CN201826791U - 防碎裂岩芯取样装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及的是防碎裂岩芯取样装置，属于主要应用在岩石力学工程、石油工程等领域中的钻取岩石岩芯的设备，这种防碎裂岩芯取样装置包括底座、立柱、空心主轴、取芯钻头，底座上安装立柱，立柱上安装机箱体、升降钻台，机箱体上安装电机、固定板，机箱体内安装空心主轴，空心主轴上轴向安装取芯钻头，穿过空心主轴在固定板上安装与取芯钻头轴向同心的施压保护装置；升降钻台上安装岩芯夹持给进装置，岩芯夹持给进装置有一个滑轨式夹持器升降底座，滑轨式夹持器升降底座上安装有橡胶内衬的岩芯夹持器。本实用新型有效的解决了避免岩样受取芯钻头的摩擦和振动作用及岩芯固定不稳引起的岩样碎裂的问题。
Description
技术领域
本实用新型属于主要应用在岩石力学工程、石油工程等领域中的钻取岩石岩芯的设备，具体涉及的是防碎裂岩芯取样装置。
背景技术
现有的钻取小岩芯取样设备是由底座、立柱、电动机、带轮、主轴、取芯钻头，给进装置、物体夹持器组成，主轴是能够升降的，这种钻取小岩芯取样设备，在钻取直径为16mm～50mm、长度为3mm～15mm的泥岩等软岩石岩芯时，取芯钻头给进过程中振动幅度大，水净化泥岩等软岩钻屑不科学，同时没有专用的圆形岩样夹持装置致使岩样固定不稳，因此造成岩芯容易碎裂，无法取出完整尺寸的岩样，给后续的研究带来困难。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种防碎裂岩芯取样装置，它用于解决现有的岩芯取样设备在钻取软岩石岩芯时存在的岩芯易碎裂的问题。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：这种防碎裂岩芯取样装置包括底座、立柱、空心主轴、取芯钻头，底座上安装立柱，立柱上安装机箱体、升降钻台，机箱体上安装电机、固定板，机箱体内安装空心主轴，空心主轴上轴向安装取芯钻头，穿过空心主轴在固定板上安装与取芯钻头轴向同心的施压保护装置；升降钻台上安装岩芯夹持给进装置，岩芯夹持给进装置有一个滑轨式夹持器升降底座，滑轨式夹持器升降底座上安装有橡胶内衬的岩芯夹持器。
上述方案中施压保护装置是由一段实心柱体套一轴向同心可滑动的空心管柱，空心管柱内部的实心柱体截面依次轴向安装压力弹簧、圆形橡胶片体，并将圆形橡胶片体与空心管柱边缘固定。
上述方案中岩芯夹持器内有靠近内壁的两片轴向安装的夹紧片体，外部一侧有两条凸出滑轨，外部另一侧是梯形齿面；滑轨式夹持器升降底座右侧安装手动升降调节手柄。
上述方案中在取芯钻头外部安装轴向同心的可伸缩气嘴，气嘴下截面及环内截面设置垂直于截面的气孔。
上述方案中岩芯夹持器是圆形的。
本实用新型具有以下有益效果：
1、本实用新型在取芯钻头及空心主轴中增加了施压保护装置，取样过程中施压保护装置不转动，随着取出的岩样长度的增加施压保护装置施加在岩样上的压力同步增加，明显提高了岩样截面的抗震能力，有效的解决了避免岩样受取芯钻头的摩擦和振动作用而破碎的技术问题。
2、本实用新型撤销了现有岩芯取样装置中取芯钻头主轴的升降功能，设计采用能灵活调整水平位置的专用的岩芯夹持给进装置，解决了岩芯在取样过程中的晃动，解决了因震动及岩芯固定不稳引起的岩样碎裂。
3、本实用新型在取芯钻头外部轴向同心安装可伸缩的气嘴，起到其实清理岩屑、冷却取芯钻头的作用。
附图说明
图1是本实用新型的主视图；
图2是本实用新型的侧视图；
图3是本实用新型的剖面示意图；
图4是本实用新型中气嘴的立体图；
图5是本实用新型中施压保护装置的立体图；
图6是本实用新型中施压保护装置的透视图；
图7是本实用新型中岩芯夹持给进装置的结构示意图；
图8是本实用新型中岩芯夹持给进装置的俯视图；
图9是本实用新型中岩芯夹持器的立体图。
1电机 2电机带轮 3主轴带轮 4空心主轴 5机箱体 6固定板 7立柱 8取芯钻头 9施压保护装置 10底座 11滑轨式夹持器升降底座 12岩芯夹持器 13升降调节手柄 14梯形齿柱形链条 15传动带 16升降钻台17升降调节手柄主轴 18气嘴 19调节杆 20压缩气瓶
具体实施方式
结合附图对本实用新型做进一步说明：
