權利要求書： 1.一種中控式海底多頭連續(xù)取樣鉆機，其特征在于，包括鉆機，所述鉆機上具有鉆具運移機構、用于帶動鉆桿向下鉆進的動力鉆進機構、以及用于存儲鉆桿和巖心管的鉆具存儲機構，其中：所述動力鉆進機構具有兩個以上，所有所述鉆具存儲機構圍繞所述鉆機的中軸線設置，且相鄰所述鉆具存儲機構之間均存在一個所述動力鉆進機構；

所述鉆具運移機構位于所述鉆機的中心，并能以所述鉆機的中軸線為轉(zhuǎn)軸360°轉(zhuǎn)動，所述鉆具運移機構能在轉(zhuǎn)動過程中抓取所有所述鉆具存儲機構內(nèi)不同位置的所述鉆桿和所述巖心管，并將所述鉆桿和所述巖心管在對應所述動力鉆進機構和所述存儲機構之間運移；

所述鉆具存儲機構包括鉆庫，所述鉆庫的徑向截面為扇環(huán)形，且所述扇環(huán)形的圓心位于所述鉆機的中軸線上，所述鉆庫包括相連接的上盤、底盤和兩個以上傳送盤，其中：所述傳送盤的數(shù)量為兩個以上，所有所述傳送盤均位于所述上盤和所述底盤之間并在豎直方向上間隔布置，所述傳送盤呈扇環(huán)形并位于水平面內(nèi)，所述鉆桿和巖心管豎直穿過所有所述傳送盤；

所述傳送盤內(nèi)形成有兩條以上分別用于傳送鉆桿和巖心管的傳送通道，所述傳送通道的入口側有所述鉆桿或所述巖心管放入時，能從出口側輸出另一所述鉆桿或所述巖心管；

所述傳送盤包括由內(nèi)至外依次間隔布置的至少三個傳送機構，所述傳送機構內(nèi)和/或相鄰所述傳送機構之間形成所述傳送通道，所述鉆桿和所述巖心管被所述傳送機構夾持于對應的所述傳送通道內(nèi)；

所述上盤的底面和/或所述底盤的上面設置有導軌，所述鉆桿和所述巖心管的端部延伸至所述導軌內(nèi)，當所述鉆桿在所述巖心管在所述傳送通道內(nèi)移動時能沿所述導軌滑動；

所述傳送機構均包括上殼、下殼、傳送帶和軸承部，其中：

所述上殼和所述下殼相連接，所述傳送帶通過所述軸承部在所述上殼和所述下殼之間可移動的設置，所述鉆桿和所述巖心管夾持在兩側的所述傳送帶之間；所述鉆具運移機構將所述鉆桿或所述巖心管送入所述傳送通道的入口側時能推動所述傳送通道兩側的所述傳送帶移動，進而推動所述傳送通道入口側的所述鉆桿或所述巖心管輸出。

2.根據(jù)權利要求1所述的中控式海底多頭連續(xù)取樣鉆機，其特征在于，所述鉆具運移機構包括有中心柱和位于所述中心柱上的驅(qū)動裝置、上旋轉(zhuǎn)筒、下旋轉(zhuǎn)筒和抓手組件，其中：所述抓手組件的上端和下端分別連接有上旋轉(zhuǎn)筒和下旋轉(zhuǎn)筒，所述下旋轉(zhuǎn)筒套設在所述上旋轉(zhuǎn)筒的下端，所述驅(qū)動裝置的驅(qū)動端與所述上旋轉(zhuǎn)筒連接，用于帶動所述抓手組件以所述中心柱為軸心360°轉(zhuǎn)動；

所述抓手組件至少包括兩個手臂，所述手臂之間的夾角可調(diào)節(jié)的設置；每個所述手臂的背離所述中心柱的一端均設置有機械手，所述機械手用于抓取和釋放鉆桿和巖心管。

3.根據(jù)權利要求2所述的中控式海底多頭連續(xù)取樣鉆機，其特征在于，所述抓手組件包括開合油缸、第一手臂、第二手臂、第三手臂和第四手臂，其中：所述第一手臂和所述第二手臂位于同一水平面內(nèi)且兩者的端部均鉸接于所述上旋轉(zhuǎn)筒上，所述第三手臂和所述第四手臂位于同一水平面內(nèi)且兩者的端部均鉸接于所述下旋轉(zhuǎn)筒上；

所述上旋轉(zhuǎn)筒外套設有彈性部件，所述彈性部件的上端限位于所述上旋轉(zhuǎn)筒上，其下端與所述下旋轉(zhuǎn)筒連接，且所述彈性部件上設置有滑動件，所述開合油缸水平布置并固定于滑動件上，且所述開合油缸的伸縮端連接有滑塊；所述第一手臂、所述第二手臂、所述第三手臂和所述第四手臂均與所述滑塊之間連接有開合臂，所述開合臂的兩端均與所述滑塊和對應手臂鉸接，所述開合油缸伸縮時能夠驅(qū)動所述第一手臂和所述第二手臂之間、所述第三手臂和所述第四手臂之間開合。

4.根據(jù)權利要求1所述的中控式海底多頭連續(xù)取樣鉆機，其特征在于，所述鉆機還包括有位于所述鉆機底部的調(diào)平機構，其包括調(diào)平底座以及位于所述調(diào)平底座上的兩個以上的支腳，每個支腳均連接有調(diào)平油缸、支腳伸縮油缸和支腳旋轉(zhuǎn)油缸，其中：所有所述支腳伸縮油缸的伸縮端均背離所述調(diào)平底座的中心設置，且所述支腳伸縮油缸的伸縮端連接有伸縮梁，所述伸縮梁與所述調(diào)平底座滑動連接；所述調(diào)平油缸轉(zhuǎn)動連接于所述伸縮梁的背離所述支腳伸縮油缸的一端，所述調(diào)平油缸的伸縮端向下設置并與所述支腳相連接；

所述支腳旋轉(zhuǎn)油缸固定在所述伸縮梁內(nèi)，其伸縮端鉸接有一偏心桿，所述偏心桿與所述調(diào)平油缸相連接，且所述偏心桿相對于所述調(diào)平油缸的中軸線偏心設置，所述支腳旋轉(zhuǎn)油缸伸縮時能帶動所述支腳在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)180°以將所述支腳打開和收回。

5.根據(jù)權利要求1所述的中控式海底多頭連續(xù)取樣鉆機，其特征在于，所述動力鉆進機構包括立軸、用以與鉆桿連接的動力頭、機架和回轉(zhuǎn)系統(tǒng)，其中：所述立軸豎直布置，并以自身軸線為中心可轉(zhuǎn)動的設置，所述立軸與所述動力頭傳動連接能帶動所述動力頭轉(zhuǎn)動，且所述動力頭能上下移動給進；

所述回轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括有驅(qū)動裝置、傳動軸、離合器和變速箱，其中，所述立軸轉(zhuǎn)動連接于所述機架上，所述立軸的下部設置有用于夾持所述鉆桿的卡盤；所述驅(qū)動裝置位于所述鉆機頂部，所述傳動軸水平布置，且所述驅(qū)動裝置的輸出軸與所有所述傳動軸傳動連接，每根所述傳動軸的另一端分別與對應所述立軸的頂端傳動連接，所述驅(qū)動裝置轉(zhuǎn)動能帶動所有所述立軸以自身軸線為中心轉(zhuǎn)動；且所述離合器位于所述傳動軸和所述立軸之間，用于切斷兩者的動力傳輸；

