摘要：介绍了基于载人深潜器机械手操作的小型岩芯取样钻机的工作原理及设计要求;根据岩芯取样钻机工作环境的特点,设计了便于载人深潜器机械手操作的小型岩芯取样钻机。结果表明:该钻机自带电源,不需要潜器提供动力电源和控制信号,大大提高了作业时潜器的安全;使用磁触发的方式控制钻机启停,有效地减少了泄漏点;使用软轴传动,减小了钻机的体积,更方便潜器的搭载。

摘要：针对"蛟龙"号载人潜水器海底岩芯原位取样作业需求,结合大洋航次开展国际海底矿区调查和科学研究需要,开展了基于蛟龙号的深海小型岩芯原位取样装置概念规划和系统设计。在分析国内外搭载于潜水器上的深海小型钻机特点基础上,针对潜水器作业工况和技术难点,研究了"蛟龙"号载人潜水器海底岩芯原位取样装置关键技术,分析计算了钻进压力、钻头转速和岩芯剪切扭矩等工作参数,完成了整机概念设计和操作工艺流程分析。为增加原位取芯作业能力和解决"蛟龙号"载人潜水器无配套岩石取芯作业工具的问题提供了相应的技术方案,对"蛟龙号"载人潜水器开展海底精细勘探和原位取样作业具有重要的现实意义。

摘要：为确定离层注浆技术中离层层位和离层量,分析覆岩中离层发育的机理,应用梁式力学模型构建了覆岩离层量的计算公式,分析得出某矿3309工作面覆岩离层带为四层,离层量从下至上依次为2.75 m、2.49 m、2.01 m和2.57 m。设计注浆钻孔,并采用岩芯取样、钻孔摄影和物探三种方法对覆岩注浆后充填粉煤灰的分布情况进行分析,综合三种观测方法可以看出覆岩离层层位和离层量与理论计算结果高度吻合。说明该方法判断覆岩离层层位和离层量正确可行。

摘要：针对深海运载器海底岩芯原位取样作业需求,对基于水下运载器的深海原位取芯钻机在深海低温、高压、底层流速多变等特点条件下的作业机理及受力进行分析,并选取硬质合金钻头和PDC钻头进行了取芯钻头的轴向力、切向力和切削功率的数学力学对比计算,确定了单环四齿周向均布的金刚石复合片(PDC)钻头设计方案。在理论分析基础上,针对深海钴结壳设计了台架试验,开展钻进试验研究。通过理论计算和实验研究,探寻了一种基于深海运载器的钴结壳小型钻机设计方法,确定了钻机功率、转速、钻进正向压力和取芯率等基本参数选取范围,对开展海底岩芯原位取样作业具有重要的指导意义。