CN109333837B - 全自动岩心智能剖切机及采用该剖切机剖切岩心的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了全自动岩心智能剖切机，包括架体***、剖切装置、岩心工作台***、循环液体冷却装置、控制装置、排风除尘装置；架体***包括立板；立板上一定高度处横向设有方孔，方孔上安装有折叠式不锈钢片；折叠式不锈钢片上设有纵向安装孔；剖切装置包括主电机、切刀工作台、横向导轨、切割刀片；主电机的动力输出轴安装在折叠式不锈钢片的纵向安装孔上；岩心工作台***位于立板前方，包括电动升降装置，电动升降装置的顶面上设有纵向导轨，纵向导轨的滑块上设有岩心工作平台，岩心工作平台上固定有用于定位的激光源。本发明全自动岩心智能剖切机，整个剖切过程实现了一键式自动化操作，操作简便。

Description

全自动岩心智能剖切机及采用该剖切机剖切岩心的方法

技术领域

本发明涉及将密闭保型等各类取心井的岩心进行剖切处理的设备，尤其是一种全自动岩心智能剖切机及其剖切方法。

背景技术

密闭保型等各类取心井所取出的岩心，为满足科研生产工作的需要，需用专业设备将岩心进行剖切处理。目前，所使用的岩心剖切机从岩心摆放、剖切操作至剖切完成后的岩心取出，都需要手工操作。岩心摆放时需要目测剖切刀片与岩心的对应剖切位置，需手工定位；岩心剖切时由于岩心岩性和硬度不同，经常发生夹刀或卡刀现象，会造成岩心和设备损坏；剖切完成后需手动操作按键停机或退刀；岩心摆放和取出需要探身到机器内，既不方便也不安全；冷却介质单一，不方便剖切碎屑与残渣的打扫收集，整个操作过程较复杂，工作强度较大，智能化程度低。

发明内容

本发明的目的是提供一种全自动岩心智能剖切机，解决了现有岩心剖切机从岩心摆放、剖切操作至剖切完成后的岩心取出，都需要手工操作。岩心摆放时需要目测剖切刀片与岩心的对应剖切位置，需手工定位；岩心剖切时由于岩心岩性和硬度不同，经常发生夹刀或卡刀现象，会造成岩心和设备损坏；剖切完成后需手动操作按键停机或退刀；岩心摆放和取出需要探身到机器内，既不方便也不安全；冷却介质单一，不方便剖切碎屑与残渣的打扫收集，整个操作过程较复杂，工作强度较大，智能化程度低等问题。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现。

该全自动岩心智能剖切机包括架体***、剖切装置、岩心工作台***、循环液体冷却装置、控制装置、排风除尘装置。

所述架体***包括立板；立板上一定高度处横向设有方孔，方孔上安装有折叠式不锈钢片；折叠式不锈钢片上设有纵向安装孔。

所述剖切装置包括主电机、切刀工作台、横向导轨、切割刀片；切刀工作台、横向导轨、横向导轨位于立板的后方；主电机安装在切刀工作台上，切刀工作台安装在横向导轨的滑块上且所述滑块与横向运动驱动装置相连；主电机的动力输出轴安装在折叠式不锈钢片的纵向安装孔上。

岩心工作台***位于立板前方，包括电动升降装置，电动升降装置的顶面上设有纵向导轨，纵向导轨的滑块上设有岩心工作平台，纵向导轨的滑块与纵向运动驱动装置相连；岩心工作平台上设有岩心夹持装置；岩心工作平台上固定有用于定位的激光源。

所述架体***还包括可密封立板的前侧的岩心工作台***的箱体，切割刀片安装在主电机的动力输出轴的前端且位于立板的前方的箱体内；箱体上设有用于岩心进出的推拉门。

作为优选技术方案，所述循环液体冷却装置包括储罐、泵，储罐、泵通过喷管相连；折叠式不锈钢片上的纵向安装孔附近设有喷管安装孔，喷管穿过喷管安装孔且其前端可向切割刀片喷洒循环液循环冷却；折叠式不锈钢片的横截面呈波纹状。

作为优选技术方案，岩心夹持装置包括岩心夹持器、阻挡装置；岩心夹持器末端设有阻挡装置；岩心夹持器包括固定端、移动端，固定端与移动端螺钉连接，可夹持不同直径大小的岩心。