所述變速箱位于所述立軸上，所述立軸與所述動力頭之間通過變速箱傳動連接；所述動力頭包括有豎直布置的螺紋連接部，所述螺紋連接部的下部設置有用以與所述鉆桿螺紋連接的外螺紋端。

6.根據(jù)權利要求5所述的中控式海底多頭連續(xù)取樣鉆機，其特征在于，所述動力鉆進機構還包括有給進系統(tǒng)，所述給進系統(tǒng)包括有長給進油缸、短給進油缸、上滑座和下滑座，其中：所述上滑座和所述下滑座均滑動連接于所述機架上，且兩者在豎直方向上間隔布置，所述變速箱和所述動力頭均連接于所述下滑座上；

所述長給進油缸豎直布置，且其伸縮端與所述上滑座鉸接；所述短給進油缸的固定端鉸接于所述下滑座上，且其伸縮端與所述上滑座鉸接。

7.根據(jù)權利要求5所述的海底多頭連續(xù)取樣鉆機，其特征在于，所述鉆機的頂部還設置有取心機構，且每個所述動力鉆進機構上均連接一個所述取心機構，所述取心機構包括絞車和撈矛頭，其中：所述絞車上纏繞有繩索，所述絞車用于回收或釋放所述繩索，所述撈矛頭固定在所述繩索的自由端，且所述撈矛頭位于所述動力頭的正上方。

說明書： 一種中控式海底多頭連續(xù)取樣鉆機技術領域[0001] 本發(fā)明涉及鉆機設備技術領域，尤其是涉及一種中控式海底多頭連續(xù)取樣鉆機。背景技術[0002] 海底地殼中蘊藏著極其豐富的礦產(chǎn)資源，包括石油、天然氣水合物、多金屬結核、富鈷結殼等，開發(fā)海底資源可以有效緩解全球資源匱乏的情況，海底取樣裝備是開展海洋

地質(zhì)及環(huán)境科學研究、進行海洋礦產(chǎn)資源勘探和海底工程地質(zhì)勘察所必備的技術裝備。根

據(jù)取樣深度要求不同，開發(fā)了多種海底取樣設備。其中，海底取心鉆機是一種鉆探系統(tǒng)完全

工作于海底的鉆探設備，于淺層取樣設備相比具有取樣深度深，樣品采取率高、數(shù)量多，自

動化、智能化程°高等優(yōu)點；而與需要依托鉆探船或鉆井平臺海洋鉆機相比，海底鉆機在水

下工作時與承載船只需要一條具有承載能力的臍帶纜即可實現(xiàn)遠程的能量供應和通訊控

制，擁有鉆探成本低、效率高，樣品擾動小、易保壓，設備體積小、易操作和船舶適應性強等

優(yōu)點。目前，海底取心鉆機已成為海底資源勘探、海洋地質(zhì)調(diào)查和海洋科學考察不可或缺的

重要技術裝備，得到了世界各海洋強國的重視和應用，許多科研成果已經(jīng)應用于實際的海

洋調(diào)查項目，取得了可觀的經(jīng)濟效益和社會效益，也突顯了海底鉆機的科學價值。

[0003] 根據(jù)鉆探深度、功能以及設計理念的不同，海底鉆機主要分為四代，目前取樣作業(yè)以第三代鉆機為主，這代鉆機采用繩索取心方法，其鉆探深度已達200m，配備有物探設備以

及各種測試儀，增加了保壓系統(tǒng)。取芯效率、質(zhì)量，鉆機的功能多樣性、智能化都有了較大提

升。

[0004] 繩索取心方法是在在鉆進過程中，當巖心充滿巖心管后，不需要將鉆桿提升到孔外，而是以鉆桿內(nèi)孔為通道，借助于繩索和專用打撈工具，把鉆進過程中貯存于鉆桿內(nèi)部的

巖心管中的巖心提升到孔位的取心鉆進方法。由于不需要將鉆桿提升到孔外，極大的減少

了起下鉆具的時間。

[0005] 本申請人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術至少存在以下技術問題：現(xiàn)今的海底鉆機只有一個動力頭，單次海底作業(yè)時，只能對一個點位進行取樣，取樣數(shù)量少、效率低。且鉆機攜帶鉆具數(shù)量

少，內(nèi)部空間利用率低。

發(fā)明內(nèi)容[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種中控式海底多頭連續(xù)取樣鉆機，以解決現(xiàn)有技術中存在的現(xiàn)有鉆機進行作業(yè)時，取樣效率低的技術問題；本發(fā)明提供的諸多技術方案中的優(yōu)選

技術方案所能產(chǎn)生的諸多技術效果詳見下文闡述。

[0007] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下技術方案：[0008] 本發(fā)明提供的中控式海底多頭連續(xù)取樣鉆機，包括鉆機，所述鉆機上具有鉆具運移機構、用于帶動鉆桿向下鉆進的動力鉆進機構、以及用于存儲鉆桿和巖心管的鉆具存儲

機構，其中：

[0009] 所述動力鉆進機構具有兩個以上，所有所述鉆具存儲機構圍繞所述鉆機的中軸線設置，且相鄰所述鉆具存儲機構之間均存在一個所述動力鉆進機構；

[0010] 所述鉆具運移機構位于所述鉆機的中心，并能以所述鉆機的中軸線為轉(zhuǎn)軸360°轉(zhuǎn)動，所述鉆具運移機構能在轉(zhuǎn)動過程中抓取所有所述鉆具存儲機構內(nèi)不同位置的所述鉆桿

和所述巖心管，并將所述鉆桿和所述巖心管在對應所述動力鉆進機構和所述存儲機構之間

運移。

[0011] 優(yōu)選的，所述鉆具存儲機構包括鉆庫，所述鉆庫的徑向截面為扇環(huán)形，且所述扇環(huán)形的圓心位于所述鉆機的中軸線上，所述鉆庫包括相連接的上盤、底盤和兩個以上傳送盤，

其中：

[0012] 所述傳送盤的數(shù)量為兩個以上，所有所述傳送盤均位于所述上盤和所述底盤之間并在豎直方向上間隔布置，所述傳送盤呈扇環(huán)形并位于水平面內(nèi)，所述鉆桿和巖心管豎直

穿過所有所述傳送盤；

[0013] 所述傳送盤內(nèi)形成有兩條以上分別用于傳送鉆桿和巖心管的傳送通道，所述傳送通道的入口側有所述鉆桿或所述巖心管放入時，能從出口側輸出另一所述鉆桿或所述巖心

管。

[0014] 優(yōu)選的，所述傳送盤包括由內(nèi)至外依次間隔布置的至少三個傳送機構，所述傳送機構內(nèi)和/或相鄰所述傳送機構之間形成所述傳送通道，所述鉆桿和所述巖心管被所述傳

送機構夾持于對應的所述傳送通道內(nèi)；

[0015] 所述上盤的底面和/或所述底盤的上面設置有導軌，所述鉆桿和所述巖心管的端部延伸至所述導軌內(nèi)，當所述鉆桿在所述巖心管在所述傳送通道內(nèi)移動時能沿所述導軌滑

