1.一种天然气水合物勘探装置,包括主控制室(1)、移动装置(2)、第一动力装置(4)、液压泵(31)、钻头(74)、收集装置(8),其特征在于:所述主控制室(1)的底部两侧均固定连接有移动装置(2),所述移动装置(2)的一侧两端均固定连接有固定板(3),所述固定板(3)的底部固定连接有液压泵(31),所述液压泵(31)的底部固定连接有支撑座(32),所述支撑座(32)的底部固定连接有限位柱(33);
所述主控制室(1)的一侧顶端固定连接有第一动力装置(4),所述第一动力装置(4)的内部开设有第一安装槽(41),所述第一安装槽(41)内设有传动轴(42)和第一伺服电机(45);
所述传动轴(42)的两端外侧均固定连接有收卷轮(43),所述收卷轮(43)上固定连接有主钢丝绳(46),所述主钢丝绳(46)的一端贯穿第一动力装置(4)的底部并固定连接有副钢丝绳(47),所述副钢丝绳(47)的底端固定连接有测量装置(5);
所述测量装置(5)的底部固定连接有固定环(51),所述测量装置(5)的内部开设有第二安装槽(52),所述第二安装槽(52)内设有丝杆(53)和第二伺服电机(57);丝杆(53)的两端外侧均设有活动块,所述活动块的底端连接有固定臂(55),所述测量装置(5)的中部设有落锤(6),所述落锤(6)的顶端连接有限位头(61);
所述主控制室(1)的另一侧顶端固定连接有第二动力装置(7),所述第二动力装置(7)的中部设有升降杆(71),所述升降杆(71)的底端固定连接有安装板(72),所述安装板(72)的底端固定连接有钻头驱动装置(73),所述钻头驱动装置(73)的底端固定连接有钻头(74),所述钻头驱动装置(73)的外侧固定连接有收集装置(8);所述收集装置的内部设有抽气机和收集箱,所述收集装置的一侧底端开设有抽样口,所述抽样口内固定连接有过滤网,所述收集箱的一端通过第一连通管与抽样口相连通,所述收集箱的另一端通过第二连通管与抽气机相连通;
所述的钻头为牙轮钻头,其材质为钨钛钴硬质合金;所述钻头转速R与TiC的含量M之间
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满足R =α·M;其中,α为调节系数,取值范围为9.7‑49.5;钻头转速R的单位为转/分钟,TiC的含量M为百分比。
2.根据权利要求1所述的一种天然气水合物勘探装置,其特征在于:所述支撑座(32)为梯形,所述限位柱(33)有多个,多个限位柱(33)呈矩形阵列分布,所述限位柱(33)的底部呈圆锥形。
3.根据权利要求1或2所述的一种天然气水合物勘探装置,其特征在于:所述传动轴(42)通过第一轴承(48)与第一安装槽(41)活动连接;所述第一伺服电机(45)上固定连接有齿轮,所述传动轴的中部外侧连接有变速齿轮,变速齿轮(44)与第一伺服电机(45)上的齿轮啮合连接。
4.根据权利要求1所述的一种天然气水合物勘探装置,其特征在于:所述第二伺服电机(57)上固定连接有齿轮,传输齿轮(56)与第二伺服电机(57)上的齿轮啮合连接;丝杆(53)通过第二轴承(58)与第二安装槽(52)活动连接。
5.根据权利要求1所述的一种天然气水合物勘探装置,其特征在于:所述固定臂(55)为L形,所述限位头(61)为上粗下细的圆柱体,所述固定臂(55)与限位头(61)贴合连接;所述落锤(6)与固定环(51)贴合连接,所述落锤(6)的内部固定连接有触发器,所述触发器与外部的地震信号采集仪电连接。
6.根据权利要求1所述的一种天然气水合物勘探装置,其特征在于:所述第一连通管(85)通过法兰(88)与抽样口(83)固定连接,所述第一连通管(85)与抽样口(83)之间设有密封圈(87),所述第一连通管(85)和抽样口(83)均与密封圈(87)贴合连接。
7.一种应用于权利要求1‑6任一项所述的天然气水合物的勘探装置的勘探方法,其特征在于,该勘探方法包括以下步骤:
A:选址:首先选出合适的测量地带,然后将预测量的地带划分四个不同深度的探测区带;
B:车体固定:首先将勘探装置移动至区带上方,启动液压泵(31),液压泵(31)通过支撑座(32)带动限位柱(33)向下移动,使限位柱(33)完全插入地面;
C:定位准备:启动第一伺服电机(45),第一伺服电机(45)正转,第一伺服电机(45)通过变速齿轮(44)带动传动轴(42)旋转,传动轴(42)通过收卷轮(43)带动主钢丝绳(46)上升,主钢丝绳(46)通过副钢丝绳(47)带动测量装置(5)上升,当测量装置(5)的高度位置合适时,停止第一伺服电机(45),再将落锤(6)内部的触发器与外部的地震信号采集仪电连接,然后将铁板放置到地上,使铁板与落锤(6)对齐;
D:震击:启动第二伺服电机(57),第二伺服电机(57)正转,第二伺服电机(57)通过传输齿轮(56)带动丝杆(53)旋转,丝杆(53)通过活动块(54)带动固定臂(55)向两侧移动,当固定臂(55)与限位头(61)分离时,停止第二伺服电机(57),这时落锤(6)失去束缚并进行自由落体运动,当落锤(6)撞击到铁板上时,记录地震信号采集仪上面的数据;
E:拾取落锤:首先反转第一伺服电机(45),第一伺服电机(45)通过传动轴(42)带动主钢丝绳(46)下降,主钢丝绳(46)通过副钢丝绳(47)带动测量装置(5)下降,当落锤(6)进入测量装置(5)内时,反转第二伺服电机(57),第二伺服电机(57)通过丝杆(53)带动两个固定臂(55)同时向内运动,当固定臂(55)夹紧限位头(61)时,停止第二伺服电机(57),再正转第一伺服电机(45)将落锤(6)提起;
F:钻探:启动钻头驱动装置(73),钻头驱动装置(73)带动钻头(74)高速旋转,然后启动第二动力装置(7),第二动力装置(7)通过升降杆(71)带动钻头(74)向下运动,使钻头(74)深入地面;
G:收集样品:启动抽气机(81),抽气机(81)将通过抽样口(83)将外部气体吸入收集箱(82)内,完成收集;
H:检测:将钻头(74)取出,然后取出收集箱(82)内的气体进行检测;
I:重复实验:将勘探装置依次移动到后面的三个区带,再次进行测量。
8.根据权利要求7所述的一种天然气水合物的勘探方法,其特征在于:所述步骤A中以地面高度为0米,四个区带的深度依次为:0到‑1m的地表勘探地带、‑1m到‑5m的浅层勘探地带、‑5m到‑50m的冻土勘探地带、‑50m到‑1000m的深层勘探地带。