[发明专利]一种用于冰川钻探的汽油钻

说明书

技术领域

本发明属于一种高效、便捷的汽油冰川花杆钻，是冰川物质平衡野观测作业点布设中使用的仪器，属于机械领域。

 

背景技术

冰川/冰盖作为气候变化的指示器，储存了全球淡水资源的75％，是气候变化及干旱区水文水资源研究的关注热点，具有重要的科学价值和社会意义。作为描述冰川特征和衡量冰川变化最基本的物理量，冰川物质平衡是联系大气圈-冰冻圈-水圈相互作用的关键要素。研究物质平衡变化及其与气候、水文间的关系亦成为最为当前气候、海洋、冰冻圈等学科关注的热点领域，也是国际“气候与冰冻圈研究计划”（CliC）、“全球变化与陆地生态计划”（LUCC）及中“国际冰川协会”（IGS）优先考虑的关键科学问题之一。花杆法是冰川学中物质平衡测量最传统、最基本的方法，也是最耗时、耗力、耗人的野外环节。在冰川上均匀布设和补充花杆，特别是对于半定位、定位监测的冰川，能高效、快捷且较少人参与的布置多根深度在3m左右（对于一般冰川而言，年消融量《3000mm.w.e.a）的花杆，是连续、均匀获取冰川物质平衡的关键所在。

目前，在山地冰川上多使用产生高压水蒸气的蒸汽钻钻取花杆孔，在实际操作过程中需要携带燃料、灶头、水及蒸汽锅炉等配件，仪器自身较重。往往需要3-4名工作人员才能操作，且衔接环节较多，出错的几率较高。同时，高寒山区，气压较平原有所不同，操作的过程中对于气压的控制需要有一定经验，还存在一定的危险性。如中国发明专利《冰川钻探用热水钻》（专利号：94231252.X）披露的高压水蒸气锅炉属于高压容器，在实际野外操作中曾发生蒸汽锅炉爆炸伤人的事件。同时，由于野外采水的不洁，容易造成蒸汽钻水循环系统的堵塞，且燃料的不完全燃烧产生的小颗粒物也易造成动力系统堵塞。此外，还有手工的各种冰钻，这些冰钻均属于手工钻适合在河冰上打孔，在冰川这种高寒、高海拔、缺氧的特殊恶劣工作环境下，手工钻孔作业强度大，工作人员体力消耗严重，打孔效率不高，冰体内与大气的温差易造成钻取过程中产生的液态水冰冻而导致钻头无法正常工作。且打孔深度很难超过1.5m。

发明内容

[0003] 针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于冰川钻探的汽油钻，是用于布置花杆观测网的钻孔器械。该钻机由汽油机提供动力，有快、中、慢三种转速和对应力量可供选择；配有不同长度的多根钻杆可根据实地需求有针对性的选择；钻杆和钻头的更换方便、该钻机具有高效、便捷、轻便等特点；特别适于较为密集冰川花杆网阵的集中布设。

本发明的目的是这样实现的：

一种用于冰川钻探的汽油钻，主要包括汽油机、变速装置、变速控制器、环形把手、油箱、拉线开关、钻杆和钻头。汽油机与变速装置连接，环形把手与连接板连接，连接板固接汽油机和变速装置，变速控制器设置在环形把手上，与变速装置连接；油箱位于汽油机下部，与汽油机连接，汽油机上置有拉线开关，钻杆的一端穿过连接板，在变速装置与钻杆衔接处，通过钻杆与变速装置连接处销子孔中插入销子紧固，，钻杆的另一端通过钻杆卡口孔，当钻杆与钻头连接处销子孔与钻头与钻杆连接处销子孔重合时，插入销子固定；钻头嵌口处焊有双锥形刀片刀片锥度为25°-30°。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、汽油机做动力，避免动力源不足，且动力强劲，工作效率高，设有变速装置用以调节快、中、慢的三种速度和力量；可依据实际情况调整，平均钻深速率可达0.05米/秒，大大降低了时间投入，减少工作人员的体力消耗。

2、重量轻，效率高。便于高寒山区携带使用。该钻总重轻为5.8kg，（钻机、钻杆及钻头重量之和），而现今常用的蒸汽花杆钻仅锅炉及钻头重量就超过15kg，所有配件之和约19kg； 钻机动力源为汽油，避免了高寒山区长时间在冰川作业时几乎不存在不同点位移动工作时的能量衰减。

3、钻头与钻杆之间、钻杆与变速装置连接处，采用销锁紧固，装拆方便。

4、钻杆整体为螺旋曲线型，便于钻深时的力量分解及抽钻时的冰屑导出，钻杆内空，减重以便携带和保证动力用以实际钻取。一套汽油冰川钻配以3根钻杆（1m，1.5m，3m），用以不同条件不同需求下的钻深，钻孔深度可达3m，可高效快捷的布置花杆观测网。

5.操作人员2名，有效改善了人员和资金投入；钻机以人力拉线启动，避免了开关在高寒山区的开启难的问题。

6.制作成本低。对于蒸汽钻而言大大降低了成本，对于其他形式的钻机而言，避免了能源衰减的不足。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。