動。

[0016] 優(yōu)選的，所述傳送機構均包括上殼、下殼、傳送帶和軸承部，其中：[0017] 所述上殼和所述下殼相連接，所述傳送帶通過所述軸承部在所述上殼和所述下殼之間可移動的設置，所述鉆桿和所述巖心管夾持在兩側的所述傳送帶之間；所述鉆具運移

機構將所述鉆桿或所述巖心管送入所述傳送通道的入口側時能推動所述傳送通道兩側的

所述傳送帶移動，進而推動所述傳送通道入口側的所述鉆桿或所述巖心管輸出。

[0018] 優(yōu)選的，所述鉆具運移機構包括有中心柱和位于所述中心柱上的驅(qū)動裝置、上旋轉(zhuǎn)筒、下旋轉(zhuǎn)筒和抓手組件，其中：

[0019] 所述抓手組件的上端和下端分別連接有上旋轉(zhuǎn)筒和下旋轉(zhuǎn)筒，所述下旋轉(zhuǎn)筒套設在所述上旋轉(zhuǎn)筒的下端，所述驅(qū)動裝置的驅(qū)動端與所述上旋轉(zhuǎn)筒連接，用于帶動所述抓手

組件以所述中心柱為軸心轉(zhuǎn)動；

[0020] 所述抓手組件至少包括兩個手臂，所述手臂之間的夾角可調(diào)節(jié)的設置；每個所述手臂的背離所述中心柱的一端均設置有機械手，所述機械手用于抓取和釋放鉆桿和巖心

管。

[0021] 優(yōu)選的，所述抓手組件包括開合油缸、第一手臂、第二手臂、第三手臂和第四手臂，其中：

[0022] 所述第一手臂和所述第二手臂位于同一水平面內(nèi)且兩者的端部均鉸接于所述上旋轉(zhuǎn)筒上，所述第三手臂和所述第四手臂位于同一水平面內(nèi)且兩者的端部均鉸接于所述下

旋轉(zhuǎn)筒上；

[0023] 所述上旋轉(zhuǎn)筒外套設有彈性部件，所述彈性部件的上端限位于所述上旋轉(zhuǎn)筒上，其下端與所述下旋轉(zhuǎn)筒連接，且所述彈性部件上設置有滑動件，所述開合油缸水平布置并

固定于滑動件上，且所述開合油缸的伸縮端連接有滑塊；所述第一手臂、所述第二手臂、所

述第三手臂和所述第四手臂均與所述滑塊之間連接有開合臂，所述開合臂的兩端均與所述

滑塊和對應手臂鉸接，所述開合油缸伸縮時能夠驅(qū)動所述第一手臂和所述第二手臂之間、

所述第三手臂和所述第四手臂之間開合。

[0024] 優(yōu)選的，所述鉆機還包括有位于所述鉆機底部的調(diào)平機構，其包括調(diào)平底座以及位于所述調(diào)平底座上的兩個以上的支腳，每個支腳均連接有調(diào)平油缸、支腳伸縮油缸和支

腳旋轉(zhuǎn)油缸，其中：

[0025] 所有所述支腳伸縮油缸的伸縮端均背離所述調(diào)平底座的中心設置，且所述支腳伸縮油缸的伸縮端連接有伸縮梁，所述伸縮梁與所述調(diào)平底座滑動連接；所述調(diào)平油缸轉(zhuǎn)動

連接于所述伸縮梁的背離所述支腳伸縮油缸的一端，所述調(diào)平油缸的伸縮端向下設置并與

所述支腳相連接；

[0026] 所述支腳旋轉(zhuǎn)油缸固定在所述伸縮梁內(nèi)，其伸縮端鉸接有一偏心桿，所述偏心桿與所述調(diào)平油缸相連接，且所述偏心桿相對于所述調(diào)平油缸的中軸線偏心設置，所述支腳

旋轉(zhuǎn)油缸伸縮時能帶動所述支腳在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)180°以將所述支腳打開和收回。

[0027] 優(yōu)選的，所述動力鉆進機構包括立軸、用以與鉆桿連接的動力頭、機架和回轉(zhuǎn)系統(tǒng)，其中：

[0028] 所述立軸豎直布置，并以自身軸線為中心可轉(zhuǎn)動的設置，所述立軸與所述動力頭傳動連接能帶動所述動力頭轉(zhuǎn)動，且所述動力頭能上下移動給進；

[0029] 所述回轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括有驅(qū)動裝置、傳動軸、離合器和變速箱，其中，所述立軸轉(zhuǎn)動連接于所述機架上，所述立軸的下部設置有用于夾持所述鉆桿的卡盤；所述驅(qū)動裝置位于所

述鉆機頂部，所述傳動軸水平布置，且所述驅(qū)動裝置的輸出軸與所有所述傳動軸傳動連接，

每根所述傳動軸的另一端分別與對應所述立軸的頂端傳動連接，所述驅(qū)動裝置轉(zhuǎn)動能帶動

所有所述立軸以自身軸線為中心轉(zhuǎn)動；且所述離合器位于所述傳動軸和所述立軸之間，用

于切斷兩者的動力傳輸；

[0030] 所述變速箱位于所述立軸上，所述立軸與所述動力頭之間通過變速箱傳動連接；所述螺紋連接部的下部設置有用以與所述鉆桿螺紋連接的外螺紋端。

[0031] 優(yōu)選的，所述動力鉆進機構還包括有給進系統(tǒng)，所述給進系統(tǒng)包括有長給進油缸、短給進油缸、上滑座和下滑座，其中：

[0032] 所述上滑座和所述下滑座均滑動連接于所述機架上，且兩者在豎直方向上間隔布置，所述變速箱和所述動力頭均連接于所述下滑座上；

[0033] 所述長給進油缸豎直布置，且其伸縮端與所述上滑座鉸接；所述短給進油缸的固定端鉸接于所述下滑座上，且其伸縮端與所述上滑座鉸接。

[0034] 優(yōu)選的，所述鉆機的頂部還設置有取心機構，且每個所述動力鉆進機構上均連接一個所述取心機構，所述取心機構包括絞車和撈矛頭，其中：所述絞車上纏繞有繩索，所述

絞車用于回收或釋放所述繩索，所述撈矛頭固定在所述繩索的自由端，且所述撈矛頭位于

所述動力頭的正上方。

[0035] 本發(fā)明提供的中控式海底多頭連續(xù)取樣鉆機，與現(xiàn)有技術相比，具有如下有益效果：

[0036] 動力鉆進機構具有兩個以上，每個動力鉆進機構存在于相鄰鉆具存儲機構之間，鉆具運移機構位于鉆機的中心，且鉆具運移機構能以所述鉆機的中軸線為轉(zhuǎn)軸360°轉(zhuǎn)動；

