一种线轮式钻杆自适应导向固定装置

1.本发明涉及深部能源勘测技术领域，具体涉及一种线轮式钻杆自适应导向固定装置。


背景技术：

2.与欧美国家资源普遍埋深小于2000m不同，我国70％以上的资源埋深超过2000m且浅部资源已经枯竭，并以每年超过10m的速度向深部延伸。油气资源开采深度已经达到8418m，我国石油对外依存度高达67％，已远超国际公认的能源安全警戒线。因此，向深部探索能源资源已是我国当前最紧迫的现实问题，也是我国重大战略科技问题，更是我国重大的能源安全问题。
3.向地球深部进军，需要从3个层次逐步开展研究(深地钻探、深地工程科学规律、深地资源开发利用)，其中最关键的是深部工程科学规律研究。而深地原位环境非常复杂。在整套深部原位取芯系统应用于现场科学钻探前，需要事先在室内开展实验模拟，以有效验证设备的可行性和和进行相关参数的校准，需要搭建一个完整的试验仿真平台，但是在组装的过程中，钻杆舱装配系统的长大部件竖向对中装配问题复杂，装配过程中操作难度大。


技术实现要素：

4.针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种能有效辅助钻杆装配对中和支撑固定的线轮式钻杆自适应导向固定装置。
5.为达到上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：
6.提供一种线轮式钻杆自适应导向固定装置，其包括安装底座，安装底座上开设有供钻杆穿过的通孔，通孔的两侧分别设置有第一滚轮固定组和第二滚轮固定组；第一滚轮固定组和第二滚轮固定组均包括第一滚轮组和第二滚轮组，第二滚轮组设置在第一滚轮组的上方；第一滚轮组和第二滚轮组均包括滚轮安装架，滚轮安装架上设置有两个滚轮，两个滚轮成八字形排布，且滚轮的圆周与钻杆的表面接触，滚轮与钻杆的表面垂直；滚轮安装架的尾部设置有驱动滚轮安装架沿着钻杆垂直方向移动的驱动机构。
7.进一步地，滚轮安装架包括成c形的安装板，安装板的下端设置有支撑板，支撑板上开设置有包围钻杆的c形缺口，两个滚轮安装在支撑板上，且两个滚轮分布在c形缺口的两侧，驱动机构设置在安装板的背面。
8.进一步地，驱动机构包括导向丝杆，安装板的背部设置有固定板，导向丝杆的一端通过轴承安装在固定板上，导向丝杆的另一端通过联轴器与伺服电机的转轴连接，导向丝杆的中段设置在导向座上，导向座通过支撑座固定在安装底座上，导向座上设置有与导向丝杆螺纹连接的螺母，伺服电机安装在电机安装座上，电机安装座与固定板之间设置有移动稳定机构，移动稳定机构导向座之间滑动连接。
9.进一步地，移动稳定机构包括若干导向杆，导向杆的两端分别固定在固定板和电机安装座上，若干导向杆均匀分布在导向丝杆四周，且导向杆与导向丝杆平行；导向杆通过
石墨铜套滑动设置在导向座上。
10.进一步地，支撑座包括两块平行的竖直板，两块竖直板的中部通过连接板连接，连接板的上端和下端均设置有用于安装导向座的卡口。
11.进一步地，安装板与固定板之间设置有橡胶减震垫。
12.进一步地，支撑板的下方设置有两根平行的滑轨，滑轨与导向丝杆平行，支撑板的下端设置有两块滑块，滑块滑动设置在滑轨上。
13.本发明的有益效果为：本方案用于在深部原位保真取芯率定平台上，对多段钻杆舱的装配过程进行准确定位，确保多段钻杆舱的装配精度，为钻杆提供稳定的支撑和固定。并且，在钻杆装配过程中，为钻杆提供导向作用，确保钻杆在装配时与安装平台下方的岩芯舱进行精准对位。在装配前，若干接触件调整好角度和间距，多个滚轮包围钻杆的外部，对钻杆进行抱合，钻杆从多个滚轮的中间插入，滚轮顺着钻杆的插入进行滚动，避免对钻杆的避免造成损伤，同时能与钻杆表面完美贴合，支撑固定受力均匀。