作为优选技术方案，主电机的动力输出轴上安装有两个切割刀片，主电机的动力输出轴上两切割刀片之间设有可调整两切刀间距的间隔环。采用这一技术方案，全自动岩心智能剖切机支持双切割刀片剖切。

作为优选技术方案，岩心夹持器的左端的下方设计有抽屉式收集槽，方便剖切碎屑与残渣的打扫收集；架体***上抽屉式收集槽的前端设有出渣门。

作为优选技术方案，排风除尘装置包括位于架体左、右两侧的出风口、进风口，抽风机，出风口与抽风机由风道相连，风道内设有滤网，使得大部分剖切粉尘排出箱体后，收集到滤网下方的粉尘沉淀盒内。

作为优选技术方案，箱体的前端上部设有控制装置，控制装置包括设有触摸控制液晶屏的PLC。

作为优选技术方案，所述横向运动驱动装置包括横向运动驱动电机、横向丝杠，横向导轨的滑块与横向丝杠相连，横向丝杠与横向运动驱动电机相连；所述纵向运动驱动装置包括纵向丝杠、纵向运动驱动电机，纵向导轨的滑块与纵向丝杠相连，纵向丝杠与纵向运动驱动电机相连。

作为优选技术方案，箱体前侧面上设有推拉门安装方孔，推拉门安装方孔的底端设有推拉轨道，推拉门用橡胶密封；箱体可密封立板的后侧剖切装置，箱体后侧面上设有后门，后门加装卡扣，方便拆卸；切刀工作台的两端点各有行程开关；所述架体***包括底板，箱体、立板安装在底板上。

采用上述任意一全自动岩心智能剖切机剖切岩心的方法，包括下列步骤：

步骤1：打开设备推拉门，将需要剖切的岩心放置在岩心工作平台上，通过激光源激光准确定位岩心的剖切位置，并用岩心夹持器将岩心夹紧固定；

步骤2：关闭推拉门，岩心工作平台依靠纵向导轨向后移动，移动到切割刀片下方位置时停止，电动升降装置自动升起，将岩心工作平台升到要剖切位置；

步骤3：排风除尘装置与循环液体冷却装置同时自动启动工作，安装在切刀工作台上的主电机带动切割刀片快速旋转，切刀工作台通过横向导轨从左向右移动，实现对岩心的自动剖切；剖切完成后循环液体冷却装置自动停止，主电机带动切割刀片自动停止旋转和工进；

步骤4：岩心工作平台通过电动升降装置自动降落到开始起升位置后，切刀工作台通过横向导轨从右向左移动，回到起始位置；

步骤5：岩心工作平台通过纵向导轨从后向前移动到起始位置；

步骤6：打开推拉门，将剖切完的岩心取出；岩心工作平台上若有较多碎屑和灰尘时，将碎屑和灰尘扫至抽屉式收集槽内并通过出渣门取出，进行及时清理。

本发明具有以下有益效果：全自动岩心智能剖切机，整个剖切过程实现了一键式自动化操作，操作简便，岩心摆放实现了激光自动定位，岩心剖切时自动调节进给速度，实现不夹刀，不卡刀，剖切完成后自动停机或退刀，岩心工作台自动进入和伸出，使得岩心摆放和取出既方便又安全，实现不同介质的循环冷却，方便剖切碎屑打扫收集，减轻了工作强度，提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明实施例的俯视图；

图2为图1的排风除尘装置示意图；

图3为本发明实施例的正视图；

图4为本发明实施例的循环液体冷却装置示意图；

图5为本发明实施例的右视图；

图6是本发明另一个实施例的结构示意图。

图中：1、主电机；2、切刀工作台；3、横向导轨；4、折叠式不锈钢片；5、切割刀片；6、岩心工作平台；7、纵向导轨；8、岩心夹持器；81、固定端；82、移动端；9、岩心；10、阻挡装置；11、激光源；12、触摸控制液晶屏；13、抽屉式收集槽及入口； 131-出渣门；14、出风口；15、进风口；16、电动升降装置；17、推拉门；18、立板； 19、方孔；20、纵向安装孔；21、动力输出轴；22、箱体；23、储罐；24、泵；25、喷管；26、间隔环；28、横向丝杠；29、横向运动驱动电机；30、纵向丝杠；31、纵向运动驱动电机；32、后门；33、底板；34、行程开关；35、风道；36、抽风机；37、滤网； 38、粉尘沉淀盒。

