CN115788339B

CN115788339B - 一种岩土工程勘察破碎岩石取芯装置

Info

Publication number: CN115788339B
Application number: CN202310052719.9A
Authority: CN
Inventors: 彭文雨
Original assignee: Beijing Zhonglian Reconnaissance Engineering Technology Co ltd
Current assignee: Beijing Zhonglian Reconnaissance Engineering Technology Co ltd
Priority date: 2023-02-03
Filing date: 2023-02-03
Publication date: 2023-04-25
Anticipated expiration: 2043-02-03
Also published as: CN115788339A

Abstract

本发明公开了一种岩土工程勘察破碎岩石取芯装置，本发明涉及岩石取芯技术领域，包括底架、动力装置、驱动装置、防倾斜装置和取芯设备，所述动力装置和防倾斜装置均设置在底架的顶部，所述驱动装置和取芯设备分别设置在动力装置的两侧，所述驱动装置和取芯设备均与动力装置相固定连接，所述驱动装置包括支撑板，所述支撑板的侧面与动力装置相固定连接，所述支撑板的顶部固定连接有驱动电机，所述驱动电机的顶部固定连接有水箱。该岩土工程勘察破碎岩石取芯装置，达到防止取芯器在下钻的过程中使得整个装置发生前倾的作用，起到在取芯的过程中防止岩石碎屑溅入到装置内部以及撞击到岩芯上的作用。

Description

一种岩土工程勘察破碎岩石取芯装置

技术领域

本发明涉及岩石取芯技术领域，具体为一种岩土工程勘察破碎岩石取芯装置。

背景技术

取芯通过取芯桶完成，传统的取芯桶接在钻杆接近钻头的底端;取芯切割头切割进入地层后，可用取芯桶连续取芯，然后从钻杆里取出。大部分地方都使用电缆取芯桶，因为在取芯过程中不用从井内起出钻杆取岩芯，然后再继续取芯；相反，只需要将取芯桶投入钻杆，自动锁定在取芯位置，到达井底，进行连续取芯。

对于现有的岩石取芯都是利用水来对所取得的岩芯进行降温，并且一次取芯都要使用一次水，因此造成了水资源的浪费；另外取芯装置的大部分结构都设置在总体架构的前面，从而使得后面留存空间过大，因此取芯装置在往下钻孔取芯的时候总体架构就会有前倾的趋势，使得所取出的岩芯形状与预设的形状大不相同，前倾严重的话会造成整个装置的倒塌。

取芯装置在对岩石取芯的过程中不可避免的会产生震动，从而造成碎屑飞溅并撞击到岩芯上，同时碎屑也会溅入到装置内部，从而对装置内部造成磨损或者卡壳等问题。

发明内容

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种岩土工程勘察破碎岩石取芯装置，包括底架、动力装置、驱动装置、防倾斜装置和取芯设备。

所述动力装置和防倾斜装置均设置在底架的顶部，所述驱动装置和取芯设备分别设置在动力装置的两侧，所述驱动装置和取芯设备均与动力装置相固定连接；

所述驱动装置包括支撑板，所述支撑板的侧面与动力装置相固定连接，所述支撑板的顶部固定连接有驱动电机，所述驱动电机的顶部固定连接有水箱，所述水箱的表面与取芯设备相连接；

所述动力装置包括丝杆，所述丝杆的底部固定连接在底架的顶部，所述丝杆的表面滑动连接有滑动架，所述滑动架的表面与支撑板相固定连接，所述滑动架的中心位置螺纹连接有螺纹杆，其中螺纹杆的转动起到对于不同高度的岩石层均能够进行取芯操作的作用，所述螺纹杆的表面套设有顶架，所述顶架的表面固定连接在丝杆的顶部，所述顶架的底部设置有弹绳；

所述防倾斜装置包括套箱，所述套箱的底部固定连接在底架的顶部，所述套箱的侧面设置有施力器，所述施力器的表面套设有推爪，所述推爪的端面固定连接有滑台；

所述套箱的内部设置有重块，所述重块远离推爪的一端设置有复原装置。

优选的，所述取芯设备包括取芯器，所述取芯器的顶部固定连接有转换器，所述转换器的表面固定连接有连台，所述连台的表面与弹绳相固定连接，所述弹绳的表面套设有支座，所述支座的顶部固定连接在顶架的底部。