三者的配合充分利用了鉆機內(nèi)部空間，有效實現(xiàn)鉆探作業(yè)。該中控式海底多頭連續(xù)取樣鉆

機，充分利用鉆機內(nèi)部空間，優(yōu)化鉆庫布局，使鉆機能攜帶更多鉆具下海作業(yè)，提高單次取

樣作業(yè)效率；一次下放作業(yè)時可同時進行多點位取樣，實現(xiàn)水下多頭連續(xù)取樣，提高了巖芯

數(shù)量和質(zhì)量，同時保證取樣時巖芯擾動小。且結構緊湊，便于運輸與甲板下放。

附圖說明[0037] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本

發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以

根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

[0038] 圖1是本發(fā)明中控式海底多頭取樣鉆機的結構示意圖；[0039] 圖2是本發(fā)明中控式海底多頭取樣鉆機的內(nèi)部結構示意圖；[0040] 圖3是本發(fā)明中控式海底多頭取樣鉆機的鉆具存儲機構結構示意圖；[0041] 圖4是本發(fā)明的鉆具存儲機構的傳送盤的結構示意圖；[0042] 圖5是本發(fā)明的傳送盤中傳送機構的結構示意圖；[0043] 圖6是本發(fā)明中控式海底多頭取樣鉆機的鉆具運移機構的結構示意圖；[0044] 圖7是鉆具運移機構的軸向剖面結構示意圖；[0045] 圖8是本發(fā)明的鉆具運移機構中機械抓手的結構示意圖；[0046] 圖9是本發(fā)明的機械手的兩個爪部閉合時的示意圖；[0047] 圖10是機械手的兩個爪部張開時的示意圖；[0048] 圖11是鉆具存儲機構與鉆機運移機構配合的工作方式示意圖；[0049] 圖12是本發(fā)明中控式海底多頭取樣鉆機的調(diào)平機構結構示意圖；[0050] 圖13是本發(fā)明中控式海底多頭取樣鉆機的調(diào)平機構下視示意圖；[0051] 圖14是調(diào)平機構中其中一個支腳打開時的結構示意圖；[0052] 圖15是本發(fā)明中控式海底多頭取樣鉆機的多頭動力鉆進系統(tǒng)結構示意圖；[0053] 圖16是圖15中A處的結構示意圖。[0054] 圖中：100、鉆機；101、頂殼；102、底座；200、鉆桿；300、巖心管；400、鉆孔；[0055] 1、動力鉆進機構；11、立軸；12、動力頭；121、螺紋連接部；122、外螺紋端；120、從動輪；13、機架；141、液壓馬達；142、傳動軸；143、變速箱；1431、主動輪；1432、中間輪；144、離合器；15、給進系統(tǒng)；151、長給進油缸；152、短給進油缸；153、上滑座；154、下滑座；16、卡盤；[0056] 2、鉆具運移機構；20、中心柱；21、驅(qū)動裝置；211、八分角擺動油缸；212、四分角擺動油缸；213、半角擺動油缸；22、上旋轉(zhuǎn)筒；23、下旋轉(zhuǎn)筒；24、抓手組件；240、開合油缸；241、第一手臂；242、第二手臂；243、第三手臂；244、第四手臂；245、開合臂；246、滑塊；247、機械手；2471、抓手油缸；2472、抓手座；2473、爪部；25、壓縮彈簧；26、滑動件；

[0057] 3、鉆具存儲機構；30、鉆庫；31、上盤；32、底盤；33、傳送盤；34、導軌；35、連接柱；36、連接板；331、第一傳送機構；332、第二傳送機構；333、第三傳送機構；334、第四傳送機

構；335、傳送通道；3301、上殼；3302、下殼；3303、傳送帶；3304、軸承部；

[0058] 4、取心機構；41、絞車；42、撈矛頭；43、繩索；[0059] 5、調(diào)平機構；50、調(diào)平底座；51、支腳；52、調(diào)平油缸；53、偏心桿；54、支腳伸縮油缸；55、伸縮梁；56、支腳旋轉(zhuǎn)油缸。

具體實施方式[0060] 為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將對本發(fā)明的技術方案進行詳細的描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；?br />
于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所得到的所有

其它實施方式，都屬于本發(fā)明所保護的范圍。

[0061] 在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“長度”、“寬度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、“側”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的設備或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不

能理解為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個

以上。

[0062] 本發(fā)明實施例提供了一種中控式海底多頭連續(xù)取樣鉆機，配合充分利用了鉆機內(nèi)部空間，使鉆機能攜帶更多鉆具下海作業(yè)，提高單次取樣作業(yè)效率。

[0063] 下面結合圖1?圖16對本發(fā)明提供的技術方案進行更為詳細的闡述。[0064] 實施例一[0065] 現(xiàn)有技術中的繩索取心方法是在鉆進過程中，當巖心充滿巖心管后，不需要將鉆桿提升到孔外，而是以鉆桿內(nèi)孔為通道，借助于繩索和專用打撈工具，把鉆進過程中貯存于

鉆桿內(nèi)部的巖心管中的巖心提升到孔位的取心鉆進方法。由于不需要將鉆桿提升到孔外，

極大的減少了起下鉆具的時間。巖心管作為鉆桿中的內(nèi)管，當巖心穿滿巖心管后將巖心管

從鉆桿中撈出。

[0066] 如圖1?圖16所示，本實施例提供了一種中控式海底多頭連續(xù)取樣鉆機，包括鉆機100，鉆機100上具有鉆具運移機構2、用于帶動鉆桿200向下鉆進的動力鉆進機構1、以及用

于存儲鉆桿200和巖心管300的鉆具存儲機構，其中：動力鉆進機構1具有兩個以上，所有鉆

具存儲機構圍繞鉆機100的中軸線設置，且相鄰鉆具存儲機構之間均存在一個動力鉆進機

構1；鉆具運移機構2位于鉆機100的中心，并能以鉆機100的中軸線為轉(zhuǎn)軸360°轉(zhuǎn)動，鉆具運

移機構2能在轉(zhuǎn)動過程中抓取所有鉆具存儲機構3內(nèi)不同位置的鉆桿和巖心管，并將鉆桿和

巖心管在對應動力鉆進機構1和存儲機構之間運移。

[0067] 其中，鉆機100上設置有下放回收結構，其位于鉆機頂端，與鉆機鉆機100連接，主要用于將收放時的力均勻傳遞給鉆機主體，其為本領域內(nèi)的成熟技術，在此不做贅述。鉆機

頂殼101用于連接下放回收結構以及各個鉆機100，鉆機底座102連接動力鉆進機構1、鉆具

運移機構2、鉆具存儲機構，保證鉆機整體結構性。

[0068] 本實施例的中控式海底多頭連續(xù)取樣鉆機，動力鉆進機構1具有兩個以上，每個動力鉆進機構1存在于相鄰鉆具存儲機構之間，鉆具運移機構2位于鉆機100的中心，且鉆具運

移機構2能以鉆機100的中軸線為轉(zhuǎn)軸360°轉(zhuǎn)動；三者的配合充分利用了鉆機內(nèi)部空間，有

效實現(xiàn)鉆探作業(yè)。該中控式海底多頭連續(xù)取樣鉆機，充分利用鉆機內(nèi)部空間，優(yōu)化鉆庫30布

局，使鉆機能攜帶更多鉆具下海作業(yè)，提高單次取樣作業(yè)效率；一次下放作業(yè)時可同時進行

多點位取樣，實現(xiàn)水下多頭連續(xù)取樣，提高了巖芯數(shù)量和質(zhì)量，同時保證取樣時巖芯擾動

小。且結構緊湊，便于運輸與甲板下放。

[0069] 其中，上述動力鉆進機構1用于與鉆桿200連接，并提供鉆桿向下給進的動力。鉆具存儲機構用于存儲鉆桿200和巖心管300，其中，內(nèi)部存儲的鉆桿用以與正在使用的鉆桿連

