專利名稱：防碎裂巖芯取樣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
防碎裂巖芯取樣裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型屬于主要應(yīng)用在巖石力學(xué)工程、石油工程等領(lǐng)域中的鉆取巖石巖芯的 設(shè)備，具體涉及的是防碎裂巖芯取樣裝置。
背景技術(shù)：
[0002]現(xiàn)有的鉆取小巖芯取樣設(shè)備是由底座、立柱、電動機(jī)、帶輪、主軸、取芯鉆頭，給 進(jìn)裝置、物體夾持器組成，主軸是能夠升降的，這種鉆取小巖芯取樣設(shè)備，在鉆取直徑為 16mm 50mm、長度為3mm 15mm的泥巖等軟巖石巖芯時，取芯鉆頭給進(jìn)過程中振動幅度 大，水凈化泥巖等軟巖鉆屑不科學(xué)，同時沒有專用的圓形巖樣夾持裝置致使巖樣固定不穩(wěn)， 因此造成巖芯容易碎裂，無法取出完整尺寸的巖樣，給后續(xù)的研究帶來困難。發(fā)明內(nèi)容[0003]本實用新型的目的是提供一種防碎裂巖芯取樣裝置，它用于解決現(xiàn)有的巖芯取樣 設(shè)備在鉆取軟巖石巖芯時存在的巖芯易碎裂的問題。[0004]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是這種防碎裂巖芯取樣裝置包 括底座、立柱、空心主軸、取芯鉆頭，底座上安裝立柱，立柱上安裝機(jī)箱體、升降鉆臺，機(jī)箱體 上安裝電機(jī)、固定板，機(jī)箱體內(nèi)安裝空心主軸，空心主軸上軸向安裝取芯鉆頭，穿過空心主 軸在固定板上安裝與取芯鉆頭軸向同心的施壓保護(hù)裝置；升降鉆臺上安裝巖芯夾持給進(jìn)裝 置，巖芯夾持給進(jìn)裝置有一個滑軌式夾持器升降底座，滑軌式夾持器升降底座上安裝有橡 膠內(nèi)襯的巖芯夾持器。[0005]上述方案中施壓保護(hù)裝置是由一段實心柱體套一軸向同心可滑動的空心管柱，空 心管柱內(nèi)部的實心柱體截面依次軸向安裝壓力彈簧、圓形橡膠片體，并將圓形橡膠片體與 空心管柱邊緣固定。[0006]上述方案中巖芯夾持器內(nèi)有靠近內(nèi)壁的兩片軸向安裝的夾緊片體，外部一側(cè)有兩 條凸出滑軌，外部另一側(cè)是梯形齒面；滑軌式夾持器升降底座右側(cè)安裝手動升降調(diào)節(jié)手柄。[0007]上述方案中在取芯鉆頭外部安裝軸向同心的可伸縮氣嘴，氣嘴下截面及環(huán)內(nèi)截面 設(shè)置垂直于截面的氣孔。[0008]上述方案中巖芯夾持器是圓形的。[0009]本實用新型具有以下有益效果[0010]1、本實用新型在取芯鉆頭及空心主軸中增加了施壓保護(hù)裝置，取樣過程中施壓保 護(hù)裝置不轉(zhuǎn)動，隨著取出的巖樣長度的增加施壓保護(hù)裝置施加在巖樣上的壓力同步增加， 明顯提高了巖樣截面的抗震能力，有效的解決了避免巖樣受取芯鉆頭的摩擦和振動作用而 破碎的技術(shù)問題。[0011]2、本實用新型撤銷了現(xiàn)有巖芯取樣裝置中取芯鉆頭主軸的升降功能，設(shè)計采用能 靈活調(diào)整水平位置的專用的巖芯夾持給進(jìn)裝置，解決了巖芯在取樣過程中的晃動，解決了 因震動及巖芯固定不穩(wěn)引起的巖樣碎裂。[0012]3、本實用新型在取芯鉆頭外部軸向同心安裝可伸縮的氣嘴，起到其實清理巖屑、 冷卻取芯鉆頭的作用。
圖1是本實用新型的主視圖；圖2是本實用新型的側(cè)視圖；圖3是本實用新型的剖面示意圖；圖4是本實用新型中氣嘴的立體圖；圖5是本實用新型中施壓保護(hù)裝置的立體圖；圖6是本實用新型中施壓保護(hù)裝置的透視圖；圖7是本實用新型中巖芯夾持給進(jìn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是本實用新型中巖芯夾持給進(jìn)裝置的俯視圖；圖9是本實用新型中巖芯夾持器的立體圖。1電機(jī)2電機(jī)帶輪3主軸帶輪4空心主軸5機(jī)箱體6固定板7立柱8 取芯鉆頭9施壓保護(hù)裝置10底座11滑軌式夾持器升降底座12巖芯夾持器13升 降調(diào)節(jié)手柄14梯形齒柱形鏈條15傳動帶16升降鉆臺17升降調(diào)節(jié)手柄主軸18氣 嘴19調(diào)節(jié)桿20壓縮氣瓶具體實施方式