优选的，所述转换器的顶部分别固定连接有入水管和出水管，所述入水管和出水管远离转换器的一端与水箱相连接。

优选的，所述施力器包括转轴，所述转轴的两端均固定连接在套箱表面所开设的通槽上，所述转轴的表面固定连接有套爪环，所述套爪环的内壁与推爪相滑动连接。

优选的，所述复原装置包括复原板，所述复原板的表面固定连接有弹簧，所述弹簧远离复原板的一端与底架相连接，所述底架的侧面固定连接有套接板，所述复原板套设在套接板的内部，所述底架的表面开设有滑槽，所述滑槽的内部设置有滑块，所述滑块远离底架的一端与滑台相固定连接。

优选的，所述取芯器包括螺纹柱，所述螺纹柱的表面与转换器相固定连接，所述螺纹柱的表面螺纹连接有外壳，所述外壳的内部固定连接有转杆，所述转杆的表面转动连接有夹爪，所述夹爪的表面固定连接有取芯囊。

优选的，所述外壳的底部固定连接有外切刀，所述外壳的内部固定连接有剐边器，所述剐边器的表面固定连接有支架，其中支架起到对剐边器的支撑作用，所述支架远离剐边器的一端固定连接有内切装置。

优选的，所述内切装置包括防撞壳，其中防撞壳起到避免在对岩芯钻取的过程中机器的震动从而造成碎屑飞溅并撞击到岩芯上的作用，所述防撞壳的顶部与支架相固定连接，所述防撞壳的内部设置有囊体，其中囊体起到减少防漏网发生震动的作用，所述防撞壳的表面固定连接有防漏网，其中防漏网起到防止碎屑溅入装置内部的作用，所述防漏网的底部固定连接有内切刀，所述防漏网的内部固定连接有滑动器，所述滑动器远离防漏网的一端与囊体相固定连接。

本发明提供了一种岩土工程勘察破碎岩石取芯装置。具备以下有益效果：

一、该岩土工程勘察破碎岩石取芯装置，通过转动螺纹杆，使得取芯设备能够发生上下的移动，以达到对于不同高度的岩石层均能够进行取芯操作的作用，其中驱动电机的启动，使得取芯设备发生高速旋转，以达到对岩石内部的石芯进行钻取的作用。

二、该岩土工程勘察破碎岩石取芯装置，通过水箱阀门的打开，使得水箱中的水流通过入水管流入到取芯囊内，以达到对刚取完的石芯进行降温处理的作用，随后水流又会通过出水管重新流入到水箱内，以达到对下一个取芯操作水流能够再次降温的作用，减少水的浪费以及水的重新利用。

三、该岩土工程勘察破碎岩石取芯装置，通过推爪推动重块，使得重块以远离动力装置的方向移动，以达到增加底架后半部分的重量以及降低整个装置重心的作用，从而起到防止取芯器在下钻的过程中使得装置发生前倾的作用。

四、该岩土工程勘察破碎岩石取芯装置，通过内切刀对所要取的岩芯进行精细钻切，其中防撞壳起到避免在对岩芯钻取的过程中机器的震动从而造成碎屑飞溅并撞击到岩芯上的作用。而防漏网则起到防止碎屑溅入装置内部的作用。

五、该岩土工程勘察破碎岩石取芯装置，通过有碎屑撞击在防漏网上的时候，固定在防漏网表面上的滑动器就会挤压与之相固定的囊体，其中囊体内部装有非牛顿流体，因此囊体就会***并挤压滑动器，以达到减少防漏网发生震动的作用。

六、该岩土工程勘察破碎岩石取芯装置，通过岩芯穿过防撞壳进入到取芯囊内，在进入取芯囊内部的过程中，剐边器首先会对岩芯的全身进行剐蹭，以达到去除岩芯表面毛刺和碎屑的作用。

七、该岩土工程勘察破碎岩石取芯装置，通过整个岩芯进入到取芯囊内并挤压取芯囊顶部的时候，固定在取芯囊顶部的夹爪就会以转杆为圆心发生转动，以达到对取芯囊的夹取，防止内部岩芯发生掉落的作用。