具体实施方式

有关本发明的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而附图仅提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

实施例1：

如图1-5所示，该全自动岩心智能剖切机，包括架体***、剖切装置、岩心工作台***、循环液体冷却装置、控制装置、排风除尘装置。

所述架体***包括立板18；立板18上一定高度处横向设有方孔19，方孔19上安装有折叠式不锈钢片4；折叠式不锈钢片4上设有纵向安装孔20。

所述剖切装置包括主电机1、切刀工作台2、横向导轨3、切割刀片5；切刀工作台2、横向导轨3、横向导轨3位于立板18的后方；主电机1安装在切刀工作台2上，切刀工作台2安装在横向导轨3的滑块上且所述滑块与横向运动驱动装置相连；主电机1的动力输出轴21安装在折叠式不锈钢片4的纵向安装孔20上。

岩心工作台***位于立板18前方，包括电动升降装置16，电动升降装置16的顶面上设有纵向导轨7，纵向导轨7的滑块上设有岩心工作平台6，纵向导轨7的滑块与纵向运动驱动装置相连；岩心工作平台6上设有岩心夹持装置；岩心夹持装置的顶面位于切割刀片5的下方；岩心工作平台6上固定有用于定位的激光源11。

所述架体***还包括可密封立板18的前侧的岩心工作台***的箱体22，切割刀片5 安装在主电机1的动力输出轴21的前端且位于立板18的前方的箱体22内；箱体22上设有用于岩心进出的推拉门17。

所述循环液体冷却装置包括储罐23、泵24，储罐23、泵24通过喷管25相连；折叠式不锈钢片4上的纵向安装孔20附近设有喷管安装孔，喷管25穿过喷管安装孔且其前端可向切割刀片5喷洒循环液循环冷却；折叠式不锈钢片4的横截面呈波纹状。

岩心夹持装置包括岩心夹持器8、阻挡装置10；岩心夹持器8末端设有阻挡装置10；岩心夹持器8包括固定端81、移动端82，固定端与移动端螺钉连接，可夹持不同直径大小的岩心。

岩心夹持器8的左端的下方设计有抽屉式收集槽13，方便剖切碎屑和残渣的打扫收集；架体***上抽屉式收集槽13的前端设有出渣门131。

排风除尘装置包括位于架体左、右两侧的出风口14、进风口15，抽风机，出风口14与抽风机37由风道35相连，风道35内设有滤网37，使得大部分剖切粉尘排出箱体22 后，收集到滤网37下方的粉尘沉淀盒38内。

箱体22的前端上部设有控制装置，控制装置包括设有触摸控制液晶屏12的PLC。

所述横向运动驱动装置包括横向运动驱动电机29、横向丝杠28，横向导轨3的滑块与横向丝杠28相连，横向丝杠28与横向运动驱动电机29相连；所述纵向运动驱动装置包括纵向丝杠30、纵向运动驱动电机31，纵向导轨7的滑块与纵向丝杠30相连，纵向丝杠30与纵向运动驱动电机31相连。

箱体22前侧面上设有推拉门安装方孔，推拉门安装方孔的底端设有推拉轨道，推拉门上设有玻璃观察窗；推拉门17用橡胶密封；箱体22可密封立板18的后侧剖切装置，箱体22后侧面上设有后门32，后门32加装卡扣，方便拆卸；切刀工作台2的两端点各有行程开关34；所述架体***包括底板33，箱体22、立板18安装在底板33上。

采用上述任意一全自动岩心智能剖切机剖切岩心的方法，包括下列步骤：

步骤1：打开设备推拉门17，将需要剖切的岩心9放置在岩心工作平台6上，通过激光源11激光准确定位岩心9的剖切位置，并用岩心夹持装置将岩心9夹紧固定；

步骤2：关闭推拉门17，岩心工作平台6依靠通过纵向导轨7向后移动，移动到切割刀片5下方位置时停止，电动升降装置16自动升起，将岩心工作平台6升到要剖切位置；

步骤3：排风除尘装置与循环液体冷却装置同时自动启动工作，安装在切刀工作台2 上的主电机1带动切割刀片5快速旋转，切刀工作台2通过横向导轨3从左向右移动，实现对岩心的自动剖切；剖切完成后循环液体冷却装置自动停止，主电机1带动切割刀片5自动停止旋转和工进；

