一种保压转移系统中保压岩心管的长行程推送和旋转装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及保压转移技术领域，旨在提供一种保压转移系统中保压岩心管的长行程推送和旋转装置。该装置包括高压筒体，高压筒体内部设有基座，基座上设有辅助支撑滑块结构、主动滑块结构与岩心管支撑滑块结构；丝杠装配于辅助支撑滑块结构的底部，主动滑块结构通过底部装设的螺母与丝杠形成滚珠丝杠副。花键轴装设于辅助支撑滑块结构与主动滑块结构顶部。岩心管抓杆装设于主动滑块结构、辅助支撑滑块结构中部与岩心管支撑滑块结构的顶部。花键轴以及丝杠通过设于高压筒体前端的驱动箱体以及电机进行驱动。本产品不仅可以完成水平推送，也可以完成岩心管的旋转动作；且可减少岩心管抓杆的抖动，使工作更加平稳。

【技术实现步骤摘要】
一种保压转移系统中保压岩心管的长行程推送和旋转装置
本专利技术涉及保压转移
，具体涉及一种保压转移系统中保压岩心管的长行程推送旋转装置。
技术介绍
天然气水合物被认为是未来洁净的战略接替能源，并对全球变暖、海底滑坡、海洋钻井安全等有重要影响。由于天然气水合物的只能存在于高压低温的环境，研究原位压力状态下的天然气水合物岩心样品对科学家进行对其研究具有深刻意义。随着天然气水合物保压取心技术的提高，科学家能够获得原位压力下的天然气水合物保压岩心样品，并对岩心样品进行分析，可以充分认识天然气水合物赋存形态、物理属性及地层力学特性等其他参数，为将来实现天然气水合物的商业性开发提供理论依据。利用的天然气水合物保压取心技术取得深海天然气水合物岩心后，为了及时地研究保压岩心特性，需要在科考船上对岩心管进行一系列的检测，包括声波检测、CT检测等，检测完成后，并对岩心管进行切割分段保存，因此需要在高压转移筒内完成对天然气水合物岩心管水平推送和旋转动作。在检测和切割过程中，要在高压转移筒里完成对保压岩心管的水平推送和旋转工作，同时要求水平移动和旋转过程能够平稳和精确。目前存在的岩心管转移装置只能完成岩心管的水平推送；水平移动过程中岩心不稳定，存在摆动；由于利用动密封，会发生压力的泄露，因此，现有的岩心管转移装置还良好的改善空间。因此，改进一套保压岩心管转移装置，更加平稳和精确地完成长行程水平推送和旋转工作，将更加完善保压转移系统，推动我国对天然气水合物特性的研究。该研究成果不仅可以应用于天然气水合物岩心管，还可以有效地推广到其他综合性海洋调查项目，具有一定的普适性和推广前景。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种天然气水合物岩心管的长行程水平推送和旋转装置。为解决技术问题，本专利技术的解决方案是：提供一种保压转移系统中的保压岩心管的长行程推送和旋转装置，包括用于转移保压岩心管的高压筒体与岩心管抓杆；其特征在于，还包括辅助支撑滑块结构、主动滑块结构与岩心管支撑滑块结构；高压筒体有多段，各段通过法兰进行连接；高压筒体两端分别连接驱动箱和后端盖；驱动箱外的前端面与一侧面上设有驱动电机；后端盖上设有通孔，用于岩心管抓杆的穿出；高压筒体内部沿轴向设置一基座，基座中心开有一轴向凹槽，凹槽两侧的基座上端面上沿轴向设有两平行滑轨；凹槽内装配有丝杠，靠近