附图说明

图1为本发明一种岩土工程勘察破碎岩石取芯装置结构示意图；

图2为本发明整体后视结构示意图；

图3为本发明动力装置结构示意图；

图4为本发明防倾斜装置结构示意图；

图5为本发明施力器结构示意图；

图6为本发明复原装置结构示意图；

图7为本发明取芯设备结构示意图；

图8为本发明取芯器结构示意图；

图9为本发明内切装置结构示意图。

图中：1、底架；2、动力装置；3、驱动装置；4、防倾斜装置；5、取芯设备；21、螺纹杆；22、顶架；23、滑动架；24、弹绳；25、丝杆；31、水箱；32、驱动电机；33、支撑板；41、推爪；42、套箱；43、重块；44、复原装置；45、施力器；46、滑台；451、套爪环；452、转轴；441、复原板；442、弹簧；443、套接板；444、滑块；51、转换器；52、连台；53、取芯器；54、入水管；55、出水管；56、支座；531、螺纹柱；532、转杆；533、夹爪；534、取芯囊；535、剐边器；536、支架；537、外壳；538、内切装置；539、外切刀；5381、囊体；5382、防撞壳；5383、滑动器；5384、防漏网；5385、内切刀。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

如图1-图9所示，本发明提供一种技术方案：一种岩土工程勘察破碎岩石取芯装置，包括底架1、动力装置2、驱动装置3、防倾斜装置4和取芯设备5，所述动力装置2和防倾斜装置4均设置在底架1的顶部，所述驱动装置3和取芯设备5分别设置在动力装置2的两侧，所述驱动装置3和取芯设备5均与动力装置2相固定连接；

所述驱动装置3包括支撑板33，所述支撑板33的侧面与动力装置2相固定连接，所述支撑板33的顶部固定连接有驱动电机32，所述驱动电机32的顶部固定连接有水箱31，所述水箱31的表面与取芯设备5相连接；通过转动螺纹杆21，使得取芯设备5能够发生上下的移动，以达到对于不同高度的岩石层均能够进行取芯操作的作用，其中驱动电机32的启动，使得取芯设备5发生高速旋转，以达到对岩石内部的石芯进行钻取的作用。

所述动力装置2包括丝杆25，所述丝杆25的底部固定连接在底架1的顶部，所述丝杆25的表面滑动连接有滑动架23，所述滑动架23的表面与支撑板33相固定连接，所述滑动架23的中心位置螺纹连接有螺纹杆21，所述螺纹杆21的表面套设有顶架22，所述顶架22的表面固定连接在丝杆25的顶部，所述顶架22的底部设置有弹绳24；

所述防倾斜装置4包括套箱42，所述套箱42的底部固定连接在底架1的顶部，所述套箱42的侧面设置有施力器45，所述施力器45的表面套设有推爪41，所述推爪41的端面固定连接有滑台46，所述套箱42的内部设置有重块43，所述重块43远离推爪41的一端设置有复原装置44。

所述取芯设备5包括取芯器53，所述取芯器53的顶部固定连接有转换器51，所述转换器51的表面固定连接有连台52，所述连台52的表面与弹绳24相固定连接，所述弹绳24的表面套设有支座56，所述支座56的顶部固定连接在顶架22的底部，所述转换器51的顶部分别固定连接有入水管54和出水管55，所述入水管54和出水管55远离转换器51的一端与水箱31相连接。通过水箱31阀门的打开，使得水箱31中的水流通过入水管54流入到取芯囊534内，以达到对刚取完的石芯进行降温处理的作用，随后水流又会通过出水管重新流入到水箱内，以达到对下一个取芯操作水流能够再次降温的作用，减少水的浪费以及水的重新利用。

所述施力器45包括转轴452，所述转轴452的两端均固定连接在套箱42表面所开设的通槽上，所述转轴452的表面固定连接有套爪环451，所述套爪环451的内壁与推爪41相滑动连接。

所述复原装置44包括复原板441，所述复原板441的表面固定连接有弹簧442，所述弹簧442远离复原板441的一端与底架1相连接，所述底架1的侧面固定连接有套接板443，所述复原板441套设在套接板443的内部，所述底架1的表面开设有滑槽，所述滑槽的内部设置有滑块444，所述滑块444远离底架1的一端与滑台46相固定连接。通过推爪41推动重块43，使得重块43以远离动力装置2的方向移动，以达到增加底架1后半部分的重量以及降低整个装置重心的作用，从而起到防止取芯器53在下钻的过程中使得装置发生前倾的作用。

