CN114458202A - 一种用于深部原位保真取芯率定平台的岩芯舱卡箍 - Google Patents

一种用于深部原位保真取芯率定平台的岩芯舱卡箍 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于深部原位保真取芯率定平台的岩芯舱卡箍，其包括设置在岩芯舱两侧的两块卡箍，两块卡箍均为半圆形块，且两块卡箍抱合在岩芯舱的外壁上，卡箍的内表面上设置有与岩芯舱外壁轮廓贴合的卡槽；卡箍的背面设置有拱形的连接块，连接块上设置有驱动卡箍进行抱合移动的驱动机构，驱动机构安装在安装板上，安装板通过安装支架安装在岩芯舱两侧的支撑架上，两块卡箍之间通过移动稳定机构连接。本发明用于对岩芯舱进行对中固定，在进行深部原位取芯模拟过程时，两个卡箍对岩芯舱上端和其连接舱体进行支撑、连接和固定，确保钻杆进入的部位的稳定性，并且在钻杆和岩芯舱装配的过程中，确保钻杆能精确的对中，提高岩芯舱的刚度，确保岩芯舱装配安全稳定。

Description

一种用于深部原位保真取芯率定平台的岩芯舱卡箍
技术领域
本发明涉及能源钻井技术领域，具体涉及一种用于深部原位保真取芯率定平台的岩芯舱卡箍。
背景技术
与欧美国家资源普遍埋深小于2000m不同，我国70％以上的资源埋深超过2000m且浅部资源已经枯竭，并以每年超过10m的速度向深部延伸。油气资源开采深度已经达到8418m，我国石油对外依存度高达67％，已远超国际公认的能源安全警戒线。因此，向深部探索能源资源已是我国当前最紧迫的现实问题，也是我国重大战略科技问题，更是我国重大的能源安全问题。
向地球深部进军，需要从3个层次逐步开展研究(深地钻探、深地工程科学规律、深地资源开发利用)，其中最关键的是深部工程科学规律研究。而深地原位环境非常复杂。在整套深部原位取芯***应用于现场科学钻探前，需要事先在室内开展实验模拟，以有效验证设备的可行性和和进行相关参数的校准，需要搭建一个完整的试验仿真平台。在搭建试样仿真平台时，需要通过岩芯舱模拟地下环境，钻杆从岩芯舱进入，模拟地下原位钻取过程。但是，试验过程中岩芯舱与其连接舱体的强度和装配精度是试验结果的有力保障，需要为岩芯舱设置专门的固定机构。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种强度高的用于深部原位保真取芯率定平台的岩芯舱卡箍。
为达到上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：
提供一种用于深部原位保真取芯率定平台的岩芯舱卡箍，其包括设置在岩芯舱两侧的两块卡箍，两块卡箍均为半圆形块，且两块卡箍抱合在岩芯舱的外壁上，卡箍的内表面上设置有与岩芯舱外壁轮廓贴合的卡槽；卡箍的背面设置有拱形的连接块，连接块上设置有驱动卡箍进行抱合移动的驱动机构，驱动机构安装在安装板上，安装板通过安装支架安装在岩芯舱两侧的支撑架上，两块卡箍之间通过移动稳定机构连接。
进一步地，驱动机构包括与卡箍垂直的丝杆，丝杆的一端通过轴承与连接块连接；丝杆穿过安装板，安装板上设置有与丝杆螺纹连接的螺母；丝杆的另一端与步进电机的转轴传动连接，步进电机安装在电机安装板上。
进一步地，连接板与电机安装板之间设置有若干防转杆，若干防转杆均匀分布在丝杆周围，且防转杆与丝杆平行，防转杆贯穿安装板，且安装板上设置有第一石墨铜套，防转杆滑动设置在第一石墨铜套内。
进一步地，卡箍的一侧设置有动导向杆，动导向杆的一端与卡箍固定连接，动导向杆的另一端穿过安装板上设置的第二石墨铜套，且动导向杆与第二石墨铜套滑动连接。
进一步地，移动稳定机构包括静导向杆，静导向杆的两端固定在岩芯舱两侧的安装板上，两块卡箍均活动设置在静导向杆上，卡箍一侧的两个角上设置有导向套，导向套与静导向杆滑动连接。
进一步地，安装板与安装支架活动设置，安装板上开设有竖向的条形孔，每个条形孔内均设置有压紧销，压紧销固定在安装支架上，安装板上设置有活动耳，安装支架上设置有活动支撑块，活动支撑块的上端竖直的螺柱，螺柱穿过活动耳上设置的通孔，螺柱的上端和下端均设置有调整螺母，两端调整螺母与活动耳之间设置有弹簧，弹簧套在螺柱上。
