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一種用于天然氣水合物巖心樣品保壓轉移的驅動裝置制造方法及圖紙

技術編號:23189789 閱讀:17 留言:0更新日期:2020-01-24 15:52
本發明專利技術是關于驅動裝置技術領域,具體涉及一種用于天然氣水合物巖心樣品保壓轉移的驅動裝置。包括臨存筒,傳動齒輪軸前端穿出前端蓋并連接第二伺服電機,傳動齒輪軸上套設有齒輪;梯形絲杠外套設有導槽套筒,梯形絲杠前端穿出前端蓋與第一伺服電機相連;滑塊通過內部的螺紋結構與梯形絲杠配合,導槽套筒貫穿滑塊;第一圓柱形支撐和第二圓柱形支撐分設于滑塊兩側并通過若干滑塊支撐連接桿和相連?;瑝K外部設有一齒輪,滑塊上的齒輪與抓桿軸上的齒輪相互嚙合;輔助支撐結構有兩個,分設于主動滑塊結構兩側的導槽套筒上。本發明專利技術不僅可以完成水平推送,也可以完成巖心管的旋轉動作,更好完成對巖心管的CT、聲波檢測等工作。

A driving device for pressure maintaining transfer of gas hydrate core samples

【技術實現步驟摘要】
一種用于天然氣水合物巖心樣品保壓轉移的驅動裝置
本專利技術是關于驅動裝置
,具體涉及一種用于天然氣水合物巖心樣品保壓轉移的驅動裝置。
技術介紹
隨著地球上煤炭、石油等不可再生能源源的逐漸枯竭,海洋沉積物中儲量豐富的天然氣水合物被認為是未來潔凈的戰略接替能源,自上世紀八十年代就引起了國際社會的廣泛關注與重視。但由于天然氣水合物穩定存在于低溫條件下這樣特殊的物理學性質,當開采巖心被直接開采到常溫常壓的海面上時,其中含有的天然氣水合物組分會全部或大部分分解,達不到勘探與利用的目的,并對全球變暖、海底滑坡、海洋鉆井安全等有重要影響。由于天然氣水合物特殊的藏存條件,研究原位壓力狀態下的天然氣水合物巖心樣品對科學家進行對其研究具有深刻意義。隨著深海沉積物保壓取心鉆探技術的提高,研究人員能夠獲得原位壓力下的天然氣水合物保壓巖心樣品,但在樣品轉移方面仍處于開發研究階段。保壓轉移裝置可以最大限度的保證巖心樣品在轉移過程中環境不變,對維持天然氣水合物原有結構及性質具有重要意義,對樣品檢測數據的真實性至關重要。在保壓轉移裝置中,驅動裝置是保壓轉移的關鍵基礎技術,該裝置需要將保壓鉆具中的巖心樣品轉移至切割與檢測裝置中,該研究成果為天然氣水合物研究從采集階段到深入研究水合物性質階段提供重要的技術支持。在檢測和切割過程中,要在轉移筒里完成對保壓巖心管的水平推送和旋轉工作,同時要求水平移動和旋轉過程能夠平穩和精確。目前存在的巖心管轉移驅動裝置只能完成巖心管的水平推送;水平移動過程中巖心不穩定,存在擺動;不能滿足較長巖心樣品的轉移需求,因此,現有的巖心管轉移裝置還良好的改善空間。因此,改進一套用于天然氣水合物巖心樣品保壓轉移的驅動裝置,將更加完善保壓轉移系統,推動我國對天然氣水合物特性的研究。該研究成果不僅可以應用于天然氣水合物樣品巖心,還可以有效地推廣到其他綜合性海洋調查項目,具有一定的普適性和推廣前景。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是,克服現有技術中的不足,用于天然氣水合物巖心樣品保壓轉移的驅動裝置,滿足巖心樣品的水平位移與旋轉需要。為解決技術問題,本專利技術的解決方案是:提供一種用于天然氣水合物巖心樣品保壓轉移的驅動裝置,包括用于轉移巖心樣品的臨存筒與巖心管抓桿;還包括輔助支撐結構、主動滑塊結構、絲杠直線模組結構;臨存筒包括通過抱箍相連的前段臨存筒和后段臨存筒,臨存筒前端與后端通過抱箍連接有前端蓋和后端蓋;后端蓋設置一個通孔,用于巖心管抓桿的抓取巖心樣品管;傳動齒輪軸支撐設于前端蓋后側,并通過端蓋支撐連桿和傳動齒輪軸相連;傳動齒輪軸前端穿出前端蓋并連接第二伺服電機,傳動齒輪軸上套設有齒輪;絲杠直線模組結構包括梯形絲杠,梯形絲杠外套設有導槽套筒,梯形絲杠前端穿出前端蓋與第一伺服電機相連;導槽套筒包括筒體,筒體頂端沿軸向開有一貫穿的通槽,導槽套筒前端貫穿傳動齒輪軸支撐,并連接導槽套筒套頭;梯形絲杠后端與后端蓋相連;導槽套筒套頭上設有齒輪,該齒輪與傳動齒輪軸上的齒輪嚙合;主動滑塊結構包括滑塊,滑塊通過內部的螺紋結構與梯形絲杠配合,導槽套筒貫穿滑塊,使得滑塊可以沿著導槽套筒進行水平位移;第一圓柱形支撐和第二圓柱形支撐分設于滑塊兩側并通過若干滑塊支撐連接桿和相連,第一圓柱形支撐圓柱形支撐前端設有彈簧卡扣母扣;抓桿軸將第一圓柱形支撐和第二圓柱形支撐頂部通過抓桿軸貫穿相連,抓桿軸上設有齒輪,后端連有抓桿;滑塊外部設有一齒輪,滑塊上的齒輪與抓桿軸上的齒輪相互嚙合;輔助支撐結構有兩個,分設于主動滑塊結構兩側的導槽套筒上,并通過輔助支撐連接桿相連;前端的輔助支撐結構后端面上設有彈簧卡扣公扣,可與第一圓柱形支撐上的彈簧卡扣母扣相互配合。