結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步說明結(jié)合圖1、圖2、圖3所示，這種防碎裂巖芯取樣裝置主要由電機(jī)1、電機(jī)帶輪2、主 軸帶輪3、空心主軸4、機(jī)箱體5、固定板6、立柱7、取芯鉆頭8、施壓保護(hù)裝置9、底座10、滑軌 式夾持器升降底座11、巖芯夾持器12、升降調(diào)節(jié)手柄13、梯形齒柱形鏈條14、傳動帶15，升 降鉆臺16構(gòu)成。使用螺釘將電機(jī)1固定在機(jī)箱體5上，將機(jī)箱體5安裝在立柱7的上部， 再將立柱7下部安裝在底座10上，在電機(jī)1軸向上部安裝一個電機(jī)帶輪2，在機(jī)箱體5內(nèi)部 安裝空心主軸4，在空心主軸4上部安裝一個主軸帶輪3，在電機(jī)帶輪2和主軸帶輪3上安 裝傳動帶15，在機(jī)箱體5內(nèi)部空心主軸外圍安裝三個帶彈簧的調(diào)節(jié)桿19，三根調(diào)節(jié)桿19在 水平投影面上成120°的圓心角排列，調(diào)節(jié)桿19可做軸向伸縮，環(huán)形氣嘴18環(huán)繞在取芯鉆 頭外部且軸向同心，并通過螺扣固定在三根調(diào)節(jié)桿19下部，將壓縮氣瓶20與氣嘴18相連 接，使用螺釘將固定板6固定在機(jī)箱體5上，再穿過空心主軸4將施壓保護(hù)裝置9旋轉(zhuǎn)固定 在固定板6上，將取芯鉆頭8通過螺扣旋轉(zhuǎn)固定在空心主軸4下部，升降鉆臺16上安裝巖 芯夾持給進(jìn)裝置，巖芯夾持給進(jìn)裝置有一個滑軌式夾持器升降底座11，滑軌式夾持器升降 底座11即安裝在升降鉆臺16上，滑軌式夾持器升降底座11上安裝有橡膠內(nèi)襯的巖芯夾持 器12，巖芯夾持器12安裝在取芯鉆頭8下方。本實用新型的改進(jìn)之處在取芯鉆頭8外圍安裝了與其軸向同心的環(huán)形氣嘴18， 環(huán)形氣嘴18可通過調(diào)節(jié)桿19上下伸縮，環(huán)形氣嘴18的結(jié)構(gòu)參閱圖4所示，環(huán)形氣嘴18通 過壓縮氣瓶20提供高壓氣體起到冷卻取芯鉆頭8和及時清理環(huán)形鉆孔中的巖屑的作用。本實用新型還在取芯鉆頭8中加入了施壓保護(hù)裝置9，施壓保護(hù)裝置9穿過空心 主軸4使用螺扣旋轉(zhuǎn)固定在固定板6上，如圖5、圖6所示，施壓保護(hù)裝置9是由一段實心柱體套一軸向同心可滑動的空心管柱，空心管柱內(nèi)部的實心柱體截面依次軸向安裝壓力彈 簧、圓形橡膠片體，并將圓形橡膠片體與空心管柱邊緣固定。施壓保護(hù)裝置9的功能是施壓 軸向壓力提高試樣抵抗碎裂的能力。[0027]本實用新型將取芯鉆頭升降功能取消，同時設(shè)計了巖芯夾持給進(jìn)裝置，巖芯夾持 給進(jìn)裝置如圖7、圖8所示，巖芯夾持給進(jìn)裝置包括能靈活調(diào)整位置的滑軌式夾持器升降底 座11和巖芯夾持器12，參閱圖8，梯形齒柱形鏈條14安裝在滑軌式夾持器升降底座11上， 巖芯夾持器12放在夾持器底座11內(nèi)且?guī)r芯夾持器12的梯形齒與梯形齒柱形鏈條14的梯 形齒相嚙合，圓形巖芯夾持器12的凸出滑軌放在滑軌式夾持器升降底座11內(nèi)凹形滑軌內(nèi)， 升降調(diào)節(jié)手柄13安裝在滑軌式夾持器升降底座11的右側(cè)并且升降調(diào)節(jié)手柄主軸17上的 梯形齒與梯形齒柱形鏈條14相嚙合，巖芯夾持器12內(nèi)壁貼橡膠層且靠近內(nèi)壁安裝兩片軸 向夾緊片體，通過螺釘推進(jìn)夾緊片體夾持巖芯，其效果是鉆取試樣時大幅度的降低因鉆頭 行程引起的震動，很好的固定巖芯解決取樣時巖芯易震動的不足。[0028]圖9提供了巖芯夾持器的立體圖，如圖所示，巖芯夾持器12是圓形的，巖芯夾持器 12內(nèi)有靠近內(nèi)壁的兩片軸向安裝的夾緊片體，外部左側(cè)有兩條凸出滑軌，外部右側(cè)是梯形 齒面。