接以延長鉆桿組件的長度(鉆桿組件指的是首尾相互連接的多根鉆桿)，內(nèi)部存儲的巖心管

用于不斷為鉆桿內(nèi)補充新的巖心管。鉆具運移機構2用于將鉆桿內(nèi)使用后的巖心桿轉(zhuǎn)移至

鉆具存儲機構中、將鉆具存儲機構中新的巖心管轉(zhuǎn)移至向下鉆進的鉆桿內(nèi)、轉(zhuǎn)移新鉆桿至

動力鉆進機構1處以延長鉆桿組件。

[0070] 為了能夠使得鉆機一次攜帶多根鉆桿和巖心管，鉆具存儲機構的結構至關重要。參見圖1?圖5所示，本實施例中提供了一種鉆具存儲機構的具體實施方式：

[0071] 參見圖2和圖3所示，本實施例的鉆具存儲機構包括有四個，四個鉆具存儲機構之間間隔布置并圍繞中心的鉆具運移機構2設置，這樣，鉆具運移機構2在360°轉(zhuǎn)動時能夠抓

取四個鉆具存儲機構內(nèi)不同位置的鉆桿200和巖心管300，結構緊湊，且充分利用了鉆機的

內(nèi)部空間。

[0072] 具體的，本實施例的鉆具存儲機構包括鉆庫30，參見圖3和圖4所示，鉆庫30的徑向截面為扇環(huán)形，且扇環(huán)形的圓心位于鉆機100的中軸線上，鉆庫30包括相連接的上盤31、底

盤32和兩個以上傳送盤33，其中：參見圖2，上盤31和底盤32間隔布置并通過連接板36連接，

傳送盤33的數(shù)量為兩個以上，參見圖3所示，本實施例中，每個鉆庫30包括有四個傳送盤33，

所有傳送盤33均位于上盤31和底盤32之間并在豎直方向上間隔布置，連接柱35穿過所有傳

送盤33并將所有傳送盤33連接在一起；傳送盤33同樣呈扇環(huán)形并位于水平面內(nèi)，鉆桿和巖

心管豎直穿過所有傳送盤33；換言之，每根鉆桿和巖心管的不同部分被限位在不同的傳送

盤33中，這樣在傳送鉆桿200和巖心管300的過程中能夠保證鉆桿和巖心管始終保持豎直狀

態(tài)，并能夠穩(wěn)定在鉆庫30內(nèi)傳送。每個傳送盤33內(nèi)形成有兩條以上分別用于傳送鉆桿200和

巖心管300的傳送通道335，傳送通道335的入口側有鉆桿或巖心管放入時，能從出口側輸出

另一鉆桿或巖心管。

[0073] 參見圖2和圖3、圖4所示，當從鉆桿內(nèi)吊取內(nèi)部充滿巖心的巖心管后，鉆具運移機構2抓取該巖心管，并將其由傳送通道335的入口側推入傳送通道內(nèi)，此時，傳送通道335從

其出口側將另一新的未使用的巖心管，鉆具運移機構2再抓取該新的巖心管將其轉(zhuǎn)移至動

力鉆進機構1位置處，進而便于巖心管吊裝至鉆孔底部的鉆桿內(nèi)，繼續(xù)取樣。

[0074] 作為可選的實施方式，參見圖4所示，傳送盤33包括由內(nèi)至外依次間隔布置的至少三個傳送機構，參見圖4，本實施例的傳送盤33包括由內(nèi)至外依次布置的第一傳送機構331、

第二傳送機構332、第三傳送機構333和第四傳送機構334，如圖4，第一傳動機構內(nèi)形成有上

述傳送通道335，且第一傳送機構331與第二傳送機構332之間、第二傳送機構332與第三傳

送機構333之間、第三傳送機構333與第四傳送機構334之間也形成有傳送通道335，即每個

傳送盤33內(nèi)形成有上述四條傳送通道335，在該四條傳送通道335中，其中兩條用于存儲鉆

桿，另外兩條用于存儲巖心管，且用于鉆桿和巖心管的傳送通道335間隔布置，鉆桿和巖心

管傳送機構夾持于對應的傳送通道335內(nèi)，并能在傳送通道335內(nèi)移動。

[0075] 參見圖3和圖4所示，上盤31的底面和/或底盤32的上面設置有導軌34，位于上盤31底面上的導軌34開口向下，位于底盤32上表面的導軌34開口向上，鉆桿和巖心管的端部延

伸至導軌34內(nèi)，當鉆桿在巖心管在傳送通道335內(nèi)移動時能沿導軌34滑動。該結構能夠使得

鉆桿和巖心管在傳送通道335內(nèi)移動時，鉆桿和巖心管的兩端與上盤31和底盤32滑動連接，

從而保證鉆桿和巖心管始終保持豎直狀態(tài)，并平穩(wěn)移動。

[0076] 下面提供了一種傳送通道335能夠傳送鉆桿和巖心管的具體結構，參見圖5所示，每個傳送機構均包括上殼3301、下殼3302、傳送帶3303和軸承部3304，其中：上殼3301和下

殼3302相連接，傳送帶3303通過軸承部3304在上殼3301和下殼3302之間可移動的設置，參

見圖11，鉆桿200和巖心管300夾持在兩側的傳送帶3303之間；本實施例的傳送機構無需動

力裝置，當鉆具運移機構2將鉆桿200或巖心管300送入傳送通道335的入口側時能推動傳送

通道335兩側的傳送帶3303移動，兩側傳送帶3303移動進而帶動夾持的鉆桿或巖心管移動，

從而能夠?qū)魉屯ǖ?35入口側的鉆桿200或巖心管300推出傳送通道335，此時鉆具運移機

構2將被傳送通道推出的鉆桿或巖心管夾持固定，便于轉(zhuǎn)移。

[0077] 其中，上殼3301和下殼3302之間可設置限制傳送帶3303運動軌跡的導軌34，軸承部3304轉(zhuǎn)動連接在上殼3301和下殼3302之間，且軸承部3304的外圈與傳送帶3303相貼合接

觸，在外力作用下軸承轉(zhuǎn)動時能夠帶動傳送帶3303移動。所有傳送機構共同配合實現(xiàn)鉆桿

和巖心管的移動。

[0078] 本實施例中的鉆具存儲機構能夠通過傳送盤33上的不同傳送通道335輸送鉆桿和巖心管，當一側有鉆桿或巖心管置入時，另一側能夠同時輸出另一鉆桿或巖心管。

[0079] 參見圖2和圖3所示，本實施例的鉆機中包括有四個鉆庫30，每個鉆庫30均為扇環(huán)形，所有鉆庫30圍繞鉆機100的中心軸線均勻布置，動力鉆進機構1位于相鄰鉆庫30之間，這

樣，所有動力鉆進機構1部和所有鉆庫30形成圓柱形結構，鉆具運移機構2位于鉆機內(nèi)部中

心位置，充分利用了鉆機的內(nèi)部空間，一個鉆具運移機構2即能夠?qū)崿F(xiàn)將鉆桿和巖心管在不

同動力鉆進機構1和不同鉆庫30之間的運移。

[0080] 實施例二[0081] 本實施例是在上述實施例的基礎上進行的改進，本實施例中提供了一種鉆具運移機構2的具體實施方式，參見圖2和圖6、圖7所示，本實施例的鉆具運移機構2包括有中心柱

