海底20m岩芯取样钻机的研制.pdf

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1、第2卷第1期2015年2月海洋工程装备与技术OCEANENGINEERINGEQUIPMENTANDTECHNOLOGYV01．2，No．1Feb．，2015海底20m岩芯取样钻机的研制万步炎，金永平，黄筱军(湖南科技大学海洋矿产资源探采装备与技术湖南省工程实验室，湖南湘潭411201)摘要海底岩芯取样钻机是开展海洋地质及环境科学研究、进行海洋矿产资源勘探和海底工程地质勘察所必备的关键技术装备。以我国首台海底20m岩芯取样钻机为对象，从稳定支撑与调平技术、钻杆钻具接卸存储技术、遥测遥控与光纤缆高速数据通信技术以及海底钻机的事故安全逃生等方面系统地介绍r钻机的技术特点和海上试验等

2、情况。关键词深海矿产资源；20rn孔深；岩芯取样钻机；技术特点中图分类号P742文献标志码A文章编号：2095—7297(2015)01—0001—05Developmentof20mSeafloorCoreSamplingDrillWANBu—yan，JINYong—ping，HUANGXiao—jun(HunanProvinceEmgineeringLaboratoryofMarineMineralResourcesExplorationEquipmentandTech，mlogy，HunanUniversityofScienceandTechnology，Xiangtan

3、，Hunan411201，China)AbstractSeafloorcoresamplingdrillisnecessaryequipmentformarinegeologicandenvironmentalinvestigation．A20mseafloorcoresamplingdrilliSchosenasthestudyobject．Itstechnicalfeaturesandat—seaoperationaredescribedfromtheaspectsofsupportingandlevelingmechanismtechnology，drillstringm

4、akingandbreaking，drillrodsstoragetechnology，telemetry／telecontrolandhigh—speeddatacommunicationtechnology，aswellasescapetechnology．Keywordsdeepseabedmineralresources；20mholedepth；coresamplingdrill；technicalfeatures0引言2010年之前，国内研制成功并已投入使用的海底岩芯取样钻机均属“海底浅孔岩芯取样钻机”，其钻孔深度不超过2m。该类型的钻机只能获取海底地表浅层的岩芯样

5、品，仅可满足大洋富钴结壳矿藏调查的需要-1‘2J。事实上，我国自2005年起即已开始海底热液硫化物调查，但由于没有海底中深孔或深孑L岩芯取样钻机，因此无法对已找到的十多处热液硫化物矿进行详细勘探，仅可利用电视抓斗等取样工具抓取矿体表层样品。鉴于我国对海底中深孔或深孑L岩芯取样钻机的迫切需求，2008年初，国家863计划海洋技术领域启动了“深海底中深孔岩芯取样钻机的研制”项目，拟自主研制钻深能力达到20m的海底中深孔岩芯取样钻机系统。本文较全面地介绍了海底20m岩芯取样钻机的研制，包括其技术特点、工作模式及海上试验情况。1海底20m岩芯取样钻机的技术特点海底20m岩芯取样钻机系统

6、从空间位置可分为两个部分。3]：位于海底的钻机本体和固定安装在母船甲板上的操控与供电子系统。铠装光纤动力复合电缆将海底钻机本体和甲板操控与供电子系统两个部分连接起来，并被视为甲板操控与供电子系统的一个部件。与我国自主研制的海底浅地层岩芯取样钻机比较，海底20m岩芯取样钻机不仅在钻深能力上提收稿日期：2015一01—07基金项目：国家863计划(2012AA09130I)作者简介：万步炎(1964～)，男，博士，研究员级高级工程师，博士研究生导师，主要从事海洋资源开发技术与装备的研究与开发。海洋工程装备与技术第2卷高了10倍以上，而且在稳定支持与调平技术、钻杆钻具接卸存储技术、遥

7、测遥控与光纤缆高速通信技术以及事故安全逃生等方面都表现出了鲜明的技术特点和创新点。下面分别予以介绍。1．1稳定支撑与调平技术海底20m岩芯取样钻机调平支腿设计采用了液压马达驱动丝杆螺母机构向外伸展的形式，这就使得整个支撑范围变得更广，进一步提高了钻机的稳定性。同时，液压马达驱动丝杆螺母机构具有能自锁、调节速度快、占用高度小、重量轻等诸多优点。该调平支腿可在15。范围内将钻机调平；-4】。在利用调平支腿对钻机进行调平的过程中，其“脚掌”在地面上会有水平滑移。为了使调平过程能够顺利进行，这种水平