步骤4：岩心工作平台6通过电动升降装置16自动降落到开始起升位置后，切刀工作台2通过横向导轨3从右向左移动，回到起始位置；

步骤5：岩心工作平台6通过纵向导轨7从后向前移动到起始位置；

步骤6：打开推拉门17，将剖切完的岩心9取出；岩心工作平台6上若有较多碎屑和灰尘时，将碎屑和灰尘扫至抽屉式收集槽13内并通过出渣门131取出，进行及时清理。

实施例2：

如图1-5所示，本实施例与实施例1的不同在于：岩心夹持器8可装夹不同直径大小的岩心9，并支持双切割刀片剖切。

全自动岩心智能剖切机由剖切装置、岩心夹持装置、岩心工作台、循环液体冷却装置、控制装置、排风装置组成。整体外壳使用不锈钢材质。

剖切装置由主电机、切刀工作台、导轨、切割刀片等组成。主电机为伺服电机安装在切刀工作台上，切刀工作台安装在导轨上，由丝杠带动工作台在导轨上左右来回运动，伺服电机带动丝杠旋转；岩心工作台前后方向依靠电机带动丝杠移动；本设备的各电机、及其它部分的控制均由PLC编程***来控制。

切刀工作台可左右移动，两端点有行程开关控制，当切刀工作台运动至终端时，并自动停止剖切短岩心时，通过操作PLC，设定剖切长度。

岩心工作台包括岩心工作平台、导轨、电动升降装置、激光装置、岩心夹持装置。岩心工作平台可通过导轨前后移动，利用电动升降装置实现自动升降；岩心工作平台上固定激光源，与岩心工作平台同时移动，保持激光射线与岩心轴向剖切位置线重叠，实现激光自动定位。

岩心夹持装置由岩心夹持器、阻挡装置组成。可装夹不同直径大小的岩心，支持双刀剖切，双刀间距可用间隔环调整。岩心夹持器一边为固定的，一边为可调的，可根据岩心直径的大小夹紧岩心。剖切台末端有阻挡装置，防止在剖切过程中岩心随刀片一起滑动，保证剖切完刀片离开剖切岩心。岩心夹持器始端下方设计抽屉式收集槽，方便剖切碎屑打扫收集。

循环液体冷却装置根据需求可使用多种冷却介质，常用液氮、水、油、饱和盐水等循环冷却，分别设置储罐用于存储不同种类液体，并通过磁力循环泵把储罐内的液体加压通入剖切刀架处实现不同介质的循环冷却。

控制装置具有单独控制柜，液晶屏触摸控制，液晶屏模拟显示工作状态以及各种参数转速、压力、温度、工进速度、剖切长度。通过PLC能实现智能自动控制，剖切过程中能通过受力大小自动调节进给速度，实现不夹刀，不卡刀，剖切完自动停机并提示，可设定剖切长度，定长剖切。

剖切装置驱动部分与岩心平台工作部分由可移动的折叠式不锈钢片隔开，使得剖切装置的主电机等没有粉尘污染。

在剖切机左右两侧设计进出风口，方便剖切粉尘排出；推拉门用橡胶密封；后门加装卡扣，方便拆卸。

实施例3：

如图6所示，本实施例与实施例1的不同在于：主电机1的动力输出轴21上安装有两个切割刀片5，主电机1的动力输出轴21上两切割刀片5之间设有可调整两切刀间距的间隔环26。

全自动岩心智能剖切机，由剖切装置、岩心夹持装置、岩心工作台、循环液体冷却装置、控制装置组成。整体外壳使用不锈钢材质。剖切步骤如下。

1、首先打开控制装置上电源开关，岩心工作平台6上固定的激光源11就会自动开启，根据岩心的岩性、长度、直径，使用控制触摸液晶屏12设置相适应的剖切刀具的转速、工进速度、岩心的剖切长度等参数。