附图说明
14.图1为线轮式钻杆自适应导向固定装置的结构图。
15.图2为第二滚轮固定组的结构图。
16.其中，1、电机安装座，2、伺服电机，3、联轴器，4、导向杆，5、导向丝杆，6、螺母，7、导向座，8、固定板，9、橡胶减震垫，10、安装板，11、滚轮，12、安装架，13、竖直板，14、滑轨，15、安装底座，16、滑块，17、石墨铜套，18、连接板。
具体实施方式
17.下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
18.如图1和图2所示，本方案的线轮式钻杆自适应导向固定装置包括安装底座15，安装底座15上开设有供钻杆穿过的通孔，通孔的两侧分别设置有第一滚轮固定组和第二滚轮固定组；第一滚轮固定组和第二滚轮固定组均包括第一滚轮组和第二滚轮组，第二滚轮组设置在第一滚轮组的上方；第一滚轮组和第二滚轮组均包括滚轮安装架，滚轮安装架上设置有两个滚轮，两个滚轮成八字形排布，且滚轮的圆周与钻杆的表面接触，滚轮与钻杆的表面垂直；滚轮安装架的尾部设置有驱动滚轮安装架沿着钻杆垂直方向移动的驱动机构。
19.本方案用于在深部原位保真取芯率定平台上，对多段钻杆舱的装配过程进行准确定位，确保多段钻杆舱的装配精度，为钻杆提供稳定的支撑和固定。并且，在钻杆装配过程中，为钻杆提供导向作用，确保钻杆在装配时与安装平台下方的岩芯舱进行精准对位。在装配前，若干接触件调整好角度和间距，多个滚轮包围钻杆的外部，对钻杆进行抱合，钻杆从多个滚轮的中间插入，滚轮顺着钻杆的插入进行滚动，避免对钻杆的避免造成损伤，同时能与钻杆表面完美贴合，支撑固定受力均匀。
20.本方案的滚轮安装架包括成c形的安装板，安装板的下端设置有支撑板，支撑板上开设置有包围钻杆的c形缺口，两个滚轮通过安装架安装在支撑板上，且两个滚轮分布在c
形缺口的两侧，驱动机构设置在安装板的背面。安装板和支撑板为滚轮提供支撑力，滚轮对钻杆各方向的自由度进行限制，确保受力均匀，定位精度高。
21.本方案的驱动机构包括导向丝杆5，安装板的背部设置有固定板8，导向丝杆5的一端通过轴承安装在固定板8上，导向丝杆5的另一端通过联轴器3与伺服电机2的转轴连接，导向丝杆5的中段设置在导向座7上，导向座7通过支撑座固定在安装底座15上，导向座7上设置有与导向丝杆5螺纹连接的螺母6，伺服电机2安装在电机安装座1上，电机安装座1与固定板8之间设置有移动稳定机构，移动稳定机构导向座7之间滑动连接。
22.本方案的移动稳定机构包括若干导向杆4，本实施例采用四根，导向杆4的两端分别固定在固定板8和电机安装座1上，四根导向杆4均匀分布在导向丝杆5四周，且导向杆4与导向丝杆5平行；导向杆4通过石墨铜套17滑动设置在导向座7上。
23.通过伺服电机2带动导向丝杆5转动，进而带动安装板进行左右移动，使得第一滚轮组和第二滚轮组张开和收紧，实现对钻杆的定位和支撑。导向杆4确保导向丝杆5移动的稳定性，确保整个滚轮的支撑稳定性。每个第一滚轮组和第二滚轮组均可试下自由调节。
24.本方案的支撑座包括两块平行的竖直板13，两块竖直板13的中部通过连接板18连接，连接板18的上端和下端均设置有用于安装导向座7的卡口。为导向座7提供稳定的安装和固定。安装板与固定板8之间设置有橡胶减震垫9，能有效缓解来自钻杆的振动。
25.本方案的支撑板的下方设置有两根平行的滑轨14，滑轨14与导向丝杆5平行，支撑板的下端设置有两块滑块16，滑块16滑动设置在滑轨14上。滑块16和滑轨14的设置进一步增加了滚轮移动的稳定性和支撑的稳定性。