后端盖位置的凹槽内设置两根限位柱；丝杠上装设辅助滑块结构与主动滑块结构；丝杠前端通过磁力耦合装置连接驱动箱前端面处的驱动电机，后端通过设于后端盖上的丝杠支撑轴承进行支撑；丝杠上方沿轴向设有花键轴，花键轴通过设于两端并固设在高压筒体内的花键轴带座支撑轴承进行支撑，花键轴前端连接蜗轮，蜗轮与蜗杆相互啮合，蜗杆两端通过固设于驱动箱内的蜗杆轴承支座进行支撑，蜗杆通过磁力驱动装置连接驱动箱侧面处的驱动电机；花键轴上设有花键套，花键套两端安装花键套轴承与花键套轴承支座，花键套上设有齿轮；辅助支撑滑块结构包括前端辅助支撑滑块与后端辅助支撑滑块；均包括支撑滑块本体以及设于支撑滑块本体两侧的连接杆支座；连接杆支座内沿轴向开有轴孔，轴孔内设有连接杆，实现前端辅助支撑滑块与后端辅助支撑滑块的连接；连接杆支座底部设有滑台，滑台设于滑轨上；前端辅助支撑滑块与后端辅助支撑滑块顶部沿轴向均设有通孔，通孔内部设置若干个自润滑轴承，花键轴装配于顶部通孔的自润滑轴承内部；底部均设有通孔，通孔内部设置若干个自润滑轴承，丝杠装配于底部通孔的自润滑轴承内部；后侧端面均设有两个弹簧卡扣母扣；后端辅助支撑滑块中部设置一通孔，通孔内装设有直线轴承，岩心管抓杆装配于直线轴承内；主动滑块结构设于前端辅助支撑滑块与后端辅助支撑滑块间的滑轨上；主动滑块结构包括底部的主动滑块支座与设于主动滑块支座上的主动滑块；主动滑块支座通过底部设有的螺母与丝杠组成滚柱丝杠副，可在丝杠的带动下沿滑轨水平运动；主动滑块顶端与花键套轴承支座相连；主动滑块顶部开有一与轴向垂直的凹槽，凹槽侧壁上对称开有轴孔，岩心管抓杆前端装配于轴孔内；凹槽内的岩心管抓杆上安装有齿轮，齿轮与花键套上的固定齿轮相互啮合，实现传动；主动滑块的前端面设有两个弹簧卡扣公扣，可与前端辅助支撑滑块上的弹簧卡扣母扣扣合；岩心管支撑滑块结构设于两根限位柱后侧的滑轨上；包括位于设于滑轨上的支撑块滑台以及设于支撑块滑台上的岩心管支撑滑块；岩心管支撑滑块沿轴向设有通孔，岩心管装配于通孔内；岩心管支撑滑块的前端面上，设有两个弹簧卡扣公扣，可与后端辅助支撑滑块后侧端面上设的两个弹簧卡扣母扣相扣合。作为一种改进，岩心管抓杆末端设有尾部抓手。作为一种改进，支撑块滑台的底部还设有两根伸出柱，伸出柱分设于丝杠两侧且不与丝杠接触。作为一种改进，岩心管抓杆前端通过通过深沟球轴承连接主动滑块结构，且岩心管抓杆与深沟球轴承过盈配合连接，主动滑块结构内部设有轴肩进行限位。作为一种改进，高压外筒与驱动箱、后端盖通过螺栓连接。作为一种改进，连接杆为碳纤维连接杆。作为一种改进，驱动电机为交流伺服电机。作为一种改进，两根限位柱与岩心管支撑滑块的伸出柱处于同一直线上；限位柱的顶端高度高于伸出柱端部高度，两根限位柱之间的间距大于主动滑块和辅助支撑滑块底部的宽度。本专利技术中，岩心管抓杆和连接杆采用碳纤维材料制作，交流伺服电机、深沟球轴承和自润滑轴承等均可采用市售产品。驱动箱、涡轮、蜗杆、丝杠、主动滑块结构、磁力耦合装置等则按照实际需要进行加工即可。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)原有岩心管转移装置只能完成岩心管的水平推送工作，而此专利技术不仅可以完成水平推送，也可以完成岩心管的旋转动作，更好完成对岩心管的CT、声波检测等工作。