岩心工作平台6的起始位置在靠近推拉门17的位置附近，而且电动升降装置16也在最低的位置，便于操作人员进行岩心摆放操作。剖切装置也在左侧的起始位置。

2、打开设备推拉门17，将需要剖切的岩心9放置在剖切台内，摆放岩心根据激光源11打出的射线，保持岩心轴向剖切位置线与激光射线重叠，实现激光自动定位。使用一边可调节的岩心夹持器8将岩心9夹紧固定，再用剖切台末端有阻挡装置10，防止在剖切过程中岩心9随刀片5一起滑动，保证剖切完刀片5离开剖切岩心9。

3、关闭推拉门17，通过控制触摸液晶屏12进行一键启动操作，岩心工作平台6依靠纵向运动驱动电机31带动纵向丝杠30通过纵向导轨7向后移动，移动到切割刀片5 下方位置时，电动升降装置16自动升起，将岩心工作平台6升到剖切位置。

4、排风除尘装置与循环液体冷却装置同时自动启动工作，安装在切刀工作台2上的主电机1带动切割刀片5快速旋转，切刀工作台2通过横向导轨3由横向丝杠28带动从左向右移动，实现对岩心9的自动剖切，剖切过程中主电机1能通过传动轴阻力大小自动调节切割刀片5进给速度，实现不夹刀，不卡刀。剖切装置驱动部分与岩心平台工作部分由可移动的折叠式不锈钢片隔开，折叠式不锈钢片为可移动的重叠式不锈钢片或波纹水平密封带，使得剖切装置的主电机等没有粉尘污染。剖切完成后循环液体冷却装置自动停止，主电机1带动切割刀片5自动停止旋转和工进。

5、岩心工作台通过电动升降装置16自动降落到开始起升位置后，切刀工作台2通过横向导轨3由横向丝杠28带动从右向左移动，回到起始位置。

6、岩心工作平台6依靠电机带动纵向丝杠30通过纵向导轨7向前移动到起始位置。

7、打开推拉门17，将剖切完的岩心9取出。岩心工作台上若有较多碎屑和灰尘时，可通过入口将碎屑和灰尘扫至抽屉式收集槽13内，进行及时清理。

以上所列举的实施方式仅供理解本发明之用，并非是对本发明所描述的技术方案的限定，有关领域的普通技术人员，在权利要求所述技术方案的基础上，还可以作出多种变化或变形，所有等同的变化或变形都应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.全自动岩心智能剖切机，其特征在于：包括架体***、剖切装置、岩心工作台***、循环液体冷却装置、控制装置、排风除尘装置；

所述架体***包括立板（18）；立板（18）上一定高度处横向设有方孔（19），方孔（19）上安装有折叠式不锈钢片（4）；折叠式不锈钢片（4）上设有纵向安装孔（20）；

所述剖切装置包括主电机（1）、切刀工作台（2）、横向导轨（3）、切割刀片（5）；切刀工作台（2）、横向导轨（3）、横向导轨（3）位于立板（18）的后方；主电机（1）安装在切刀工作台（2）上，切刀工作台（2）安装在横向导轨（3）的滑块上且所述滑块与横向运动驱动装置相连；主电机（1）的动力输出轴（21）安装在折叠式不锈钢片（4）的纵向安装孔（20）上；

岩心工作台***位于立板（18）前方，包括电动升降装置（16），电动升降装置（16）的顶面上设有纵向导轨（7），纵向导轨（7）的滑块上设有岩心工作平台（6），纵向导轨（7）的滑块与纵向运动驱动装置相连；岩心工作平台（6）上设有岩心夹持装置；岩心工作平台（6）上固定有用于定位的激光源（11）；

所述架体***还包括可密封立板（18）的前侧的岩心工作台***的箱体（22），切割刀片（5）安装在主电机（1）的动力输出轴（21）的前端且位于立板（18）的前方的箱体（22）内；箱体（22）上设有用于岩心进出的推拉门（17）。

2.如权利要求1所述的全自动岩心智能剖切机，其特征在于：所述循环液体冷却装置包括储罐（23）、泵（24），储罐（23）、泵（24）通过喷管（25）相连；折叠式不锈钢片（4）上的纵向安装孔（20）附近设有喷管安装孔，喷管（25）穿过喷管安装孔且其前端可向切割刀片（5）喷洒循环液循环冷却；折叠式不锈钢片（4）的横截面呈波纹状。