结合图1、图2、图3所示，这种防碎裂岩芯取样装置主要由电机1、电机带轮2、主轴带轮3、空心主轴4、机箱体5、固定板6、立柱7、取芯钻头8、施压保护装置9、底座10、滑轨式夹持器升降底座11、岩芯夹持器12、升降调节手柄13、梯形齿柱形链条14、传动带15，升降钻台16构成。使用螺钉将电机1固定在机箱体5上，将机箱体5安装在立柱7的上部，再将立柱7下部安装在底座10上，在电机1轴向上部安装一个电机带轮2，在机箱体5内部安装空心主轴4，在空心主轴4上部安装一个主轴带轮3，在电机带轮2和主轴带轮3上安装传动带15，在机箱体5内部空心主轴***安装三个带弹簧的调节杆19，三根调节杆19在水平投影面上成120°的圆心角排列，调节杆19可做轴向伸缩，环形气嘴18环绕在取芯钻头外部且轴向同心，并通过螺扣固定在三根调节杆19下部，将压缩气瓶20与气嘴18相连接，使用螺钉将固定板6固定在机箱体5上，再穿过空心主轴4将施压保护装置9旋转固定在固定板6上，将取芯钻头8通过螺扣旋转固定在空心主轴4下部，升降钻台16上安装岩芯夹持给进装置，岩芯夹持给进装置有一个滑轨式夹持器升降底座11，滑轨式夹持器升降底座11即安装在升降钻台16上，滑轨式夹持器升降底座11上安装有橡胶内衬的岩芯夹持器12，岩芯夹持器12安装在取芯钻头8下方。
本实用新型的改进之处：在取芯钻头8***安装了与其轴向同心的环形气嘴18，环形气嘴18可通过调节杆19上下伸缩，环形气嘴18的结构参阅图4所示，环形气嘴18通过压缩气瓶20提供高压气体起到冷却取芯钻头8和及时清理环形钻孔中的岩屑的作用。
本实用新型还在取芯钻头8中加入了施压保护装置9，施压保护装置9穿过空心主轴4使用螺扣旋转固定在固定板6上，如图5、图6所示，施压保护装置9是由一段实心柱体套一轴向同心可滑动的空心管柱，空心管柱内部的实心柱体截面依次轴向安装压力弹簧、圆形橡胶片体，并将圆形橡胶片体与空心管柱边缘固定。施压保护装置9的功能是施压轴向压力提高试样抵抗碎裂的能力。
本实用新型将取芯钻头升降功能取消，同时设计了岩芯夹持给进装置，岩芯夹持给进装置如图7、图8所示，岩芯夹持给进装置包括能灵活调整位置的滑轨式夹持器升降底座11和岩芯夹持器12，参阅图8，梯形齿柱形链条14安装 在滑轨式夹持器升降底座11上，岩芯夹持器12放在夹持器底座11内且岩芯夹持器12的梯形齿与梯形齿柱形链条14的梯形齿相啮合，圆形岩芯夹持器12的凸出滑轨放在滑轨式夹持器升降底座11内凹形滑轨内，升降调节手柄13安装在滑轨式夹持器升降底座11的右侧并且升降调节手柄主轴17上的梯形齿与梯形齿柱形链条14相啮合，岩芯夹持器12内壁贴橡胶层且靠近内壁安装两片轴向夹紧片体，通过螺钉推进夹紧片体夹持岩芯，其效果是钻取试样时大幅度的降低因钻头行程引起的震动，很好的固定岩芯解决取样时岩芯易震动的不足。
图9提供了岩芯夹持器的立体图，如图所示，岩芯夹持器12是圆形的，岩芯夹持器12内有靠近内壁的两片轴向安装的夹紧片体，外部左侧有两条凸出滑轨，外部右侧是梯形齿面。
下面通过使用方法进一步阐述本实用新型防碎裂岩芯取样装置的技术方案实施的动态关系：使用时，在空心主轴4中将施压保护装置9旋转固定在固定板6上，在施压保护装置9外部的空心主轴4上旋转安装取芯钻头8，在合适高度固定升降钻台16，打开压缩气瓶20的开关给气嘴18供气来冷却取芯钻头8和清理钻孔中的岩屑，将岩芯放入岩芯夹持器12中，通过调节螺钉推进夹紧片体夹紧岩芯，通过升降调节手柄13控制岩芯夹持器12上下运动来钻取试样，在取芯钻头8转动取样过程中，施压保护装置9固定不动，施压保护装置9的压力弹簧、圆形橡胶片体在钻取的岩芯试样上方施加轴向压力，随所取试样的增长，施压保护装置9内部的施压弹簧逐步压缩，在试样上部施加的压力逐步增加，有效地减少了取芯钻头震动的剧烈程度，增强了岩芯根部的抗碎裂能力。
Claims (5)
1.一种防碎裂岩芯取样装置，其特征在于：这种防碎裂岩芯取样装置包括底座(10)、立柱(7)、空心主轴(4)、取芯钻头(8)，底座(10)上安装立柱(7)，立柱(7)上安装机箱体(5)、升降钻台(16)，机箱体(5)上安装电机(1)、固定板(6)，机箱体(5)内安装空心主轴(4)，空心主轴(4)上轴向安装取芯钻头(8)，穿过空心主轴(4)在固定板(6)上安装与取芯钻头(8)轴向同心的施压保护装置(9)；升降钻台(16)上安装岩芯夹持给进装置，岩芯夹持给进装置有一个滑轨式夹持器升降底座(11)，滑轨式夹持器升降底座(11)上安装有橡胶内衬的岩芯夹持器(12)。
2.根据权利要求1所述的防碎裂岩芯取样装置，其特征在于：所述的施压保护装置(9)是由一段实心柱体套一轴向同心可滑动的空心管柱，空心管柱内部的实心柱体截面依次轴向安装压力弹簧、圆形橡胶片体，并将圆形橡胶片体与空心管柱边缘固定。
3.根据权利要求1所述的防碎裂岩芯取样装置，其特征在于：所述的岩芯夹持器(12)内有靠近内壁的两片轴向安装的夹紧片体，外部一侧有两条凸出滑轨，外部另一侧是梯形齿面；滑轨式夹持器升降底座(11)右侧安装手动升降调节手柄(13)。
4.根据权利要求1或2或3所述的防碎裂岩芯取样装置，其特征在于：所述的在取芯钻头(8)外部安装轴向同心的可伸缩气嘴(18)，气嘴(18)下截面及环内截面设置垂直于截面的气孔。
5.根据权利要求1所述的防碎裂岩芯取样装置，其特征在于：所述的岩芯夹持器(12)是圆形的。
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