20和位于中心柱20上的驅(qū)動裝置21、上旋轉(zhuǎn)筒22、下旋轉(zhuǎn)筒23和抓手組件24，其中：抓手組

件24的上端和下端分別連接有上旋轉(zhuǎn)筒22和下旋轉(zhuǎn)筒23，下旋轉(zhuǎn)筒23套設在上旋轉(zhuǎn)筒22的

下端，如圖7所示，驅(qū)動裝置21的驅(qū)動端與上旋轉(zhuǎn)筒23連接，用于帶動抓手組件24以中心柱

20為軸心360°轉(zhuǎn)動；抓手組件24至少包括兩個手臂，手臂之間的夾角可調(diào)節(jié)的設置；每個手

臂的背離中心柱20的一端均設置有機械手247，機械手247用于抓取和釋放鉆桿200和巖心

管300。

[0082] 具體的，參見圖6所示，上述驅(qū)動裝置21包括八分角擺動油缸211、四分角擺動油缸212和半角擺動油缸213，三個擺動油缸皆是套在中心柱20上，其中八分角擺動油缸211可轉(zhuǎn)

動45°，位于鉆機中心柱20最上部，油缸轉(zhuǎn)動頭與四分角擺動油缸212連接；四分角擺動油缸

212可繞中心柱20的中軸線旋轉(zhuǎn)，油缸轉(zhuǎn)動頭可相對于四分角油缸轉(zhuǎn)動90°，油缸轉(zhuǎn)動頭與

半角擺動油缸213連接；半角擺動油缸213可繞中心柱20的中軸線旋轉(zhuǎn)，油缸轉(zhuǎn)動頭可相對

于半角擺動油缸213轉(zhuǎn)動180°，油缸轉(zhuǎn)動頭與上旋轉(zhuǎn)筒22連接，上旋轉(zhuǎn)筒22連接抓手組件

24。這樣，在八分角擺動油缸211、四分角擺動油缸212和半角擺動油缸213的共同作用下能

夠帶動上旋轉(zhuǎn)筒22、抓手組件24和下旋轉(zhuǎn)筒23轉(zhuǎn)動45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°、

360°，使抓手組件剛好對應動力頭以及傳送通道335的中心位置，如圖11所示，從而抓取四

個鉆庫30內(nèi)的鉆桿或巖心管，且能夠?qū)r心管放置于不同鉆庫30的不同傳送通道335中。

[0083] 兩個手臂之間的夾角可調(diào)節(jié)，其中一個手臂可用于將巖心管推入傳送通道335的入口側，另一手臂可將該傳送通道出口側輸出的巖心管夾持固定，這樣兩個手臂能夠同時

實現(xiàn)在同一傳送通道335中放入使用后的巖心管，并取出新的巖心管，提高了運移效率。

[0084] 作為可選的實施方式，參見圖6所示，本實施例提供了一種抓手組件24的具體實施方式，本實施例的抓手組件24包括開合油缸240、第一手臂241、第二手臂242、第三手臂243

和第四手臂244，其中：第一手臂241和第二手臂242位于同一水平面內(nèi)且兩者的端部均鉸接

于上旋轉(zhuǎn)筒22上，第三手臂243和第四手臂244位于同一水平面內(nèi)且兩者的端部均鉸接于下

旋轉(zhuǎn)筒23上；上旋轉(zhuǎn)筒22外套設有彈性部件，彈性部件的上端限位于上旋轉(zhuǎn)筒22上，其下端

與下旋轉(zhuǎn)筒23連接，如圖7所示，彈性部件可以采用壓縮彈簧25，參見圖6所示，壓縮彈簧25

套設在中心柱20上，且壓縮彈簧25上設置有滑動件26，開合油缸240水平布置并固定于滑動

件26上，且開合油缸240的伸縮端連接有滑塊246；第一手臂241、第二手臂242、第三手臂243

和第四手臂244均與滑塊246之間連接有開合臂245，開合臂245的兩端均與滑塊246和對應

手臂鉸接，開合油缸240伸縮時能夠驅(qū)動第一手臂241和第二手臂242之間、第三手臂243和

第四手臂244之間開合。

[0085] 具體的，參見圖6所示，該開合油缸240伸出時，能夠推動滑塊246向靠近中心柱20的方向移動，此時四個開合臂245在滑塊246的帶動下朝向中心柱20移動，第一手臂241和第

二手臂242之間、第三手臂243和第四手臂244之間的夾角均增大，上旋轉(zhuǎn)筒22和下旋轉(zhuǎn)筒23

之間的距離減小，壓縮彈簧25被相應壓縮。該開合油缸240收縮時，能夠拉動滑塊246向背離

中心柱20的方向移動，此時四個開合臂245在滑塊246的帶動下背離中心柱20移動，第一手

臂241和第二手臂242之間、第三手臂243和第四手臂244之間的夾角均減小，上旋轉(zhuǎn)筒22和

下旋轉(zhuǎn)筒23之間的距離減小，在壓縮彈簧25彈性恢復力的作用下上旋轉(zhuǎn)筒22與下旋轉(zhuǎn)筒23

之間的距離相應增大。

[0086] 其中，參見圖4、圖11所示，由于不同傳送通道335入口側與出口側之間的夾角大小不相同，因此，當?shù)谝皇直?41和第二手臂242之間、第三手臂243和第四手臂244之間的夾角

均增大時，能夠?qū)Φ谌齻魉蜋C構333與第四傳送機構334之間的傳送通道內(nèi)的巖心管和鉆桿

進行運移；當?shù)谝皇直?41和第二手臂242之間、第三手臂243和第四手臂244之間的夾角均

減小時，能夠?qū)Φ谝粋魉蜋C構331內(nèi)的傳送通道、第一傳送機構331與第二傳送機構332之間

的傳送通道內(nèi)的巖心管和鉆桿進行運移。

[0087] 本實施例中提供了一種機械手247的具體實施方式，參見圖8?圖10所示，機械手247包括有抓手油缸2471、抓手座2472和至少兩個爪部2473，其中：抓手油缸2471的伸縮端

與所有爪部2473的第一端均鉸接，且所有爪部2473均與抓手座2472鉸接，參見圖10，抓手油

缸2471伸出時，推動兩個爪部2473相互分離，參見圖9，抓手油缸2471收縮時拉動兩個爪部

2473相互靠近。

[0088] 本實施例中的鉆具運移機構2，其工作原理是，參見圖11所示，通過三個擺動油缸可以使轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°、360°8個方位；通過開合油缸240可

以控制位于同一平面內(nèi)的手臂的開合角度。兩者配合完成對不同孔位、鉆桿庫中鉆桿、巖心

管的接卸、存取。

[0089] 實施例三[0090] 本實施例是在上述實施例的基礎上進行的改進，本實施中的鉆機還包括有位于鉆機100底部的調(diào)平機構5，調(diào)平機構5用于支撐鉆機平穩(wěn)置于海床。

[0091] 本實施例中提供了一種調(diào)平機構5的具體實施方式，參見圖12?圖14所示，本實施例的調(diào)平機構5包括調(diào)平底座50以及位于調(diào)平底座50上的兩個以上的支腳51，每個支腳51