3.如权利要求1所述的全自动岩心智能剖切机，其特征在于：岩心夹持装置包括岩心夹持器（8）、阻挡装置（10）；岩心夹持器（8）末端设有阻挡装置（10）；岩心夹持器（8）包括固定端（81）、移动端（82），固定端与移动端螺钉连接。

4.如权利要求3所述的全自动岩心智能剖切机，其特征在于：主电机（1）的动力输出轴（21）上安装有两个切割刀片（5），主电机（1）的动力输出轴（21）上两切割刀片（5）之间设有可调整两切刀间距的间隔环（26）。

5.如权利要求3所述的全自动岩心智能剖切机，其特征在于：岩心夹持器（8）的左端的下方设计有抽屉式收集槽（13），方便剖切碎屑打扫收集；架体***上抽屉式收集槽（13）的前端设有出渣门（131）。

6.如权利要求5所述的全自动岩心智能剖切机，其特征在于：排风除尘装置包括位于架体左、右两侧的出风口（14）、进风口（15）、抽风机（36），出风口（14）与抽风机（36）由风道（35）相连，风道（35）内设有滤网（37），使得大部分剖切粉尘排出箱体（22）后，收集到滤网（37）下方的粉尘沉淀盒（38）内。

7.如权利要求1所述的全自动岩心智能剖切机，其特征在于：箱体（22）的前端上部设有控制装置，控制装置包括设有触摸控制液晶屏（12）的PLC。

8.如权利要求1所述的全自动岩心智能剖切机，其特征在于：所述横向运动驱动装置包括横向运动驱动电机（29）、横向丝杠（28），横向导轨（3）的滑块与横向丝杠（28）相连，横向丝杠（28）与横向运动驱动电机（29）相连；所述纵向运动驱动装置包括纵向丝杠（30）、纵向运动驱动电机（31），纵向导轨（7）的滑块与纵向丝杠（30）相连，纵向丝杠（30）与纵向运动驱动电机（31）相连。

9.如权利要求1所述的全自动岩心智能剖切机，其特征在于：箱体（22）前侧面上设有推拉门安装方孔，推拉门安装方孔的底端设有推拉轨道，推拉门（17）用橡胶密封；箱体（22）可密封立板（18）的后侧剖切装置，箱体（22）后侧面上设有后门（32），后门（32）加装卡扣，方便拆卸；切刀工作台（2）的两端点各有行程开关（34）；所述架体***包括底板（33），箱体（22）、立板（18）安装在底板（33）上。

10.采用权利1-8任意权利要求全自动岩心智能剖切机剖切岩心的方法，其特征在于包括下列步骤：

步骤1：打开设备推拉门（17），将需要剖切的岩心（9）放置在岩心工作平台（6）上，通过激光源（11）激光定位准确确定岩心（9）的剖切位置并用岩心夹持装置将岩心（9）夹紧固定；

步骤2：关闭推拉门（17），岩心工作平台（6）依靠通过纵向导轨（7）向后移动，移动到切割刀片（5）下方位置时停止，电动升降装置（16）自动升起，将岩心工作平台（6）升到要剖切位置；

步骤3：排风除尘装置与循环液体冷却装置同时自动启动工作，安装在切刀工作台（2）上的主电机（1）带动切割刀片（5）快速旋转，切刀工作台（2）通过横向导轨（3）从左向右移动，实现对岩心的自动剖切；剖切完成后循环液体冷却装置自动停止，主电机（1）带动切割刀片（5）自动停止旋转和工进；

步骤4：岩心工作平台（6）通过电动升降装置（16）自动降落到开始起升位置后，切刀工作台（2）通过横向导轨（3）从右向左移动，回到起始位置；

步骤5：岩心工作平台（6）通过纵向导轨（7）从后向前移动到起始位置；

步骤6：打开推拉门（17），将剖切完的岩心（9）取出；岩心工作平台（6）上若有较多碎屑和灰尘时，可将碎屑和灰尘扫至抽屉式收集槽（13）内并通过出渣门（131）取出，进行及时清理。