[0029]下面通過使用方法進(jìn)一步闡述本實用新型防碎裂巖芯取樣裝置的技術(shù)方案實施 的動態(tài)關(guān)系使用時，在空心主軸4中將施壓保護(hù)裝置9旋轉(zhuǎn)固定在固定板6上，在施壓保 護(hù)裝置9外部的空心主軸4上旋轉(zhuǎn)安裝取芯鉆頭8，在合適高度固定升降鉆臺16，打開壓縮 氣瓶20的開關(guān)給氣嘴18供氣來冷卻取芯鉆頭8和清理鉆孔中的巖屑，將巖芯放入巖芯夾 持器12中，通過調(diào)節(jié)螺釘推進(jìn)夾緊片體夾緊巖芯，通過升降調(diào)節(jié)手柄13控制巖芯夾持器12 上下運動來鉆取試樣，在取芯鉆頭8轉(zhuǎn)動取樣過程中，施壓保護(hù)裝置9固定不動，施壓保護(hù) 裝置9的壓力彈簧、圓形橡膠片體在鉆取的巖芯試樣上方施加軸向壓力，隨所取試樣的增 長，施壓保護(hù)裝置9內(nèi)部的施壓彈簧逐步壓縮，在試樣上部施加的壓力逐步增加，有效地減 少了取芯鉆頭震動的劇烈程度，增強(qiáng)了巖芯根部的抗碎裂能力。
權(quán)利要求1.一種防碎裂巖芯取樣裝置，其特征在于這種防碎裂巖芯取樣裝置包括底座(10)、 立柱(7)、空心主軸0)、取芯鉆頭(8)，底座(10)上安裝立柱(7)，立柱(7)上安裝機(jī)箱體 (5)、升降鉆臺(16)，機(jī)箱體(5)上安裝電機(jī)(1)、固定板(6)，機(jī)箱體(5)內(nèi)安裝空心主軸 G)，空心主軸(4)上軸向安裝取芯鉆頭(8)，穿過空心主軸(4)在固定板(6)上安裝與取芯 鉆頭(8)軸向同心的施壓保護(hù)裝置(9)；升降鉆臺(16)上安裝巖芯夾持給進(jìn)裝置，巖芯夾 持給進(jìn)裝置有一個滑軌式夾持器升降底座(11)，滑軌式夾持器升降底座(11)上安裝有橡 膠內(nèi)襯的巖芯夾持器(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防碎裂巖芯取樣裝置，其特征在于所述的施壓保護(hù)裝置(9) 是由一段實心柱體套一軸向同心可滑動的空心管柱，空心管柱內(nèi)部的實心柱體截面依次軸 向安裝壓力彈簧、圓形橡膠片體，并將圓形橡膠片體與空心管柱邊緣固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防碎裂巖芯取樣裝置，其特征在于所述的巖芯夾持器(12) 內(nèi)有靠近內(nèi)壁的兩片軸向安裝的夾緊片體，外部一側(cè)有兩條凸出滑軌，外部另一側(cè)是梯形 齒面；滑軌式夾持器升降底座(11)右側(cè)安裝手動升降調(diào)節(jié)手柄(13)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的防碎裂巖芯取樣裝置，其特征在于所述的在取芯 鉆頭(8)外部安裝軸向同心的可伸縮氣嘴(18)，氣嘴(18)下截面及環(huán)內(nèi)截面設(shè)置垂直于截 面的氣孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防碎裂巖芯取樣裝置，其特征在于所述的巖芯夾持器(12) 是圓形的。
專利摘要本實用新型涉及的是防碎裂巖芯取樣裝置，屬于主要應(yīng)用在巖石力學(xué)工程、石油工程等領(lǐng)域中的鉆取巖石巖芯的設(shè)備，這種防碎裂巖芯取樣裝置包括底座、立柱、空心主軸、取芯鉆頭，底座上安裝立柱，立柱上安裝機(jī)箱體、升降鉆臺，機(jī)箱體上安裝電機(jī)、固定板，機(jī)箱體內(nèi)安裝空心主軸，空心主軸上軸向安裝取芯鉆頭，穿過空心主軸在固定板上安裝與取芯鉆頭軸向同心的施壓保護(hù)裝置；升降鉆臺上安裝巖芯夾持給進(jìn)裝置，巖芯夾持給進(jìn)裝置有一個滑軌式夾持器升降底座，滑軌式夾持器升降底座上安裝有橡膠內(nèi)襯的巖芯夾持器。本實用新型有效的解決了避免巖樣受取芯鉆頭的摩擦和振動作用及巖芯固定不穩(wěn)引起的巖樣碎裂的問題。
文檔編號E21B25/06GK201826791SQ20102058500
公開日2011年5月11日 申請日期2010年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月1日
發(fā)明者侯卓識, 張楊, 李瑋, 王麗新, 閆鐵 申請人:東北石油大學(xué)