本发明的有益效果为：本发明用于对岩芯舱进行对中固定，在进行深部原位取芯模拟过程时，两个卡箍对岩芯舱的上端及其连接舱体进行支撑、连接和固定，确保钻杆进入的部位的稳定性，并且在钻杆和岩芯舱装配的过程中，确保钻杆能精确的对中，提高岩芯舱的刚度，确保岩芯舱装配安全稳定。通过伺服电机驱动丝杆转动，进而驱动两块卡箍相向移动，实现对岩芯舱的固定，并且静导向杆和动导向杆确保了卡箍移动时的稳定性和强度，确保横向位移和纵向位移的精度。
附图说明
图1为用于深部原位保真取芯率定平台的岩芯舱卡箍的安装结构图。
图2为卡箍背面的结构图。
图3为卡箍正面的结构图。
其中，1、支撑架，2、伺服电机，3、动导向杆，4、卡箍，5、防转杆，6、丝杆，7、连接板，8、静导向杆，9、安装支架，10、活动支撑块，11、弹簧，12、安装板，13、条形孔，14、活动耳，15、螺柱。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
如图1至图3所示，本方案的用于深部原位保真取芯率定平台的岩芯舱卡箍包括设置在岩芯舱两侧的两块卡箍4，两块卡箍4均为半圆形块，且两块卡箍4抱合在岩芯舱的外壁上，卡箍4的内表面上设置有与岩芯舱外壁轮廓贴合的卡槽；卡箍4的背面设置有拱形的连接块，连接块上设置有驱动卡箍4进行抱合移动的驱动机构，避免驱动机构直接与卡箍4接触，使其变形。驱动机构安装在安装板12上，安装板12通过安装支架9安装在岩芯舱两侧的支撑架1上，两块卡箍4之间通过移动稳定机构连接。
本发明用于对岩芯舱进行对中固定，在进行深部原位取芯模拟过程时，两个卡箍4对岩芯舱的上端及其连接舱体进行支撑、连接和固定，确保钻杆进入的部位的稳定性，并且在钻杆和岩芯舱装配的过程中，确保钻杆能精确的对中，提高岩芯舱的刚度，确保岩芯舱装配安全稳定。通过伺服电机2驱动丝杆6转动，进而驱动两块卡箍4相向移动，实现对岩芯舱的固定，并且静导向杆8和动导向杆3确保了卡箍4移动时的稳定性和强度，确保横向位移和纵向位移的精度。
本方案的驱动机构包括与卡箍4垂直的丝杆6，丝杆6的一端通过轴承与连接块连接；丝杆6穿过安装板12，安装板12上设置有与丝杆6螺纹连接的螺母；丝杆6的另一端与步进电机的转轴传动连接，步进电机安装在电机安装板12上。螺母进行固定，通过伺服电机2的转动，进而驱动丝杆6沿着螺母进行移动，使得卡箍4进行抱合动作，移动稳定，并能确保足够的抱合强度。
本方案的连接板7与电机安装板12之间设置有若干防转杆5，本实施例采用三根，三根防转杆5均匀分布在丝杆6周围，且防转杆5与丝杆6平行，防转杆5贯穿安装板12，且安装板12上设置有第一石墨铜套，防转杆5滑动设置在第一石墨铜套内。在丝杆6移动的过程中，防转杆5进一步确保伺服电机2移动的稳定性，并且滑动效果良好。
卡箍4的一侧设置有动导向杆3，动导向杆3的一端与卡箍4固定连接，动导向杆3的另一端穿过安装板12上设置的第二石墨铜套，且动导向杆3与第二石墨铜套滑动连接。卡箍4在移动的过程中，动导向杆3也顺着移动，确保卡箍4移动的稳定性。
移动稳定机构包括静导向杆8，静导向杆8的两端固定在岩芯舱两侧的安装板12上，两块卡箍4均活动设置在静导向杆8上，卡箍4一侧的两个角上设置有导向套，导向套与静导向杆8滑动连接。两块卡箍4进行移动时，通过同一根静导向杆8进行导向，沿着同一根静导向杆8移动，确保两块卡箍4的同步性，减少误差。
安装板12与安装支架9活动设置，安装板12上开设有竖向的条形孔13，每个条形孔13内均设置有压紧销，压紧销固定在安装支架9上，安装板12上设置有活动耳14，安装支架9上设置有活动支撑块10，活动支撑块10的上端竖直的螺柱15，螺柱15穿过活动耳14上设置的通孔，螺柱15的上端和下端均设置有调整螺母，两端调整螺母与活动耳14之间设置有弹簧11，弹簧11套在螺柱15上。安装板12的竖向误差可通过压紧销进行调整，螺柱15两端的弹簧11提供了振动的回弹力，能有效抵抗高强度工作带来的振动，并且弹簧11的弹力可通过调整螺母进行调整。