(2)辅助支撑滑块结构，既可以减少滚珠丝杠和花键轴的由于自重产生的挠度，也可以当岩心管抓杆抓取岩心后，在水平推送或旋转运动的时候，减少岩心管抓杆的抖动，使工作更加平稳。(3)岩心管抓杆采用碳纤维材料制作，可以减少整体质量，减小滑块与滑轨上的摩擦；而且由于碳纤维具有高模量特性，减少岩心管抓杆由于悬臂作用产生的挠度变化。(4)采用滚珠丝杠的结构，简化原有的结构，将旋转运动转变为直线运动，完成岩心管的水平推送过程。(5)采用花键副的机构，通过对花键轴的旋转，可以完成岩心管的旋转动作，并且花键套可以在花键轴上水平运动，而且不影响岩心管的水平运动。(6)采用磁力耦合的驱动方式，使得原来的动密封变为静密封，提高了系统的密封保压性能。附图说明图1是本专利技术整体外部结构示意图；图2是本专利技术驱动箱内部示意图；图3是本专利技术高压筒内部结构示意图；图4是本专利技术中辅助支撑滑块结构示意图；图5是本专利技术中主动滑块结构示意图；图6是本专利技术中前端辅助支撑滑块结构与主动滑块结构的结构示意图；图7是本专利技术中后端辅助支撑滑块结构与岩心管支撑滑块结构的结构示意图。图中：1、7—驱动电机；2、6—磁力驱动装置；3—驱动箱；3-1—驱动箱体；3-2、3-5—蜗杆带座支撑轴承；3-3、14—花键轴带座支撑轴承；3-4—轴承支座；3-6—涡轮；3-7—蜗杆；4—高压筒体；5—法兰；8—花键轴；9—辅助支撑滑块结构；9-1、9-6、9-12、9-16—连接杆支座；9-2、9-8、9-11、9-14—自润滑轴承；9-3—前端辅助支撑滑本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种保压转移系统中的保压岩心管的长行程推送和旋转装置，包括用于转移保压岩心管的高压筒体与岩心管抓杆；其特征在于，还包括辅助支撑滑块结构、主动滑块结构与岩心管支撑滑块结构；所述高压筒体有多段，各段通过法兰进行连接；高压筒体两端分别连接驱动箱和后端盖；驱动箱外的前端面与一侧面上设有驱动电机；后端盖上设有通孔，用于岩心管抓杆的穿出；所述高压筒体内部沿轴向设置一基座，基座中心开有一轴向凹槽，凹槽两侧的基座上端面上沿轴向设有两平行滑轨；凹槽内装配有丝杠，靠近后端盖位置的凹槽内设置两根限位柱；丝杠前端通过磁力耦合装置连接驱动箱前端面处的驱动电机，后端通过设于后端盖上的丝杠支撑轴承进行支撑；丝杠上方沿轴向设有花键轴，花键轴通过设于两端并固设在高压筒体内的花键轴带座支撑轴承进行支撑，花键轴前端连接蜗轮，蜗轮与蜗杆相互啮合，蜗杆两端通过固设于驱动箱内的蜗杆轴承支座进行支撑，蜗杆通过磁力驱动装置连接驱动箱侧面处的驱动电机；花键轴上设有花键套，花键套两端安装花键套轴承与花键套轴承支座，花键套上设有齿轮；所述辅助支撑滑块结构包括前端辅助支撑滑块与后端辅助支撑滑块；均包括支撑滑块本体以及设于支撑滑块本体两侧的连接杆支座；连接杆支座内沿轴向开有轴孔，轴孔内设有连接杆，实现前端辅助支撑滑块与后端辅助支撑滑块的连接；连接杆支座底部设有滑台，滑台设于滑轨上；所述前端辅助支撑滑块与后端辅助支撑滑块顶部沿轴向均设有通孔，通孔内部设置若干个自润滑轴承，花键轴装配于顶部通孔的自润滑轴承内部；底部均