹簧导正座上对应于挂钩槽设有挂钩槽ⅱ，挂钩槽ⅱ能防止挂钩旋转时与弹簧导正座干涉。
8.上述的适用于海底钻机绳索取心钻具的快捷拆装内管总成中，所述的钩罩接头设有多组通孔，每组通孔包括两个对称设置的通孔，两个挂钩能咬合进一组通孔内，防止挂钩与钩罩接头相对转动。
9.上述的适用于海底钻机绳索取心钻具的快捷拆装内管总成中，挂钩与钩罩接头咬合时，滑套下端与通孔底部之间留有间隙。
10.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
11.1）本实用新型结构简单，其使用挂钩与钩罩凸缘相互咬合的方式来代替现有的螺纹连接的方式，能实现海底钻机在海底借助机械手和旋转卡盘对内管总成进行快速拆卸。因此，只需配备一根内管总成上端即可实现与多根内管进行快速配合，从而降低了所携带内管总成的总重量，在海底钻机额定重量不变的前提下有利于增加内管的数量，从而提高海底钻机的有效取心深度。
12.2）本实用新型挂钩设在挂钩接头的挂钩槽内，且控制挂钩运动的滑套在钻探作业时除了圆柱销对其的旋转力外不受其他外力，降低了钻进过程中意外脱钩的风险，具有可靠性高的优点。
13.3）本实用新型相较于现有海底钻机绳索取心钻具的内管总成，因减少了内管总成上端的携带数量，大幅降低钻进结束后在海上对所携带全部钻具的维护保养时间和劳动工作量。
附图说明
14.图1为本实用新型内管总成剖面示意图。
15.图2是本实用新型的挂钩式拆装装置的剖面图。
16.图3为本实用新型的挂钩式拆装装置的爆炸示意图。
17.图4为本实用新型挂钩结构示意图。
18.图5为本实用新型钩罩结构示意图。
19.图6为本实用新型内管组装示意图。
20.图7是本实用新型内管拆卸示意图。
21.图中：3
‑
挂钩接头；4
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压缩弹簧；5
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弹簧导正座；6
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销钉；7
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圆柱销；8
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滑套；9
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挂钩；10
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钩罩接头；11
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内管；021
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内管接头；031
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弹簧腔室；091
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腰型孔；092
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挂钩斜面；101
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凸缘；102
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通孔。
具体实施方式
22.下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
23.如图1所示，本实用新型包括弹卡组件1、单动组件2、挂钩式拆装装置及内管11。所述的弹卡组件1与单动组件2连接，所述的挂钩式快捷拆装装置包括挂钩接头3、压缩弹簧4、弹簧导正座5、销钉6、圆柱销7、滑套8、挂钩9及钩罩接头10。单动组件2通过内管接头021与挂钩接头3连接；挂钩接头3与内管接头021上分别设有弹簧孔031及弹簧盲孔，弹簧孔031与弹簧盲孔连通且同轴。压缩弹簧4一端与弹簧盲孔底部连接，另一端与弹簧导正座5连接。所述的挂钩接头3设有长直孔，长直孔的长度方向沿着内管的轴线方向。滑套8套在挂钩接头3上，滑套8上设有销钉孔，销钉孔内设有圆柱销7，圆柱销7的轴线垂直于内管的中心线，圆柱
销7穿过挂钩接头3上的长直孔。弹簧导正座5底部设有弧形凹槽，弹簧导正座5支撑在圆柱销7上；圆柱销7嵌在弧形凹槽内。
24.所述的挂钩接头3设有两个对称的挂钩槽，每个挂钩槽内通过销钉6铰接一个挂钩9。挂钩9上设有腰型孔091，圆柱销7穿过两个挂钩9上的腰型孔091，圆柱销7上下移动能驱动两个挂钩9绕铰接副（销钉6）转动实现对钩罩接头10的抓捕和脱钩；所述的弹簧导正座5上对应于挂钩槽设有挂钩槽ⅱ，挂钩槽ⅱ能防止挂钩7旋转时与弹簧导正座5干涉。所述的钩罩接头10内孔的上端设有向内的凸缘101，凸缘101能与挂钩9相互咬合。为了防止挂钩9与钩罩接头10相对转动，钩罩接头10上设有多组通孔，每组通孔包括两个对称设置的通孔102，两个挂钩9能咬合进一组通孔内。挂钩9与钩罩接头10咬合时，滑套8下端与通孔102底部之间留有间隙。钩罩接头10与内管11连接。
25.本实用新型的具体使用方法如下：
26.本实用新型的安装步骤：如图6所示，海底钻机主机械手将由内管11及钩罩接头10螺纹连接组成的内管总成下端从钻具库取出，移置海底钻机旋转卡盘上方，并使内管总成下端、旋转卡盘以及由钢丝绳牵引的打捞机构钩住的内管总成上端处于同一轴线上，旋转卡盘向上运动夹住内管11，撤走主机械手，然后由钢丝绳牵引打捞机构使内管总成上端轴向向下运动；直到钩罩接头10的凸缘101碰到挂钩9的挂钩斜面092。继续轴向运动，凸缘101施加给挂钩斜面092径向向内反作用力，挂钩9以销钉6为中心旋转一定角度，腰型孔091带动圆柱销7压缩压缩弹簧4。当凸缘101与挂钩斜面092不再接触时，在压缩弹簧4的复位作用下挂钩9恢复紧闭状态，此时可通过海底摄像头观测挂钩9是否完全卡入钩罩接头10的通孔102内，若没有，则可用海底钻机副机械手夹持单动组件限制其转动，然后海底钻机旋转卡盘带动内管11旋转，使得挂钩9完全卡入通孔102内，完成安装。
27.本实用新型的拆卸步骤：如图7所示，内管总成被打捞出后，海底钻机机械手将其移置海底钻机旋转卡盘上方后，旋转卡盘向上运动夹住内管11，撤走机械手；然后利用海底钻机副机械手将挂钩式快捷拆装装置的滑套8夹住向上滑，滑套8带动通过圆柱销7与其连接的挂钩9旋转，使得挂钩9脱开钩罩接头10实现挂钩式快捷拆装装置的拆卸，从而完成内管总成的拆卸。