Claims (6)

1.一种用于深部原位保真取芯率定平台的岩芯舱卡箍，其特征在于，包括设置在岩芯舱两侧的两块卡箍，两块所述卡箍均为半圆形块，且两块卡箍抱合在岩芯舱的外壁上，所述卡箍的内表面上设置有与岩芯舱外壁轮廓贴合的卡槽；所述卡箍的背面设置有拱形的连接块，所述连接块上设置有驱动卡箍进行抱合移动的驱动机构，所述驱动机构安装在安装板上，所述安装板通过安装支架安装在岩芯舱两侧的支撑架上，两块所述卡箍之间通过移动稳定机构连接。
2.根据权利要求1所述的用于深部原位保真取芯率定平台的岩芯舱卡箍，其特征在于，所述驱动机构包括与卡箍垂直的丝杆，所述丝杆的一端通过轴承与连接块连接；所述丝杆穿过安装板，所述安装板上设置有与丝杆螺纹连接的螺母；所述丝杆的另一端与步进电机的转轴传动连接，所述步进电机安装在电机安装板上。
3.根据权利要求2所述的用于深部原位保真取芯率定平台的岩芯舱卡箍，其特征在于，所述连接板与电机安装板之间设置有若干防转杆，若干所述防转杆均匀分布在丝杆周围，且防转杆与丝杆平行，所述防转杆贯穿安装板，且安装板上设置有第一石墨铜套，所述防转杆滑动设置在第一石墨铜套内。
4.根据权利要求3所述的用于深部原位保真取芯率定平台的岩芯舱卡箍，其特征在于，所述卡箍的一侧设置有动导向杆，所述动导向杆的一端与卡箍固定连接，所述动导向杆的另一端穿过安装板上设置的第二石墨铜套，且动导向杆与第二石墨铜套滑动连接。
5.根据权利要求1所述的用于深部原位保真取芯率定平台的岩芯舱卡箍，其特征在于，所述移动稳定机构包括静导向杆，所述静导向杆的两端固定在岩芯舱两侧的安装板上，两块所述卡箍均活动设置在静导向杆上，所述卡箍一侧的两个角上设置有导向套，所述导向套与静导向杆滑动连接。
6.根据权利要求1所述的用于深部原位保真取芯率定平台的岩芯舱卡箍，其特征在于，所述安装板与安装支架活动设置，所述安装板上开设有竖向的条形孔，每个所述条形孔内均设置有压紧销，所述压紧销固定在安装支架上，所述安装板上设置有活动耳，所述安装支架上设置有活动支撑块，所述活动支撑块的上端竖直的螺柱，所述螺柱穿过活动耳上设置的通孔，所述螺柱的上端和下端均设置有调整螺母，两端所述调整螺母与活动耳之间设置有弹簧，所述弹簧套在螺柱上。
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