均連接有調(diào)平油缸52、支腳伸縮油缸54和支腳旋轉(zhuǎn)油缸56，其中：參見圖13所示，所有支腳

伸縮油缸54的伸縮端均背離調(diào)平底座50的中心設置，且支腳伸縮油缸54的伸縮端連接有伸

縮梁55，伸縮梁55與調(diào)平底座滑動連接。

[0092] 參見圖12和圖14所示，調(diào)平油缸52轉(zhuǎn)動連接于伸縮梁55的背離支腳伸縮油缸54的一端，調(diào)平油缸52的伸縮端向下設置并與支腳51相連接。

[0093] 參見圖14，圖14中為了看清楚支腳旋轉(zhuǎn)油缸與調(diào)平油缸52的連接結構，省略了一個伸縮梁55，支腳旋轉(zhuǎn)油缸56固定在伸縮梁55內(nèi)，其伸縮端鉸接有一偏心桿53，偏心桿53與

調(diào)平油缸52相連接，且偏心桿53相對于調(diào)平油缸52的中軸線偏心設置，支腳旋轉(zhuǎn)油缸56伸

縮時能帶動支腳51在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)180°以將支腳51打開和收回。

[0094] 當支腳伸縮油缸54伸展時，能夠通過伸縮梁55帶動調(diào)平油缸52、支腳51相互遠離；當支腳伸縮油缸54收縮時，能夠通過伸縮梁55帶動調(diào)平油缸52、支腳51相互靠近。當調(diào)平油

缸52伸縮時，能夠帶動支腳51在豎直方向上移動；當支腳旋轉(zhuǎn)油缸56伸出時，由于偏心桿53

相較于調(diào)平油缸52的中軸線偏心設置，因此能夠通過偏心桿53帶動調(diào)平油缸52、支腳51旋

轉(zhuǎn)180°，進而使支腳51打開，參見圖12所示，圖12中的其中一個支腳51處于打開狀態(tài)。

[0095] 上述結構的調(diào)平機構5能夠?qū)崿F(xiàn)所有支腳51在同一平面內(nèi)相互靠近和遠離，在豎直方向上上升、下降，以及實現(xiàn)支腳51的旋轉(zhuǎn)，從而使得鉆機100平穩(wěn)利于海床。

[0096] 實施例四[0097] 本實施例是在上述實施例的基礎上進行的改進，本實施中提供了一種動力鉆進機構的具體實施方式，參見圖2、圖15和圖16所示，動力鉆進機構包括立軸、用以與鉆桿連接的

動力頭12、機架和回轉(zhuǎn)系統(tǒng)，其中：立軸11豎直布置，并以自身軸線為中心可轉(zhuǎn)動的設置，立

軸11與動力頭12傳動連接能帶動動力頭12轉(zhuǎn)動，且動力頭12能上下移動給進。

[0098] 參見圖2和圖16所示，本實施例的動力鉆進機構1還包括有機架13和回轉(zhuǎn)系統(tǒng)，回轉(zhuǎn)機構用于帶動動力頭12在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，回轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括有驅(qū)動裝置、傳動軸142、離合器

144和變速箱143，其中：立軸11轉(zhuǎn)動連接于機架13上，立軸11的下部設置有用于夾持鉆桿的

卡盤16；驅(qū)動裝置位于鉆機100頂部，傳動軸142水平布置，且驅(qū)動裝置的輸出軸與所有傳動

軸142傳動連接，每根傳動軸142的另一端分別與對應立軸11的頂端傳動連接，驅(qū)動裝置轉(zhuǎn)

動能帶動所有立軸11以自身軸線為中心轉(zhuǎn)動；且離合器144位于傳動軸和立軸之間，用于切

斷兩者的動力傳輸。

[0099] 具體的，參見圖3所示，本實施例的鉆機100包括有四個鉆庫30和四個動力鉆進機構1，傳動軸142有四根，每根傳動軸142的端部與立軸11的頂端通過兩個錐齒輪嚙合實現(xiàn)傳

動連接(或采用其它常見傳動結構)；離合器144用于切斷傳動軸142和立軸11之間的動力傳

輸，切斷某一立軸11動力傳輸后，變速箱143可將所需動力頭12順轉(zhuǎn)變?yōu)槟孓D(zhuǎn)動，之后再離

合器144再閉合，動力頭12逆轉(zhuǎn)動(用于擰開動力頭12以及鉆桿的螺紋連接，同時保證其他

動力頭12可以繼續(xù)順轉(zhuǎn)動進行鉆進工作。離合器144為常見結構，在此不做贅述。

[0100] 驅(qū)動裝置為液壓馬達141，液壓馬達141的輸出端設置有錐形的輸出齒輪，每個傳動桿的端部可設置一個與輸出齒輪嚙合的從動錐齒輪，從而實現(xiàn)液壓馬達141與傳動軸142

之間的傳動連接。

[0101] 參見圖3所示，圖3中省略了其中一個變速箱143的箱體，以便于看到內(nèi)部結構，變速箱143位于立軸11上，變速箱143內(nèi)存在有主動輪1431、中間輪1432，主動輪1431固定套設

在立軸11外，動力頭12包括有豎直布置的螺紋連接部121，螺紋連接部121的上端固定有從

動輪120，主動輪1431與從動輪120之間通過中間輪1432嚙合傳動，以使螺紋連接部121在立

軸11的帶動下轉(zhuǎn)動。參見圖4，螺紋連接部121的下部設置有用以與鉆桿螺紋連接的外螺紋

端122。

[0102] 上述結構的回轉(zhuǎn)系統(tǒng)，參見圖2?圖4所示，液壓馬達141轉(zhuǎn)動時，能夠帶動四根傳動軸142(或者其他數(shù)量)轉(zhuǎn)動，傳動軸142將動力傳遞至立軸11，立軸11以自身軸線為軸心轉(zhuǎn)

動；參見圖4，立軸11通過變速箱143中的主動輪1431、中間輪1432帶動動力頭12的螺紋連接

部121轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)動力頭12的回轉(zhuǎn)。當動力頭12的外螺紋端122與鉆桿連接后，能夠?qū)崿F(xiàn)

鉆桿的回轉(zhuǎn)，為鉆進提供回轉(zhuǎn)動力。

[0103] 為了保證鉆桿能夠在動力頭12的帶動下進行鉆探工作，本實施例的動力鉆進機構1還包括有給進系統(tǒng)15，給進系統(tǒng)15用于帶動動力頭12和連接在動力頭12上的鉆桿上下移

動。參見圖3和圖4所示，給進系統(tǒng)15包括有長給進油缸151、短給進油缸152、上滑座153和下

滑座154，其中：上滑座153和下滑座154均滑動連接于機架13上，且兩者在豎直方向上間隔

布置，變速箱143和動力頭12均連接于下滑座154上；長給進油缸151豎直布置，且其伸縮端

與上滑座153鉸接；短給進油缸152的固定端鉸接于下滑座154上，且其伸縮端與上滑座153

鉸接。

[0104] 參見圖3和圖4所示，短給進油缸152伸展和收縮時，能夠推動和拉動下滑座154及位于下滑座154上的變速箱143和動力頭12上下移動；長給進油缸151伸展和收縮時，能推動

和拉動上滑座153沿機架13上下運動，上滑座153移動時同時帶動短給進油缸152、下滑座

154和動力頭12上下移動，為鉆進提供給進壓力。

[0105] 上述長給進油缸151和短給進油缸152的配合結構，能夠在有限的豎直空間內(nèi)延長動力頭的可移動距離。如，當長給進油缸151完全伸出，不能繼續(xù)帶動動力頭下降時，短給進