作為一種改進,抓桿末端設有尾部抓手,可以用于抓取PC管中的天然氣水合物樣品。作為一種改進,抓桿軸與第一圓柱形支撐和第二圓柱形支撐利用塑料法蘭軸承進行連接。作為一種改進,滑塊與第一圓柱形支撐和第二圓柱形支撐利用塑料法蘭軸承進行連接。作為一種改進,輔助支撐結構內部設有輔助旋轉支撐體,梯形絲杠與導槽套筒均貫穿該旋轉支撐體;輔助支撐旋轉體包括通過連接件相連的兩個同心圓環體。作為一種改進,臨存筒內沿軸向設有一圓形導軌,主動滑塊結構與輔助支撐結構均設有導槽與之配合。作為一種改進,第一圓柱形支撐和第二圓柱形支撐的圓周面均設有四個牛眼滾珠。本專利技術中,輔助支撐結構、連接桿采用尼龍材料制作,交流伺服電機、塑料法蘭軸承等均可采用市售產品。前后端蓋、臨存筒、梯形絲杠、導槽套筒、主動滑塊結構等則按照實際需要進行加工即可。與現有技術相比,本專利技術的有益效果是:(1)原有巖心管轉移裝置只能完成巖心管的水平推送工作,而此專利技術不僅可以完成水平推送,也可以完成巖心管的旋轉動作,更好完成對巖心管的CT、聲波檢測等工作。(2)輔助支撐結構,即可以減少梯形絲杠與導槽套筒由于自身重力而產生的撓度,也可以減少巖心管抓桿由于自身重力而產生的撓度,以便巖心管抓桿可以順利的通過后端蓋的通孔,抓取天然氣水合物巖心樣品。(3)巖心管抓桿采用碳纖維材料制作,可以減少整體質量,減小滑塊與滑軌上的摩擦;而且由于碳纖維具有高模量特性,減少巖心管抓桿由于懸臂作用產生的撓度變化。(4)采用絲杠直線模組的結構,簡化原有的結構,將旋轉運動轉變為直線運動,完成巖心管的水平推送過程。(5)采用絲杠內置與導槽套筒的方式,可以通過導槽套筒的旋轉,實現巖心管抓桿的旋轉。(6)本裝置中所采的塑料軸承既可以滿足功能要求,也可以減小整體結構的尺寸,大大節省裝置成本。附圖說明圖1是本專利技術整體外部結構示意圖;圖2是本專利技術臨存筒內部示意圖;圖3是本專利技術前端示意圖;圖4是本專利技術主動滑塊結構外部示意圖;圖5是本專利技術中主動滑塊結構剖面示意圖;圖6是本專利技術中導槽套筒端面示意圖;圖7是本專利技術中抓手外部結構示意圖;圖8是本專利技術中輔助支撐旋轉體外部結構示意圖。圖中:1-第一伺服電機;2—第二伺服電機;3、5、7—抱箍;4—前段臨存筒;6—后段臨存筒;8—交流伺服電機支撐架;9—前端蓋;9-1—前端蓋蓋體;9-2—端蓋支撐連桿;9-3、9-7—齒輪;9-4—傳動齒輪軸;9-5—傳動齒輪軸支撐;9-6—導槽套筒套頭;10—圓形導軌;11—導槽套筒;12—輔助支撐結構;13—主動滑塊結構;13-1—圓柱形滑塊支撐;13-2—滑塊支撐連接桿;13-3、13-6—齒輪;13-4—牛眼滾珠;13-5—滑塊;13-7—抓桿軸;13-8、13-9—塑料法蘭軸承;14—輔助支撐連接桿;15—抓桿;16—抓手;17—后端蓋;18—梯形絲杠。具體實施方式以下的實施例可以使本專業
的技術人員更全面的了解本專利技術,但不以任何方式限制本專利技術。如圖1所示,一種用于天然氣水合物巖心樣品保壓轉移的驅動裝置,外部結構主要包括用于轉移天然氣水合物的臨存筒4,臨存筒包括通過抱箍5相連本文檔來自技高網
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【技術保護點】
1.一種用于天然氣水合物巖心樣品保壓轉移的驅動裝置,包括用于轉移巖心樣品的臨存筒與巖心管抓桿;其特征在于,還包括輔助支撐結構、主動滑塊結構、絲杠直線模組結構;/n所述臨存筒包括通過抱箍相連的前段臨存筒和后段臨存筒,臨存筒前端與后端通過抱箍連接有前端蓋和后端蓋;后端蓋設置一個通孔,用于巖心管抓桿的抓取巖心樣品管;傳動齒輪軸支撐設于前端蓋后側,并通過端蓋支撐連桿和傳動齒輪軸相連;傳動齒輪軸前端穿出前端蓋并連接第二伺服電機,傳動齒輪軸上套設有齒輪;/n所述絲杠直線模組結構包括梯形絲杠,梯形絲杠外套設有導槽套筒,梯形絲杠前端穿出前端蓋與第一伺服電機相連;導槽套筒包括筒體,筒體頂端沿軸向開有一貫穿的通槽,導槽套筒前端貫穿傳動齒輪軸支撐,并連接導槽套筒套頭;梯形絲杠后端與后端蓋相連;導槽套筒套頭上設有齒輪,該齒輪與傳動齒輪軸上的齒輪嚙合;/n所述主動滑塊結構包括滑塊,滑塊通過內部的螺紋結構與梯形絲杠配合,導槽套筒貫穿所述滑塊,使得滑塊可以沿著導槽套筒進行水平位移;第一圓柱形支撐和第二圓柱形支撐分設于滑塊兩側并通過若干滑塊支撐連接桿相連,第一圓柱形支撐圓柱形支撐前端設有彈簧卡扣母扣;抓桿軸將第一圓柱形支撐和第二圓柱形支撐頂部貫穿通過抓桿軸相連,抓桿軸上設有齒輪,后端連有抓桿;滑塊外部設有一齒輪,滑塊上的齒輪與抓桿軸上的齒輪相互嚙合;/n所述輔助支撐結構有兩個,分設于主動滑塊結構兩側的導槽套筒上,并通過輔助支撐連接桿相連;前端的輔助支撐結構后端面上設有彈簧卡扣公扣,可與第一圓柱形支撐上的彈簧卡扣母扣相互配合。/n...