所述取芯器53包括螺纹柱531，所述螺纹柱531的表面与转换器51相固定连接，所述螺纹柱531的表面螺纹连接有外壳537，所述外壳537的内部固定连接有转杆532，所述转杆532的表面转动连接有夹爪533，所述夹爪533的表面固定连接有取芯囊534，所述外壳537的底部固定连接有外切刀539，所述外壳537的内部固定连接有剐边器535，所述剐边器535的表面固定连接有支架536，所述支架536远离剐边器535的一端固定连接有内切装置538。通过整个岩芯进入到取芯囊534内并挤压取芯囊534顶部的时候，固定在取芯囊534顶部的夹爪533就会以转杆532为圆心发生转动，以达到对取芯囊534的夹取，防止内部岩芯发生掉落的作用。

所述内切装置538包括防撞壳5382，所述防撞壳5382的顶部与支架536相固定连接，所述防撞壳5382的内部设置有囊体5381，所述防撞壳5382的表面固定连接有防漏网5384，所述防漏网5384的底部固定连接有内切刀5385，所述防漏网5384的内部固定连接有滑动器5383，所述滑动器5383远离防漏网5384的一端与囊体5381相固定连接。通过内切刀5385对所要取的岩芯进行精细钻切，其中防撞壳5382起到避免在对岩芯钻取的过程中机器的震动从而造成碎屑飞溅并撞击到岩芯上的作用。而防漏网5384则起到防止碎屑溅入装置内部的作用。

通过有碎屑撞击在防漏网5384上的时候，固定在防漏网表面上的滑动器5383就会挤压与之相固定的囊体5381，其中囊体5381内部装有非牛顿流体，因此囊体5381就会***并挤压滑动器5383，以达到减少防漏网发生震动的作用。

通过岩芯穿过防撞壳5382进入到取芯囊534内，在进入取芯囊534内部的过程中，剐边器535首先会对岩芯的全身进行剐蹭，以达到去除岩芯表面毛刺和碎屑的作用。

使用时，通过转动螺纹杆21，使得取芯设备5能够发生上下的移动，以达到对于不同高度的岩石层均能够进行取芯操作的作用，其中驱动电机32的启动，使得取芯设备5发生高速旋转，以达到对岩石内部的石芯进行钻取的作用，另外将水箱31的阀门打开，使得水箱31中的水流通过入水管54流入到取芯囊534内，以达到对刚取完的石芯进行降温处理的作用，随后水流又会通过出水管重新流入到水箱内，以达到对下一个取芯操作水流能够再次降温的作用，减少水的浪费，以及水的重新利用。

通过滑动架23在螺纹杆21上的向下移动，使得取芯设备5对岩石进行取芯操作，其中连台52是通过转换器51与取芯器53相连接的，同时连台52又与弹绳24相连接，因此取芯器53的向下移动就会拉扯弹绳24，而弹绳24的另一端是与滑台46相连接的，另外滑台46的侧面又固定连接有滑块444，且滑块444是在底架1侧面所开设槽上滑动的，因此滑台46就会朝着动力装置2的方向移动，在滑台46移动的过程中，固定在滑台46两侧的推爪41就会随之移动，另外推爪41又套在套爪环451内，并且套爪环451通过转轴又能发生转动，因此推爪41不仅随着滑台46发生移动同时还会发生转动，所以推爪41就会推动重块43，使得重块43以远离动力装置2的方向移动，以达到增加底架1后半部分的重量以及降低整个装置重心的作用，从而起到防止取芯器53在下钻的过程中使得装置发生前倾的作用，其中复原板441和弹簧442起到对重块43的位置复原作用。

通过驱动电机32的启动使得取芯器53发生转动，这时固定在外壳537底部的外切刀539先会对岩芯周围的岩石进行粗劣钻切，其中岩芯也包含在内，随后再通过内切刀5385对所要取的岩芯进行精细钻切，其中防撞壳5382起到避免在对岩芯钻取的过程中机器的震动从而造成碎屑飞溅并撞击到岩芯上的作用。而防漏网5384则起到防止碎屑溅入装置内部的作用。

通过岩芯穿过防撞壳5382进入到取芯囊534内，在进入取芯囊534内部的过程中，剐边器535首先会对岩芯的全身进行剐蹭，以达到去除岩芯表面毛刺和碎屑的作用，其中支架536起到对剐边器535的支撑作用，最后当整个岩芯进入到取芯囊534内并挤压取芯囊534顶部的时候，固定在取芯囊534顶部的夹爪533就会以转杆532为圆心发生转动，以达到对取芯囊534的夹取，防止内部岩芯发生掉落的作用。

显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域及相关领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。