设有通孔，通孔内部设置若干个自润滑轴承，丝杠装配于底部通孔的自润滑轴承内部；后侧端面均设有两个弹簧卡扣母扣；后端辅助支撑滑块中部设置一通孔，通孔内装设有直线轴承，岩心管抓杆装配于直线轴承内；所述主动滑块结构设于所述前端辅助支撑滑块与后端辅助支撑滑块间的滑轨上；主动滑块结构包括底部的主动滑块支座与设于主动滑块支座上的主动滑块；主动滑块支座通过底部设有的螺母与丝杠组成滚柱丝杠副，可在丝杠的带动下沿滑轨水平运动；主动滑块顶端与花键套轴承支座相连；主动滑块顶部开有一与轴向垂直的凹槽，凹槽侧壁上对称开有轴孔，岩心管抓杆前端装配于轴孔内；凹槽内的岩心管抓杆上安装有齿轮，齿轮与花键套上的固定齿轮相互啮合，实现传动；主动滑块的前端面设有两个弹簧卡扣公扣，可与前端辅助支撑滑块上的弹簧卡扣母扣扣合；所述岩心管支撑滑块结构设于两根限位柱后侧的滑轨上；包括位于设于滑轨上的支撑块滑台以及设于支撑块滑台上的岩心管支撑滑块；岩心管支撑滑块沿轴向设有通孔，岩心管装配于所述通孔内；岩心管支撑滑块的前端面上，设有两个弹簧卡扣公扣，可与后端辅助支撑滑块后侧端面上设的两个弹簧卡扣母扣相扣合。...

【技术特征摘要】
1.一种保压转移系统中的保压岩心管的长行程推送和旋转装置，包括用于转移保压岩心管的高压筒体与岩心管抓杆；其特征在于，还包括辅助支撑滑块结构、主动滑块结构与岩心管支撑滑块结构；所述高压筒体有多段，各段通过法兰进行连接；高压筒体两端分别连接驱动箱和后端盖；驱动箱外的前端面与一侧面上设有驱动电机；后端盖上设有通孔，用于岩心管抓杆的穿出；所述高压筒体内部沿轴向设置一基座，基座中心开有一轴向凹槽，凹槽两侧的基座上端面上沿轴向设有两平行滑轨；凹槽内装配有丝杠，靠近后端盖位置的凹槽内设置两根限位柱；丝杠前端通过磁力耦合装置连接驱动箱前端面处的驱动电机，后端通过设于后端盖上的丝杠支撑轴承进行支撑；丝杠上方沿轴向设有花键轴，花键轴通过设于两端并固设在高压筒体内的花键轴带座支撑轴承进行支撑，花键轴前端连接蜗轮，蜗轮与蜗杆相互啮合，蜗杆两端通过固设于驱动箱内的蜗杆轴承支座进行支撑，蜗杆通过磁力驱动装置连接驱动箱侧面处的驱动电机；花键轴上设有花键套，花键套两端安装花键套轴承与花键套轴承支座，花键套上设有齿轮；所述辅助支撑滑块结构包括前端辅助支撑滑块与后端辅助支撑滑块；均包括支撑滑块本体以及设于支撑滑块本体两侧的连接杆支座；连接杆支座内沿轴向开有轴孔，轴孔内设有连接杆，实现前端辅助支撑滑块与后端辅助支撑滑块的连接；连接杆支座底部设有滑台，滑台设于滑轨上；所述前端辅助支撑滑块与后端辅助支撑滑块顶部沿轴向均设有通孔，通孔内部设置若干个自润滑轴承，花键轴装配于顶部通孔的自润滑轴承内部；底部均设有通孔，通孔内部设置若干个自润滑轴承，丝杠装配于底部通孔的自润滑轴承内部；后侧端面均设有两个弹簧卡扣母扣；后端辅助支撑滑块中部设置一通孔，通孔内装设有直线轴承，岩心管抓杆装配于直线轴承内；所述主动滑块结构设于所述前端辅助支撑滑...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈家旺，任自强，高巧玲，肖婧，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33