【技術特征摘要】
1.一種用于天然氣水合物巖心樣品保壓轉移的驅動裝置,包括用于轉移巖心樣品的臨存筒與巖心管抓桿;其特征在于,還包括輔助支撐結構、主動滑塊結構、絲杠直線模組結構;
所述臨存筒包括通過抱箍相連的前段臨存筒和后段臨存筒,臨存筒前端與后端通過抱箍連接有前端蓋和后端蓋;后端蓋設置一個通孔,用于巖心管抓桿的抓取巖心樣品管;傳動齒輪軸支撐設于前端蓋后側,并通過端蓋支撐連桿和傳動齒輪軸相連;傳動齒輪軸前端穿出前端蓋并連接第二伺服電機,傳動齒輪軸上套設有齒輪;
所述絲杠直線模組結構包括梯形絲杠,梯形絲杠外套設有導槽套筒,梯形絲杠前端穿出前端蓋與第一伺服電機相連;導槽套筒包括筒體,筒體頂端沿軸向開有一貫穿的通槽,導槽套筒前端貫穿傳動齒輪軸支撐,并連接導槽套筒套頭;梯形絲杠后端與后端蓋相連;導槽套筒套頭上設有齒輪,該齒輪與傳動齒輪軸上的齒輪嚙合;
所述主動滑塊結構包括滑塊,滑塊通過內部的螺紋結構與梯形絲杠配合,導槽套筒貫穿所述滑塊,使得滑塊可以沿著導槽套筒進行水平位移;第一圓柱形支撐和第二圓柱形支撐分設于滑塊兩側并通過若干滑塊支撐連接桿相連,第一圓柱形支撐圓柱形支撐前端設有彈簧卡扣母扣;抓桿軸將第一圓柱形支撐和第二圓柱形支撐頂部貫穿通過抓桿軸相連,抓桿軸上設有齒輪,后端連有抓桿;滑塊外部設有一齒輪,滑塊上...

【專利技術屬性】
技術研發人員:陳家旺,任自強,何巍濤,何開,周朋,高峰,高巧玲,
申請(專利權)人:浙江大學,
類型:發明
國別省市:浙江;33

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