油缸152伸出，能夠使得動力頭運動至長給進油缸151伸縮端以下的位置，從而延長動力頭

的可移動距離。

[0106] 上述給進系統(tǒng)15和回轉(zhuǎn)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)動力頭12在上下方向上的給進和水平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)，分別為鉆進提供回轉(zhuǎn)動力和給進壓力，當動力頭12與鉆桿連接后，能夠進行鉆孔作

業(yè)。

[0107] 螺紋連接部121轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)動的外螺紋端122能夠與其正下方的鉆桿螺紋連接，(現(xiàn)有技術中的鉆桿通常與動力頭12之間采用螺紋連接的方式，在此不做贅述)。

[0108] 其中，應當理解的是，當動力頭12的螺紋連接部121與鉆桿螺紋連接時，不但需要螺紋連接部121能夠進行旋轉(zhuǎn)，同樣需要螺紋連接部121能夠在豎直方向上移動，才能實現(xiàn)

螺紋連接部121與鉆桿完成連接。螺紋連接部121的旋轉(zhuǎn)動力通過上述回轉(zhuǎn)系統(tǒng)實現(xiàn)，其豎

直方向的移動可通過上述給進系統(tǒng)15實現(xiàn)。

[0109] 實施例五[0110] 為了能夠?qū)@桿內(nèi)的巖心管打撈、將新的巖心管置于鉆桿內(nèi)，本實施例中的鉆機還包括有設置在鉆機頂部的取心機構，參見圖2和圖15所示，每個動力鉆進機構1上均連接

一個取心機構4，取心機構4包括絞車41和撈矛頭42，其中：絞車41上纏繞有繩索43，絞車41

用于回收或釋放繩索43，撈矛頭42固定在繩索43的自由端，且撈矛頭42位于動力頭12的正

上方。

[0111] 上述絞車41為本領域內(nèi)的成熟技術，主要利用轉(zhuǎn)動的輥筒釋放和回收繩索43，從而將撈矛頭42提升和下降，在此對其結構不做贅述。撈矛頭42同樣為本領域內(nèi)的成熟技術，

當撈矛頭42伸入至巖心管內(nèi)時，撈矛頭42能夠與巖心管內(nèi)的結構鎖定從而與巖心管連接將

巖心管拉起或下放，作為本領域內(nèi)技術人員熟知的現(xiàn)有技術，在此對其結構不做贅述。

[0112] 應當理解的是，當巖心管內(nèi)充滿巖芯后，取心機構4中的撈矛頭42下放，撈矛頭42與鉆桿內(nèi)使用后的巖心管鎖定后，將巖心管提升，之后利用鉆具運移機構2將使用后的巖心

管存放至鉆具存儲機構3中，且鉆具運移機構2取出一新的巖心管300轉(zhuǎn)移至動力鉆進機構1

處，撈矛頭42將該新的巖心管下放至鉆孔底部的鉆桿200內(nèi)部，繼續(xù)取樣。

[0113] 其中，鉆具存儲機構3中存儲鉆桿的目的是：隨著鉆探的深入，鉆桿需要不斷延長，使用鉆具運移機構2能夠不斷取用新的鉆桿，從而實現(xiàn)與動力頭12連接的鉆桿組件的不斷

延長。(鉆桿的首尾端能夠相互套接，作為本領域的成熟技術，在此不做贅述)。與巖心管不

同的是，在上述過程中，鉆具存儲機構3中的鉆桿是不斷消耗的，隨著鉆探的不斷進行，鉆具

存儲機構3中的鉆桿越來越少。

[0114] 本發(fā)明的具體工作過程是：[0115] 1.鉆機下放至海底，在臨近海床面時，調(diào)平機構5的支腳伸縮油缸54前進，使伸縮梁55伸出，同時支腳旋轉(zhuǎn)油缸56回收，使支腳51旋轉(zhuǎn)180°，之后根據(jù)傳感器測量所得數(shù)據(jù)，

調(diào)整調(diào)平油缸52，保證鉆機垂直于海床面。

[0116] 2.半角擺動油缸213，四分角擺動油缸212，八分角擺動油缸211轉(zhuǎn)動，使抓手組件24轉(zhuǎn)到鉆庫30中心位置，后開合油缸240前進，滑塊246通過開合臂245帶動四個手臂，使其

打開一定角度，使機械手247對準鉆庫30存放鉆桿200或巖心管300的傳送通道335，之后抓

手油缸2471給進，機械手247打開。抓取鉆桿或巖心管后，開合油缸240回收，相對兩個手臂

之間合并，同時三個擺動油缸配合使抓手組件24轉(zhuǎn)動到鉆孔400的位置。

[0117] 3.接卸卡盤16夾緊鉆具，同時液壓馬達141啟動，動力通過分動箱、傳動軸分別傳遞至四個立軸11，變速箱調(diào)整轉(zhuǎn)速，動力頭12開始旋轉(zhuǎn)，短給進油缸開始前進，動力頭12與

鉆桿連接，卡盤16松開。

[0118] 4.重復2、3動作，使所有鉆孔400位置的動力頭均連接鉆桿200。之后，短給進油缸152和長給進油缸151配合，為鉆進提供鉆壓，鉆探作業(yè)開始。

[0119] 5.取芯作業(yè)。在一根鉆桿完全給進后，繩索取心機構4開始工作，絞車下放撈矛頭42打撈巖心管，機械手247抓取巖心管。之后，三個擺動油缸驅(qū)動使抓手組件24轉(zhuǎn)到鉆庫30

中心位置，后開合油缸240前進，滑塊通過開合臂245帶動第一手臂241與第二手臂242、第三

手臂243與第四手臂244，使其打開一定角度，使機械手對準鉆庫30存放巖心管的傳送通道

335，兩側抓手油缸2471前進，將巖心管放入傳送通道335。由于傳送機構作用，將會從另一

出口側送出未使用巖心管，右側機械手247抓取巖心管后，開合油缸240回收，第一手臂241

與第二手臂242合并、第三手臂243與第四手臂244合并，同時三個擺動油缸配合使抓手組件

24轉(zhuǎn)動到鉆孔400位置，如圖11。撈矛頭42卡住巖心管后，絞車41工作，下放巖心管300至孔

底，重復動作2、3，連接新鉆具繼續(xù)進行鉆探作業(yè)。

[0120] 本發(fā)明的中控式海底多頭連續(xù)取樣鉆機：動力鉆進機構保證了在四個動力頭給進深度不同時、取芯作業(yè)時以及接卸鉆桿時的鉆機正常作業(yè)；變速箱能改變鉆進鉆速以及方

向以適應不同條件；四個鉆庫呈扇形圍在中心，充分利用了鉆機的內(nèi)部空間；鉆庫的傳送結

構使鉆具的存取更加簡便，通過位于中心的鉆具運移機構即可完成鉆具的運移工作，減少

了存取桿時間，使得鉆探作業(yè)更具有效率；調(diào)平機構中的支腳可以旋轉(zhuǎn)回收，利于鉆機下

放，鉆探作業(yè)時可向外伸出，使鉆機更穩(wěn)定；整個鉆機動力由液壓系統(tǒng)提供，控制簡單方便，

使用安全可靠。

[0121] 在本說明書的描述，具體特征、結構或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。

[0122] 在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特

點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不

必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任

一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技

術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結

合和組合。

[0123] 以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應涵

蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。