Claims

1.一种岩土工程勘察破碎岩石取芯装置，包括底架（1）、动力装置（2）、驱动装置（3）、防倾斜装置（4）和取芯设备（5），其特征在于：所述动力装置（2）和防倾斜装置（4）均设置在底架（1）的顶部，所述驱动装置（3）和取芯设备（5）分别设置在动力装置（2）的两侧，所述驱动装置（3）和取芯设备（5）均与动力装置（2）相固定连接；

所述驱动装置（3）包括支撑板（33），所述支撑板（33）的侧面与动力装置（2）相固定连接，所述支撑板（33）的顶部固定连接有驱动电机（32），所述驱动电机（32）的顶部固定连接有水箱（31），所述水箱（31）的表面与取芯设备（5）相连接；

所述动力装置（2）包括丝杆（25），所述丝杆（25）的底部固定连接在底架（1）的顶部，所述丝杆（25）的表面滑动连接有滑动架（23），所述滑动架（23）的表面与支撑板（33）相固定连接，所述滑动架（23）的中心位置螺纹连接有螺纹杆（21），所述螺纹杆（21）的表面套设有顶架（22），所述顶架（22）的表面固定连接在丝杆（25）的顶部，所述顶架（22）的底部设置有弹绳（24）；

所述防倾斜装置（4）包括套箱（42），所述套箱（42）的底部固定连接在底架（1）的顶部，所述套箱（42）的侧面设置有施力器（45），所述施力器（45）的表面套设有推爪（41），所述推爪（41）的端面固定连接有滑台（46）；

所述套箱（42）的内部设置有重块（43），所述重块（43）远离推爪（41）的一端设置有复原装置（44）；

施力器（45）包括转轴（452），所述转轴（452）的两端均固定连接在套箱（42）表面所开设的通槽上，所述转轴（452）的表面固定连接有套爪环（451），所述套爪环（451）的内壁与推爪（41）相滑动连接；

所述复原装置（44）包括复原板（441），所述复原板（441）的表面固定连接有弹簧（442），所述弹簧（442）远离复原板（441）的一端与底架（1）相连接，所述底架（1）的侧面固定连接有套接板（443），所述复原板（441）套设在套接板（443）的内部，所述底架（1）的表面开设有滑槽，所述滑槽的内部设置有滑块（444），所述滑块（444）远离底架（1）的一端与滑台（46）相固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种岩土工程勘察破碎岩石取芯装置，其特征在于：所述取芯设备（5）包括取芯器（53），所述取芯器（53）的顶部固定连接有转换器（51），所述转换器（51）的表面固定连接有连台（52），所述连台（52）的表面与弹绳（24）相固定连接，所述弹绳（24）的表面套设有支座（56），所述支座（56）的顶部固定连接在顶架（22）的底部。

3.根据权利要求2所述的一种岩土工程勘察破碎岩石取芯装置，其特征在于：所述转换器（51）的顶部分别固定连接有入水管（54）和出水管（55），所述入水管（54）和出水管（55）远离转换器（51）的一端与水箱（31）相连接。

4.根据权利要求2所述的一种岩土工程勘察破碎岩石取芯装置，其特征在于：所述取芯器（53）包括螺纹柱（531），所述螺纹柱（531）的表面与转换器（51）相固定连接，所述螺纹柱（531）的表面螺纹连接有外壳（537），所述外壳（537）的内部固定连接有转杆（532），所述转杆（532）的表面转动连接有夹爪（533），所述夹爪（533）的表面固定连接有取芯囊（534）。

5.根据权利要求4所述的一种岩土工程勘察破碎岩石取芯装置，其特征在于：所述外壳（537）的底部固定连接有外切刀（539），所述外壳（537）的内部固定连接有剐边器（535），所述剐边器（535）的表面固定连接有支架（536），所述支架（536）远离剐边器（535）的一端固定连接有内切装置（538）。

6.根据权利要求5所述的一种岩土工程勘察破碎岩石取芯装置，其特征在于：所述内切装置（538）包括防撞壳（5382），所述防撞壳（5382）的顶部与支架（536）相固定连接，所述防撞壳（5382）的内部设置有囊体（5381），所述防撞壳（5382）的表面固定连接有防漏网（5384），所述防漏网（5384）的底部固定连接有内切刀（5385），所述防漏网（5384）的内部固定连接有滑动器（5383），所述滑动器（5383）远离防漏网（5384）的一端与囊体（5381）相固定连接。